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1、
2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)方案 45分鐘單元能力訓(xùn)練卷(五)
一、單項(xiàng)選擇題(每小題6分,共18分)
1.如圖D5-1所示,固定的傾斜光滑桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán),圓環(huán)與豎直放置的輕質(zhì)彈簧一端相連,彈簧的另一端固定在地面上的A點(diǎn),彈簧處于原長(zhǎng)h,讓圓環(huán)沿桿滑下,滑到桿的底端時(shí)速度為零,則在圓環(huán)下滑過(guò)程中( )
圖D5-1
A.圓環(huán)機(jī)械能守恒
B.彈簧的彈性勢(shì)能先增大后減小
C.彈簧的彈性勢(shì)能變化了mgh
D.彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)圓環(huán)動(dòng)能最大
2.如圖D5-2所示,一根跨過(guò)輕質(zhì)定滑輪的不可伸長(zhǎng)的輕繩兩端各系一個(gè)物體A和B,不計(jì)摩擦.現(xiàn)將物體由靜止釋放,B物體下落H
2、高度時(shí)的速度為v,若在A的下方掛一個(gè)與A相同的物體,由靜止釋放,B向上運(yùn)動(dòng)距離為H時(shí)的速度大小仍為v,則A與B的質(zhì)量之比為( )
A.1∶2 B.2∶3
C.∶2 D.∶3
圖D5-2
圖D5-3
3.如圖D5-3所示,豎直放置的輕彈簧上端與質(zhì)量為3 kg的物塊B相連接,另一個(gè)質(zhì)量為1 kg的物塊A放在B上.先向下壓A,然后釋放,A、B共同向上運(yùn)動(dòng)一段后將分離,分離后A又上升了0.2 m到達(dá)最高點(diǎn),此時(shí)B的速度方向向下,且彈簧恰好為原長(zhǎng).從A、B分離到A上升到最高點(diǎn)的過(guò)程中,彈簧彈力對(duì)B做的功及彈簧回到原長(zhǎng)時(shí)B的速度大小分別是(g=10 m/s
3、2)( )
A.12 J 2 m/s B.0 2 m/s
C.0 0 D.4 J 2 m/s
二、雙項(xiàng)選擇題(每小題6分,共24分)
4.蹦床運(yùn)動(dòng)員與床墊接觸的過(guò)程如圖D5-4所示,可簡(jiǎn)化為下述模型:運(yùn)動(dòng)員從高處落到處于自然狀態(tài)的床墊(A位置)上,隨床墊一同向下做變速運(yùn)動(dòng)到達(dá)最低點(diǎn)(B位置),有關(guān)運(yùn)動(dòng)員從A運(yùn)動(dòng)至B的過(guò)程,下列說(shuō)法正確的是( )
A.運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能守恒
B.運(yùn)動(dòng)員的速度一直減小
C.合力對(duì)運(yùn)動(dòng)員做負(fù)功
D.運(yùn)動(dòng)員先失重后超重
圖D5-4
圖D5-5
5.如圖D5-5所示,質(zhì)量相同的兩個(gè)物體A、B處于同一高度,A沿固定在地面上的光滑斜面
4、下滑,B自由下落,最后到達(dá)同一水平面,則( )
A.重力對(duì)兩個(gè)物體做的功相同
B.重力的平均功率相同
C.到達(dá)底端時(shí)重力的瞬時(shí)功率PA
5、質(zhì)彈簧相連,用手拿著A,使彈簧豎直,A、B間距離L=0.2 m,B剛剛與曲面接觸且距水平面的高度h=0.1 m.此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能Ep=1 J,自由釋放后兩球以及彈簧從靜止開(kāi)始下滑到光滑地面上,以后一直沿光滑地面運(yùn)動(dòng),不計(jì)一切碰撞時(shí)機(jī)械能的損失,g取10 m/s2.則下列說(shuō)法中正確的是( )
圖D5-7
A.下滑的整個(gè)過(guò)程中彈簧和A球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
B.下滑的整個(gè)過(guò)程中兩球及彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
C.B球剛到地面時(shí),速度是 m/s
D.當(dāng)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),以地面為參考平面,兩球在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械能為6 J
三、實(shí)驗(yàn)題(16分)
8.在用圖D5-8裝置進(jìn)行“
6、探究恒力做功與滑塊動(dòng)能變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟:
圖D5-8
①用墊塊將長(zhǎng)木板固定有定滑輪的一端墊起,在質(zhì)量為M的滑塊上系上細(xì)繩,細(xì)繩的另一端通過(guò)有光滑轉(zhuǎn)軸的定滑輪掛上鉤碼,細(xì)繩與木板平行;
②反復(fù)移動(dòng)墊塊的位置,調(diào)整長(zhǎng)木板的傾角θ,直至輕推滑塊后,滑塊沿長(zhǎng)木板向下做勻速直線運(yùn)動(dòng);
③取下細(xì)繩和鉤碼,同時(shí)記錄鉤碼的質(zhì)量m;
④保持長(zhǎng)木板的傾角不變;啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,讓滑塊沿長(zhǎng)木板向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),到達(dá)底端時(shí)關(guān)閉電源;
⑤取下紙帶進(jìn)行分析,計(jì)算恒力做的功與滑塊動(dòng)能的變化,探尋它們間的關(guān)系.
回答下列問(wèn)題:(重力加速度為g,結(jié)果用已知和測(cè)量的物理量字母表示)
7、
(1)實(shí)驗(yàn)中,滑塊在勻加速下滑過(guò)程中所受的合力大小是用________替代的,其大小為F=____________;
(2)實(shí)驗(yàn)中得到的紙帶如圖D5-9所示,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為f,在紙帶上從某一點(diǎn)O開(kāi)始每隔一個(gè)點(diǎn)選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),分別標(biāo)有O、A、B、C、D、E、F、G,測(cè)得相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示:
圖D5-9
①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下A點(diǎn)時(shí)滑塊的速度vA=________;
②選取紙帶上A、F兩點(diǎn)進(jìn)行研究,則從A到F,滑塊動(dòng)能的增加量ΔEk=________;合力F做的功WF=__________。若在誤差允許范圍內(nèi)ΔEk=WF,則可初步確定恒力做的功等于滑塊動(dòng)能的變化.
8、四、計(jì)算題(42分)
9.(20分)如圖D5-10所示,足夠長(zhǎng)的傾角為θ的粗糙斜面上,有一質(zhì)量為m的滑塊距擋板P為L(zhǎng),以初速度v0沿斜面下滑,并與擋板發(fā)生碰撞,滑塊與斜面動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,μ
9、 kg可視為質(zhì)點(diǎn)的小物體,從D點(diǎn)的正上方E點(diǎn)處自由下落,D、E距離h=1.6 m,物體與斜面AB之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5.取sin37°=0.6,cos37°=0.8, g=10 m/s2.求:
(1)物體第一次通過(guò)C點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)物體的支持力N的大??;
(2)要使物體不從斜面頂端飛出,斜面的長(zhǎng)度LAB至少要多長(zhǎng);
(3)若斜面已經(jīng)滿足(2)要求,物體從E點(diǎn)開(kāi)始下落,直至最后在光滑圓弧軌道周期性運(yùn)動(dòng),在此過(guò)程中系統(tǒng)因摩擦所產(chǎn)生的熱量Q的大小.
圖D5-11
45分鐘單元能力訓(xùn)練卷(五)
1.C [解析] 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,彈簧和圓環(huán)組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,因彈簧彈力對(duì)圓環(huán)做功,
10、故圓環(huán)的機(jī)械能不守恒;對(duì)彈簧和圓環(huán)系統(tǒng),根據(jù)機(jī)械能守恒定律知,當(dāng)圓環(huán)滑到桿底端時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能增大量等于圓環(huán)重力勢(shì)能的減小量mgh,又因彈簧先被壓縮后被拉伸,所以彈簧的彈性勢(shì)能先增大后減小再增大;圓環(huán)到達(dá)桿底端時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最大,此時(shí)圓環(huán)動(dòng)能為零.
2.C [解析] 對(duì)兩個(gè)過(guò)程分別應(yīng)用機(jī)械能守恒定律得:mBgH-mAgH=(mA+mB)v2,2mAgH-mBgH=(2mA+mB)v2,聯(lián)立解得=,選項(xiàng)C正確.
3.B [解析] 當(dāng)兩個(gè)物塊共同向上運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧彈力減小,彈簧彈力恰好為零時(shí),兩個(gè)物塊的共同加速度為重力加速度,此時(shí)兩個(gè)物塊恰好分離,A物塊做豎直上拋運(yùn)動(dòng),由豎直上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可求
11、得A、B分離時(shí)的初速度v==2 m/s,當(dāng)B回到彈簧原長(zhǎng)位置時(shí),彈簧彈力又恰好為零,彈簧在此過(guò)程中做功為零,B的動(dòng)能與分離時(shí)的動(dòng)能相同,速度仍為2 m/s,B正確.
4.CD [解析] 由能量守恒定律可知,運(yùn)動(dòng)員減小的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為床墊的彈性勢(shì)能,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;當(dāng)F彈=mg時(shí),a=0,在此之前,F(xiàn)彈<mg,加速度方向向下(失重),物體做加速運(yùn)動(dòng);在此之后,F(xiàn)彈>mg,加速度方向向上(超重),物體做減速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確;從A位置到B位置,由動(dòng)能定理得,W合=-Ek0,選項(xiàng)C正確.
5.AC [解析] 兩個(gè)物體質(zhì)量相同、下落高度相同,故重力對(duì)兩個(gè)物體做的功相同,A正確;下落的時(shí)間不相
12、同,故重力的平均功率不相同,B錯(cuò)誤;對(duì)于物體A、B,只有重力做功,機(jī)械能守恒,可知兩個(gè)物體到達(dá)底端時(shí)動(dòng)能相同,即速度大小相等、方向不同,D錯(cuò)誤;由瞬時(shí)功率的計(jì)算式可得PA=mgvcos θ,PB=mgv,因此,到達(dá)底端時(shí)重力的瞬時(shí)功率PA
13、則E=E0-fs=E0-f·at2,E-t圖象是開(kāi)口向下的拋物線的一部分,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
7.BD [解析] A、B及彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確;B在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,除重力外彈簧對(duì)其做功,所以B的機(jī)械能不守恒,因此根據(jù)機(jī)械能守恒定律mBgh=mBv2解得的v==2 m/s是錯(cuò)誤的,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒,到達(dá)地面時(shí)的機(jī)械能與剛釋放時(shí)的機(jī)械能相等,又彈簧處于原長(zhǎng),則E=Ek=mAg(L+h)+mBgh+Ep=6 J,選項(xiàng)D正確.
8.(1)mg (2)①?、赱(x6+x7)2-(x1+x2)2] mg(x2+x3+x4+x5+x6)
[解析] (1)滑塊勻速下滑時(shí),
14、有Mgsinα=mg+f,滑塊勻速下滑時(shí),滑塊所受合力F=Mg sinα-f=mg.
(2)vA==;vF=,從A到F動(dòng)能的增加量ΔEk=Mv-Mv=[(x6+x7)2-(x1+x2)2],合力F做的功WF=mg(x2+x3+x4+x5+x6).
9.(1) (2)
[解析] (1)設(shè)滑塊第一次與擋板碰撞后上升離開(kāi)擋板P的最大距離為x.對(duì)滑塊應(yīng)用動(dòng)能定理有
mg(L-x)sinθ-μmgcosθ(L+x)=0-mv
解得x=.
(2)最終滑塊必??吭趽醢逄?,設(shè)滑塊在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)的路程為s.根據(jù)能量守恒定律得
mgLsinθ+mv=μmgscosθ
解得s=.
10.
15、(1)12.4 N (2)2.4 m (3)4.8 J
[解析] (1)物體從E到C,由機(jī)械能守恒定律得:
mg(h+R)=mv
在C點(diǎn),由牛頓第二定律得:
N-mg=
聯(lián)立解得N=12.4 N.
(2)從E→D→C→B→A過(guò)程,由動(dòng)能定理得
WG-Wf=0
其中WG=mg[(h+Rcos37°)-LABsin37°]
Wf=μmgLABcos37°
聯(lián)立解得LAB=2.4 m.
(3)因?yàn)閙gsin37°>μmgcos37°,所以物體不會(huì)停在斜面上,物體最后以C為中心,B為一側(cè)最高點(diǎn)沿圓弧軌道做往返運(yùn)動(dòng).
從E點(diǎn)開(kāi)始直至穩(wěn)定,系統(tǒng)因摩擦所產(chǎn)生的熱量
Q=ΔEp
ΔEp=mg(h+Rcos37°)
聯(lián)立解得Q=4.8 J.