【走向高考】2017年高考物理人教版一轮复习第5章-第4讲.doc

1、第五章 第 4 讲一、选择题(16 题为单选题， 710 题为多选题)1(2015唐山模拟)轻质弹簧右端固定在墙上，左端与一质量 m0.5kg 的物块相连，如图甲所示。弹簧处于原长状态，物块静止且与水平面间的动摩擦因数 0.2。以物块所在处为原点，水平向右为正方向建立 x 轴。现对物块施加水平向右的外力 F，F 随 x 轴坐标变化的情况如图乙所示。物块运动至 x0.4m 处时速度为零。则此时弹簧的弹性势能为(g 取 10m/s2) ( )导 学 号 05800661A3.1J B3.5JC1.8J D2.0J答案：A解析：物块与水平面间的摩擦力为 fmg1N。现对物块施加水平向右的外力 F，由

2、Fx 图 象面积 表示功可知 F 做功 W3.5J，克服摩擦力做功 Wffx0.4J。由功能关系可知，WW fE p，此 时弹簧的弹性 势能为 Ep3.1J， 选项 A 正确。2(2016江西省师大附中月考) 某同学用如图所示的装置测量一个凹形木块的质量 m，弹簧的左端固定，木块在水平面上紧靠弹簧(不连接) 将其压缩，记下木块右端位置 A 点，释放后，木块右端恰能运动到 B1 点。在木块槽中加入一个质量 m0800g 的砝码，再将木块左端紧靠弹簧，木块右端位置仍然在 A 点，释放后木块离开弹簧，右端恰能运动到 B2 点，测得 AB1、AB 2 长分别为 27.0cm 和 9.0cm，则木块的质

3、量 m 为 ( )导 学 号 05800662A100g B200gC300g D400g答案：D解析：砝码质量 m0800g 0.8kg；根据能量的转化与守恒有：mg AB1E P(m0m)gAB 2E P联立得：m0.4kg400g3(2014广东)如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中和为楔块，和为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦，在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中( )导 学 号 05800663A缓冲器的机械能守恒B摩擦力做功消耗机械能C垫板的动能全部转化为内能D弹簧的弹性势能全部转化为动能答案：B解析：本题主要考查功能关系和能量守恒，要明确不同力做功涉及不同能的 变化及机

4、械能守恒的条件，在撞击缓冲 过程中，摩擦力和 弹力做负功，机械能转化为内能，动能转化为弹力势能和内能，机械能不守恒，B 正确， ACD 不正确，利用能量守恒解题时，要分析几个力做功，从而分析出几种形式能的转化，另外 还要分析动 能的转化。4. (2015江西临川二中月考)如图所示，A、B、C 三个一样的滑块从粗糙斜面上的同一高度同时开始运动，A 由静止释放，B 的初速度方向沿斜面向下，大小为 v0，C 的初速度方向沿斜面水平，大小也为 v0。下列说法中正确的是 ( )导 学 号 05800664AA 和 C 将同时滑到斜面底端B滑到斜面底端时，B 的机械能减少最多C滑到斜面底端时，B 的动能最

5、大D滑到斜面底端时，C 的重力势能减少最多答案：C解析：将滑块 C 的运动沿水平方向和沿斜面向下方向正交分解，A、C 两个滑块所受的滑动摩擦力大小相等，A 所受滑 动摩擦力沿斜面向上， C 沿斜面向上的力是滑动摩擦力的分力，根据牛顿第二定律知，沿斜面方向 C 的加速度大于 A 的加速度，又沿斜面向下 A、C 都做初速度为零的加速运动，由运 动规律知 C 先到达斜面底端，故 A 错误；三个滑块所受的滑动摩擦力大小相等，滑动摩擦力做功与路程有关，C 运动的路程最大，C 克服摩擦力做功最大，机械能减小量等于克服阻力做的功，故滑块 C 机械能减小的最多，故 B 错误；重力做功相同，摩擦力对 A、B 做

6、功相同， C 克服摩擦力做功最多，而 B 有初速度，根据动能定理可知，滑到斜面底端时，B 滑块的动 能最大，故 C 正确；三个滑块下降的高度相同，重力势能减小相同，故 D 错误。5(2016安徽皖江名校模拟) 一质量为 M1.0kg 的小物块随足够长的水平传送带一起运动，被一水平向左飞来的子弹击中并从物块中穿过(不计子弹穿过物块的时间) ，如图甲所示。地面观察者记录了物块被击中后的速度随时间变化的关系如图乙所示，已知传送带的速度保持不变，g 取 10m/s2。在这一个过程中下列判断正确的是 ( )导 学 号 05800665A传送带速度大小 2m/s，方向向左B物块与传送带间的动摩擦因数为 0

7、.2C传送带对物块做的功为 6JD物块与传送带之间由于摩擦而产生的内能为 4J答案：A解析：从 vt 图象看出，物块被击穿后，先向左减速到 v2.0m/s，以后随传送带一起做匀速运动，所以传送带的速度方向向左，其速度 2.0m/s，故 A 正确；由 vt 图象可得，物块在滑动摩擦力的作用下做匀变速运动的加速度为 a m/s2，由牛 顿第二定律得，滑动摩擦23力 Ff MgMa，物块与传送 带间的动摩擦因数 0.067 ，故 B 错误；传送带对物块做的功由动能定理可得：W Mv2 Mv ，代入数据得： W6J，故 C 错误；由 vt 图象可得，物12 12 20块相对传送带发生的位移为 s3m

8、，所以物 块与传送带之 间由于摩擦而产生的内能为Qfs Mgs 2J，故 D 错误 。6(2014山东高考)2013 年我国相继完成 “神十”与“天宫”对接、 “嫦娥”携“玉兔”落月两大航天工程。某航天爱好者提出“玉兔”回家的设想：如图，将携带“玉兔”的返回系统由月球表面发射到 h 高度的轨道上，与在该轨道绕月球做圆周运动的飞船对接，然后由飞船送“玉兔”返回地球。设“玉兔”质量为 m，月球半径为 R，月面的重力加速度为 g 月 。以月面为零势能面， “玉兔”在 h 高度的引力势能可表示为 EP ，其中 G 为引力常量，M 为月球质量。若忽略月球的自转，GMmhRR h从开始发射到对接完成需要对

9、“玉兔”做的功为 ( )导 学 号 05800666A (h 2R) B (h R)mg月 RR h mg月 RR h 2C (h R) D (h R)mg月 RR h 22 mg月 RR h 12答案：D解析：玉兔在 h 处，G m ，又 G g 月 ，可得 v ，动能MmR h2 v2R h MR2 g月 R2R hEk mv2 ，势能为 Ep ，需要对玉兔做功12 mg月 R22R h GMmhRR h mg月 RhR hWE pE k (h R)，选项 D 正确。mg月 RR h 127(2015河北邯郸一模)如图所示，轨道 NO 和 OM 底端对接且 ，小环自 N 点由静止滑下再滑上

10、 OM。已知小环在轨道 NO 下滑的距离小于在轨道 OM 上滑的距离，忽略小环经过 O 点时的机械能损失，轨道各处的摩擦系数相同。若用 F、F f、v 和 E 分别表示小环所受的合力、摩擦力、速度和机械能，这四个物理量的大小随环运动路程的变化关系如图。其中能正确反映小环自 N 点到右侧最高点运动过程的是 ( )导 学 号 05800667答案：AB解析：小球下滑和上滑过程中都是做匀变速直线运动，根据匀变速直线运动的平均速度公式知，上滑和下滑过程中平均速度大小相等，都为 v，由于下滑距离小于上滑距离，故小环下滑时间小于小环上滑时间，又v v02由于下滑和上滑过程中速度变化的大小相同， 则加速度大

11、小 a 知，小环下滑时的加速度vt大，根据牛顿第二定律知小环 在下滑时所受合外力大于小 环在上滑时所受合外力，故 A 正确；如图：小环在杆上受重力、支持力和滑 动摩擦力作用，由 题 意知 FfF Nmgcos，因 为，所以下滑 时的摩擦力小于上滑时的摩擦力，故 B 正确；小 环下滑时做初速度为 0 的匀加速直线运动，位移与速度关系 满足 v22ax 得：v ，速度与位移的二次方根成正比，2ax故 C 错误 ；除重力和弹力外其他力做的功等于小 环机械能的 变化，故小 环下滑时的机械能等于 EE 0F fx，由于下滑时摩擦力小于上滑时摩擦力，下滑时图象的斜率小于上滑时的图象斜率，故 D 错误。8(

12、2015郑州质检)如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端安装一个定滑轮，物块 A、B用轻绳连接并跨过定滑轮(不计滑轮的质量和摩擦 )。初始时刻，手扶物块 B 使物块 A、B 处于静止状态。松手后物块 A 下落，物块 B 沿斜面上滑，则从松手到物块 A 着地前的瞬间(B未碰到滑轮) ( )导 学 号 05800668A物块 A 减少的机械能等于物块 B 增加的机械能B轻绳对物块 B 做的功等于物块 B 的机械能增量C轻绳对物块 A 做的功等于物块 A 的机械能变化量D摩擦力对物块 B 做的功等于系统机械能的变化量答案：CD解析：由题意可知，斜面粗糙，B 受到滑动摩擦力，对物块 A、B 和斜面系统进行分

13、析，由能量守恒定律可知，物块 A 减少的机械能等于物块 B 增加的机械能加上摩擦产生的热量，A 错误；以物块 B 为研究对象，由功能关系可知，轻绳拉力与摩擦力做的 总功等于物块 B 的机械能增量，B 错误；以 A 物块为研究对象，由功能关系可知，轻绳拉力做的功等于物块 A的机械能变化量，C 正确；以物块 A、B 组成的系统为研究 对象，摩擦力做的功等于系统机械能的变化量，D 正确。9如图所示，物体 A、B 通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体 B 的质量为2m，放置在倾角为 30的光滑斜面上，物体 A 的质量为 m，用手托着物体 A 使弹簧处于原长，细绳伸直，A 与地面的距离为 h，物体

14、B 静止在斜面上的挡板 P 处。放手后物体 A 下落，与地面即将接触时速度大小为 v，此时物体 B 对挡板恰好无压力，则下列说法正确的是 ( )导 学 号 05800669A弹簧的劲度系数为mghB此时弹簧的弹性势能等于 mgh mv212C此时物体 A 的加速度大小为 g，方向竖直向上D此后物体 B 可能离开挡板沿斜面向上运动答案：AB解析：物体 B 对挡板恰好无压力时，其仍处于静止状态，其合力为零，由平衡条件可得kh2mgsin300，h ，选项 A 正确；由功能关系可得，此时弹簧的弹性势能等于 mghmghmv2，选项 B 正确；此时对物体 A 受力分析，其合力 为零，无加速度，选项 C

15、 错误；此后物体12B 仍处于静止状态，选项 D 错误。10. (2015潍坊模拟 )如图所示，足够长传送带与水平面的夹角为 ，物块 a 通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块 b 相连。开始时，a、b 及传送带均静止且mbmasin。现使传送带顺时针匀速转动，则物块在运动( 物块未与滑轮相碰)过程中( )导 学 号 05800670A一段时间后可能匀速运动B一段时间后，摩擦力对物块 a 可能做负功C开始的一段时间内，重力对 a 做功的功率大于重力对 b 做功的功率D摩擦力对 a、b 组成的系统做的功等于 a、b 机械能的增量答案：ABD解析：当传送带向上匀速的开始阶段，因 传送带对 a

16、的摩擦力沿 带向上，且Ff mbgmagsin，故物块 a 向上加速，当物块 a、b 的速度大小与带速相等时，开始做匀速运动，此时因 mbgmagsin，物块 a 受的摩擦力对 a 做负功，A、 B 均正确；设 a、b 的速度大小均为 v，则 Pam agvsin，Pbm bgv，故 PaPb，C 错误；由功能关系可知，摩擦力对 a、b 系统所做的功等于 a、b 系统机械能的增量，D 正确。二、非选择题11(2015武汉部分学校调研) 某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机，将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中，以达到节能的目的。某次测试中，汽车以额定功率行驶 700m 后关闭发动机，

17、测出了汽车动能 Ek 与位移 x 的关系图象如图所示，其中是关闭储能装置时的关系图线，是开启储能装置时的关系图线。已知汽车的质量为 1 000kg，设汽车运动过程中所受地面阻力恒定，空气阻力不计，求 导 学 号 05800671(1)汽车的额定功率 P；(2)汽车加速运动 500m 所用的时间 t；(3)汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能 E?答案：(1)810 4W (2)16.25s (3)5 105J解析：(1)关闭发动机且关闭储能装置后，汽车在地面阻力 f 的作用下减速至静止，由动能定理fx0 E k解得 f210 3N汽车匀速运动的动能 Ek mv2810 5J12解得 v40m/

18、s汽车匀速运动时牵引力大小等于阻力，故汽 车的额定功率 PFvfv解得 P810 4W。(2)汽车加速运动过程中，由 动能定理得Pt fx1 mv2 mv12 12 20解得 t16.25s。(3)由功能关系，汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为 EE kfx解得 E510 5J。12如图所示，一质量为 m 1kg 的可视为质点的滑块，放在光滑的水平平台上，平台的左端与水平传送带相接，传送带以 v2m/s 的速度沿顺时针方向匀速转动 (传送带不打滑)，现将滑块缓慢向右压缩轻弹簧，轻弹簧的原长小于平台的长度，滑块静止时弹簧的弹性势能为 Ep4.5J，若突然释放滑块，滑块向左滑上传送带。已知滑块

19、与传送带的动摩擦因数为 0.2，传送带足够长，g10m/s 2。求： 导 学 号 05800672(1)滑块第一次滑上传送带到离开传送带所经历的时间；(2)滑块第一次滑上传送带到离开传送带由于摩擦产生的热量。答案：(1)3.125s (2)12.5J解析：(1)释放滑块的过程中机械能守恒，设滑块滑上传送带的速度为 v1，则Ep mv ，得 v13m/s12 21滑块在传送带上运动的加速度 ag2m/s 2滑块向左运动的时间 t1 1.5sv1a向右匀加速运动的时间 t2 1sva向左的最大位移为 x1 2.25mv212a向右运动的位移为 x2 1mv22a匀速向右的时间为 t3 0.625sx1 x2v所以 tt 1t 2t 33.125s。(2)滑块向左运动 x1 的位移时，传送带向右的位移为x1vt 13m则 x1 x1x 15.25m滑块向右运动 x2时，传送带向右位移为 x2vt 22m则 x2 x2x 21mx x1x 26.25m则产生的热量为 Qmg x12.5J。