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1、2022年高三物理一輪 基礎(chǔ)訓(xùn)練卷4(含解析) 新人教版
一、選擇題
1.如右圖所示,上表面有一段光滑圓弧的質(zhì)量為M的小車A置于光滑平面上,在一質(zhì)量為m的物體B自弧上端自由滑下的同時(shí)釋放A,則( )
A.在B下滑過(guò)程中,B的機(jī)械能守恒
B.軌道對(duì)B的支持力對(duì)B不做功
C.在B下滑的過(guò)程中,A和地球組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒
D.A、B和地球組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒
解析: 因B下滑時(shí)B對(duì)A有壓力,A對(duì)B有支持力.A向左滑動(dòng),水平方向發(fā)生位移,B對(duì)A做正功,A對(duì)B做負(fù)功.因而A、B各自的機(jī)械能不守恒.但A、B和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.所以選項(xiàng)D正確.
答案: D
2.游樂(lè)場(chǎng)中
2、的一種滑梯如右圖所示.小朋友從軌道頂端由靜止開(kāi)始下滑,沿水平軌道滑動(dòng)了一段距離后停下來(lái),則( )
A.下滑過(guò)程中支持力對(duì)小朋友做功
B.下滑過(guò)程中小朋友的重力勢(shì)能增加
C.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小朋友的機(jī)械能守恒
D.在水平面滑動(dòng)過(guò)程中摩擦力對(duì)小朋友做負(fù)功
解析: 下滑過(guò)程中支持力的方向總與速度方向垂直,所以支持力不做功,A錯(cuò)誤;越往下滑重力勢(shì)能越小,B錯(cuò)誤;摩擦力的方向與速度方向相反,所以摩擦力做負(fù)功,機(jī)械能減少,D正確,C錯(cuò)誤.
答案: D
3.質(zhì)量相等的兩木塊A、B用一輕彈簧栓接,靜置于水平地面上,如圖甲所示.現(xiàn)用一豎直向上的力F拉動(dòng)木塊A,使木塊A向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),如圖乙所
3、示.在木塊A開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到木塊B將要離開(kāi)地面的過(guò)程中,彈簧始終處于彈性限度內(nèi),下述判斷正確的是( )
A.力F一直增大
B.彈簧的彈性勢(shì)能一直減小
C.木塊A的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和先增大后減小
D.兩木塊A、B和輕彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能先增大后減小
答案: A
4.如右圖所示,物體在一個(gè)沿斜面的拉力F的作用下,以一定的初速度沿傾角為30°的斜面向上做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度的大小為a=3 m/s2,物體在沿斜面向上的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,以下說(shuō)法正確的有( )
A.物體的機(jī)械能守恒
B.物體的機(jī)械能減少
C.F與摩擦力所做功的合功等于物體動(dòng)能的減少量
D.F與摩擦力所做功的合功等于物體機(jī)
4、械能的增加量
解析: 由牛頓第二定律得F-Fμ-mgsin 30°=-ma,F(xiàn)-Fμ=mgsin 30°-ma=2m.即除重力以外的力F-Fμ對(duì)物體做正功,物體的機(jī)械能增加而不守恒,A、B錯(cuò),D對(duì);合外力對(duì)物體做功等于物體動(dòng)能的改變量,對(duì)物體做功的有重力、拉力、摩擦力,C錯(cuò).
答案: D
5.如右圖所示,物體A、B通過(guò)細(xì)繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪兩側(cè),物體A、B的質(zhì)量分別為m、2m,開(kāi)始時(shí)細(xì)繩伸直,用手托著物體A使彈簧處于原長(zhǎng)且A與地面的距離為h,物體B靜止在地面上.放手后物體A下落,與地面即將接觸時(shí)速度為v,此時(shí)物體B對(duì)地面恰好無(wú)壓力,則下列說(shuō)法中正確的是( )
A.物體A下落過(guò)程中
5、的任意時(shí)刻,加速度不會(huì)為零
B.此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能等于mgh+mv2
C.此時(shí)物體B處于平衡狀態(tài)
D.此過(guò)程中物體A的機(jī)械能變化量為mgh+mv2
解析: 對(duì)物體A進(jìn)行受力分析可知,當(dāng)彈簧的彈力大小為mg時(shí),物體A的加速度為零,A錯(cuò)誤;由題意和功能關(guān)系知彈簧的彈性勢(shì)能為Ep=mgh-mv2,B錯(cuò)誤;當(dāng)物體B對(duì)地面恰好無(wú)壓力時(shí),說(shuō)明彈簧的彈力大小為2 mg,此時(shí)B所受合外力為零,恰好處于平衡狀態(tài).C正確;彈簧的彈性勢(shì)能的增加量等于物體A的機(jī)械能的減少量(mgh-mv2),D錯(cuò)誤,所以選項(xiàng)C正確.
答案: C
6.水平地面上有兩個(gè)固定的、高度相同的粗糙斜面甲和乙,底邊長(zhǎng)分別為L(zhǎng)1、L2
6、,且L1
7、功少,損失的機(jī)械能少,由動(dòng)能定理可判斷出選項(xiàng)B錯(cuò)誤;兩個(gè)滑塊加速下滑的過(guò)程中,到達(dá)同一高度時(shí),B物塊通過(guò)的位移大,克服摩擦力做功多,機(jī)械能不可能相同,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;整個(gè)過(guò)程中,兩物塊所受重力做功相同,但由于A先到達(dá)低端,故重力對(duì)滑塊A做功的平均功率比滑塊B的大,選項(xiàng)D正確.
答案: D
7.如右圖所示,在傾角θ=30°的光滑固定斜面上,放有兩個(gè)質(zhì)量分別為1 kg和2 kg的可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A和B,兩球之間用一根長(zhǎng)L=0.2 m的輕桿相連,小球B距水平面的高度h=0.1 m.兩球從靜止開(kāi)始下滑到光滑地面上,不計(jì)球與地面碰撞時(shí)的機(jī)械能損失,g取10 m/s2.則下列說(shuō)法中正確的是( )
A.
8、下滑的整個(gè)過(guò)程中A球機(jī)械能守恒
B.下滑的整個(gè)過(guò)程中兩球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
C.兩球在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小為2 m/s
D.下滑的整個(gè)過(guò)程中B球機(jī)械能的增加量為 J
解析: 當(dāng)小球A在斜面上、小球B在平面上時(shí)桿分別對(duì)A、B做功,因此下滑的整個(gè)過(guò)程中A球機(jī)械能不守恒,而兩球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,A錯(cuò)誤,B正確;從開(kāi)始下滑到兩球在光滑水平面上運(yùn)動(dòng),利用機(jī)械能守恒定律可得:mAg(Lsin 30°+h)+mBgh=(mA+mB)v2,解得v= m/s,C錯(cuò)誤;下滑的整個(gè)過(guò)程中B球機(jī)械能的增加量為ΔE=mBv2-mBgh= J,所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
答案: B
8.(xx·福建理綜)
9、如圖甲所示,質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎直固定在水平面上,t=0時(shí)刻,將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放,小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點(diǎn),然后又被彈起離開(kāi)彈簧,上升到一定高度后再下落,如此反復(fù).通過(guò)安裝在彈簧下端的壓力傳感器,測(cè)出這一過(guò)程彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示,則( )
A.t1時(shí)刻小球動(dòng)能最大
B.t2時(shí)刻小球動(dòng)能最大
C.t2~t3這段時(shí)間內(nèi),小球的動(dòng)能先增加后減少
D.t2~t3這段時(shí)間內(nèi),小球增加的動(dòng)能等于彈簧減少的彈性勢(shì)能
解析: 0~t1時(shí)間內(nèi),小球做自由落體運(yùn)動(dòng),故彈簧彈力為零.t1~t2時(shí)間內(nèi),小球壓縮彈簧,當(dāng)彈力等于重力時(shí),小球速度最大,在此時(shí)刻
10、之前,小球做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),之后做加速度增加的減速運(yùn)動(dòng),t2時(shí)刻減速到零.t2~t3時(shí)間內(nèi),小球向上先加速運(yùn)動(dòng)后減速運(yùn)動(dòng).故A、B、C三選項(xiàng)中,只有C項(xiàng)正確.t2~t3時(shí)間內(nèi)彈簧減少的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球增加的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和,故D項(xiàng)錯(cuò)誤.
答案: C
9.(xx·重慶巴蜀中學(xué)模擬)如下圖所示,質(zhì)量為M、長(zhǎng)度為l的小車靜止在光滑的水平面上.質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))放在小車的最左端.現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上,使小物塊從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng).小物塊和小車之間的摩擦力為Ff,小物塊滑到小車的最右端時(shí),小車運(yùn)動(dòng)的距離為x,在這個(gè)過(guò)程中,以下結(jié)論正確的是( )
A.小物
11、塊到達(dá)小車最右端時(shí)具有的動(dòng)能為F(l+x)
B.小物塊到達(dá)小車最右端時(shí),小車具有的動(dòng)能為Ffx
C.小物塊克服摩擦力所做的功為Ffl
D.小物塊和小車增加的機(jī)械能為Fx
解析: 因動(dòng)能定理以及功的公式中的位移是指對(duì)地的位移,所以A錯(cuò)誤、B正確;摩擦力對(duì)小物塊所做的功為-Ff(l+x),所以小物塊克服摩擦力所做的功為Ff(l+x),C錯(cuò)誤;小物塊和小車增加的機(jī)械能為(Fx-Ffl),所以D錯(cuò)誤.
答案: B
二、非選擇題
10.“滔天濁浪排空來(lái),翻江倒海山為摧”的錢(qián)塘江大潮,被譽(yù)為天下奇觀.小莉設(shè)想用錢(qián)塘江大潮來(lái)發(fā)電,在江海交接某處建一大壩,形成一個(gè)面積為1.0×107 m,漲潮時(shí)
12、水深達(dá)25 m的蓄水湖.,關(guān)上水閘落潮后壩內(nèi)外水位差為2 m.若發(fā)電時(shí)水重力勢(shì)能的12%轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,并只有退潮時(shí)發(fā)電,每天漲潮兩次,求該電站每天能發(fā)多少電?根據(jù)圖中情景,說(shuō)明圖中的A、B兩臺(tái)機(jī)器(有一臺(tái)是發(fā)電機(jī),另一臺(tái)是電動(dòng)機(jī)),哪臺(tái)是發(fā)電機(jī)?(已知水的密度ρ=1.0 ×103 kg/m3,g=10 m/s2)
解析: 退潮時(shí)水的落差是h=2 m
水的質(zhì)量是m=ρV=ρSh
這些水的重心下降高度Δh=h
重力勢(shì)能減少:
ΔEP=mgΔh=ρgSh·h=ρgSh2
每天發(fā)出的電能為
ΔE=2ΔEP×12%=0.12ρSgh2=4.8×1010 J
A為發(fā)電機(jī).
答案:
13、4.8×1010 J A為發(fā)電機(jī)
11.(xx·江蘇徐州)如下圖所示的木板由傾斜部分和水平部分組成,兩部分之間由一段圓弧面相連接.在木板的中間有位于豎直面內(nèi)的光滑圓槽軌道,斜面的傾角為θ.現(xiàn)有10個(gè)質(zhì)量均為m、半徑均為r的均勻剛性球,在施加于1號(hào)球的水平外力F的作用下均靜止,力F與圓槽在同一豎直面內(nèi),此時(shí)1號(hào)球球心距它在水平槽運(yùn)動(dòng)時(shí)的球心高度差為h.現(xiàn)撤去力F使小球開(kāi)始運(yùn)動(dòng),直到所有小球均運(yùn)動(dòng)到水平槽內(nèi).重力加速度為g.求:
(1)水平外力F的大??;
(2)1號(hào)球剛運(yùn)動(dòng)到水平槽時(shí)的速度;
(3)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,2號(hào)球?qū)?號(hào)球所做的功.
解析: (1)以10個(gè)小球整體為研究對(duì)象,由
14、力的平衡條件可得tan θ=
得F=10mgtan θ.
(2)以1號(hào)球?yàn)檠芯繉?duì)象,根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得
mgh=mv2
解得v=
(3)撤去水平外力F后,以10個(gè)小球整體為研究對(duì)象,利用機(jī)械能守恒定律可得:
10mg=·10m·v
解得v1=
以1號(hào)球?yàn)檠芯繉?duì)象,由動(dòng)能定理得mgh+W=mv
得W=9mgrsin θ.
答案: (1)10mgtan θ (2) (3)9mgrsin θ
12.(xx·江蘇單科)在游樂(lè)節(jié)目中,選手需借助懸掛在高處的繩飛越到水面的浮臺(tái)上,小明和小陽(yáng)觀看后對(duì)此進(jìn)行了討論.如下圖所示,他們將選手簡(jiǎn)化為質(zhì)量m=60 kg的質(zhì)點(diǎn),選手抓住繩由靜止
15、開(kāi)始擺動(dòng),此時(shí)繩與豎直方向夾角α=53°,繩的懸掛點(diǎn)O距水面的高度為H=3 m.不考慮空氣阻力和繩的質(zhì)量,浮臺(tái)露出水面的高度不計(jì),水足夠深.取重力加速度g=10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6.
(1)求選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)繩拉力的大小F;
(2)若繩長(zhǎng)l=2 m,選手?jǐn)[到最高點(diǎn)時(shí)松手落入水中.設(shè)水對(duì)選手的平均浮力Ff1=800 N,平均阻力Ff2=700 N,求選手落入水中的深度d;
(3)若選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí)松手,小明認(rèn)為繩越長(zhǎng),在浮臺(tái)上的落點(diǎn)距岸邊越遠(yuǎn);小陽(yáng)卻認(rèn)為繩越短,落點(diǎn)距岸邊越遠(yuǎn).請(qǐng)通過(guò)推算說(shuō)明你的觀點(diǎn).
解析: (1)機(jī)械能守恒mgl(1-cos α)=mv2①
圓周運(yùn)動(dòng)F′-mg=m
解得F′=(3-2cos α)mg
人對(duì)繩的拉力F=F′
則F=1 080 N.
(2)動(dòng)能定理 mg(H-lcos α+d)-(Ff1+Ff2)d=0
則d=
d=1.2 m.
(3)選手從最低點(diǎn)開(kāi)始做平拋運(yùn)動(dòng) x=vt
H-l=gt2
且由①式及以上兩式
解得x=2
當(dāng)l=時(shí),x有最大值.解得l=1.5 m
因此,兩人的看法均不正確.當(dāng)繩長(zhǎng)越接近1.5 m時(shí),落點(diǎn)距岸邊越遠(yuǎn).
答案: (1)1 080 N (2)1.2 m (3)兩人的看法均不正確,當(dāng)繩長(zhǎng)越接近1.5 m時(shí),落點(diǎn)距岸邊越遠(yuǎn).