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1、
《名師對話(物理)》2014屆高三一輪 雙基鞏固卷 第4-5單元
(考查范圍:第四~五單元 分值:110分)
一、選擇題(每小題8分,共48分)
圖G2-1
1.如圖G2-1所示,演員正在進(jìn)行雜技表演.由圖可估算出他將一只雞蛋拋出的過程中對雞蛋所做的功最接近于( )
A.0.3 J B.3 J
C.30 J D.300 J
圖G2-2
2.2011年9月29日晚21時(shí)16分,我國將首個(gè)目標(biāo)飛行器“天宮一號”發(fā)射升空,它將在兩年內(nèi)分別與“神舟八號”“神舟九號”“神舟十號”飛船對接,從而建立我國第一個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室.“神舟八號”與“天宮一號”對接前按如圖G2
2、-2所示的軌道示意圖運(yùn)行,下列說法中正確的是( )
A.“神舟八號”的加速度比“天宮一號”小
B.“神舟八號”運(yùn)行的速率比“天宮一號”小
C.“神舟八號”運(yùn)行的周期比“天宮一號”長
D.“神舟八號”運(yùn)行的角速度比“天宮一號”大
3.如圖G2-3所示,小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),內(nèi)側(cè)壁半徑為R,小球半徑為r,則下列說法正確的是( )
圖G2-3
A.小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度vmin=
B.小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度vmin=0
C.小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí),內(nèi)側(cè)管壁對小球一定無作用力
D.小球在水平線ab以上的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí),外側(cè)管壁對小球
3、一定有作用力
4.航天技術(shù)的不斷發(fā)展,為人類探索宇宙創(chuàng)造了條件.1998年1月發(fā)射的“月球勘探者號”空間探測器,運(yùn)用最新科技手段對月球進(jìn)行近距離勘探,在月球重力分布、磁場分布及元素測定等方面取得最新成果.探測器在一些環(huán)形山中央發(fā)現(xiàn)了質(zhì)量密集區(qū),當(dāng)飛越這些重力異常區(qū)域時(shí)( )
A.探測器受到的月球?qū)λ娜f有引力將變大
B.探測器運(yùn)行的軌道半徑將變大
C.探測器飛行的速率將變大
D.探測器飛行的速率將變小
圖G2-4
5.如圖G2-4甲所示,水平拋出的物體,抵達(dá)斜面上端P處時(shí)速度恰好沿著斜面方向,緊貼斜面PQ無摩擦滑下.圖G2-5為物體沿x方向和y方向運(yùn)動(dòng)的位移-時(shí)間圖象及
4、速度-時(shí)間圖象,其中可能正確的是( )
A B C D
圖G2-5
6.如圖G2-6所示,置于足夠長斜面上的盒子A內(nèi)放有光滑球B,B恰與盒子前、后壁接觸,斜面光滑且固定于水平地面上.一輕質(zhì)彈簧的一端與固定在斜面上的木板P拴接,另一端與A相連.今用外力推A使彈簧處于壓縮狀態(tài),然后由靜止釋放,則從釋放盒子直至其獲得最大速度的過程中( )
圖G2-6
A.彈簧的彈性勢能一直減小直至為零
B.A對B做的功等于B機(jī)械能的增加量
C.彈簧彈性勢能的減小量等于A和B機(jī)械能的增加量
D.A所受重力和彈簧彈力做功的代數(shù)和小于A動(dòng)能的增加量
二、實(shí)驗(yàn)題(1
5、6分)
7.在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,質(zhì)量m=1.00 kg的重物自由下落,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn).如圖G2-7所示為選取的一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶,O為第一個(gè)點(diǎn),A、B、C為從合適位置開始選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)(其他點(diǎn)未畫出).已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一次點(diǎn),當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80 m/s2.那么:
圖G2-7
(1)紙帶的________端(選填”左”或”右”)與重物相連;
(2)根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù),應(yīng)取圖中O點(diǎn)和________點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律;
(3)從O點(diǎn)到所取點(diǎn),重物重力勢能減少量ΔEp=________ J,動(dòng)能增加量ΔEk
6、=________ J;(結(jié)果取三位有效數(shù)字)
(4)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是________________________.
三、計(jì)算題(46分)
8.(22分)我國 “海監(jiān)75”號和“海監(jiān)84”號為維護(hù)我國領(lǐng)海主權(quán),奉命赴南海黃巖島海域開始對我國漁船執(zhí)行護(hù)漁任務(wù).某日清晨,海面上有薄霧.我國的一艘漁船正在勻速行駛,到達(dá)A處時(shí),船老大突然發(fā)現(xiàn)后側(cè)面不遠(yuǎn)處有菲巡邏艦正在向他們靠近,并預(yù)計(jì)還有40 min就會追上漁船,于是立即向在C處海域執(zhí)行任務(wù)的我國某海監(jiān)漁政船發(fā)出求援信號,我海監(jiān)執(zhí)法人員立即推算出40 min后的漁船位置應(yīng)在D處,馬上調(diào)好航向,沿CD直線方向從靜止出發(fā)恰好在40 min內(nèi)到達(dá)D
7、處,如圖G2-8甲所示,海監(jiān)船運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖象如圖乙所示.求:
甲 乙
圖G2-8
(1)海監(jiān)船走的航線CD的長度.
(2)假設(shè)該海監(jiān)船以最大速度航行時(shí)輪機(jī)輸出的總功率為2.5×103 kW,則海監(jiān)船受海水的阻力有多大?
(3)假設(shè)海監(jiān)船受海水的阻力不變,海監(jiān)船質(zhì)量為7000噸,則在第36分鐘時(shí),輪機(jī)通過渦輪對海水的推力為多大?方向如何?
9.(24分)小物塊A的質(zhì)量為m,物塊與坡道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,水平面光滑;坡道頂端距水平面高度為h,傾角為θ;物塊從坡道進(jìn)入水平滑道時(shí),在底端O點(diǎn)處無機(jī)械能損失,重力加速度為g.將
8、輕彈簧的一端連接在水平滑道M處并固定在墻上,另一自由端恰位于坡道的底端O點(diǎn),如圖G2-9所示.物塊A從坡道頂端由靜止滑下,求:
(1)物塊滑到O點(diǎn)時(shí)的速度大?。?
(2)彈簧壓縮量最大時(shí)的彈性勢能;
(3)物塊A被彈回到坡道時(shí)上升的最大高度.
圖G2-9
1.A [解析] 若一個(gè)雞蛋大約55 g,雞蛋拋出的高度大約為60 cm,則將一只雞蛋拋出至最高點(diǎn)的過程中對雞蛋做的功等于雞蛋重力勢能的增加量,即W=mgh=55×10-3×10×60×10-2 J=0.33 J,A正確.
2.D [解析] “天宮一號”和“神舟八號”繞地球做圓周運(yùn)動(dòng),是萬有引力充當(dāng)了“天宮一號”和“神舟
9、八號”做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,根據(jù)萬有引力定律和向心力的公式可得G=ma=m=mr=mω2r,所以a=,v=,T=2π,ω=;根據(jù)“神舟八號”與“天宮一號”運(yùn)行軌道示意圖可得,“天宮一號”的軌道半徑大于“神舟八號”的軌道半徑,根據(jù)a=,“神舟八號”軌道半徑小,加速度比“天宮一號”大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)v=,“神舟八號”軌道半徑小,運(yùn)行的速率比“天宮一號”大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)T=2π,“神舟八號”軌道半徑小,運(yùn)行的周期比“天宮一號”短,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)ω=,“神舟八號”軌道半徑小,運(yùn)行的角速度比“天宮一號”大,選項(xiàng)D正確.
3.BC [解析] 小球沿管上升到最高點(diǎn)的速度可以為零,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正
10、確;小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí),由外側(cè)管壁對小球的作用力FN與小球重力在背離圓心方向的分力F1的合力提供向心力,即:FN-F1=m,因此,外側(cè)管壁一定對小球有作用力,而內(nèi)側(cè)壁無作用力,選項(xiàng)C正確;小球在水平線ab以上的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí),小球受管壁的作用力與小球速度大小有關(guān),選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
4.AC [解析] 由于引力與質(zhì)量乘積成正比,所以在質(zhì)量密集區(qū)引力會增大,提供的向心力增大了,探測器會發(fā)生向心現(xiàn)象,引力做功,導(dǎo)致探測器飛行速率增大.
5.AD [解析] 平拋運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng),所以水平位移圖象為傾斜直線,水平速度圖象為平行橫軸的直線,豎直位
11、移圖象為曲線且各點(diǎn)切線的斜率隨時(shí)間逐漸變大,豎直速度圖象為傾斜的直線,斜率等于重力加速度;沿斜面下滑運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng),且豎直加速度分量小于重力加速度,所以水平位移圖象為曲線且各點(diǎn)切線的斜率隨時(shí)間逐漸變大,水平速度圖象為向上傾斜的直線,豎直位移圖象為曲線且各點(diǎn)切線的斜率隨時(shí)間逐漸變大,豎直速度圖象為傾斜的直線,斜率小于重力加速度.選項(xiàng)A、D正確.
6.BC [解析] 當(dāng)盒子速度最大時(shí),kx=(mA+mB)gsinθ,此時(shí)彈簧仍處于壓縮狀態(tài),彈性勢能不為零,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;除重力外,只有A對B的彈力對B做功,對應(yīng)B機(jī)械能的增加量,選項(xiàng)B正確;對A、B組
12、成的系統(tǒng),彈簧彈力對系統(tǒng)做的正功等于彈簧彈性勢能的減小量,也等于系統(tǒng)機(jī)械能的增加量,選項(xiàng)C正確;對A應(yīng)用動(dòng)能定理可知,A所受重力、彈簧彈力、B對A的彈力做功之和等于A動(dòng)能的增加量,因B對A的彈力對A做負(fù)功,故知A所受重力和彈簧彈力做功的代數(shù)和大于A動(dòng)能的增量,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
7. (1)左 (2)B (3)1.88 1.84 (4)在誤差允許的范圍內(nèi),重物下落過程中機(jī)械能守恒
[解析] (1)重物在下落過程中做加速運(yùn)動(dòng),紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的距離增大,故紙帶左端與重物相連;
(2)重物做勻變速直線運(yùn)動(dòng),在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,故可計(jì)算紙帶上B點(diǎn)對應(yīng)的重物的瞬時(shí)速
13、度,應(yīng)取圖中的O點(diǎn)和B點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.從O點(diǎn)到B點(diǎn),重物的重力勢能減少ΔEp=mghB=1.88 J,B點(diǎn)對應(yīng)的速度vB== m/s=1.92 m/s,物體動(dòng)能的增加量ΔEk=mv=1.84 J.可得出結(jié)論:在誤差允許的范圍內(nèi),重物下落過程中機(jī)械能守恒.
8.(1)36 km (2)1.25×105 N (3)3.42×105 N,與前進(jìn)方向相同
[解析] (1)由圖象知海監(jiān)船先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)再勻速最后做勻減速直線運(yùn)動(dòng).
加速階段a1= m/s2= m/s2
x1=t1=×15×60 m=9×103m
勻速階段x2=vmt2=20×(35-15)×60 m=2.4×104
14、 m
減速階段x3=·t3=×(40-35)×60 m=3×103 m
則航線CD長度為x=x1+x2+x3=36 km.
(2)以最大速度勻速行駛時(shí),輪機(jī)動(dòng)力與海水對艦身的阻力平衡,即F-f阻=0
又P=Fvm,
解得f阻== N=1.25×105 N
(3)設(shè)此時(shí)輪機(jī)的動(dòng)力為F,第36分鐘勻減速的加速度
a3== m/s2=- m/s2
由牛頓第二定律,有
F-f=ma3
解得F=-3.42×105 N
負(fù)號表示渦輪機(jī)動(dòng)力方向向后,與運(yùn)動(dòng)方向相反.
由牛頓第三定律,渦輪對海水的推力應(yīng)向前,與前進(jìn)方向相同,大小為F′=3.42×105 N.
9.(1)
(2)mgh- (3)
[解析] (1)物塊下滑過程中由動(dòng)能定理得
mgh-μmgcos θ·=mv2
解得v=.
(2)在水平滑道上,由能量守恒定律得
彈簧壓縮量最大時(shí)的彈性勢能Ep=mv2=mgh-.
(3)設(shè)物塊A能夠上升的最大高度為h1,物塊A被彈回過程中由能量守恒定律得
Ep=mgh1+μmgcos θ.
解得h1=.
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