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1、2022年高三物理一輪 基礎訓練卷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量為M的小車A置于光滑平面上,在一質量為m的物體B自弧上端自由滑下的同時釋放A,則( )
A.在B下滑過程中,B的機械能守恒
B.軌道對B的支持力對B不做功
C.在B下滑的過程中,A和地球組成的系統(tǒng)的機械能守恒
D.A、B和地球組成的系統(tǒng)的機械能守恒
解析: 因B下滑時B對A有壓力,A對B有支持力.A向左滑動,水平方向發(fā)生位移,B對A做正功,A對B做負功.因而A、B各自的機械能不守恒.但A、B和地球組成的系統(tǒng)機械能守恒.所以選項D正確.
答案: D
2.游樂場中
2、的一種滑梯如右圖所示.小朋友從軌道頂端由靜止開始下滑,沿水平軌道滑動了一段距離后停下來,則( )
A.下滑過程中支持力對小朋友做功
B.下滑過程中小朋友的重力勢能增加
C.整個運動過程中小朋友的機械能守恒
D.在水平面滑動過程中摩擦力對小朋友做負功
解析: 下滑過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錯誤;越往下滑重力勢能越小,B錯誤;摩擦力的方向與速度方向相反,所以摩擦力做負功,機械能減少,D正確,C錯誤.
答案: D
3.質量相等的兩木塊A、B用一輕彈簧栓接,靜置于水平地面上,如圖甲所示.現用一豎直向上的力F拉動木塊A,使木塊A向上做勻加速直線運動,如圖乙所
3、示.在木塊A開始運動到木塊B將要離開地面的過程中,彈簧始終處于彈性限度內,下述判斷正確的是( )
A.力F一直增大
B.彈簧的彈性勢能一直減小
C.木塊A的動能和重力勢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)的機械能先增大后減小
答案: A
4.如右圖所示,物體在一個沿斜面的拉力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動,加速度的大小為a=3 m/s2,物體在沿斜面向上的運動過程中,以下說法正確的有( )
A.物體的機械能守恒
B.物體的機械能減少
C.F與摩擦力所做功的合功等于物體動能的減少量
D.F與摩擦力所做功的合功等于物體機
4、械能的增加量
解析: 由牛頓第二定律得F-Fμ-mgsin 30°=-ma,F-Fμ=mgsin 30°-ma=2m.即除重力以外的力F-Fμ對物體做正功,物體的機械能增加而不守恒,A、B錯,D對;合外力對物體做功等于物體動能的改變量,對物體做功的有重力、拉力、摩擦力,C錯.
答案: D
5.如右圖所示,物體A、B通過細繩及輕質彈簧連接在輕滑輪兩側,物體A、B的質量分別為m、2m,開始時細繩伸直,用手托著物體A使彈簧處于原長且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,與地面即將接觸時速度為v,此時物體B對地面恰好無壓力,則下列說法中正確的是( )
A.物體A下落過程中
5、的任意時刻,加速度不會為零
B.此時彈簧的彈性勢能等于mgh+mv2
C.此時物體B處于平衡狀態(tài)
D.此過程中物體A的機械能變化量為mgh+mv2
解析: 對物體A進行受力分析可知,當彈簧的彈力大小為mg時,物體A的加速度為零,A錯誤;由題意和功能關系知彈簧的彈性勢能為Ep=mgh-mv2,B錯誤;當物體B對地面恰好無壓力時,說明彈簧的彈力大小為2 mg,此時B所受合外力為零,恰好處于平衡狀態(tài).C正確;彈簧的彈性勢能的增加量等于物體A的機械能的減少量(mgh-mv2),D錯誤,所以選項C正確.
答案: C
6.水平地面上有兩個固定的、高度相同的粗糙斜面甲和乙,底邊長分別為L1、L2
6、,且L1
7、功少,損失的機械能少,由動能定理可判斷出選項B錯誤;兩個滑塊加速下滑的過程中,到達同一高度時,B物塊通過的位移大,克服摩擦力做功多,機械能不可能相同,選項C錯誤;整個過程中,兩物塊所受重力做功相同,但由于A先到達低端,故重力對滑塊A做功的平均功率比滑塊B的大,選項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,放有兩個質量分別為1 kg和2 kg的可視為質點的小球A和B,兩球之間用一根長L=0.2 m的輕桿相連,小球B距水平面的高度h=0.1 m.兩球從靜止開始下滑到光滑地面上,不計球與地面碰撞時的機械能損失,g取10 m/s2.則下列說法中正確的是( )
A.
8、下滑的整個過程中A球機械能守恒
B.下滑的整個過程中兩球組成的系統(tǒng)機械能守恒
C.兩球在光滑水平面上運動時的速度大小為2 m/s
D.下滑的整個過程中B球機械能的增加量為 J
解析: 當小球A在斜面上、小球B在平面上時桿分別對A、B做功,因此下滑的整個過程中A球機械能不守恒,而兩球組成的系統(tǒng)機械能守恒,A錯誤,B正確;從開始下滑到兩球在光滑水平面上運動,利用機械能守恒定律可得:mAg(Lsin 30°+h)+mBgh=(mA+mB)v2,解得v= m/s,C錯誤;下滑的整個過程中B球機械能的增加量為ΔE=mBv2-mBgh= J,所以選項D錯誤.
答案: B
8.(xx·福建理綜)
9、如圖甲所示,質量不計的彈簧豎直固定在水平面上,t=0時刻,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,然后又被彈起離開彈簧,上升到一定高度后再下落,如此反復.通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器,測出這一過程彈簧彈力F隨時間t變化的圖象如圖乙所示,則( )
A.t1時刻小球動能最大
B.t2時刻小球動能最大
C.t2~t3這段時間內,小球的動能先增加后減少
D.t2~t3這段時間內,小球增加的動能等于彈簧減少的彈性勢能
解析: 0~t1時間內,小球做自由落體運動,故彈簧彈力為零.t1~t2時間內,小球壓縮彈簧,當彈力等于重力時,小球速度最大,在此時刻
10、之前,小球做加速度減小的加速運動,之后做加速度增加的減速運動,t2時刻減速到零.t2~t3時間內,小球向上先加速運動后減速運動.故A、B、C三選項中,只有C項正確.t2~t3時間內彈簧減少的彈性勢能轉化為小球增加的動能和重力勢能之和,故D項錯誤.
答案: C
9.(xx·重慶巴蜀中學模擬)如下圖所示,質量為M、長度為l的小車靜止在光滑的水平面上.質量為m的小物塊(可視為質點)放在小車的最左端.現用一水平恒力F作用在小物塊上,使小物塊從靜止開始做勻加速直線運動.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,小車運動的距離為x,在這個過程中,以下結論正確的是( )
A.小物
11、塊到達小車最右端時具有的動能為F(l+x)
B.小物塊到達小車最右端時,小車具有的動能為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械能為Fx
解析: 因動能定理以及功的公式中的位移是指對地的位移,所以A錯誤、B正確;摩擦力對小物塊所做的功為-Ff(l+x),所以小物塊克服摩擦力所做的功為Ff(l+x),C錯誤;小物塊和小車增加的機械能為(Fx-Ffl),所以D錯誤.
答案: B
二、非選擇題
10.“滔天濁浪排空來,翻江倒海山為摧”的錢塘江大潮,被譽為天下奇觀.小莉設想用錢塘江大潮來發(fā)電,在江海交接某處建一大壩,形成一個面積為1.0×107 m,漲潮時
12、水深達25 m的蓄水湖.,關上水閘落潮后壩內外水位差為2 m.若發(fā)電時水重力勢能的12%轉變?yōu)殡娔?,并只有退潮時發(fā)電,每天漲潮兩次,求該電站每天能發(fā)多少電?根據圖中情景,說明圖中的A、B兩臺機器(有一臺是發(fā)電機,另一臺是電動機),哪臺是發(fā)電機?(已知水的密度ρ=1.0 ×103 kg/m3,g=10 m/s2)
解析: 退潮時水的落差是h=2 m
水的質量是m=ρV=ρSh
這些水的重心下降高度Δh=h
重力勢能減少:
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.
答案:
13、4.8×1010 J A為發(fā)電機
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的光滑圓槽軌道,斜面的傾角為θ.現有10個質量均為m、半徑均為r的均勻剛性球,在施加于1號球的水平外力F的作用下均靜止,力F與圓槽在同一豎直面內,此時1號球球心距它在水平槽運動時的球心高度差為h.現撤去力F使小球開始運動,直到所有小球均運動到水平槽內.重力加速度為g.求:
(1)水平外力F的大?。?
(2)1號球剛運動到水平槽時的速度;
(3)整個運動過程中,2號球對1號球所做的功.
解析: (1)以10個小球整體為研究對象,由
14、力的平衡條件可得tan θ=
得F=10mgtan θ.
(2)以1號球為研究對象,根據機械能守恒定律可得
mgh=mv2
解得v=
(3)撤去水平外力F后,以10個小球整體為研究對象,利用機械能守恒定律可得:
10mg=·10m·v
解得v1=
以1號球為研究對象,由動能定理得mgh+W=mv
得W=9mgrsin θ.
答案: (1)10mgtan θ (2) (3)9mgrsin θ
12.(xx·江蘇單科)在游樂節(jié)目中,選手需借助懸掛在高處的繩飛越到水面的浮臺上,小明和小陽觀看后對此進行了討論.如下圖所示,他們將選手簡化為質量m=60 kg的質點,選手抓住繩由靜止
15、開始擺動,此時繩與豎直方向夾角α=53°,繩的懸掛點O距水面的高度為H=3 m.不考慮空氣阻力和繩的質量,浮臺露出水面的高度不計,水足夠深.取重力加速度g=10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6.
(1)求選手擺到最低點時對繩拉力的大小F;
(2)若繩長l=2 m,選手擺到最高點時松手落入水中.設水對選手的平均浮力Ff1=800 N,平均阻力Ff2=700 N,求選手落入水中的深度d;
(3)若選手擺到最低點時松手,小明認為繩越長,在浮臺上的落點距岸邊越遠;小陽卻認為繩越短,落點距岸邊越遠.請通過推算說明你的觀點.
解析: (1)機械能守恒mgl(1-cos α)=mv2①
圓周運動F′-mg=m
解得F′=(3-2cos α)mg
人對繩的拉力F=F′
則F=1 080 N.
(2)動能定理 mg(H-lcos α+d)-(Ff1+Ff2)d=0
則d=
d=1.2 m.
(3)選手從最低點開始做平拋運動 x=vt
H-l=gt2
且由①式及以上兩式
解得x=2
當l=時,x有最大值.解得l=1.5 m
因此,兩人的看法均不正確.當繩長越接近1.5 m時,落點距岸邊越遠.
答案: (1)1 080 N (2)1.2 m (3)兩人的看法均不正確,當繩長越接近1.5 m時,落點距岸邊越遠.