走向高考2017年高考物理人教版一轮复习第5章第3讲

第 五 章 第 3讲 一 、 选 择 题 (1 6 题 为 单 选 题 ， 7 1 0 题 为 多 选 题 ) 1 (2 0 1 5 商 丘 模 拟 )自 然 现 象 中 蕴 藏 着 许 多 物 理 知 识 ， 如 图 所 示 为 一 个 盛 水 袋 ， 某 人 从 侧 面 缓 慢 推 袋 壁 使 它 变 形 ， 则 水 的 势 能 ( ) A 增 大 B 变 小 C 不 变 D 不 能 确 定 答 案 ： A 解 析 ： 人 缓 慢 推 水 袋 ， 对 水 袋 做 正 功 ， 由 功 能 关 系 可 知 ， 水 的 重 力 势 能 一 定 增 加 A正 确 。 2 (2 0 1 5 襄 阳 联 考 )用 恒 力 F 竖 直 向 上 拉 一 物 体 ， 使 其 由 地 面 处 开 始 加 速 上 升 到 某 一 高 度 。 若 该 过 程 空 气 阻 力 不 能 忽 略 ， 则 下 列 说 法 中 正 确 的 是 ( ) A 力 F 做 的 功 和 阻 力 做 的 功 之 和 等 于 物 体 动 能 的 增 量 B 重 力 所 做 的 功 等 于 物 体 重 力 势 能 的 增 量 C 力 F 做 的 功 和 阻 力 做 的 功 之 和 等 于 物 体 机 械 能 的 增 量 D 力 F 、 重 力 、 阻 力 三 者 的 合 力 所 做 的 功 等 于 物 体 机 械 能 的 增 量 答 案 ： C 解 析 ： 在 物 体 向 上 运 动 的 过 程 中 ， 恒 力 F 、 重 力 、 空 气 阻 力 做 功 ， 根 据 动 能 定 理 可 知 ， 三 力 做 的 功 之 和 等 于 物 体 的 动 能 增 量 ， 所 以 A 错 误 ； 克 服 重 力 做 的 功 等 于 物 体 重 力 势 能 的 增 量 ， 所 以 B错 误 ； 除 重 力 外 的 其 他 力 做 的 功 之 和 等 于 物 体 机 械 能 的 增 加 量 ， 所 以 C正 确 、 D错 误 。 3 . (2 0 1 5 佛 山 调 研 )在 一 次 课 外 趣 味 游 戏 中 ， 有 四 位 同 学 分 别 将 四 个 质 量 不 同 的 光 滑 小 球 沿 竖 直 放 置 的 内 壁 光 滑 的 半 球 形 碗 的 碗 口 内 侧 同 时 由 静 止 释 放 ， 碗 口 水 平 ， 如 图 所 示 。 他 们 分 别 记 下 了 这 四 个 小 球 下 滑 速 率 为 v 时 的 位 置 ， 则 这 些 位 置 应 该 在 同 一 个 ( ) A 球 面 B 抛 物 面 C 水 平 面 D 椭 圆 面 答 案 ： C 解 析 ： 因 半 球 形 碗 的 内 壁 光 滑 ， 所 以 小 球 下 滑 过 程 中 机 械 能 守 恒 ， 取 小 球 速 率 为 v 时 所 在 的 平 面 为 零 势 能 面 ， 则 根 据 机 械 能 守 恒 定 律 得 mgh mv 2 ， 因 为 速 率 v 相 等 ， 所 以 高 度 相 等 ， 与 小 球 的 质 量 无 关 ， 即 这 些 位 置 应 该 在 同 一 个 水 平 面 上 ， C正 确 。 4 (2 0 1 4 安 徽 理 综 )如 图 所 示 ， 有 一 内 壁 光 滑 的 闭 合 椭 圆 形 管 道 ， 置 于 竖 直 平 面 内 ， MN是 通 过 椭 圆 中 心 O点 的 水 平 线 。 已 知 一 小 球 从 M点 出 发 ， 初 速 率 为 v 0 ， 沿 管 道 MP N运 动 ， 到 N点 的 速 率 为 v 1 ， 所 需 时 间 为 t1 ； 若 该 小 球 仍 由 M点 以 初 速 率 v 0 出 发 ， 而 沿 管 道 MQN运 动 ， 到 N点 的 速 率 为 v 2 ， 所 需 时 间 为 t2 。 则 ( ) A v 1 v 2 ， t1 t2 B v 1 t2 C v 1 v 2 ， t1 t2 ， A正 确 。 5 内 壁 光 滑 的 环 形 凹 槽 半 径 为 R ， 固 定 在 竖 直 平 面 内 ， 一 根 长 度 为 R 的 轻 杆 ， 一 端 固 定 有 质 量 为 m的 小 球 甲 ， 另 一 端 固 定 有 质 量 为 2 m的 小 球 乙 。 现 将 两 小 球 放 入 凹 槽 内 ， 小 球 乙 位 于 凹 槽 的 最 低 点 (如 图 所 示 )， 由 静 止 释 放 后 ( ) A 下 滑 过 程 中 甲 球 减 少 的 机 械 能 总 是 等 于 乙 球 增 加 的 机 械 能 B 下 滑 过 程 中 甲 球 减 少 的 重 力 势 能 总 是 等 于 乙 球 增 加 的 重 力 势 能 C 甲 球 可 沿 凹 槽 下 滑 到 槽 的 最 低 点 D 杆 从 右 向 左 滑 回 时 ， 乙 球 一 定 不 能 回 到 凹 槽 的 最 低 点 答 案 ： A 解 析 ： 环 形 槽 光 滑 ， 甲 、 乙 组 成 的 系 统 在 运 动 过 程 中 只 有 重 力 做 功 ， 故 系 统 机 械 能 守 恒 ， 下 滑 过 程 中 甲 减 少 的 机 械 能 总 是 等 于 乙 增 加 的 机 械 能 ， 甲 、 乙 系 统 减 少 的 重 力 势 能 等 于 系 统 增 加 的 动 能 ； 甲 减 少 的 重 力 势 能 等 于 乙 增 加 的 势 能 与 甲 、 乙 增 加 的 动 能 之 和 ； 由 于 乙 的 质 量 较 大 ， 系 统 的 重 心 偏 向 乙 一 端 ， 由 机 械 能 守 恒 ， 知 甲 不 可 能 滑 到 槽 的 最 低 点 ， 杆 从 右 向 左 滑 回 时 乙 一 定 会 回 到 槽 的 最 低 点 。 6 (2 0 1 6 广 东 肇 庆 模 拟 )有 一 条 长 为 1 m的 均 匀 金 属 链 条 ， 有 一 半 长 度 在 光 滑 的 足 够 高 的 斜 面 上 ， 斜 面 顶 端 是 一 个 很 小 的 圆 弧 ， 斜 面 倾 角 为 3 0 ， 另 一 半 长 度 竖 直 下 垂 在 空 中 ， 当 链 条 从 静 止 开 始 释 放 后 链 条 滑 动 ， 则 链 条 刚 好 全 部 滑 出 斜 面 时 的 速 度 为 ( ) A 2 .5 m/s2 B 2 .5 m/s C m/s D 0 .5 m/s 答 案 ： A 解 析 ： 设 链 条 质 量 为 m， 以 开 始 时 链 条 的 最 高 点 为 零 势 能 面 ， 链 条 的 机 械 能 为 ： E E p E k mgsin mg 0 mgL(1 sin )， 链 条 全 部 下 滑 出 后 ， 动 能 为 ： E k mv 2 重 力 势 能 为 ： E p mg， 由 机 械 能 守 恒 可 得 ： E E k E p 即 ： mgL(1 sin ) mv 2 mg， 解 得 ： v 2 .5 m/s 7 (2 0 1 6 江 苏 镇 江 模 拟 )如 图 所 示 ， A、 B、 C、 D四 图 中 的 小 球 以 及 小 球 所 在 的 左 侧 斜 面 完 全 相 同 ， 现 从 同 一 高 度 h处 由 静 止 释 放 小 球 ， 使 之 进 入 右 侧 不 同 的 轨 道 ： 除 去 底 部 一 小 段 圆 弧 ， A图 中 的 轨 道 是 一 段 斜 面 ， 高 度 大 于 h； B图 中 的 轨 道 与 A图 中 的 轨 道 相 比 只 是 短 了 一 些 ， 且 斜 面 高 度 小 于 h； C图 中 的 轨 道 是 一 个 内 径 略 大 于 小 球 直 径 的 管 道 ， 其 上 部 为 直 管 ， 下 部 为 圆 弧 形 ， 与 斜 面 相 连 ， 管 的 高 度 大 于 h； D图 中 是 个 半 圆 形 轨 道 ， 其 直 径 等 于 h， 如 果 不 计 任 何 摩 擦 阻 力 和 拐 弯 处 的 能 量 损 失 ， 小 球 进 入 右 侧 轨 道 后 能 到 达 h高 度 的 是 ( ) 答 案 ： AC 解 析 ： 对 A、 C轨 道 ， 小 球 到 右 侧 最 高 点 的 速 度 可 以 为 零 ， 由 机 械 能 守 恒 可 得 ， 小 球 进 入 右 侧 轨 道 后 的 高 度 仍 为 h， 故 A、 C正 确 ； 轨 道 B 右 侧 轨 道 最 大 高 度 小 于 h， 小 球 到 轨 道 最 高 点 后 做 斜 抛 运 动 ， 小 球 到 达 最 高 点 时 仍 有 水 平 速 度 ， 因 此 ， 小 球 能 到 达 的 最 大 高 度 小 于 h， B不 正 确 ， 轨 道 D右 侧 为 圆 形 轨 道 ， 小 球 通 过 最 高 点 必 须 具 有 一 定 速 度 ， 因 此 ， 小 球 沿 轨 道 D不 可 能 到 达 h高 度 ， D错 误 。 8 如 图 所 示 ， 倾 角 3 0 的 光 滑 斜 面 固 定 在 地 面 上 ， 长 为 l、 质 量 为 m、 粗 细 均 匀 、 质 量 分 布 均 匀 的 软 绳 置 于 斜 面 上 ， 其 上 端 与 斜 面 顶 端 齐 平 。 用 细 线 将 物 块 与 软 绳 连 接 ， 物 块 由 静 止 释 放 后 向 下 运 动 ， 直 到 软 绳 刚 好 全 部 离 开 斜 面 (此 时 物 块 未 到 达 地 面 )， 在 此 过 程 中 ( ) A 物 块 的 机 械 能 逐 渐 增 加 B 软 绳 的 重 力 势 能 减 少 了 mgl C 物 块 重 力 势 能 的 减 少 量 等 于 软 绳 机 械 能 的 增 加 量 D 软 绳 重 力 势 能 减 少 量 小 于 其 动 能 的 增 加 量 答 案 ： BD 解 析 ： 细 线 对 物 块 做 负 功 ， 物 块 的 机 械 能 减 少 ， 细 线 对 软 绳 做 功 ， 软 绳 的 机 械 能 增 加 ， 故 软 绳 重 力 势 能 的 减 少 量 小 于 其 动 能 增 加 量 ， A错 误 ， D正 确 ； 物 块 重 力 势 能 的 减 少 量 一 部 分 转 化 为 软 绳 机 械 能 ， 另 一 部 分 转 化 为 物 块 的 动 能 ， 故 C错 误 ； 从 开 始 运 动 到 软 绳 刚 好 全 部 离 开 斜 面 ， 软 绳 的 重 心 下 移 了 ， 故 其 重 力 势 能 减 少 了 mgl， B正 确 。 9 .如 图 所 示 ， 质 量 为 m的 滑 块 在 水 平 面 上 以 速 率 v 撞 上 劲 度 系 数 为 k 的 轻 质 弹 簧 ， 当 滑 块 将 弹 簧 压 缩 了 x0 时 速 度 减 小 到 零 ， 然 后 弹 簧 又 将 滑 块 向 右 推 开 。 已 知 滑 块 与 水 平 面 间 的 动 摩 擦 因 数 为 ， 整 个 过 程 弹 簧 未 超 过 弹 性 限 度 且 二 者 未 拴 接 ， 则 下 列 判 断 正 确 的 是 ( ) A 滑 块 向 右 运 动 过 程 中 ， 滑 块 机 械 能 先 增 大 后 减 小 B 滑 块 与 弹 簧 接 触 过 程 中 ， 滑 块 的 机 械 能 先 减 小 后 增 大 C 滑 块 与 弹 簧 接 触 过 程 中 ， 滑 块 与 弹 簧 组 成 的 系 统 机 械 能 一 直 减 小 D 滑 块 最 终 停 在 距 离 弹 簧 右 端 2 x0 处 答 案 ： ACD 解 析 ： 滑 块 向 右 运 动 至 弹 簧 弹 力 与 摩 擦 力 平 衡 时 ， 滑 块 的 动 能 最 大 ， 机 械 能 最 大 ， 因 而 滑 块 的 机 械 能 先 增 大 再 减 小 ， 选 项 A正 确 ； 滑 块 与 弹 簧 接 触 过 程 中 ， 滑 块 向 左 运 动 时 ， 滑 块 的 动 能 逐 渐 减 小 为 零 ， 滑 块 向 右 运 动 时 ， 滑 块 的 动 能 先 增 大 后 减 小 ， 因 而 滑 块 的 机 械 能 先 减 小 再 增 大 最 后 减 小 ， 选 项 B错 误 ； 对 于 滑 块 与 弹 簧 ， 在 整 个 过 程 中 ， 滑 动 摩 擦 力 做 负 功 ， 因 而 滑 块 和 弹 簧 的 机 械 能 一 直 减 小 ， 选 项 C正 确 ； 设 滑 块 最 终 停 止 的 位 置 距 离 弹 簧 右 端 的 距 离 为 x， 根 据 动 能 定 理 有 mg(x 2 x0 ) 0 mv 2 ， 解 得 x 2 x0 ， 选 项 D正 确 。 1 0 (2 0 1 5 河 南 十 校 联 考 )“健 身 弹 跳 球 ”是 最 近 在 少 年 儿 童 中 特 别 流 行 的 一 种 健 身 器 材 ， 少 年 儿 童 在 玩 弹 跳 球 时 如 图 所 示 ， 双 脚 站 在 弹 跳 球 的 水 平 板 上 ， 用 力 向 下 压 弹 跳 球 ， 人 和 形 变 的 弹 跳 球 能 一 起 在 地 面 上 跳 动 。 忽 略 阻 力 和 弹 跳 球 的 质 量 ， 设 跳 动 时 人 和 弹 跳 球 一 直 保 持 竖 直 。 则 从 弹 跳 球 下 端 触 地 后 直 到 最 低 点 的 一 段 运 动 过 程 中 ( ) A 人 所 受 重 力 的 瞬 时 功 率 逐 渐 减 小 B 人 的 加 速 度 先 减 少 后 增 大 C 人 的 动 能 逐 渐 减 小 D 人 的 机 械 能 逐 渐 减 小 答 案 ： BD 解 析 ： 这 段 过 程 中 ， 速 度 先 增 大 后 减 小 ， 人 的 动 能 先 增 大 后 减 小 ， C错 ； 重 力 的 功 率 P mgv 也 是 先 增 后 减 ， A错 ； 人 的 加 速 度 先 向 下 减 小 后 向 上 增 大 ， B对 ， 重 力 之 外 的 其 他 力 对 人 一 直 做 负 功 ， 人 的 机 械 能 一 直 减 小 ， D对 。 二 、 非 选 择 题 1 1 如 图 所 示 的 木 板 由 倾 斜 部 分 和 水 平 部 分 组 成 ， 两 部 分 之 间 由 一 段 圆 弧 面 相 连 接 。 在 木 板 的 中 间 有 位 于 竖 直 面 内 的 光 滑 圆 槽 轨 道 ， 斜 面 的 倾 角 为 。 现 有 1 0 个 质 量 均 为 m、 半 径 均 为 r的 均 匀 刚 性 球 ， 在 施 加 于 1 号 球 的 水 平 外 力 F 的 作 用 下 均 静 止 ， 力 F 与 圆 槽 在 同 一 竖 直 面 内 ， 此 时 1 号 球 球 心 距 它 在 水 平 槽 运 动 时 的 球 心 高 度 差 为 h。 现 撤 去 力 F 使 小 球 开 始 运 动 ， 直 到 所 有 小 球 均 运 动 到 水 平 槽 内 。 重 力 加 速 度 为 g。 求 ： (1 )水 平 外 力 F 的 大 小 ； (2 )1 号 球 刚 运 动 到 水 平 槽 时 的 速 度 ； (3 )整 个 运 动 过 程 中 ， 2 号 球 对 1 号 球 所 做 的 功 。 答 案 ： (1 )1 0 mgtan (2 ) (3 )9 mgrsin 解 析 ： (1 )以 1 0 个 小 球 整 体 为 研 究 对 象 ， 由 力 的 平 衡 条 件 可 得 tan 得 F 1 0 mgtan (2 )以 1 号 球 为 研 究 对 象 ， 根 据 机 械 能 守 恒 定 律 可 得 mgh mv 2 得 v (3 )撤 去 水 平 外 力 F 后 ， 以 1 0 个 小 球 整 体 为 研 究 对 象 ， 利 用 机 械 能 守 恒 定 律 可 得 1 0 mg(h sin ) (1 0 m)v 得 v 1 以 1 号 球 为 研 究 对 象 ， 由 动 能 定 理 得 mgh W mv 得 W 9 mgrsin 。 1 2 (2 0 1 4 福 建 理 综 )如 图 为 游 乐 场 内 水 上 滑 梯 轨 道 示 意 图 ， 整 个 轨 道 在 同 一 竖 直 平 面 内 ， 表 面 粗 糙 的 A B 段 轨 道 与 四 分 之 一 光 滑 圆 弧 轨 道 B C在 B 点 水 平 相 切 。 点 A 距 水 面 的 高 度 为 H， 圆 弧 轨