2019高考物理课时作业（十五）（含解析）.docx

课时作业(十五)一、选择题(共19个小题，6、8、9、10、11、12、16、17、18、19为多选，其余为单项选择题)1.(2018德阳模拟)某位同学在电梯中用弹簧测力计测量一物体的重力，在0至t3时间段内，弹簧测力计的示数F随时间t变化如图所示，以竖直向上为正方向，则下列关于物体运动的at图、vt图及Pt图(P为物体重力的功率大小)可能正确的是()答案C解析由于该题没有告诉弹簧的拉力与重力大小之间的关系，可以依题意，分三种情况讨论：(1)若F1mg，则0t1时间内电梯静止或做匀速直线运动，即速度等于0，或速度保持不变，加速度等于0.四个图线没有是可能的；(2)若F2mg，则F1mg，在0t1时间内电梯受到的合外力的方向向下，加速度的方向向下，为负值所以D是不可能的；加速度的方向向下，则物体0t1时间内在可能向下做加速运动，速度为负，故A、B是不可能的；而t1t2时间内受到的合外力等于0，物体做匀速直线运动，物体的速度不变，故B是错误的；又由：Pmgv，可知t1t2时间内重力的功率不变，故C是错误的；(3)若F3mg，则F1mg，F2mg，在0t2时间内电梯受到的合外力的方向都是向下，加速度的方向向下，故A、B、D是不可能的；F3mg，可知在0t1时间内向下的加速度大于t1t2时间内向下的加速度，而t2t3时间内物体做匀速直线运动，所以速度图像如图，速度的方向向下，重力的方向也向下，由Pmgv可知，图C是重力的功率随时间变化的图线故C是正确由以上的分析，可知只有C项是可能的，ABD都是不可能的故选C项2(2018南通模拟)如图甲所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为N，小球在最高点的速度大小为v，Nv2图像如乙图所示，下列说法正确的是()A当地的重力加速度大小为B小球的质量为RCv2c时，杆对小球弹力方向向上D若v22b.则杆对小球弹力大小为2a答案B解析A项，在最高点，若v0，则Nmga；若N0，则mgm，解得g，mR，故A项错误，B项正确；C项，由图可知：当v2b时，杆对小球弹力方向向下，所以当v2c时，杆对小球弹力方向向下，故C项错误；D项，若c2b.则Nmgm，解得Na，故D项错误故选B项3(2018南通模拟)如图所示，A为一足够长的固定斜面，物块B由静止释放后能沿斜面匀加速下滑，现使物块B在t0时由静止释放，并同时受到一随时间变化规律Fkt的垂直于斜面的作用力，v、f、a和E分别表示物块的速度、物块所受的摩擦力、物块的加速度和机械能，则下列描述v、f、a和E随时间t变化规律的图像中，可能正确的是()答案A解析A、C项，物体受重力、F、斜面支持力和滑动摩擦力，滑动摩擦力大小：f(Fmgcos)(ktmgcos)可知，小球受到的滑动摩擦力越来越大，则小球的合外力：F合mgsinfmgsin(ktmgcos)根据牛顿第二定律得F合ma得agsin(tgcos)可知当mgsinf时，物块受到的合外力均匀减小，方向沿斜面向下，则加速度均匀减小，方向沿斜面向下当mgsinf时，合外力为零，加速度为零当mgsinf时，物块受到的合外力均匀增大，方向沿斜面向上，则加速度均匀增大，方向沿斜面向上根据vt图像的斜率等于加速度，知A图正确，故A项正确，C项错误B项，由f(ktmgcos)，知f先均匀增大，当物块静止时，f不变，故B项错误D项，物块停止运动前只有重力和摩擦力做功，机械能的减少等于摩擦力做的功，由fxE，得f，可得f，又v所以fv，则知Et图像的斜率是变化的，可知物块停止运动前，Et图像应是曲线，故D项错误；故选A项4(2018宜兴市模拟)一滑块以一定的初速度从一固定斜面的底端向上冲，到斜面上某一点后返回底端，斜面粗糙滑块运动过程中加速度大小与时间关系图像如图所示下列四幅图像分别表示滑块运动过程中位移x、速度v、动能Ek和重力势能Ep(以斜面底端为参考平面)随时间变化的关系图像，其中正确的是()答案D解析滑块冲上斜面到沿斜面下滑到底端的过程，先匀减速后匀加速，上滑过程xv0ta1t2，下滑过程xa2(tt1)2，所以两段均为开口向下的抛物线(或者从xt图线的斜率，由过程可知：速度先减小后增大，所以斜率先减小后增大)所以A项错误；因为有摩擦力，所以机械能有损失，回到底端的速度必小于v0，所以B项错误；因为动能Ekmv2，即上滑过程有Ekm(v0a1t)2，下滑过程有Ekma2(tt1)2，上滑到最高点的动能为0，所以C项错误；重力势能Epmgh，所以重力势能先增加后减小，即D项正确5(2018淮南二模)静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力，若不计空气阻力，则在整个上升过程中，下列关于物体机械能E和动能Ek随时间变化的图像正确的是()答案A解析A、B项，设物体在恒力作用下做匀加速运动的加速度为a，则机械能增量EEFhFat2，知Et图像是开口向上的抛物线(右支)撤去拉力后，机械能守恒，则机械能随时间不变，Et图像是平行于t轴的直线故A项正确，B项错误C、D项，物体做匀加速运动时，Ekmv2m(at)2，知Ekt图像是开口向上的抛物线(右支)撤去恒力后，Ekmv2m(v0gt)2，动能开始减小，Ekt图像是开口向下的抛物线，故C、D两项错误故选A项6(2018山东齐鲁名校)一钢球从某高度自由下落在一放在水平地面的弹簧上，从钢球与弹簧接触到压缩到最短的过程中，弹簧的弹力F、钢球的加速度a、重力所做的功WG以及钢球的机械能E与弹簧压缩量x的变化图线如下图(不考虑空气阻力)，选钢球与弹簧开始接触点为原点，建立图示坐标系，并规定向下为正方向，则下述选项中的图像符合实际的是()答案BC解析由于向下为正方向，而弹簧中的弹力方向向上，所以A项中的图线应该是负值，在横轴下方，A项错误；根据agx，B项正确，根据重力做功的计算式WGmgx，C项正确钢球和弹簧整体的机械能守恒，故D项错误7.将小球以10 m/s的初速度从地面竖直向上抛出，取地面为零势能面，小球在上升过程中的动能Ek、重力势能Ep与上升高度h间的关系分别如图中两直线所示取g10 m/s2，下列说法正确的是()A小球的质量为0.2 kgB小球受到的阻力(不包括重力)大小为0.20 NC小球动能与重力势能相等时的高度为 mD小球上升到2 m时，动能与重力势能之差为0.5 J答案D解析在最高点，由Epmgh得m0.1 kg，A项错误；由除重力以外其他力做功W其E，可知fhE高E低，E为机械能，解得f0.25 N，B项错误，设小球动能和重力势能相等时的高度为H，此时有mgHmv2，由动能定理fHmgHmv2mv02，得H m，故C项错；当上升h2 m时，由动能定理fhmghEk2mv02，得Ek22.5 J，Ep2mgh2 J，所以动能与重力势能之差为0.5 J，故D项正确8(2018肇庆三测)x轴上O点右侧各点的电场方向与x轴方向一致，O点左侧各点的电场方向与x轴方向相反，若规定向右的方向为正方向，x轴上各点的电场强度E随x变化的图像如图所示，该图像关于O点对称，x1和x1为x轴上的两对称点下列说法正确的是()AO点的电势最低Bx1和x1两点的电势相等C电子在x1处的电势能大于在x1处的电势能D电子从x1处由静止释放后，若向O点运动，则到达O点时速度最大答案BD解析从图像可以看出，电场强度的大小和方向都沿x轴对称分布，沿着电场强度的方向，电势一定降低，故根据其电场强度E随x变化的图像容易判断，O点的电势最高，A项错误；由于x1和x1两点关于O点对称，且电场强度的大小也相等，故从O点到x1和从O点到x1电势降落相等，故x1和x1两点的电势相等，B项正确；x1和x1两点的电势相等，电子在x1处的电势能等于在x1处的电势能，C项错误；电子从x1处由静止释放后，若向O点运动，O点的电势最高，电子在O点电势能最低，所以动能最大，所以速度最大，D项正确9(2018吉林省实验中学二模)用一水平力F拉静止在水平面上的物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，加速度a随外力F变化的图像如图所示，g10 m/s2，则可以计算出()A物体与水平面间的最大静摩擦力BF为14 N时物体的速度C物体与水平面间的动摩擦因数D物体的质量答案ACD解析物体受重力、地面的支持力、向右的拉力和向左的摩擦力根据牛顿第二定律，得Fmgma解得ag由aF图线，得到0510410联立得，m2 kg，0.3，故C、D项正确；故a0时，F最大为7 N，即最大静摩擦力为7 N，故A项正确；由于物体先静止后又做变加速运动，无法求速度，故B项错误10如图甲所示，一物体悬挂在细绳下端，由静止开始沿竖直方向运动，运动过程中物体的机械能E与物体通过路程x的关系图像如图乙所示，其中0x1过程的图像为曲线，x1x2过程的图像为直线(忽略空气阻力)则下列说法正确的是()A0x1过程中物体所受拉力是变力，且一定不断减小B0x1过程中物体的动能一定先增加后减小，最后为零Cx1x2过程中物体一定做匀速直线运动Dx1x2过程中物体可能做匀加速直线运动，也可能做匀减速直线运动答案AB解析由功能关系可知，Ex图像切线斜率的绝对值等于物体所受拉力大小，在0x1内斜率的绝对值逐渐变小，故在0x1内物体所受的拉力逐渐减小，A项正确；由题图可知0x1内机械能增加，绳子拉力做正功，物体向上运动，x1x2内机械能减小，绳子拉力做负功，物体向下运动，在x1位置处速度为零，初始时刻速度也为零，B项正确；x1x2内Ex图像切线斜率的绝对值不变，故物体所受拉力保持不变，物体可能做匀速直线运动或匀加速直线运动，C、D两项错误11.如图所示，长为L6 m、质量为m10 kg的木板放在水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数为0.2，一个质量为M50 kg的人从木板的左端开始向右加速跑动，从人开始跑到人离开木板的过程中，以下vt图像可能正确的是(g取10 m/s2，a为人的vt图像，b为木板的vt图像)()答案ABC解析人在木板上加速，受到木板向右的摩擦力，fMa1，木板与地面之间的最大静摩擦力fm(Mm)g120 N；A项中人的加速度a11 m/s2，fMa150 N120 N，木板向左加速，f(Mm)gma2，a23 m/s2，t s内人的位移大小x13 m，木板的位移大小x23 m，C项正确；D项中木板的位移为负，应在时间轴的下方，因此D项错误12(2015课标全国)如图甲，一物块在t0时刻滑上一固定斜面，其运动的vt图线如图乙所示，若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量，则可求出()A斜面的倾角B物块的质量C物块与斜面间的动摩擦因数D物块沿斜面向上滑行的最大高度答案ACD解析向上滑动到最高点过程为匀变速直线运动，由受力和牛顿第二定律，可得mgsinmgcosma1，根据图乙可得a1v0/t1，由运动学公式得沿斜面向上滑行的最远距离xt1和几何关系sinH/x；从上往下滑过程也为匀变速直线运动，有mgsinmgcosma2，v1a2(2t1t1)解以上各式，可得斜面的倾角arcsin，物块与斜面间的动摩擦因数，A、C项对根据斜面的倾斜角度可计算出物块沿斜面向上滑行的最大高度Hxsin，故D项正确；仅根据速度时间图像，无法求出物块质量，B项错误13.(2018南关区校级二模)如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体(物体与弹簧不连接)，初始时物体处于静止状态现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x之间的关系如图乙所示(g10 m/s2)，则下列结论正确的是()A物体的加速度大小为5 m/s2B弹簧的劲度系数为7.5 N/cmC物体的质量为3 kgD物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态答案A解析A、B、C项，刚开始物体处于静止状态，重力和弹力二力平衡，有mgkx拉力F1为10 N时，弹簧弹力和重力平衡，合力等于拉力，根据牛顿第二定律，有F1kxmgma物体与弹簧分离后，拉力F2为30 N，根据牛顿第二定律，有F2mgma代入数据解得m2 kgk500 N/m5 N/cma5 m/s2故B项错误，C项错误，A项正确；D项，物体与弹簧分离时，弹簧恢复原长，故D项错误；故选A项14一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处物块初动能为Ek0，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能Ek与位移x关系的图线是()答案C解析设斜面的倾角为，物块的质量为m，沿斜面向上为位移正方向；根据动能定理：上滑过程中：mgxsinmgxcosEkEk0，所以EkEk0(mgsinmgcos)x；下滑过程中：mgxsinmgxcosEk0，所以Ek(mgsinmgcos)x；根据能量守恒定律可得，最后的总动能减小故C项正确、A、B、D三项错误15(2018洛阳一模)如图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向成60角斜向下的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示(规定斜向下为正方向)，导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态规定ab的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在0t时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图像是()答案D解析由Esin60可知，电动势保持不变，则电路中电流不变；由安培力FBtIL可知，电路中安培力随B的变化而变化，当B为负值时，安培力的方向为负，B为正值时，安培力为正值，故D项正确；故选D项16(2018上海二模)如图甲所示，相距为2L的光滑平行金属导轨水平放置，右侧接有定值电阻R，导轨电阻忽略不计，OO的左侧存在垂直于导轨平面向下、磁感应强度为B的匀强磁场在OO左侧L处垂直导轨放置一质量为m、电阻为0.5R的金属杆ab，ab在恒力F的作用下由静止开始向右运动3L的距离，其速度与位移的变化关系如图乙所示下列判断中正确的是()Aab即将离开磁场时，安培力的大小为B整个运动的过程中，通过电阻R上的电量为Cab即将离开磁场时，加速度的大小为D整个过程中，电阻R上产生的焦耳热为m(v223v12)答案BCD解析A项，ab即将离开时，速度为v1，电动势E2BLv1，电流I；安培力F2BIL；故A项错误；B项，整个过程中，磁通量的变化量为2BL2；产生的电量qt；故B项正确；C项，ab杆在位移L到3L的过程中，由动能定理得：F(3LL)m(v22v12)；解得：F.设加速度为a，则F安BI2L.I，a，联立解得：a；故C项正确；D项，ab杆在磁场中发生L位移过程中，恒力F做的功等于ab杆增加的动能和回路产生的电能(即电阻R上产生的电热Q1和金属杆上的电热Q2)，由能量守恒定律得：FLmv12Q1Q2，Q12Q2，联立解得：Q1m(v223v12)，故D项正确17.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF，导轨上放有一金属棒MN.现从t0时刻起，给棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比，即Ikt，其中k为常量，金属棒与导轨始终垂直且接触良好下列关于棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图像，可能正确的是()答案BD解析对棒，由牛顿第二定律，mgBLktma，变形得加速度agt，则D项正确；当mgBLkt，加速度向下，棒做加速度减小的加速运动，当mgBLkt，加速度向上，做加速度增大的减速运动，则B项正确18(2018湖北七市联考)在绝缘的水平桌面上有MN、PQ两根平行的光滑金属导轨，导轨间的距离为l.金属棒ab和cd垂直放在导轨上，两棒正中间用一根长l的绝缘细线相连棒ab右侧有一直角三角形匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，三角形的两条直角边长均为l，整个装置的俯视图如图所示从图示位置在棒ab上加水平拉力，使金属棒ab和cd向右匀速穿过磁场区，则金属棒ab中感应电流i和绝