【中学教材全解】高中物理 第7章 本章补充题 新人教版必修2.doc

【中学教材全解】2014-2015学年高中物理 第7章 本章补充题 新人教版必修2 一、功、功率1.（2012天津高考多选）如图7-11-14甲所示，静止在水平地面的物块a，受到水平向右的拉力f的作用，f与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面的静摩擦力最大值与滑动摩擦力大小相等，则（ ） 甲乙图7-11-14时间内f的功率逐渐增大时刻物块a的加速度最大时刻后物块a做反向运动时刻物块a的动能最大解析：首先对物块a进行受力分析，水平方向受拉力f和摩擦力，时间内，f，物块a静止，由p=fv知，f的功率等于0，不选a；时间内，物块a向右加速运动，拉力f逐渐增大，滑动摩擦力不变，逐渐增大，加速度逐渐增大，速度也逐渐增大，时刻物块a受到的合力最大，加速度最大，故选b； 时间内，物块a继续向右加速运动，拉力f逐渐减小，滑动摩擦力不变，合力逐渐减小，加速度逐渐减小，速度逐渐增大，时刻物块a受到的合力=0，加速度为零，速度最大，a的动能最大，故不选c，选d。答案：bd2.（2012上海高考多选）如图7-11-15所示，位于水平面上的物体在水平恒力作用下，做速度为的匀速运动；若作用力变为斜向上的恒力，物体做速度为的匀速运动，且与功率相同。则可能有（ ） 图7-11-15 ，解析：水平恒力作用下的功率= ，作用下的功率 。现，若，一定有，因此选项b正确，选项a错误；由于两次都做匀速直线运动，第一次的摩擦力，第二次的摩擦力 ，显然，即 ，因此无论，还是，都会有，因此选项d正确，选项c错误。答案：bd3.（2012江苏高考单选）如图7-11-16所示,细线的一端固定于o点,另一端系一小球。在水平拉力作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由a点运动到b点。在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是（ ）图7-11-16a.逐渐增大b.逐渐减小c.先增大,后减小d.先减小,后增大解析：小球速率恒定，由动能定理知：拉力做的功与克服重力做的功始终相等，将小球的速度分解，可发现小球在竖直方向分速度逐渐增大，重力的瞬时功率也逐渐增大，则拉力的瞬时功率也逐渐增大，a项正确。答案：a4.（2012福建高考单选）如图7-11-17所示，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块a、b用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。初始时刻，a、b处于同一高度并恰好处于静止状态。剪断轻绳后a下落、b沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块（ ）图7-11-17a.速率的变化量不同b.机械能的变化量不同c.重力势能的变化量相同d.重力做功的平均功率相同解析：a、b开始时处于静止状态，对a：=t 对b： 由得 即 剪断轻绳后，a、b均遵守机械能守恒定律，机械能没有变化，故选项b错误；由机械能守恒知，mgh=，所以v=，落地速率相同，故速率的变化量相同，选项a错误；由=mgh，因m不同，故不同，选项c错误；重力做功的功率,sin sin ，由式知，选项d正确。答案：d二、动能、动能定理5.（2012安徽高考单选）如图7-11-18所示，在竖直平面内有一半径为r的圆弧轨道，半径oa水平、ob竖直，一个质量为m的小球自a的正上方p点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点b时恰好对轨道没有压力。已知ap=2r，重力加速度为g，则小球从p到b的运动过程中（ ）图7-11-18a.重力做功2mgrb.机械能减少mgrc.合力做功mgrd.克服摩擦力做功mgr解析：小球到达b点时，恰好对轨道没有压力，只受重力作用，根据mg=得，小球在b点的速度v=。小球从p到b的过程中，重力做功w=mgr，故选项a错误；减少的机械能=mgr-=mgr，故选项b错误；合力做功=mgr，故选项c错误；根据动能定理得=-0，所以=mgr-=mgr，故选项d正确。答案：d6.（2012江苏高考）某缓冲装置的理想模型如图7-11-19所示,劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连,轻杆可在固定的槽内移动,与槽间的滑动摩擦力恒为f。轻杆向右移动不超过l时,装置可安全工作。一质量为m的小车若以速度撞击弹簧,将导致轻杆向右移动。轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且不计小车与地面的摩擦。(1)若弹簧的劲度系数为k,求轻杆开始移动时,弹簧的压缩量x;(2)求为使装置安全工作,允许该小车撞击的最大速度;(3)讨论在装置安全工作时,该小车弹回速度v和撞击速度v的关系。图7-11-19解析：（1）轻杆开始移动时，弹簧的弹力f=kx且f=f解得x=（2）设轻杆移动前小车对弹簧所做的功为w，则小车从撞击到停止的过程中由动能定理得：-f-w=0-同理，小车以撞击弹簧时，-fl-w=0-解得=（3）设轻杆恰好移动时，小车撞击速度为，则=w由解得= 当v 时，v=v当 v 时，v= 答案：（1） （2） （3）当v 时，v=v；当 v 时，v= 7.（2010大纲全国高考）如图7-11-20所示，mnp为竖直面内一固定轨道，其圆弧段mn与水平段np相切于n,p端固定一竖直挡板。m相对于n的高度为h,np长度为s。一物块自m端从静止开始沿轨道下滑，与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处。若在mn段的摩擦可忽略不计，物块与np段轨道间的动摩擦因数为,求物块停止的地方与n点距离的可能值。图7-11-20解析：物块从开始下滑到静止的过程中，物块重力势能的减小（）与物块克服摩擦力所做的功（w）相等，即=w设物块质量为m，在水平轨道上滑行的总路程为s，则=mghw=mgs设物块在水平轨道上停止运动的地方与n点的距离为d。若物块在与p碰撞后，在到达圆弧形轨道前停止运动，则s=2s-d 联立式得d=2s-此结果在2s时有效。若2s，则物块在与p碰撞后，可再一次滑上圆弧形轨道。滑下后在水平轨道上停止，此时有s=2s+d联立式得d=-2s答案：见解析三、机械能、机械能守恒定律8.（2013北京高考单选）在实验操作前应该对实验进行适当的分析。研究平抛运动的实验装置示意图如图7-11-21所示。小球每次都从斜槽的同一位置无初速度释放，并从斜槽末端水平飞出。改变水平板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹。某同学设想小球先后三次做平抛运动，将水平板依次放在如图中1、2、3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距。若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为、，机械能的变化量依次为、，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是( )图7-11-21,=,m)的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中（ ）图7-11-24a.两滑块组成系统的机械能守恒b.重力对m做的功等于m动能的增加c.轻绳对m做的功等于m机械能的增加d.两滑块组成系统的机械能损失等于m克服摩擦力做的功解析：两滑块沿斜面运动的过程中，由于斜面ab粗糙，则摩擦力对m做负功，故两滑块组成的系统的机械能减少，选项a错误；根据动能定理可知m受到的合力做的功等于m动能的变化，即重力、绳的拉力以及摩擦阻力对m做的功等于m动能的增加量，选项b错误；由功能关系可得除重力外其他外力做的功等于物体（或系统）机械能的变化，故轻绳的拉力对m做的正功等于m机械能的增加，摩擦力做的负功等于系统机械能的减少量，选项c、d正确。答案：cd11.（2013江苏高考多选）如图7-11-25所示,水平桌面上的轻质弹簧一端固定,另一端与小物块相连。弹簧处于自然长度时物块位于o点(图中未标出)。物块的质量为m,ab=a,物块与桌面间的动摩擦因数为。现用水平向右的力将物块从o点拉至a点,拉力做的功为w。撤去拉力后物块由静止向左运动,经o点到达b点时速度为零。重力加速度为g。则上述过程中( )图7-11-25a.物块在a点时,弹簧的弹性势能等于w-mgab.物块在b点时,弹簧的弹性势能小于w-mgac.经o点时,物块的动能小于w-mgad.物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在b点时弹簧的弹性势能图7-11-26解析：由于有摩擦，o点不在ab的中点，而是在ab中点的左侧（如图7-11-26所示）。由题知aba,oa,ob。根据功能关系，物块在a点时，弹簧的弹性势能=w-mgoaw-mga，选项a错误；物块在b点时，弹簧的弹性势能-mga=w-mgoa-mgaw-mga,选项b正确；物块在o点的动能-mgoa=w-2mgoaw-mga,选项c正确；物块动能最大时，弹簧的弹力kx=mg,此时物块处于m点（如图所示），若bm光滑，则物块能运动至m点速度为零，则om=om，由于存在摩擦，obom，故物块动能最大时弹簧的弹性势能大于物块在b点时弹簧的弹性势能，选项d错误。答案：bc12.(2013大纲全国高考多选)如图7-11-27所示，一固定斜面倾角为30，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度，沿斜面向上做匀减速运动，加速度的大小等于重力加速度的大小g。若物块上升的最大高度为h，则此过程中，物块的（ ）图7-11-27a.动能损失了2mghb.动能损失了mghc.机械能损失了mghd.机械能损失了mgh解析：运动过程中有摩擦力做功，考虑动能定理和功能关系。物块以大小为g的加速度沿斜面向上做匀减速运动，运动过程中mg，由受力分析知摩擦力fmg，当上升高度为h时，位移s2h，由动能定理得-2mgh；由功能关系知e=-mgs=-mgh，选项a、c正确。答案：ac五、牛顿第二定律、动能定理、机械能守恒定律综合13.（2013福建高考）如图7-11-28，一不可伸长的轻绳上端悬挂于o点，下端系一质量m=1.0 kg的小球。现将小球拉到a点（保持绳绷直）由静止释放，当它经过b点时绳恰好被拉断，小球平抛后落在水平地面上的c点。地面上的d点与ob在同一竖直线上，已知绳长l=1.0 m，b点离地高度h=1.0 m，a、b两点的高度差h=0.5 m，重力加速度g取10 ，不计空气影响，求：图7-11-28（1）地面上dc两点间的距离s；（2）轻绳所受的最大拉力大小。解析：分段研究小球的运动过程，a到b过程中小球在竖直面内做圆周运动，机械能守恒；b到c过程中小球做平抛运动，根据平抛运动的分解求解。注意隐含条件：恰好被拉断时，轻绳达到最大张力。（1）小球从a到b过程机械能守恒，有mgh=小球从b到c做平抛运动，在竖直方向上有h=在水平方向上有由式解得s1.41 m（2）小球下摆到达b点时，绳的拉力和重力的合力提供向心力，有f-mg=m由式解得f20 n根据牛顿第三定律f=-f轻绳所受的最大拉力为20 n。答案：（1）1.41 m (2)20 n14.（2013海南高考）一质量m=0.6 kg的物体以=20 m/s的初速度从倾角为30的斜坡底端沿斜坡向上运动。当物体向上滑到某一位置时，其动能减少了18 j，机械能减少了e3 j。不计空气阻力，重力加速度g取10 ,求：（1）物体向上运动时加速度的大小；（2）物体返回斜坡底端时的动能。解析：（1）设物体在运动过程中所受的摩擦力大小为f。向上运动的加速度大小为a,由牛顿第二定律有a=设物体动能减少时，在斜坡上运动的距离为x。由功能关系得=(mgsin +f)xe=fx联立式并代入数据解得a=6 （2）设物体沿斜坡向上运动的最大距离为，由运动学规律可得=设物体返回底端时的动能为,由动能定理有=(mgsin 联立式并代入数据解得=80 j答案：（1）6 (2)80 j15.(2011山东高考)如图7-11-29所示，在高出水平地面h1.8 m的光滑平台上放置一质量m2 kg、由两种不同材料连接成一体的薄板a，其右段长度=0.2 m且表面光滑，左段表面粗糙。在a最右端放有可视为质点的物块b，其质量m=1 kg,b与a左段间动摩擦因数0.4。开始时二者均静止，现对a施加f20 n水平向右的恒力，待b脱离a（a尚未露出平台）后，将a取走。b离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离x1.2 m。求：（g取1