北京专用2020版高考物理总复习第六章全章闯关检测含解析.docx

全章闯关检测一、选择题1.如图所示,摆球质量为m,悬线的长为L,把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球运动过程中空气阻力F阻的大小不变,在摆球运动到最低点的过程中下列说法不正确的是()A.重力做功为mgLB.绳的拉力做功为0C.空气阻力(F阻)做功为-mgLD.空气阻力(F阻)做功为-12F阻L答案C如图所示,因为拉力FT在运动过程中始终与运动方向垂直,故不做功,即WFT=0。重力在整个运动过程中始终不变,小球在重力方向上的位移为AB在竖直方向上的投影L,所以WG=mgL。F阻所做的总功等于每个小弧段上F阻所做功的代数和,即WF阻=-(F阻x1+F阻x2+)=-12F阻L。故重力mg做的功为mgL,绳子拉力做功为零,空气阻力所做的功为-12F阻L。2.(2017东城期末)兴趣小组的同学们利用弹弓放飞模型飞机。弹弓的构造如图1所示,其中橡皮筋两端点A、B固定在把手上,橡皮筋处于ACB时恰好为原长状态(如图2所示),将模型飞机的尾部放在C处,将C点拉至D点时放手,模型飞机就会在橡皮筋的作用下发射出去。C、D两点均在A、B连线的中垂线上,橡皮筋的质量忽略不计。现将模型飞机竖直向上发射,在它由D运动到C的过程中()图1图2A.橡皮筋对模型飞机的弹力一直在增大B.橡皮筋对模型飞机的弹力始终做正功C.模型飞机的机械能守恒D.模型飞机的动能一直在增大答案BC点为原长点,对应弹力为零,D点拉伸最长,对应弹力最大。从D到C过程中,橡皮筋伸长量减小,弹力一直在减小,A选项错误;由D到C的过程中橡皮筋的弹力方向与模型飞机运动方向相同,因此一直对模型飞机做正功,B选项正确;由D到C的过程模型飞机所受弹力做正功,其机械能增大,C错误;D点橡皮筋的弹力大于重力,C点橡皮筋的弹力为零,C、D之间有个平衡点,弹力等于重力,所以此过程中,模型飞机的动能先增大后减小,D选项错误。3.如图所示,甲、乙两车用轻弹簧相连静止在光滑的水平面上,现在同时对甲、乙两车施加等大反向的水平恒力F1、F2,使甲、乙同时由静止开始运动,在整个过程中,对甲、乙两车及弹簧组成的系统(假定整个过程中弹簧均在弹性限度内),说法正确的是()A.系统受到外力作用,动能不断增大B.弹簧伸长到最长时,系统的机械能最大C.恒力对系统一直做正功,系统的机械能不断增大D.两车的速度减小到零时,弹簧的弹力大小大于外力F1、F2的大小答案B对甲、乙单独受力分析,两车都先加速后减速,故系统动能先增大后减少,A错误;弹簧最长时,外力对系统做正功最多,系统的机械能最大,B正确;弹簧达到最长后,甲、乙两车开始反向加速运动,F1、F2对系统做负功,系统机械能开始减少,C错;当两车第一次速度减小到零时,弹簧弹力大小大于F1、F2的大小,当返回速度再次为零时,弹簧的弹力大小小于外力F1、F2的大小,D错。4.物体沿直线运动的v-t关系如图所示,已知在第1秒内合外力对物体做的功为W,则()A.从第1秒末到第3秒末合外力做功为4WB.从第3秒末到第5秒末合外力做功为-2WC.从第5秒末到第7秒末合外力做功为2WD.从第3秒末到第4秒末合外力做功为-0.75W答案D由题图知第1秒末、第3秒末、第7秒末速度大小关系:v1=v3=v7,由题知第1秒内合外力做功W=W1=12mv12-0,则由动能定理得第1秒末到第3秒末合外力做功W2=12mv32-12mv12=0,故A错;第3秒末到第5秒末合外力做功W3=12mv52-12mv32=0-12mv12=-W,故B错;第5秒末到第7秒末合外力做功W4=12mv72-0=12mv12=W,故C错;第3秒末到第4秒末合外力做功W5=12mv42-12mv32=12m(12v1)2-12mv12=-0.75W,故D对。5.如图所示,水平传送带长为x,以速度v始终保持匀速运动,把质量为m的货物轻放到A点,货物与皮带间的动摩擦因数为,当货物从A点运动到B点的过程中,摩擦力对货物做的功不可能()A.等于12mv2B.小于12mv2C.大于mgxD.小于mgx答案C货物在传送带上相对地面的运动可能先加速到v后匀速,也可能一直加速而货物的最终速度小于v,故摩擦力对货物做的功可能等于12mv2,可能小于12mv2,可能等于mgx,可能小于mgx,故选C。6.(2017东城二模)将小球竖直向上抛出,一段时间后小球落回抛出点。若小球在运动过程中所受空气阻力的大小保持不变。在小球上升、下降过程中,运动时间分别用t1、t2表示,损失的机械能分别用E1、E2表示。则()A.t1 t2,E1=E2B.t1t2,E1t2,E1E2答案A由牛顿第二定律可知a上升a下降,由h=12at2可知t1g,故f0,即木塞受到的金属筒的作用力竖直向下,且该力对木塞做正功,故选项A、C均错误;由能量守恒知,Q=Ek减+Ep减,选项D错误。因金属筒的速度减为零后(撞击桌面后),木塞开始做减速运动,故选项B正确。二、非选择题8.某课外活动小组利用竖直上抛运动验证机械能守恒定律。(1)某同学用20分度的游标卡尺测量一小球的直径,示数如图甲所示,则小球的直径d=cm。(2)如图乙所示,弹射装置将小球竖直向上抛出,先后通过光电门A、B,计时装置测出小球通过A、B的时间分别为tA、tB。用刻度尺测出光电门A、B间的距离h,用游标卡尺测得小球直径为d,当地的重力加速度为g,在误差范围内,若公式成立,就可以验证机械能守恒(用题中给出的物理量符号表示)。答案(1)1.020(2)(dtA)2-(dtB)2=2gh解析(1)游标卡尺示数为10 mm+0.054 mm=10.20 mm=1.020 cm。(2)小球在A点动能EkA=12m(dtA)2,B点动能EkB=12m(dtB)2,动能减少量Ek=EkA-EkB=12m(dtA)2-(dtB)2,小球由A到B重力势能增加量Ep=mgh,在误差允许范围内,若满足Ek=Ep,即(dtA)2-(dtB)2=2gh,就可以验证机械能守恒。9.利用如图甲所示的装置可以将物体竖直向上提起。已知质量为2 kg的物体在外力F作用下由静止开始向上做匀加速运动,其速度随时间的变化关系如图乙所示。滑轮质量、摩擦均不计,g取10 m/s2。(1)判断物体处于超重状态还是失重状态;(2)求外力F的大小;(3)求前4 s内外力F所做的功。答案(1)超重状态(2)10.5 N(3)84 J解析(1)物体由静止开始向上做匀加速运动,加速度方向竖直向上,处于超重状态。(2)由速度-时间图线的斜率表示加速度,得物体的加速度为a=vt=24 m/s2=0.5 m/s2。根据牛顿第二定律得2F-mg=ma,则F=m(g+a)2=2(10+0.5)2 N=10.5 N。(3)4 s内物体的位移为x=12at2=120.542 m=4 m,则拉力作用点的位移为s=2x=8 m外力F所做的功为W=Fs=10.58 J=84 J。10.(2018人大附中月考)如图所示,一物体从固定斜面顶端由静止开始下滑。已知物体的质量m=4 kg,斜面的倾角=30,斜面长度L=2.5 m,物体与斜面之间动摩擦因数为34,取重力加速度g=10 m/s2。求:(1)物体沿斜面由顶端滑到底端所用的时间;(2)物体滑到斜面底端时的动能;(3)在物体下滑的全过程中滑动摩擦力对物体所做的功。答案(1)2 s(2)12.5 J(3)-37.5 J解析(1)设物体沿斜面下滑的加速度大小为a根据牛顿第二定律mg sin -mg cos =ma根据运动学公式L=12at2解得t=2 s(2)设物体滑到斜面底端时的速度大小为v,则有v2=2aL滑到斜面底端时的动能Ek=12mv2=12.5 J(3)物体沿斜面下滑过程中摩擦力做的功Wf=-mg cos L=-37.5 J11.如图所示为某农庄灌溉工程的示意图,地面与水面的距离为H。用水泵从水池抽水(抽水过程中H保持不变),龙头离地面高h,水管横截面积为S,水的密度为,重力加速度为g,不计空气阻力。水从管口以不变的速度源源不断地沿水平方向喷出,水落地的位置到管口的水平距离为10h。设管口横截面上各处水的速度都相同。求:(1)每秒内从管口流出的水的质量m0;(2)不计额外功的损失,水泵输出的功率P。答案(1)S50gh(2)Sg50gh(H+26h)解析(1)水从管口沿水平方向喷出做平抛运动,设水喷出时的速度为v0,下落时间为t竖直方向h=12gt2水平方向10h=v0t时间t0内喷出的水的质量m=V=v0t0S每秒喷出的水的质量m0=mt0联立以上各式解得m0=S50gh(2)t0时间内水泵的输出功W=mg(H+h)+12mv02输出功率P=Wt0解得P=Sg50gh(H+26h)12.(2018民大附中月考)如图所示,在竖直平面内有一个粗糙的14圆轨道,其半径R=0.9 m,轨道的最低点距地面高度h=1.25 m,一质量m=0.4 kg的小滑块从轨道的最高点A由静止释放,到达最低点B时的速度大小为v=3.0 m/s。不计空气阻力,g取10 m/s2,求:(1)小滑块运动到圆弧轨道最低点B时,对轨道的压力的大小;(2)小滑块落地点C距轨道最低点B的水平距离x;(3)小滑块在轨道上运动的过程中克服摩擦力所做的功。答案(1)8.0 N(2)1.5 m(3)1.8 J解析(1)小滑块到达轨道最低点时,受重力和轨道对它的支持力FN, 根据牛顿第二定律有FN-mg=mv2R解得FN=8.0 N由牛顿第三定律,知小滑块运动到B点时对轨道的压力大小 FN=FN=8.0 N(2)小滑块离开轨道后做平抛运动,设运动时间为t,初速度为v, 则 x=vth=12gt2解得x=1.5 m(3)小滑块从轨道的最高点到最低点的过程中, 根据动能定理有mgR+Wf=12mv2-0解得 Wf=-1.8 J所以小滑块克服摩擦力所做的功为 1.8 J。13.如图所示,在竖直平面内有轨道ABC,其中AB段为水平直轨道,与质量m=0.5 kg的小物块(可视为质点)之间的动摩擦因数=0.2,BC段为光滑半圆形轨道,轨道半径R=2 m,轨道AB与BC在B点相切。小物块在水平拉力F=3 N的作用下从A点由静止开始做匀加速直线运动,到达圆弧轨道的最低点B时撤去拉力,此时速度vB=10 m/s。取g=10 m/s2,则:(1)拉力F做了多少功;(2)经过B点瞬间,物块对轨道的压力是多大;(3)若物块从最高