2020版新教材高中物理 重难强化训练4 新人教版必修2.doc

重难强化训练(四)(时间：40分钟分值：100分)合格考达标练一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1. (多选)如图所示，a和b两个小球固定在一根轻杆的两端，mbma，此杆可绕穿过其中心的水平轴o无摩擦地转动现使轻杆从水平状态无初速度释放，发现杆绕o点沿顺时针方向转动，则杆从释放起转动90的过程中(不计空气阻力)()ab球的动能增加，机械能增加ba球的重力势能和动能都增加ca球的重力势能和动能的增加量等于b球的重力势能的减少量da球和b球的总机械能守恒bda球运动的速度增大，高度增大，所以动能和重力势能都增大，故a球的机械能增加b球运动的速度增大，所以动能增大，高度减小，所以重力势能减小对于两球组成的系统，只有重力做功，系统的机械能守恒，因为a球的机械能增加，故b球的机械能减少，故a球的重力势能和动能的增加量与b球的动能的增加量之和等于b球的重力势能的减少量，故a、c错误，b、d正确2如图所示，一匀质杆长为r，从图示位置由静止开始沿光滑面abd滑动，ab是半径为r的圆弧，bd为水平面则当杆滑到bd位置时的速度大小为()a.b.c. d2b虽然杆在下滑过程有转动发生，但初始位置静止，末状态匀速平动，整个过程无机械能损失，故有mv2mg，解得：v.3如图所示，质量分别为m和3m的小球a和b可视为质点，系在长为l的细线两端，桌面水平光滑，高为h(hl)a球无初速度地从桌面滑下，落在沙地上静止不动，不计空气阻力，则b球离开桌面的速度为()a. b.c. d.a由hl，当小球a刚落地时，由机械能守恒得mgh(m3m)v2，解得v，b球以此速离开桌面，选项a正确4足够长的传送带以v匀速传动，一质量为m的小物块a由静止轻放于传送带上，若小物块与传送带之间的动摩擦因数为，如图所示，当小物块与传送带相对静止时，转化为内能的能量为()amv2b2mv2c.mv2 d.mv2d物块a被放于传送带即刻做匀加速直线运动，加速度ag，匀加速过程前进的距离：x1，该时间内传送带前进距离：x2vtv，所以物块相对传送带滑动的距离：xx2x1，故产生的内能：qmgxmgmv2，d正确5一质量均匀不可伸长的绳索，固定在a、b两端，重为g，a、b两端固定在天花板上，如图所示今在最低点c施加一竖直向下的力，将绳索缓慢拉至d点，在此过程中，绳索ab的重心位置将()a升高 b降低c先降低后升高 d始终不变a物体的重心不一定在物体上，对于一些不规则的物体要确定重心是比较困难的，本题绳索的重心是不容易标出的因此，要确定重心的变化，只有通过其他途径确定当用力将绳索缓慢地从c点拉到d点，外力在不断地做功，而绳索的动能不增加，因此外力做功必定使绳索的重力势能增加，故绳索的重心将升高6如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的a点，弹簧处于原长时，圆环高度为h.让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零则在圆环下滑到底端的过程中(杆与水平方向夹角为30)()a圆环机械能守恒b弹簧的弹性势能先减小后增大c弹簧的弹性势能变化了mghd弹簧与光滑杆垂直时圆环动能最大c圆环与弹簧构成的系统机械能守恒，但圆环机械能不守恒，a错误；弹簧形变量先增大后减小然后再增大，所以弹性势能先增大后减小再增大，b错误；由于圆环与弹簧构成的系统机械能守恒，圆环的机械能减少了mgh，所以弹簧的弹性势能增加mgh，c正确；弹簧与光滑杆垂直时，圆环所受合力沿杆向下，圆环具有与速度同向的加速度，所以做加速运动，d错误二、非选择题(14分)7素有“陆地冲浪”之称的滑板运动已深受广大青少年喜爱如图所示是由足够长的斜直轨道，半径r12 m的凹形圆弧轨道和半径r23.6 m的凸形圆弧轨道三部分组成的模拟滑板组合轨道这三部分轨道依次平滑连接，且处于同一竖直平面内其中m点为凹形圆弧轨道的最低点，n点为凸形圆弧轨道的最高点，凸形圆弧轨道的圆心o与m点在同一水平面上，一可视为质点、质量为m1 kg的滑板从斜直轨道上的p点无初速度滑下，经m点滑向n点，p点距水平面的高度h3.2 m，不计一切阻力，g取10 m/s2.求：(1)滑板滑至m点时的速度大小；(2)滑板滑至m点时，轨道对滑板的支持力大小；(3)若滑板滑至n点时对轨道恰好无压力，求滑板的下滑点p距水平面的高度解析(1)对滑板由p点滑至m点，由机械能守恒得mghmv，得：vm8 m/s.(2)对滑板滑至m点时受力分析，由牛顿第二定律得fnmgm，得：fn42 n.(3)滑板滑至n点时对轨道恰好无压力，则有mgm，则vn6 m/s滑板从p点到n点机械能守恒，则有mghmgr2mv，解得h5.4 m.答案(1)8 m/s(2)42 n(3)5.4 m等级考提升练一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1(多选)如图所示，a、b两物块质量分别为m、3m，用不计质量的细绳相连接，悬挂在定滑轮的两侧开始时，a、b两物块距离地面高度相同，用手托住物块b，然后由静止释放，直至a、b物块间高度差为h，不计滑轮质量和一切阻力，重力加速度为g.在此过程中，下列说法正确的是()a物块a的机械能守恒b物块b的机械能减少了mghc物块b机械能的减少量等于物块a机械能的增加量d物块a、b与地球组成的系统机械能守恒cd释放物块b后，物块a加速上升，动能和重力势能均增加，故机械能增加，选项a错误对物块a、b与地球组成的系统，机械能守恒，选项d正确物块a、b构成的系统机械能守恒，有(3m)gmgmv2(3m)v2，解得v，物块b动能增加量为(3m)v2mgh，重力势能减少mgh，故机械能减少mghmghmgh，选项b错误由于绳的拉力对a做的功与b克服绳的拉力做的功相等，故物块b机械能的减少量等于物块a机械能的增加量，选项c正确2.(多选)如图所示，半径为r的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑的小球，现给小球一个冲击使其在瞬间得到一个水平初速度v0，若v0大小不同，则小球能够上升到的最大高度(距离底部)也不同，下列说法正确的是()a如果v0，则小球能够上升的最大高度为b如果v0，则小球能够上升的最大高度为rc如果v0，则小球能够上升的最大高度为d如果v0，则小球能够上升的最大高度为2rabd当v0时，根据机械能守恒定律有：mvmgh，解得h，即小球上升到高度为时速度为零，所以小球能够上升的最大高度为，故a正确；设小球恰好能运动到与圆心等高处时在最低点的速度为v，则根据机械能守恒定律得：mgrmv2，解得v，故如果v0，则小球能够上升的最大高度为r，故b正确；设小球恰好运动到圆轨道最高点时在最低点的速度为v1，在最高点的速度为v2，则在最高点，有mgm，从最低点到最高点的过程中，根据机械能守恒定律得：2mgrmvmv，解得v1，所以v0时，小球不能上升到圆轨道的最高点，会脱离轨道，在最高点的速度不为零；当v0时，根据mvmghmv2，知最大高度h，当v0时，上升的最大高度为2r，故c错误，d正确3如图所示，用长为l的细线，一端系于悬点a，另一端拴住一质量为m的小球，先将小球拉至水平位置并使细线绷直，在悬点a的正下方o点钉有一小钉子，今将小球由静止释放，要使小球能在竖直平面内做完整圆周运动，oa的最小距离是()a. b.c.l d.ld设小球做完整圆周运动的轨道半径为r，小球刚好过最高点的条件为mg解得v0小球由静止释放到运动至圆周最高点的过程中，只有重力做功，因而机械能守恒，由机械能守恒定律得mvmg(l2r)解得rl所以oa的最小距离为lrl，故d正确4如图所示，竖直立在水平地面上的轻弹簧，下端固定在地面上，将一个金属球放置在弹簧顶端(球与弹簧不拴接)，并用力向下压球，使弹簧压缩(在弹性限度内)一定程度后，用竖直细线把弹簧拴牢。现突然烧断细线，球将被弹起，脱离弹簧后能继续向上运动，那么从细线被烧断到金属球刚脱离弹簧的过程中，下列说法正确的是()a金属球的机械能守恒b金属球的动能一直在减少，而机械能一直在增加c在刚脱离弹簧的瞬间金属球的动能最大d金属球的动能与弹簧的弹性势能之和一直在减少d烧断细线后，开始的一段时间内，弹簧弹力大于金属球的重力，金属球向上做加速运动，当弹簧的弹力小于金属球的重力时，金属球向上做减速运动，因此当重力与弹力相等时，金属球的速度最大，在整个运动过程中，金属球、弹簧组成的系统机械能守恒，金属球向上运动的过程中，弹簧的弹性势能减少，金属球的机械能一直增加，故选项a、b、c错误；金属球与弹簧组成的系统机械能守恒，金属球的动能、重力势能、弹簧的弹性势能之和保持不变，金属球向上运动的过程中，金属球的重力势能一直增加，所以金属球的动能和弹簧的弹性势能之和一直减少，选项d正确二、非选择题(本题共2小题，共26分)5(13分)如图所示，半径为r的光滑半圆弧轨道与高为10r的光滑斜轨道放在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道cd相连，水平轨道与斜轨道间有一段圆弧过渡在水平轨道上，轻质弹簧被a、b两小球挤压但不与两球连接，处于静止状态同时释放两个小球，a球恰好能通过圆弧轨道的最高点a，b球恰好能到达斜轨道的最高点b.已知a球质量为m1，b球质量为m2，重力加速度为g.求：(1)a球离开弹簧时的速度大小va；(2)b球离开弹簧时的速度大小vb；(3)释放小球前弹簧的弹性势能ep.解析(1)由a球恰好能到达a点知：m1gm1由机械能守恒定律得：m1vm1vm1g2r解得va.(2)对于b球由机械能守恒定律得：m2vm2g10r解得vb2.(3)由机械能守恒定律得：epm1vm2v解得epgr.答案(1)(2)2(3)gr6(13分)如图所示，皮带的速度是3 m/s，两圆心的距离s4.5 m，现将m1 kg的小物体轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数0.15，电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮正上方时，求：(g取10 m/s2)(1)小物体获得的动能ek；(2)这一过程摩擦