2012届高考物理 专项精练精析三十一

用心 爱心 专心1 本栏目内容 在学生用书中以活页形式分册装订 一 选择题 1 关于摩擦力做功的下列说法不正确的是 A 滑动摩擦力阻碍物体的相对运动 一定做负功 B 静摩擦力起着阻碍物体相对运动趋势的作用 一定不做功 C 静摩擦力和滑动摩擦力都可以对物体做正功 D 系统内两物体间的相互作用的一对摩擦力做功的总和恒等于 0 解析 功的计算公式 W Fxcos 中的 x 是指相对于地面的位移 滑动摩擦力和静摩擦 力仅起阻碍物体间的相对运动 或相对运动趋势 的作用 它们和物体对地 绝对位移 的 方向既可能相同也可能相反 说它们一定做负功是错误的 物体间有静摩擦力作用时两物 体相对静止 物体可以对地移动 所以静摩擦力也可能做功 物体间有相对滑动时 伴随 机械能的损耗 转化为内能 所以一对滑动摩擦力做功的总和恒为负值 A B D 选项均 错 C 项正确 答案 C 2 2011 南通市部分重点中学联考 如右图所示 一质量为 m 的足球 以速度 v 由地面踢起 当它到达离地面高度为 h 的 B 点处 取重力势能在 B 处为零势能参考平面 下列说法正确的 是 A 在 B 点处重力势能为 mgh B 在 B 点处的动能为 mv2 mgh 1 2 C 在 B 点处的机械能为 mv2 mgh 1 2 D 在 B 点处的机械能为 mv2 1 2 解析 因为机械能为 Ek Ep 所以 C 对 答案 C 3 一辆汽车保持功率不变驶上一斜坡 其牵引力逐渐增大 阻力保持不变 则在汽车驶上 斜坡的过程中 加速度逐渐增大 速度逐渐增大 加速度逐渐减小 速度逐渐减小 A B C D 解析 由 P F v 可知 汽车的牵引力逐渐增大 其上坡的速度逐渐减小 汽车的加速 度方向沿坡向下 由牛顿第二定律得 mgsin Ff F ma 随 F 增大 a 逐渐减小 综 上所述 正确 错误 所以本题答案为 D 答案 D 4 如右图所示 用手通过弹簧拉着物体沿光滑斜面上滑 下列说法 正确的是 A 物体只受重力和弹簧的弹力作用 物体和弹簧组成的系统机械 能守恒 B 手的拉力做的功 等于物体和弹簧组成的系统机械能的增加量 用心 爱心 专心2 C 弹簧弹力对物体做的功 等于物体动能的增加量 D 手的拉力和物体重力做的总功等于物体动能的增加量 解析 对于物体和弹簧组成的系统 当只有重力做功时机械能才守恒 手的拉力对系统 做正功 系统的机械能增大 由功能原理可知 A 错 B 对 对物体 弹簧弹力是外力 物 体所受外力中 除重力外只有弹簧弹力做功 因此弹簧弹力做的功等于物体机械能的增加 量 C 错 手的拉力作用于弹簧 因此引起弹簧的形变而改变弹性势能 D 错 答案 B 5 2010 上海单科 将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出 设物体在运动过程中所 受空气阻力大小不变 则物体 A 刚抛出时的速度最大 B 在最高点的加速度为零 C 上升时间大于下落时间 D 上升时的加速度等于下落时的加速度 解析 根据能量守恒定律 A 对 在最高点 物体只受重力作用 加速度为 g B 错 上 升过程中加速度 a 上 下降过程中加速度 a 下 D 错 根据 h at2 得 mg Ff m mg Ff m 1 2 C 错 答案 A 6 如右图所示 在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧 上端 O 点与管口 A 的距 离为 2x0 一质量为 m 的小球从管口由静止下落 将弹簧压缩至最低点 B 压缩 量为 x0 不计空气阻力 则 A 小球运动的最大速度等于 2 gx0 B 小球运动中最大加速度为 g C 弹簧的劲度系数为 mg x0 D 弹簧的最大弹性势能为 3mgx0 解析 本题考查牛顿第二定律 胡克定律及机械能守恒定律 意在考查考生 分析变力做功的能力 小球下落至平衡位置时速度最大 此时 kx mg 而 x 若拉力 F 做 的功为 W1 平均功率为 P1 物体克服摩擦阻力 Ff 做的功为 W2 平均功率为 P2 则下列选项正确的是 A W1 W2 F 2Ff B W12Ff C P1 P2 F 2Ff D P1 P2 F 2Ff 解析 由于物体初末速度为零 根据动能定理可知 水平外力 F 做的功与摩擦力做的功 相等 选项 A B 均错误 由于摩擦力作用时间大于外力 F 作用时间 故 P1 P2 由于 则 F 2Ff 故选项 C 正确 答案 C 8 如右图所示 可视为质点的物块 A 放在物体 B 上 物体 B 的斜 面为弧面 A B 之间有摩擦 水平地面光滑 现将物块 A 从物块 用心 爱心 专心3 B 的顶端由静止释放 在滑到物体 B 的底端前 下列说法不正确的是 A 若物体 B 固定 则物块 A 减少的重力势能等于它的动能和系统增加的内能之和 B 若物体 B 不固定 则物块 A 减少的机械能等于物体 B 增加的机械能 C 物体 B 在固定与不固定的两种情况下 系统重力势能的减少量相等 D 物体 B 在固定与不固定的两种情况下 摩擦产生的热量不等 解析 若 B 固定 A 减少的重力势能转化为 A 的动能和系统增加的内能 选项 A 正确 若 B 不固定 A 减少的重力势能转化为 A B 的动能和系统增加的内能 选项 B 错误 B 在 固定与不固定的两种情况下 A 下降的高度相等 所以系统重力势能的减少量相等 选项 C 正确 B 不固定时 由于 A B 都运动 经过同一位置 A 的速度与 B 固定时 A 的速度不等 所以同一位置的摩擦力大小不等 因而摩擦产生的热量不等 选项 D 正确 答案 B 9 如右图所示 一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球 A 和 物块 B 跨过固定于斜面体顶端的小滑轮 O 倾角为 30 的斜面体置于水平地面上 A 的质量为 m B 的质 量为 4m 开始时 用手托住 A 使 OA 段绳恰好处于水平伸 直状态 绳中无拉力 OB 绳平行于斜面 此时 B 静止不动 将 A 由静止释放 其下摆过程 中斜面体保持静止 下列判断中正确的是 A 物块 B 受到摩擦力先增大后减小 B 地面对斜面体的摩擦力方向先向右后向左 C 小球 A 重力的瞬时功率先变大后变小 D 小球 A 的机械能不守恒 A B 系统的机械能守恒 解析 小球 A 释放瞬间 绳的拉力为零 则物块 B 受到的静摩擦力大小为 2mg 方向沿 斜面向上 在小球 A 摆到最低点的过程中 由机械能守恒得 mgR mv2 在最低点 1 2 FT mg m 联立解得绳子的最大拉力为 FT 3mg 此时物块 B 仍静止 且受到静摩擦力 v2 R 大小为 mg 方向沿斜面向下 由此判断出小球 A 在下摆过程中 物块 B 一直处于静止状态 受到静摩擦力先减小后增大 A 选项错误 在小球 A 下摆过程中 OA 绳对斜面体的拉力方 向始终斜向左下方 由此判断出地面对斜面体的摩擦力方向一直向右 B 选项错误 小球 A 释放瞬间速度为零 此时的重力瞬时功率为零 当小球 A 运动到最低点时 由于速度方 向与重力方向垂直 此时重力的瞬时功率也为零 故在下摆过程中 小球 A 重力的瞬时功 率先变大后变小 C 选项正确 小球 A 在下摆过程中做圆周运动 绳子的拉力与小球速度 方向垂直 拉力不做功 故小球 A 的机械能守恒 D 选项错误 答案 C 二 非选择题 10 某同学为探究恒力做功与物体动能改变的关系 设 计了如下实验 他的操作步骤是 A 摆好实验装置如右图所示 B 将质量为 200 g 的小车拉到打点计时器附近 并按 住小车 C 在质量为 10 g 30 g 50 g 的三种钩码中 挑选了一个质量为 50 g 的钩码挂在拉线的 挂钩 P 上 D 释放小车 打开电磁打点计时器的电源 打出一条纸带 1 在多次重复实验得到的纸带中取出较为满意的一条 经测量 计算 得到如下数据 用心 爱心 专心4 第 1 个点到第 N 个点的距离为 40 0 cm 打下第 N 点时小车的速度大小为 1 00 m s 该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力 算出拉力对小车做的功为 J 小车动能 的增量为 J 2 此次实验探究结果 他没能得到 恒力对物体做的功等于物体动能的增量 且误差很 大 显然 在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素 请你根据该同学的实验装置和 操作过程帮助他分析一下 造成较大误差的主要原因是 解析 1 绳对小车的拉力近似等于钩码的重力 F mg 拉力对小车做的功 W Fx mgx 0 05 9 8 0 40 J 0 196 J 动能的增量 Ek Mv2 0 2 12 1 2 1 2 J 0 100 J 答案 1 0 196 0 100 2 小车质量没有远大于钩码质量 没有平衡摩擦力 操作错误 先释放小车后打开电源 11 如图 a 所示是一个处于竖直平面内的特殊运动轨道 OA 是长为 x1 2R 的直轨道 AE 是倾角为 30 的斜轨道 它们与滑块的动摩擦因数都为 EDF 是圆心在 B 点 半径 4 9 为 R 的光滑圆弧 D 点是最高点 ED 圆弧上方有一个高度与滑块相近的光滑圆弧形挡板 PQ 轨道上的 A E 两点理想连接 使滑块经过这两点时不损失机械能 且 AE EB 可视为 质点的滑块 质量为 m 以 v0 的初速度从 O 点进入 OA 直轨道 滑块在 OA 轨道运动时 受 到水平向右的动力作用 它的大小随滑块与 O 点的距离变化 如图 b 所示 图中 F0 mg 滑块经 A 点滑上斜轨道 到达轨道最高点 D 时恰好对轨道和挡板都无压力 此时立刻撤除 圆弧形挡板 PQ 滑块经 D 点后能无碰撞地进入一个特殊的漏斗 C 漏斗 C 能将滑块以进入时 的速率反向弹出 求 1 滑块在 D 点时的速度大小 2 初速度 v0 的大小 3 滑块从漏斗 C 弹出后会再次经过 D 点吗 若会经过 D 点 请求出经多长时间再次到达 D 点 漏斗离 F 点的距离 x2 多大 若不会经过 D 点 请说明理由 解析 1 mg m v2 D R vD Rg 2 AE R 2R 2 R23 滑块从 O 点到 D 点的过程中 应用动能定理 mv mv F0 x1 mgx1 mgcos 30 xAE mgR 1 22 D 1 22 0 1 2 用心 爱心 专心5 v0 37 9 gR 3 滑块从 D 点到 C 点做平抛运动 进入 C 点后又被反向弹回 滑块将沿原来的轨迹反向回 至 D 点 到 D 时的速度大小为 vD Rg R gt2 t 1 2 2R g xBC vDt R 2 x2 xBC R 1 R 2 答案 1 2 Rg 37 9 gR 3 能 1 R 2 12 2010 福建理综 如图所示 物体 A 放在足够长的木板 B 上 木板 B 静置于水平 面 t 0 时 电动机通过水平细绳以恒力为 F 拉木板 B 使它做初速度为零 加速度 aB 1 0 m s2 的匀加速直线运动 已知 A 的质量 mA 和 B 的质量 mB 均为 2 0 kg A B 之 间的动摩擦因数 1 0 05 B 与水平面之间的动摩擦因数 0 1 最大静摩擦力与滑动 摩擦力大小视为相等 重力加速度 g 取 10 m s2 求 1 物体 A 刚运动时的加速度 aA 2 t 1 0 s 时 电动机的输出功率 P 3 若 t 1 0 s 时 将电动机的输出功率立即调整为 P 5 W 并在以后的运动过程中始 终保持这一功率不变 t 3 8 s 时物体 A 的速度为 1 2 m s 则在 t 1 0 s 到 t 3 8 s 这 段时间内木板 B 的位移为多少 解析 1 物体 A 在水平方向上受到向右的摩擦力 由牛顿第二定律得 1mAg mAaA 代入数据解得 aA 0 5 m s2 2 t 1 0 s 时 木板 B 的速度大小为 v1 aBt 木板 B 所受拉力 F 由牛顿第二定律有 F 1mAg 2 mA mB g mBaB 电动机输出功率 P Fv1 由 并代入数据解得 P 7 W 3 电动机的输出功率调整为 5 W 时 设细绳对木板 B 的拉力为 F 则 P F v1 代入数据解得 F 5 N 木板 B 受力满足 F 1mAg 2 mA mB g 0 所以木板 B 将做匀速直线运动 而物体 A 则继续在 B 上做匀加速直线运动直到 A B 速度相 等 设这一过程时间为 t 有 v1 aA t t 用心 爱心 专心6 这段时间内 B 的位移 x1 v1t A B 速度相同后 由于 F 2 mA mB g 且电动机输出功率恒定 A B 将一起做加速度 逐渐减小的匀加速运动 由动能定理得 P t2 t t1 2 mA mB gs2 mA mB v mA mB v 1 22 A 1 22 1 由 并代入数据解得 木板 B 在 t 1 0 s 到 t 3 8 s 这段时间的位移 x x1 x2 3 03 m 或取 x 3 0 m 答案 1 0 5 m s2 2 7 W 3 3 03 m 用心 爱心 专心7 滚动训练 四 本栏目内容 在学生用书中以活页形式分册装订 一 选择题 1 2011 河北衡水十四中 10 月月考 如右图所示 电梯与水平地面成 角 一人站在电梯上 电梯从静止开始匀加速上升 到达一定速度后 再匀速上升 若以 FN 表示水平梯板对人的支持力 G 为人受到的重力 F 为电梯对人的静摩擦力 则下列结论正确的是 A 加速过程中 F 0 F FN G 都做功 B 加速过程中 F 0 FN 不做功 C 加速过程中 F 0 FN G 都做功 D 匀速过程中 F 0 FN G 都不做功 解析 加速过程中 水平方向的加速度由摩擦力 Ff 提供 所以 F 0 F FN 做正功 G 做负功 选项 A 正确 B C 错误 匀速过程中 水平方向不受静摩擦力作用 Ff 0 FN 做正功 G 做负功 选项 D 错误 答案 A 2 如图所示 在验证向心力公式的实验中 质量相同的钢球 放在 A 盘的边缘 钢球 放 在 B 盘的边缘 A B 两盘的半径之比为 2 1 a b 分别是与 A 盘 B 盘同轴的轮 a 轮 b 轮半径之比为 1 2 当 a b 两轮在同一皮带带动下匀速转动时 钢球 受到的向心力 之比为 A 2 1 B 4 1 C 1 4 D 8 1 解析 本题考查圆周运动等知识 由题意 在同一皮带带动下匀速转动 说明 a b 两 轮的线速度相等 即 va vb 又因 a 轮与 A 盘同轴 b 轮与 B 盘同轴 角速度相等 联立 并代入 F m得到 D 项正确 v2 r 答案 D 3 如右图所示 一个物体 A 恰好静止在斜面上 现用一竖直向下的外 力 F 作用于 A 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力 下列说法中正确的是 A 物体 A 所受的摩擦力可能减小 B 物体 A 对斜面的压力可能保持不变 C 无论 F 怎样增大 物体 A 总保持静止 D 当 F 增大到某一值时 物体可能沿斜面下滑 解析 未施加力 F 时 A 恰好静止 对斜面的压力 FN mAgcos A 所受的摩擦力 Ff mAgcos 且 mAgsin mAgcos 施加力 F 后 A 对斜面的压力 FN mAg F cos 增大了 A 所受的摩擦力 F f mAg F cos 也增大了 假设物体 A 沿斜面加速下滑 由牛顿第二定律得 mAg F sin mAg F cos mAa 联立解得 a 0 所以无论 F 怎样增大 A 总恰 好静止 答案 C 用心 爱心 专心8 4 卫星电话在抢险救灾中能发挥重要作用 第一代 第二代海事卫星只使用静止轨道卫星 不能覆盖地球上的高纬度地区 而第三代海事卫星采用同步和中轨道卫星结合的方案 解 决了覆盖全球的问题 它由 4 颗同步卫星与 12 颗中轨道卫星构成 中轨道卫星高度约为地 球半径的 2 倍 分布在几个轨道平面上 与赤道平面有一定的夹角 地球表面处的重力加 速度为 g 则中轨道卫星处的重力加速度约为 A g 4 B g 9 C 4g D 9g 解析 由 G mg G mg 解得 g 选项 B 正确 mM R2 mM 3R 2 g 9 答案 B 5 如右图所示 质量为 m 的两木块 a 和 b 叠放在水平面上 a 受到斜 向上与水平方向成 角的力的作用 b 受到斜向下与水平方向成 角的力的作用 两力大小均为 F 两木块均保持静止状态 则 A a b 之间一定存在静摩擦力 B b 与地面之间一定存在静摩擦力 C b 对 a 的支持力可能大于 mg D 地面对 b 的支持力一定小于 2mg 答案 A 6 先后用相同材料制成的橡皮条彼此平行地沿水平方向拉同一质量为 m 的物块 且每次使橡皮条的伸长量均相同 物块 m 在橡皮条的拉力 作用下所产生的加速度 a 与所拉橡皮条的数目 n 的关系如图所示 若 更换物块所在水平面的材料 再重复这个实验 则图中直线与水平轴 间的夹角 将 A 变大 B 不变 C 变小 D 与水平面的材料有关 解析 设每条橡皮条的拉力为 F 则由牛顿第二定律得 a g 更换材料 并不 nF m 改变 a n 图线的斜率 即 不变 选项 B 正确 F m 答案 B 7 如右图所示 在光滑水平面上运动的物体 刚好能越过一个 倾角为 的固定在水平面上的光滑斜面做自由落体运动 落地 时的速度为 v 不考虑空气阻力及小球滚上斜面瞬间的能量损 失 下列说法正确的是 A 小球冲上斜面前在水平面上的速度应大于 v B 小球在斜面上运动的时间为 v gsin C 斜面的长度为 v2 gsin D 小球在斜面上运动的加速度大于 gsin 解析 由题意可知 小球运动到斜面最顶端的速度恰好为 0 小球上升过程中做匀减速 运动 加速度为 gsin D 选项错误 小球滚上斜面到自由落体落地的过程中只有重力做 功 机械能守恒 故小球冲上斜面前在水平面上的速度应等于 v A 选项错误 小球在斜面 用心 爱心 专心9 上运动的时间为 t B 选项正确 斜面的长度为 x C 选项错误 v gsin v2 2gsin 答案 B 8 如下图所示 放在光滑水平面上的木块受到两个水平力 F1 与 F2 的作用静止不动 现保 持 F1 不变 F2 大小变化如图乙所示 则在此过程中 能正确描述木块运动情况的速度图 象是 解析 由于 F2 均匀减小到零然后又均匀增大到原值 所以物体受到的合外力的变化情况 为先增大后减小到零 根据牛顿第二定律知物体加速度也是先增大后减小到零 而速度一 直在增大 最后达到最大值 符合上述规律的 v t 图象只有 D 项 答案 D 9 小明家要盖新房子 小明家处在多雨的地区 已知房子的宽度一定 要想下雨时 让雨 水在房顶的时间最短 则新房的房顶应与水平面的夹角为 A 30 B 45 C 60 D 80 解析 本题的物理情景可等效为右图所示的物理模型 有三个底面相同 的光滑斜面 A B C 今有三个相同的小球同时从斜面的顶端由静止释放 问三小球谁先抵达斜面的底端 设任一斜面的长为 x 斜面的底边长为 L 三小球在斜面上均做初速度为零 加速度 a gsin 的匀加速运动 则由公式 x at2 x 得小球 1 2 L cos 运动的时间为 t 4L gsin 2 由数学知识得 当 45 时 时间有最小值 tmin 2 L g 即该小球运动到底端的时间最短 由此得新房房顶与水平面的夹角应为 45 故本题选项 B 正确 答案 B 用心 爱心 专心10 二 非选择题 10 2010 上海单科 如右图所示 固定于竖直面内的粗糙斜杆 与水平方向夹角为 30 质量为 m 的小球套在杆上 在大小不变 的拉力作用下 小球沿杆由底端匀速运动到顶端 为使拉力做功 最小 拉力 F 与杆的夹角 拉力大小 F 解析 根据功能关系 要使拉力做功最小 则小球与杆间摩擦 力为零 即拉力 F 竖直向上 大小为 mg 此时拉力 F 与杆的夹角为 60 答案 60 mg 11 在海滨游乐场里有一种滑沙的游乐运动 如右图所示 人坐 在滑板上从斜坡的高处由静止开始滑下 滑到斜坡底端 B 点后 沿水平的滑道再滑行一段距离到 C 点停下来 若某人和滑板的 总质量 m 60