2013高三物理精选精练（2）

用心 爱心 专心 1 20132013 高三物理精选精练高三物理精选精练 1 2012 广东东莞调研 关于机械能是否守恒的叙述 正确的是 A 做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒 B 做加速运动的物体机械能不可能守恒 C 合外力对物体做功为零时 机械能一定守恒 D 只有重力对物体做功时 物体机械能一定守恒 解析 选 D 只有重力做功或弹簧弹力做功 其他力不做功或做功等于零时 物体的机 械能守恒 D 正确 2 2011 高考新课标全国卷 一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落 到最低点时距水面还有数米距离 假定空气阻力可忽略 运动员可视为质点 下列说法正确 的是 A 运动员到达最低点前重力势能始终减小 B 蹦极绳张紧后的下落过程中 弹性力做负功 弹性势能增加 C 蹦极过程中 运动员 地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒 D 蹦极过程中 重力势能的改变与重力势能零点的选取有关 解析 选 ABC 到达最低点前 高度始终在降低 所以重力势能始终减小 故 A 正 确 绳张紧后的下落过程 伸长量逐渐增大 弹力做负功 弹性势能增大 故 B 正确 在蹦 极过程中 只有重力与系统内弹力做功 故机械能守恒 C 正确 重力势能的改变与重力做 功有关 重力做功只与始末位置高度差有关 与零势能面的选取无关 故 D 错误 3 如图 5 3 7 所示 用长为L的轻绳把一个小铁球悬挂在高为 2L的O点处 小铁球 以O为圆心在竖直平面内做圆周运动且恰能到达最高点B处 若运动中轻绳断开 则小铁球 落到地面时的速度大小为 图 5 3 7 A B gL3gL C D 5gL7gL 解析 选 D 小球恰能到达最高点B 则小球在最高点处的速度v 以地面为零势能 gL 面 铁球在B点处的总机械能为mg 3L mv2 mgL 无论轻绳是在何处断的 铁球的机械 1 2 7 2 能总是守恒的 因此到达地面时的动能mv 2 mgL 故小球落到地面的速度v 1 2 7 27gL 正确答案为 D 4 如图 5 3 8 所示 一根长为L不可伸长的轻绳跨过光滑的水平轴O 两端分别连 接质量为 2m的小球A和质量为m的物块B 由图示位置释放后 当小球转动到水平轴正下方 时轻绳的中点正好在水平轴O点 且此时物块B的速度刚好为零 则下列说法中正确的是 图 5 3 8 A 物块B一直处于静止状态 B 小球A从图示位置运动到水平轴正下方的过程中机械能守恒 C 小球A运动到水平轴正下方时的速度大小为 gL 用心 爱心 专心 2 D 小球A从图示位置运动到水平轴正下方的过程中 小球A与物块B组成的系统机械能守 恒 解析 选 D 由图示位置分别对物块B和小球A进行受力分析可知 物块B在小球A运动的过 程中 先向下做加速运动 后向下做减速运动 直到速度为零 所以物块B的重力一直做正 功 而由于小球A和物块B组成的系统只有重力做功 故系统的机械能守恒 故 B 错 D 对 由A下摆过程中 绳对A做正功 则A球机械能增加 即mv2 mg v 故 C 1 2 L 2gL 错 5 2012 南京模拟 山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动 一滑雪坡由AB和BC组成 AB 是倾角为 37 的斜坡 BC是半径为R 5 m 的圆弧面 圆弧面和斜面相切于B 与水平面相 切于C 如图 5 3 9 所示 AB竖直高度差h 8 8 m 运动员连同滑雪装备总质量为 80 kg 从A点由静止滑下通过C点后飞落 不计空气阻力和摩擦阻力 g取 10 m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 图 5 3 9 1 运动员到达C点的速度大小 2 运动员经过C点时轨道受到的压力大小 解析 1 由A C过程 应用机械能守恒定律得 mg h h mv 又 1 22C h R 1 cos37 可解得 vC 14 m s 2 在C点 由牛顿第二定律得 FC mg m v2C R 解得 FC 3936 N 由牛顿第三定律知 运动员在C点时对轨道的压力大小为 3936 N 答案 1 14 m s 2 3936 N 一 选择题 1 2012 江苏无锡调研 如图 5 3 10 所示 斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止于水平面上 现 将一小球从图示位置静止释放 不计一切摩擦 则在小球从释放到落至地面的过程中 下列 说法正确的是 图 5 3 10 A 斜劈对小球的弹力不做功 B 斜劈与小球组成的系统机械能守恒 C 斜劈的机械能守恒 D 小球重力势能减小量等于斜劈动能的增加量 解析 选 B 不计一切摩擦 小球下滑时 小球和斜劈组成的系统只有小球重力做功 系统机 械能守恒 小球重力势能减小量等于斜劈和小球动能的增量之和 D 错 故选 B 2 2011 高考上海卷 用如图 5 3 11 所示装置可以研究动能和重力势能转化中所遵循的 规律 在摆锤从A位置由静止开始向下摆动到D位置的过程中 用心 爱心 专心 3 图 5 3 11 重力做正功 重力势能增加 重力的瞬时功率一直增大 动能转化为重力势能 摆线对摆锤的拉力不做功 若忽略阻力 系统的总机械能为一恒量 A B C D 解析 选 D 摆锤向下运动 重力做正功 重力势能减小 故 错误 由于开始静止 所以开 始重力功率为零 在D位置物体v的方向与重力垂直 PG Gvcos 可知PG 0 而在从A 位置摆动到D位置的过程中 重力功率不为零 所以所受重力瞬时功率先增大后减小 错 误 在向下运动的过程中 重力势能减小 动能增加 故 错误 摆线拉力与v方向始终垂 直 不做功 只有重力做功 故机械能守恒 故 正确 选 D 3 2012 南通模拟 如图 5 3 12 所示 质量相等的甲 乙两物体开始时分别位于同一水 平线上的A B两点 当甲物体被水平抛出的同时 乙物体开始自由下落 曲线AC为甲物体 的运动轨迹 直线BC为乙物体的运动轨迹 两轨迹相交于C点 空气阻力忽略不计 则两 物体 图 5 3 12 A 在C点相遇 B 经C点时速率相等 C 在C点时具有的机械能相等 D 在C点时重力的功率相等 答案 AD 4 2012 江苏启东中学质检 如图 5 3 13 所示 A B两球质量相等 A球用不能伸长的 轻绳系于O点 B球用轻弹簧系于O 点 O与O 点在同一水平面上 分别将A B球拉到 与悬点等高处 使绳和轻弹簧均处于水平 弹簧处于自然状态 将两球分别由静止开始释放 当两球达到各自悬点的正下方时 两球仍处在同一水平面上 则 图 5 3 13 A 两球到达各自悬点的正下方时 两球动能相等 B 两球到达各自悬点的正下方时 A球动能较大 C 两球到达各自悬点的正下方时 B球动能较大 D 两球到达各自悬点的正下方时 A球受到向上的拉力较大 解析 选 BD 整个过程中两球减少的重力势能相等 A球减少的重力势能完全转化为A球的 动能 B球减少的重力势能转化为B球的动能和弹簧的弹性势能 所以A球的动能大于B球 的动能 所以 B 正确 在O点正下方位置根据牛顿第二定律 小球所受拉力与重力的合力提 供向心力 则A球受到的拉力较大 所以 D 正确 5 如图 5 3 14 所示 一均质杆长为r 从图示位置由静止开始沿光滑面ABD滑动 AB 2 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 1 4 用心 爱心 专心 4 图 5 3 14 A B gr 2gr C D 2 2grgr 解析 选 B 由机械能守恒定律得 mg mv2 r 2 1 2 v 故 B 对 gr 6 2012 福建福州第一次模拟 如图 5 3 15 所示 小车上有固定支架 一可视为质点的 小球用轻质细绳拴挂在支架上的O点处 且可绕O点在竖直平面内做圆周运动 绳长为L 现 使小车与小球一起以速度v0沿水平方向向左匀速运动 当小车突然碰到矮墙后 车立即停止 运动 此后小球上升的最大高度可能是 图 5 3 15 A 大于 B 小于 v2 0 2g v2 0 2g C 等于 D 等于 2L v2 0 2g 解析 选 BCD 小球上摆的高度不超过O点时 小球的动能全部转化为重力势能 则由mgh mv得h C 正确 小球上摆的高度L h 2L时 小球在高于O点的某位置开始做斜上 1 22 0 v2 0 2g 抛运动 最高点的速度不为零 即动能不能全部转化为重力势能 mgh mv h B 正 1 22 0 v2 0 2g 确 小球能通过圆周最高点时 上升的高度为 2L D 正确 由于最高点速度不为零 仍有 h 综上所述 A 错误 v2 0 2g 7 2012 南京模拟 用长度为l的细绳悬挂一个质量为m的小球 将小球移至和悬点等高 的位置使绳自然伸直 放手后小球在竖直平面内做圆周运动 小球在最低点的势能取作零 则小球运动过程中第一次动能和势能相等时重力的瞬时功率为 A mg B mg gl 1 2gl C mg D mg 1 23gl 1 33gl 解析 选 C 第一次动能和势能相等的位置为距最低点高度 处 由机械能守恒可得 l 2 v 与竖直方向的夹角 30 gl P mg v cos 30 mg 故 C 对 1 23gl 8 2011 年 10 月 16 日 在东京体操世锦赛男子单杠决赛中 邹凯 张成龙分别以 16 441 分 用心 爱心 专心 5 和 16 366 分包揽冠亚军 假设邹凯的质量为 60 kg 他用一只手抓住单杠 伸展身体 以单 杠为轴做圆周运动 此过程中 邹凯在最低点时手臂受的拉力至少约为 忽略空气阻力 取 g 10 m s2 图 5 3 16 A 600 N B 2400 N C 3000 N D 3600 N 解析 选 C 设邹凯的重心距杆的距离为r 他能通过最高点的最小速度为v1 0 他在做圆 周运动的过程中机械能守恒 设到达最低点的速度设为v2 则有mv 2mgr 在最低点他受 1 22 2 到向上的拉力和向下的重力 根据牛顿第二定律 有FT mg m 由以上两式可得 v2 2 r FT 5mg 3000 N 9 2012 广东六校联合体联考 一物体沿斜面向上运动 运动过程中质点的机械能E与竖 直高度h关系的图象如图 5 3 17 所示 其中O h1过程的图线为水平线 h1 h2过程的图 线为倾斜直线 根据该图象 下列判断正确的是 图 5 3 17 A 物体在O h1过程中除重力外不受其他力的作用 B 物体在O h1过程中只有重力做功其他力不做功 C 物体在h1 h2过程中合外力与速度的方向一定相反 D 物体在O h2过程中动能可能一直保持不变 解析 选 BC O h1过程的图线为水平线 说明物体的机械能不变 即除重力以外没有其他力 做功 但并非一定不受其他力作用 故 A 错误 B 正确 在h1 h2过程中由于物体的机械能 减小 重力势能增加 只能是动能减小 即合外力与速度方向相反 故 C 正确 在O h2过 程中物体的机械能减小 重力势能增大 动能只能减小不可能保持不变 故 D 错误 10 物体做自由落体运动 Ek表示动能 Ep表示势能 h表示物体下落的高度 以水平地面 为零势能面 下列图象中 能正确反映各物理量之间关系的是 图 5 3 18 解析 选 BC 由机械能守恒定律 Ep E机 Ek 得Ep与Ek的图象为倾斜的直线 C 正确 由 动能定理得mgh Ek 则Ep E机 Ek E机 mv2 故Ep与v的图象为开口向下的抛物线 1 2 B 正确 因为Ek mv2 m gt 2 mg2t2 Ep E机 Ek E机 mg2t2 所以Ep与t的关系图 1 2 1 2 1 2 1 2 象也为开口向下的抛物线 A 错误 设初状态势能为E0 则Ep E0 mgh D 错误 二 非选择题 11 2011 高考北京卷 如图 5 3 19 所示 长度为l的轻绳上端固定在O点 下端系一 用心 爱心 专心 6 质量为m的小球 小球的大小可以忽略 图 5 3 19 1 在水平拉力F的作用下 轻绳与竖直方向的夹角为 小球保持静止 画出此时小球的 受力图 并求力F的大小 2 由图示位置无初速释放小球 求当小球通过最低点时的速度大小及轻绳对小球的拉 力 不计空气阻力 解析 1 受力图见右图 根据平衡条件 应满足FTcos mg FTsin F 拉力大小 F mgtan 2 运动中只有重力做功 系统机械能守恒mgl 1 cos mv2 1 2 则通过最低点时 小球的速度大小 v 2gl 1 cos 根据牛顿第二定律FT mg m v2 l 解得轻绳对小球的拉力 FT mg m mg 3 2cos 方向竖直向上 v2 l 答案 见解析 12 2012 苏北四市调研 如图 5 3 20 所示 光滑固定的竖直杆上套有一个质量m 0 4 kg 的小物块A 不可伸长的轻质细绳通过固定在墙壁上 大小可忽略的定滑轮D 连接小物 块A和小物块B 虚线CD水平 间距d 1 2 m 此时连接小物块A的细绳与竖直杆的夹角 为 37 小物块A恰能保持静止 现在在小物块B的下端挂一个小物块Q 未画出 小物块 A可从图示位置上升并恰好能到达C处 不计摩擦和空气阻力 cos37 0 8 sin37 0 6 重力加速度g取 10 m s2 求 图 5 3 20 1 小物块A到达C处时