2011高考物理备考 专题4曲线运动和万有引力(1)百所名校组合卷系列

用心 爱心 专心1 20112011 高考物理备考之百所名校组合卷系列专题高考物理备考之百所名校组合卷系列专题 5 5 机械能守恒定律机械能守恒定律 试题 1 如图 1 所示 一个可视为质点的质量为m的小球以初速度v飞出高为H的 桌面 当它经过距离地面高为h的A点时 所具有的机械能是 以桌面为零势能面 不计空 气阻力 A mv2 B mv2 mgh 1 2 1 2 C mv2 mgh D mv2 mg H h 1 2 1 2 图 1 解析 小球做平抛运动 只有重力做功 机械能守恒 故 A 正确 答案 A 试题出处 2011 模拟 试题 2 在光滑的水平地面上 有质量相同的甲 乙两物体 甲原来静止 乙以速 度v做匀速直线运动 俯视图如图 2 所示 某时刻它们同时受到与v方向垂直的相同水平 恒力F的作用 经过相同时间后 图 2 A 两物体的位移相同 B 恒力F对两物体所做的功相同 C 两物体的速度变化率相同 D 两物体的动能变化量相同 解析 甲 乙两物体分别做匀变速直线运动和匀变速曲线运动 在相同时间内 位 移不相同 A 错误 由于在力的方向上的位移相同 恒力F对物体所做的功相同 B 正 确 速度变化率就是加速度 C 正确 由动能定理知 D 也正确 答案 BCD 试题出处 2011 模拟 试题 3 物体沿直线运动的v t关系如图 3 所示 已知在第 1 秒内合外力对物体做 的功为W 则 图 3 A 从第 1 秒末到第 3 秒末合外力做功为 4 W B 从第 3 秒末到第 5 秒末合外力做功为 2 W C 从第 5 秒末到第 7 秒末合外力做功为W D 从第 3 秒末到第 4 秒末合外力做功为 0 75W 用心 爱心 专心2 试题出处 2011 模拟 试题 4 如图 4 所示 某段滑雪雪道倾角为 30 总质量为m 包括雪具在内 的滑 雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑 加速度为g 在他从上向下 1 3 滑到底端的过程中 下列说法正确的是 图 4 A 运动员减少的重力势能全部转化为动能 B 运动员获得的动能为mgh 1 3 C 运动员克服摩擦力做功为mgh 2 3 D 下滑过程中系统减少的机械能为mgh 1 3 解析 运动员的加速度为g 小于gsin30 所以必受摩擦力 且大小为mg 克 1 3 1 6 服摩擦力做功为mg mgh 故 C 错 摩擦力做功 机械能不守恒 减少的势能 1 6 h sin30 1 3 没有全部转化为动能 而是有mgh转化为内能 故 A 错 D 正确 由动能定理知 运动员 1 3 获得的动能为mg mgh 故 B 错 1 3 h sin30 2 3 答案 D 试题出处 2011 模拟 试题 5 质量为 10 kg 的物体 在变力F作用下沿x轴做直线运动 力随坐标x的 变化情况如图 5 所示 物体在x 0 处 速度为 1 m s 一切摩擦不计 则物体运动到 x 16 m 处时 速度大小为 A 2 m s B 3 m s 2 C 4 m s D m s 17 用心 爱心 专心3 图 5 解析 力 位移图象下所围图形的面积表示功 由图象可知 一部分正功与另一部 分负功抵消 外力做的总功W Fx 40 J 根据动能定理W mv2 mv得v 3 m s 1 2 1 22 0 答案 B 试题出处 2011 模拟 试题 6 质量为m的汽车以恒定功率P沿倾角为 的倾斜路面向上行驶 最终以速 度v匀速运动 若保持汽车的功率P不变 使汽车沿这个倾斜路面向下运动 最终匀速行 驶 由此可知 汽车所受阻力大小不变 A 汽车的最终速度一定大于v B 汽车的最终速度可能小于v C 汽车所受的阻力一定大于mgsin D 汽车所受的阻力可能小于mgsin 解析 由P Fv可知 汽车上坡时的牵引力大于下坡时的牵引力 故下坡的速度一 定大于v 阻力一定大于重力沿斜面的分力 否则不可能达到匀速运动 答案 AC 试题出处 2011 模拟 试题 7 如图 6 所示 小球在竖直向下的力F作用下 将竖直轻弹簧压缩 若将力 F撤去 小球将向上弹起并离开弹簧 直到速度为零时为止 则小球在上升过程中 图 6 A 小球的机械能守恒 B 弹性势能为零时 小球动能最大 C 小球在刚离开弹簧时动能最大 D 小球在刚离开弹簧时机械能最大 解析 小球与弹簧组成的系统机械能守恒 故 A 错 D 对 小球刚离开弹簧时与弹性 势能为零时是同一时刻 而小球动能最大时是重力与弹力相等时 此时弹簧还处在压缩状 态 故 B C 错 答案 D 试题出处 2011 模拟 试题 8 物体做自由落体运动 Ek代表动能 Ep代表势能 h代表下落的距离 以水 平地面为零势能面 如下图所示的图象中 能正确反映各物理量之间关系的是 解析 由机械能守恒定律 Ep E Ek 故势能与动能的图象为倾斜的直线 C 错 Ep mg H h E mgh 故势能与h的图象也为倾斜的直线 D 错 且Ep E mv2 故势 1 2 能与速度的图象为开口向下的抛物线 B 对 同理Ep E mg2t2 势能与时间的图象也为 1 2 开口向下的抛物线 A 错 用心 爱心 专心4 答案 B 试题出处 2011 模拟 试题 9 如图 7 所示 A B两物体质量分别是mA和mB 用劲度系数为k的弹簧相连 A B处于静止状态 现对A施竖直向上的力F提起A 使B对地面恰无压力 当撤去F A 由静止向下运动至最大速度时 重力做功为 图 7 A m g2 k 2A B m g2 k 2B C mA mA mB g2 k D mB mA mB g2 k 解析 当B对地面没有压力时 弹簧伸长了 当撤去F后 A到达最大速度时 mBg k 弹簧压缩了 则整个过程中重力做的功为mA mA mB g2 k 即为 C mAg k 答案 C 试题出处 2011 模拟 试题 10 小球由地面竖直上抛 上升的最大高度为H 设所受阻力大小恒定 地面 为零势能面 在上升至离地高度h处 小球的动能是势能的 2 倍 在下落至离地高度h处 小球的势能是动能的 2 倍 则h等于 A B H 9 2H 9 C D 3H 9 4H 9 试题出处 2011 模拟 试题 11 一人乘电梯从 1 楼到 20 楼 在此过程中经历了先加速 后匀速 再减速 用心 爱心 专心5 的运动过程 则电梯支持力对人做功情况是 A 加速时做正功 匀速时不做功 减速时做负功 B 加速时做正功 匀速和减速时做负功 C 加速和匀速时做正功 减速时做负功 D 始终做正功 解析 力对物体做功的表达式为W Flcos 0 90 时 F 做正功 90 F不做功 90 180 时 F 做负功 支持力始终竖直向上 与位移同向 0 故支持力始终做正功 D 正确 答案 D 试题出处 2011 模拟 试题 12 一根质量为M的直木棒 悬挂在 O 点 有一只质量为m的猴子抓着木棒 如图 15 所示 剪断悬挂木棒的细绳 木棒开始下落 同时猴子开始沿木棒向上爬 设在一 段时间内木棒沿竖直方向下落 猴子对地的高度保持不变 忽略空气阻力 则图 15 所示的 四个图象中能正确反映在这段时间内猴子做功的功率随时间变化的关系的是 解析 猴子对地的高度不变 所以猴子受力平衡 设猴子的质量为m 木棒对猴子 的作用力为 F 则有F mg 对木棒 设木棒的重力为Mg 则木棒所受合力为 F Mg mg Mg 根据力的作用相互性F F 根据牛顿第二定律 Mg mg Ma 可见 a是恒量 t时刻木棒速度v at 猴子做功的功率 P mgv mgat P与t为正比例关系 故 B 正确 答案 B 试题出处 2011 模拟 试题 13 如图 15 所示 固定在竖直平面内的光滑圆轨道ABCD 其A点与圆心等高 D点为最高点 DB为竖直线 AE为水平面 今使小球自A点正上方某处由静止释放 且从 A处进入圆轨道运动 只要适当调节释放点的高度 总能保证小球最终通过最高点D 不计 空气阻力的影响 则小球通过D点后 图 15 A 一定会落到水平面AE上 B 一定不会落到水平面AE上 C 一定会再次落到圆轨道上 D 可能会再次落到圆轨道上 解析 小球在轨道内做匀速圆周运动 在通过最高点时的最小速度为 离开轨道 gr 后小球做的是平抛运动 若竖直方向下落r时 则水平方向的位移最小 用心 爱心 专心6 是 r 所以小球只要能通过最高点D 就一定能落到水平面AE上 gr 2r g2 答案 A 试题出处 2011 模拟 试题 14 如图 1 所示 一个可视为质点的质量为m的小球以初速度v飞出高为H的 桌面 当它经过距离地面高为h的A点时 所具有的机械能是 以桌面为零势能面 不计空 气阻力 图 1 A mv2 B mv2 mgh 1 2 1 2 C mv2 mgh D mv2 mg H h 1 2 1 2 解析 小球做平抛运动 只有重力做功 机械能守恒 故 A 正确 答案 A 试题出处 2011 模拟 试题 15 节日燃放礼花弹时 要先将礼花弹放入一个竖直的炮筒中 然后点燃礼花 弹的发射部分 通过火药剧烈燃烧产生的高压燃气 将礼花弹由炮筒底部射向空中 若礼 花弹在由炮筒底部出发至炮筒口的过程中 克服重力做功W1 克服炮筒阻力及空气阻力做 功W2 高压燃气对礼花弹做功W3 则礼花弹在炮筒内运动的过程中 设礼花弹发射过程中 质量不变 A 礼花弹的动能变化量为W3 W2 W1 B 礼花弹的动能变化量为W3 W2 W1 C 礼花弹的机械能变化量为W3 W2 D 礼花弹的机械能变化量为W3 W1 解析 由动能定理 动能变化量等于合外力做的功 即W3 W2 W1 B 正确 除重力 之外的力的功对应机械能的变化 即W3 W2 C 正确 答案 BC 试题出处 2011 模拟 试题 16 如图 12 所示 分别用恒力F1 F2先后将质量为m的物体由静止开始沿同 一粗糙的固定斜面由底端拉至顶端 两次所用时间相同 第一次力F1沿斜面向上 第二次 力F2沿水平方向 则两个过程 A 合外力做的功相同 B 物体机械能变化量相同 C F1做的功与F2做的功相同 D F1做的功比F2做的功多 图 12 解析 两次物体运动的位移和时间相等 则两次的加速度相等 末速度也应相等 则物体的机械能变化量相等 合力做功也应相等 用F2拉物体时 摩擦力做功多些 两次 重力做功相等 由动能定理知 用F2拉物体时拉力做功多 用心 爱心 专心7 答案 AB 试题出处 2011 模拟 试题 17 根据打出的纸带 如图 8 选取纸带上打出的连续五个点 A B C D E 测出A点距起点O的距离为x0 点A C间的距离为x1 点C E间的距 离为x2 交流电的周期为T 则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式为 a 图 8 2 在 验证机械能守恒定律 的实验中发现 重锤减少的重力势能总是大于重锤增加 的动能 其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用 我们可以通过该实验装 置测定该阻力的大小 若已知当地重力加速度为g 还需要测量的物理量是 写出 名称和符号 重锤在下落过程中受到的平均阻力的大小F 解析 1 由题意可知 x1 x2是相邻的相等时间内的位移 而计数点时间T 2T 由 x aT 2可得 a x2 x1 2T 2 x2 x1 4T2 2 设阻力大小为F 由牛顿第二定律可知 mg F ma F m g a m g 可见要测定阻力F的大小 还必须测量重锤的质量m x2 x1 4T2 答案 1 2 重锤的质量m m g x2 x1 4T2 x2 x1 4T2 试题出处 2011 模拟 试题 18 某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究 动能定理 如图 9 他们 将拉力传感器固定在小车上 用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连 用拉力 传感器记录小车受到拉力的大小 在水平桌面上相距 50 0 cm 的A B两点各安装一个速度 传感器 记录小车通过A B时的速度大小 小车中可以放置砝码 图 9 1 实验主要步骤如下 测量 和拉力传感器的总质量M1 把细线的一端固定在拉力传感器上 另一 端通过定滑轮与钩码相连 正确连接所需电路 将小车停在C点 小车在细线拉动下运动 记录细线拉力及小车通过 A B时的速度 在小车中增加砝码 或 重复 的操作 2 下表是他们测得的一组数据 其中M是M1与小车中砝码质量之和 v v 是两 2 22 1 个速度传感器记录速度的平方差 可以据此计算出动能变化量 E F是拉力传感器受到的 拉力 W是F在A B间所做的功 表格中的 E3 W3 结果保留三 位有效数字 3 根据下表 请在图 10 中的方格纸上作出 E W图线 次 数 M kg v v 2 12 2 m s 2 E J F N W J 1 0 500 0 760 0 190 0 400 0 200 20 1 650 0 0 用心 爱心 专心8 500413840420 3 0 500 2 40 E3 1 220 W3 4 1 000 2 40 1 20 2 420 1 21 5 1 000 2 84 1 42 2 860 1 43 图 10 解析 见答案 答案 1 小车 释放小车 改变钩码数量 2 0 600 0 610 3 见下图 图 11 试题出处 2011 模拟 试题 19 如图 13 所示 一位质量m 60 kg 参加 挑战极限运动 的业余选