2017届高考物理第一轮复习限时检测题46

1、第五章第三节限时检测（限时45分钟，满分100分）一、选择题（每小题7分，共63分）1. （2016衡水模拟）如图5-318所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质 量为m的圆环，圆环与一橡皮绳相连，橡皮绳的另一端固定在地面上的A 点,橡皮绳竖直时处于原长h。让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零，则在圆 环下滑过程中A .圆环机械能守恒B.橡皮绳的弹性势能一直增大C .橡皮绳的弹性势能增加了 mghD .橡皮绳再次达到原长时圆环动能最大解析 由于橡皮绳做功 W = mgh，故圆环机械能不守恒，A错。橡皮绳开始一段没有弹力，故B错，圆环与橡皮绳组成的系统机械能守恒，故弹性势能的增加量等于圆环机械能的

2、减少量，C正确。当圆环受力平衡时动能最大，该位置 橡皮绳处于伸长状态，故D错。答案 C2. 如图5 3佃所示，将物体从一定高度水平抛出（不计空气阻力），物体 运动过程中离地面高度为h时，物体水平位移为X、物体的机械能为E、物体的 动能为Ek、物体运动的速度大小为 v。以水平地面为零势能面。下列图象中， 能正确反映各物理量与h的关系的是图5-3-佃解析 设抛出点距离地面的高度为 H，由平抛运动规律x= vot, H h=gt2可知：x=v。寸-"，图象为抛物线，故A项错误；做平抛运动的物体机械1 2 1 2 、能守恒，故B项正确；平抛物体的动能 Ek = qmv = mgH-mgh+q

3、mvo，速度v2g(H h)+ v0, 故 C、D 项错误。答案 B3. 如图5-3-20甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t= 0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩 弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图 象如图乙所示，贝U图 5 -3 -20a 压力传§感器）A. ti时刻小球动能最大B. t2时刻小球动能最大C . t2t3这段时间内，小球的动能先增加后减少D . t2t3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能解析 0tl时

4、间内，小球做自由落体运动，故弹簧弹力为零。tlt2时间内， 小球压缩弹簧，当弹力大小等于重力时，小球速度最大，在此时刻之前，小球做 加速度减小的加速运动，之后做加速度增加的减速运动，t2时刻减速到零。t2 t3时间内，小球向上先加速运动后减速运动。故 A、B、C三选项中，只有C项正确。t2t3时间内弹簧减少的弹性势能转化为小球增加的动能和重力势能之和，故D项错误。答案 C4. 侈选）如图5-3-21所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板 P拴接， 另一端与物体A相连，物体A置于光滑水平桌面上（桌面足够大），A右端连接一 水平细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体 B相连。开始时托住B,让A处于静 止且细

5、线恰好伸直，然后由静止释放 B,直至B获得最大速度，下列有关该过 程的分析中正确的是图 5-3-21A. B物体受到细线的拉力保持不变B. B物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量C . A物体动能的增加量等于 B物体重力对B做的功与弹簧弹力对 A做的功之和D . A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线拉力对A做的功解析 对A、B的运动分析可知，A、B做加速度越来越小的加速运动，直 至A和B达到最大速度，从而可以判断细线对 B物体的拉力越来越大，A选项错误；根据能量守恒定律知，B减少的重力势能转化为A、B的动能与弹簧的弹 性势能，据此可判断B选项正确、C选项错误；而A物体动能的增加

6、量等于细 线拉力与弹簧弹力对 A做的功之和，由此可知D选项正确。答案 BD5. （多选）（2016湖北联考）如图5- 3-22所示，在地面上以速度v0抛出质 量为m的物体，抛出后物体落在比地面低h的海平面上，若以地面为零势能面， 且不计空气阻力，则A .物体在海平面的重力势能为 mghB.重力对物体做的功为mgh1 2C .物体在海平面上的机械能为？mv0+ mgh1 2D .物体在海平面上的动能为？mvo+ mgh解析 以地面为零势能面，海平面在地面以下 h处，高度为-h,所以物体 在海平面的重力势能是-mgh, A错。重力做功和路径无关，和初末位置高度差 有关，从地面到海平面，位移竖直向下

7、为h，重力也向下，重力对物体做功mgh, B对。从地面到海平面过程只有重力做功，机械能守恒，在海平面机械能等于在1 2 1 2 1 2地面机械能，在地面重力势能为0,动能为mv2,机械能为E = 0 + ?mvo = mvo,1 2 1 2C错。海平面机械能同样E = ?mv2,而海平面重力势能为mgh,所以E = mvo1 2=Ek+ （ mgh），得动能 Ek= Qmvo+ mgh, D 对。答案 BD6. 如图5-3-23所示，竖直固定的管道内有一个小球，球的直径比管道的内径稍小，管内内壁是粗糙的，管内外壁是光滑的，管道的半径为R, R远大于管道的内径，小球在管道的最低点，现给小球一个向

8、右的初速度，使小球在 管道里运动，为了使小球能在管道里越过最高点一直运动下去，小球在最低点2图 5 -3 -23A. 2gRB. 3gRC. , 4gRD. 5gR解析 为了使小球能持续地运动下去，球必须贴着管内外壁运动，因此小球 到最高点的速度至少为.gR，根据机械能守恒定律有 mg 2R+*m(,gR)2=*mv2, 解得vo= . 5gR，D正确。答案 D7如图5-3-24所示，质量、初速度大小都相同的 A、B、C三个小球， 在同一水平面上，A球竖直上抛，B球以倾斜角B斜向上抛，空气阻力不计，C 球沿倾角为B的光滑斜面上滑，它们上升的最大高度分别为hA、hB、he，则o图 5 -3 -2

9、4B. hA= hBVhcD. hA= he>hBAA. hA= hB= heC. hA= hB>he解析 a球和e球上升到最高点时速度均为零，而 b球上升到最高点时仍有水平方向的速度，即仍有动能1 2对A、e球的方程为mgh= ?mv2,得h=vo2g1 2 1 2对 B 球的方程为 mgh' + qmvt = qmv2,2 2v 0 V t所以h' = 2g <h，故D正确答案 D8. （多选）如图5 3 25所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端, 弹簧的另一端固定于O点处，将小球拉至A处，弹簧恰好无形变，由静止释放 小球，它运动到O点正下方B点的速

10、度为v,与A点的竖直高度差为h,则图 5 3 25A .由A到B重力做功为 mgh1 2B.由A到B重力势能减少2mv2C .由A到B小球克服弹力做功为 mghD.小球到达位置B时弹簧的弹性势能为imgh £mv2解析 由重力做功的特点知，A对；由A到B,小球减少的重力势能一部分转化为小球的动能，另一部分转化为弹簧的弹性势能，B、C均错；由机械能守1 2恒定律得mgh= ?mv + E弹，故D正确。答案 AD9. （2016福州模拟）如图5 3 26所示，在倾角 A 30°勺光滑固定斜面上， 放有两个质量分别为1 kg和2 kg的可视为质点的小球 A和B，两球之间用一根 长

11、L = 0.2 m的轻杆相连，小球B距水平面的高度h = 0.1 m。两球由静止开始下 滑到光滑地面上，不计球与地面碰撞时的机械能损失， g取10 m/s2。贝U下列说 法中正确的是A .整个下滑过程中A球机械能守恒B .整个下滑过程中B球机械能守恒2C .整个下滑过程中A球机械能的增加量为3 J2D .整个下滑过程中B球机械能的增加量为3 J解析在下滑的整个过程中，只有重力对系统做功，系统的机械能守恒，但 在B球沿水平面滑行，而 A沿斜面滑行时，杆的弹力对 A、B球做功，所以A、 B球各自机械能不守恒，故A、B错误；根据系统机械能守恒得：mAg(h+ Lsin () + mgh=2(mA+

12、mB)v释放点距A点的竖直高度; 落点C与A的水平距离。，解得：v = m/s,系统下滑的整个过程中 B球机械能1 2 2的增加量为？mBv mBgh=3 J，故D正确，A球的机械能减小，C错误。答案 D二、计算题(共37分)310. (10分)如图5 3 27所示，竖直平面内的3圆弧形光滑管道半径略大于小球半径，管道中心到圆心距离为 R，A点与圆心0等高，AD为水平面，B 点在O的正下方，小球自A点正上方由静止释放，自由下落至A点时进入管道， 当小球到达B点时，管壁对小球的弹力大小为小球重力大小的9倍，求：图 5 3 27解析(1)设小球到达B点的速度为v 1,因为到达B点时管壁对小球的弹力

13、大小为小球重力大小的9倍，所以有2V19mg mg= mR又由机械能守恒定律得1 2mg(h+ R) = qmv 1由此可解得h = 3Ro(2) 设小球到达最高点的速度为v2,落点C与A的水平距离为X，由机械能守恒定律得12 1 22mv1 = 2mv 2+ 2mgR由平抛运动规律得2tg2-RR+ X= v 2t由此可解得x= (2 2- 1)R。答案 (1)3R (2)(2 2- 1)R11.(12分)如图5-3-28所示，倾角为a的光滑斜面与半径为R= 0.4 m半 圆形光滑轨道在同一竖直平面内，其中斜面与水平面BE光滑连接，水平面BE长为L = 0.4 m,直径CD沿竖直方向，C、E

14、可看作重合。现有一可视为质点的 小球从斜面上距B点竖直距离为H的地方由静止释放，小球在水平面上所受阻 力为其重力的"o (取g= 10 m/s?)图 5 -3 -28(1)若要使小球经 E处水平进入圆形轨道且能沿轨道运动，H至少要有多高？如小球恰能沿轨道运动，那么小球在水平面DF上能滑行多远？(2)若小球静止释放处离B点的高度h小于中H的最小值，小球可击中与 圆心等高的G点，求h的值。解析(1)小球从光滑斜面轨道下滑机械能守恒，设小球到达B点时的速度1 2大小为v。则: mgH = 2mv一 1因为小球在水平面所受阻力为其重力的1根据牛顿第二定律可得a = k；mg= 2 m/Smv

15、 E-v2=-2aL小球能在竖直平面内做圆周运动，在圆形轨道最高点必须满足：2V Emg< mR联立以上几式并代入数据得：H >0.28 m小球恰能沿轨道运动，根据动能定理：mg2R-kmgx= 0-*mv E解得x= 5 m。(2)若 h<H，小球过E点后做平抛运动，设小球经 E点时的速度大小为vx， 则击中半圆中点G时：竖直方向：R=如孑，水平方向：R= v xt1 2由动能定理： mgh kmgL= mv x联立以上三式并代入数据得 h = 0.18 m。答案 (1)H > 0.28 m 5 m (2)0.18 m12.(15分)(2016湖南联考)质量为m =

16、1 kg的小物块轻轻地放在水平匀速运动的传送带上的P点，随传送带运动到 A点后水平抛出，小物块恰好无碰撞 地沿圆弧切线从B点进入竖直光滑的圆弧轨道。B、C为圆弧轨道的两端点，其连线水平。已知圆弧轨道的半径 R= 1.0 m,圆弧轨道对应的圆心角 A 106°轨道最低点为O, A点距水平面的高度h= 0.8 m,小物块离开C点后恰能无碰撞地沿固疋斜面向上运动，0.8 s后经过D点，小物块与斜面间的动摩擦因数为m2(g= 10 m/s2, sin 37=0.6, cos 37 = 0.8)(1) 求小物块离开A点时的水平初速度V1；(2) 求小物块经过O点时对轨道的压力大小；(3) 假设小物块与传送带间的动摩擦因数为(j2= 0.3,传送带的速度为5 m/s,求P、A间的距离是多少；(4) 求斜面上C、D间的距离。解