2025版高考物理一轮复习单元高考模拟特训五新人教版

PAGEPAGE1单元高考模拟特训(五)[授课提示：对应学生用书第1页]一、选择题(1～5题只有一项符合题目要求，6～8题有多项符合题目要求，每小题6分，共48分．)1．[2024·泉州模拟]如图所示，平板车放在光滑水平面上，一个人从车的左端向右端跑去，设人受到的摩擦力为Ff，平板车受到的摩擦力为Ff′，下列说法正确的是()A．Ff、Ff′均做负功B．Ff、Ff′均做正功C．Ff做正功，Ff′做负功D．因为是静摩擦力，Ff、Ff′做功均为零解析：如图所示，人在移动过程中，人对车的摩擦力向左，车向后退，故人对小车的摩擦力做正功；但对于人来说，人在蹬车过程中，人受到的是静摩擦力，方向向右，位移也向右，故摩擦力对人做的是正功，故选项B正确．答案：B2.在2024年雅加达亚运会竞赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项．如图所示，质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对她的阻力大小恒为F，那么在她减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)()A．她的动能削减了FhB．她的重力势能增加了mghC．她的机械能削减了(F－mg)hD．她的机械能削减了Fh解析：运动员下降高度h的过程中，重力势能削减了mgh，B错误；除重力做功以外，只有水对她的阻力F做负功，因此机械能削减了Fh，C错误，D正确；由动能定理可知，动能削减了(F－mg)h，故A错误．答案：D3．[2024·福建莆田质检]如图所示，乒乓球运动员用同一个乒乓球两次发球，乒乓球恰好都在等高处水平向左越过球网，从最高点落到台面的过程中(不计乒乓球的旋转和空气阻力)，下列说法正确的是()A．球第1次过网时的速度小于第2次的B．球第1次的速度改变量小于第2次的C．球两次落到台面时重力的瞬时功率相等D．球两次落到台面过程中重力的平均功率不相等解析：球下落的高度相同，由h＝eq\f(1,2)gt2可知下落的时间相等，因球第1次比第2次通过的水平位移大，依据x＝vt可知，球第1次过网时的速度大于第2次过网时的速度．球在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，故速度改变量只在竖直方向，由Δv＝gt可得速度改变量相等．重力的瞬时功率P＝mgvy，落地时竖直方向的速度相等，故球两次落到台面时重力的瞬时功率相等．平均功率等于功除以时间，重力两次做的功相同，时间也相同，重力两次的平均功率也相同．故选C.答案：C4．[2024·马鞍山模拟]汽车发动机的额定功率为P1，它在水平路面上行驶时受到的阻力Ff大小恒定，汽车由静止起先做直线运动，最大车速为v，汽车发动机的输出功率随时间改变的图象如图所示．下列说法正确的是()A．起先时汽车牵引力恒定，t1时刻牵引力与阻力大小相等B．起先时汽车牵引力渐渐增大，t1时刻牵引力与阻力大小相等C．起先汽车做匀加速运动，t1时刻速度达到v，然后做匀速直线运动D．起先汽车做匀加速直线运动，t1时刻后做加速度渐渐减小的直线运动，速度达到v后做匀速直线运动解析：在0～t1时间内，汽车发动机的功率匀称增大，故汽车以恒定加速度启动，牵引力是恒定的，汽车做匀加速直线运动，t1时刻达到额定功率，依据P＝Fv可知，t1时刻后汽车速度增大，牵引力减小，则由牛顿其次定律a＝eq\f(F－Ff,m)可知加速度减小，汽车做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，即牵引力等于阻力时，汽车速度达到最大，此后汽车做匀速直线运动，故选项D正确，A、B、C错误．答案：D5.[2024·云南模拟]如图所示，由半径为R的eq\f(3,4)光滑圆周和倾角为45°的光滑斜面组成的轨道固定在竖直平面内，斜面和圆周之间由小圆弧平滑连接．一小球恰能过最高点，并始终贴着轨道内侧顺时针转动．则小球通过斜面的时间为(重力加速度为g)()A．2eq\r(gR)B．2eq\r(\f(R,g))C．(2eq\r(2)－2)eq\r(\f(R,g))D．(eq\r(10)－eq\r(6))eq\r(\f(R,g))解析：小球恰好通过最高点的速度v1＝eq\r(gR)，由机械能守恒定律得eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＋mgR＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)，解得小球通过斜面顶端时的速度v2＝eq\r(3gR)，由运动学规律得eq\r(2)R＝v2t＋eq\f(1,2)gt2sin45°，则t＝(eq\r(10)－eq\r(6))eq\r(\f(R,g))，选项D正确．答案：D6．[2024·青岛模拟](多选)如图所示，一根原长为L的轻弹簧，下端固定在水平地面上，一个质量为m的小球，在弹簧的正上方从距地面高度为H处由静止下落压缩弹簧，若弹簧的最大压缩量为x，小球下落过程受到的空气阻力恒为Ff，则小球从起先下落至最低点的过程()A．小球动能的增量为零B．小球重力势能的增量为mg(H＋x－L)C．弹簧弹性势能的增量为(mg－Ff)(H＋x－L)D．系统机械能减小FfH解析：小球下落的整个过程中，起先时速度为零，结束时速度也为零，所以小球动能的增量为0，故A正确；小球下落的整个过程中，重力做功WG＝mgh＝mg(H＋x－L)．依据重力做功量度重力势能的改变WG＝－ΔEp得：小球重力势能的增量为－mg(H＋x－L)，故B错误；依据动能定理得：WG＋Wf＋W弹＝0－0＝0，所以W弹＝－(mg－Ff)(H＋x－L)．依据弹簧弹力做功量度弹性势能的改变W弹＝－ΔEp得：弹簧弹性势能的增量为(mg－Ff)·(H＋x－L)，故C正确；系统机械能的削减等于重力、弹力以外的力做的功，所以小球从起先下落至最低点的过程，克服阻力做的功为：Ff(H＋x－L)，所以系统机械能的减小量为：Ff(H＋x－L)，故D错误．答案：AC7.蹦极是一项户外冒险活动．质量为50kg的游客站在足够高的位置，用长为20m的橡皮绳固定后跳下，触地前弹起，后反复落下弹起．已知弹性绳的弹性势能Ep＝eq\f(1,2)kx2，其中k＝100N/m，x为弹性绳的伸长量．忽视空气阻力的影响，取重力加速度g＝10m/s2，下列说法正确的是()A．游客下落到25m时速度最大B．第一次下落过程中，游客能体验失重感的位移只有20mC．游客下落过程中的最大速度为20m/sD．游客下落的最大距离为40m解析：游客速度最大时所受合力为零，则mg＝k(x－x0)，解得x＝eq\f(mg,k)＋x0＝25m，选项A正确；前20m游客做自由落体运动，处于失重状态，20～25m，游客受到的重力大于橡皮绳的弹力，由牛顿其次定律知，游客向下做加速运动，处于失重状态，选项B错误；从起先下落到速度最大的过程中，依据机械能守恒定律得mgx＝eq\f(1,2)mv2＋eq\f(1,2)k(x－x0)2，解得v＝15eq\r(2)m/s，选项C错误；设游客下落的最大距离为h，在整个过程中，依据机械能守恒定律得mgh＝eq\f(1,2)k(h－x0)2，解得h＝40m，选项D正确．答案：AD8．[2024·清江月考](多选)如图所示，光滑半球的半径为R，球心为O，固定在水平面上，其上方有一个光滑曲面轨道AB，高度为eq\f(R,2).轨道底端水平并与半球顶端相切，质量为m的小球由A点静止滑下，最终落在水平面上的C点，重力加速度为g，则()A．小球将沿半球表面做一段圆周运动后跑至C点B．小球将从B点起先做平抛运动到达C点C．O、C之间的距离为2RD．小球运动到C点的速率为eq\r(3gR)解析：小球从A到B的过程中，依据机械能守恒可得：mg·eq\f(R,2)＝eq\f(1,2)mv2－0，解得v＝eq\r(gR)，而在B点，当重力完全充当向心力时，依据mg＝meq\f(v\o\al(2,B),R)，解得vB＝eq\r(gR)，故当小球到达B点时，重力恰好完全充当向心力，所以小球从B点起先做平抛运动到达C，A错误、B正确；依据平抛运动规律，水平方向上x＝vBt，竖直方向上R＝eq\f(1,2)gt2，解得x＝eq\r(2)R，C错误；对整个过程机械能守恒，故有eq\f(3,2)mgR＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)，解得vC＝eq\r(3gR)，D正确．答案：BD二、非选择题(本题共3个小题，52分)9．(10分)如图甲是验证机械能守恒定律的试验．小圆柱由一根不行伸长的轻绳拴住，轻绳另一端固定，将轻绳拉至水平后由静止释放，在最低点旁边放置一组光电门，测出小圆柱运动到最低点的挡光时间Δt，再用游标卡尺测出小圆柱的直径d，如图乙所示，重力加速度为g.则(1)小圆柱的直径d＝________cm.(2)测出悬点到圆柱重心的距离l，若等式gl＝________成立，说明小圆柱下摆过程机械能守恒．(3)若在悬点O安装一个拉力传感器，测出绳子上的拉力F，则要验证小圆柱在最低点的向心力公式还须要测量的物理量是________(用文字和字母表示)，若等式F＝____________成立，则可验证向心力公式Fn＝meq\f(v2,R).解析：(1)小圆柱的直径d＝10mm＋2×0.1mm＝10.2mm＝1.02cm.(2)依据机械能守恒定律得mgl＝eq\f(1,2)mv2，所以只需验证gl＝eq\f(1,2)v2＝eq\f(1,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt)))2，就说明小圆柱下摆过程中机械能守恒．(3)若测量出小圆柱的质量m，则在最低点由牛顿其次定律得F－mg＝meq\f(v2,l)，若等式F＝mg＋meq\f(d2,lΔt2)成立，则可验证向心力公式，可知须要测量小圆柱的质量m.答案：(1)1.02(2)eq\f(1,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt)))2(3)小圆柱的质量mmg＋meq\f(d2,lΔt2)10．(20分)如图所示，固定斜面的倾角θ＝30°，物体A与斜面之间的动摩擦因数μ＝eq\f(\r(3),4)，轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于C点，用一根不行伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B，滑轮右侧绳子与斜面平行，A的质量为2m＝4kg，B的质量为m＝2kg，初始时物体A到C点的距离为L＝1m，现给A、B一初速度v0＝3m/s，使A起先沿斜面对下运动，B向上运动，物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点．已知重力加速度取g＝10m/s2，不计空气阻力，整个过程中轻绳始终处于伸直状态，求此过程中：(1)物体A向下运动刚到达C点时的速度大小．(2)弹簧的最大压缩量．(3)弹簧中的最大弹性势能．解析：(1)物体A向下运动刚到C点的过程中，对A、B组成的系统应用能量守恒定律可得2mgLsinθ＋eq\f(1,2)·3mv02＝mgL＋μ·2mgcosθ·L＋eq\f(1,2)·3mv2可解得v＝2m/s.(2)以A、B组成的系统，在物体A将弹簧压缩到最大压缩量，又返回到C点的过程中，系统动能的削减量等于因摩擦产生的热量，即eq\f(1,2)·3mv2－0＝μ·2mgcosθ·2x其中x为弹簧的最大压缩量解得x＝0.4m.(3)设弹簧的最大弹性势能为Epm由能量守恒定律可得eq\f(1,2)·3mv2＋2mgxsinθ＝mgx＋μ·2mgcosθ·x＋Epm解得Epm＝6J.答案：(1)2m/s(2)0.4m(3)6J11．(22分)单板滑雪U形池如图甲所示，乙图为示意图，由两个完全相同的eq\f(1,4)圆弧滑道AB、CD和水平滑道BC构成，圆弧滑道的半径R＝4m，B、C分别为圆弧滑道的最低点，B、C间的距离x＝7.5m，假设某次竞赛中运动员经过水平滑道B点时水平向右的速度v0＝16m/s，运动员从B点运动到C点所用的时间t＝0.5s，从D点跃起时的速度vD＝8m/s.设运动员连同滑板的质量m＝50kg，忽视空气阻力的影响，已知圆弧上A、D两点的切线沿竖直方向，重力加速度g取10m/s2.求：(1)运动员在C点对圆弧轨道的压力大小和运动员与水平轨道间的动摩擦因数．(2)运动员从D点跃起后在空中上升的最大高度．(3)运动员从C点到D点运动的过程中克服摩擦阻力所做的功．解析：(1)运动员从B点到C点，做匀变速直线运动．则有：x＝eq\f(1,2)(v0＋vC)t，解得：vC＝14m/s在C点对运动员由牛顿其次定律得：FN－mg＝meq\f(v\o\al(2,C),R)解得：FN＝2950N由牛顿第三定律得运动员在C点对轨道的压力大小为2950N运动员由B至C的