【優(yōu)化探究】2012高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)知能評(píng)估16

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1、 一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分，每小題至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，把正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)) 1．行駛中的汽車制動(dòng)后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的光焰；降落傘在空中勻速下降；條形磁鐵在下落過程中穿過閉合線圈，線圈中產(chǎn)生電流．上述不同現(xiàn)象中所包含的相同的物理過程是(　　) A．物體克服阻力做功 B．物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 C．物體的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 D．物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 解析：汽車制動(dòng)受到摩擦阻力，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；流星在空中下墜受到空氣阻力，動(dòng)能和勢(shì)能不斷轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；降落傘在空中勻速下降，受到空氣阻力，

2、勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；條形磁鐵在線圈中下落，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流又阻礙磁鐵下落(產(chǎn)生磁場(chǎng))，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，最終又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，上述現(xiàn)象中所包含的相同物理過程是A、D. 答案：AD 2．在跳高運(yùn)動(dòng)的發(fā)展史上，其中有以下四種不同的過桿姿勢(shì)，如圖所示，則在跳高運(yùn)動(dòng)員消耗相同能量的條件下，能越過最高橫桿的過桿姿勢(shì)為(　　) 解析：運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過助跑后，跳起過桿時(shí)，其重心升高，在四種過桿姿勢(shì)中背越式相對(duì)于桿的重心位置最低，所以在消耗相同能量的條件下，該種過桿姿勢(shì)能越過更高的橫桿，選項(xiàng)D正確． 答案：D 3．(2011年佛山模擬)體育比賽中的3米跳板跳水的運(yùn)動(dòng)過程可簡化為：質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員走

3、上跳板，跳板被壓縮到最低點(diǎn)C，跳板又將運(yùn)動(dòng)員豎直向上彈到最高點(diǎn)A，然后運(yùn)動(dòng)員做自由落體運(yùn)動(dòng)，豎直落入水中，跳水運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水中后受到水的阻力而做減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)水對(duì)他的阻力大小恒為F，他在水中減速下降高度為h，而后逐漸浮出水面，則下列說法正確的是(g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?(　　) A．運(yùn)動(dòng)員從C點(diǎn)到A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中處于超重狀態(tài) B．運(yùn)動(dòng)員從C點(diǎn)開始到落水之前機(jī)械能守恒 C．運(yùn)動(dòng)員從入水至速度減為零的過程中機(jī)械能減少了(F－mg)h D．運(yùn)動(dòng)員從入水至速度減為零的過程中機(jī)械能減少了Fh 解析：運(yùn)動(dòng)員從C點(diǎn)到A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中，跳板對(duì)運(yùn)動(dòng)員的彈力先是大于重力，后小于重力，最后彈力為零，故運(yùn)動(dòng)員先處于

4、超重狀態(tài)，后處于失重狀態(tài)，A錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員從C點(diǎn)開始到落水之前，除重力做功外，跳板彈力對(duì)運(yùn)動(dòng)員做功，運(yùn)動(dòng)員機(jī)械能增加，B錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員從入水至速度減為零的過程中，除重力(或彈力)以外的力對(duì)運(yùn)動(dòng)員所做的功等于其機(jī)械能的變化量，故C錯(cuò)誤、D正確． 答案：D 4．如圖所示，一質(zhì)量為m的小球固定于輕質(zhì)彈簧的一端，彈簧的另一端固定于O點(diǎn)處，將小球拉至A處，彈簧恰好無形變，由靜止釋放小球，它運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方B點(diǎn)的速度為v，與A點(diǎn)的豎直高度差為h，則(　　) A．由A至B重力做功為mgh B．由A至B重力勢(shì)能減少mv2 C．由A至B小球克服彈力做功為mgh D．小球到達(dá)位置B時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為(

5、mgh－mv2) 解析：由A到B，高度減小h，重力做功mgh，重力勢(shì)能減少mgh，但因彈簧伸長，彈性勢(shì)能增加，由能量守恒得：mgh＝mv2＋Ep，可得：Ep＝mgh－mv2，小球克服彈力做功應(yīng)小于mgh，故B、C錯(cuò)誤，A、D正確． 答案：AD 5．(思維拓展)如圖甲所示，足夠長的固定光滑細(xì)桿與地面成一定傾角，在桿上套有一個(gè)光滑小環(huán)，沿桿方向給環(huán)施加一個(gè)拉力F，使環(huán)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，已知拉力F及小環(huán)速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示，重力加速度g取10 m/s2.則以下判斷正確的是(　　) A．小環(huán)的質(zhì)量是1 kg B．細(xì)桿與地面間的傾角是30° C．前3 s內(nèi)拉力F的最大功率是2

6、.25 W D．前3 s內(nèi)小環(huán)機(jī)械能的增加量是5.75 J 解析：設(shè)小環(huán)的質(zhì)量為m，細(xì)桿與地面間的傾角為α，由題圖乙已知，小環(huán)在第1 s內(nèi)的加速度a＝ m/s2＝0.5 m/s2，由牛頓第二定律得：5－mgsin α＝ma,4.5＝mgsin α，得m＝1 kg，A正確；sin α＝0.45，B錯(cuò)誤；分析可得前3 s內(nèi)拉力F的最大功率以1 s末為最大，Pm＝Fv＝5×0.5 W＝2.5 W，C錯(cuò)誤；前3 s內(nèi)小環(huán)沿桿上升的位移s＝×1 m＋0.5×2 m＝1.25 m，前3 s內(nèi)小環(huán)機(jī)械能的增加量ΔE＝mv2＋mgssin α＝5.75 J，故D正確． 答案：AD 6．如圖所示，固定在

7、地面上的半圓軌道直徑ab水平，質(zhì)點(diǎn)P從a點(diǎn)正上方高H處自由下落，經(jīng)過軌道后從b點(diǎn)沖出豎直上拋，上升最大高度為H，(空氣阻力不計(jì))當(dāng)質(zhì)點(diǎn)下落再次經(jīng)過軌道由a點(diǎn)沖出時(shí)，能上升的最大高度h為(　　) A．h＝H　　　　　　 B．h＝ C．h＜ D.＜h＜H 解析：小球在第1次經(jīng)過半圓形軌道時(shí)，摩擦力做的功為mgH/3，第2次經(jīng)過時(shí)由于速度比第1次小，所以對(duì)軌道的壓力小，摩擦力比第1次也小，做的功少，再由功能關(guān)系可知，上升的高度一定大于H/3，小于H. 答案：D 7．(探 究創(chuàng)新)如圖所示，水平面上的輕彈簧一端與物體相連，另一端固定在墻上的P點(diǎn)，已知物體的

8、質(zhì)量為m＝2.0 kg，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.4，彈簧的勁度系數(shù)k＝200 N/m.現(xiàn)用力F拉物體，使彈簧從處于自然狀態(tài)的O點(diǎn)由靜止開始向左移動(dòng)10 cm，這時(shí)彈簧具有彈性勢(shì)能Ep＝1.0 J，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)．若取g＝10 m/s2，則撤去外力F后(　　) A．物體向右滑動(dòng)的距離可以達(dá)到12.5 cm B．物體向右滑動(dòng)的距離一定小于12.5 cm C．物體回到O點(diǎn)時(shí)速度最大 D．物體到達(dá)最右端時(shí)動(dòng)能為零，系統(tǒng)機(jī)械能也為零 解析：當(dāng)物體向右運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)過程中，彈簧的彈力向右．由牛頓第二定律可知，kx－μmg＝ma(x為彈簧的伸長量)，當(dāng)a＝0時(shí)，物體速度最大，此時(shí)kx＝μm

9、g，彈簧仍處于伸長狀態(tài)，故C錯(cuò)誤．當(dāng)物體至O點(diǎn)時(shí)，由Ep－μmg×0.1＝mv2可知，物體至O點(diǎn)的速度不為零，將繼續(xù)向右壓縮彈簧，由能量守恒可得，Ep＝μmgx′＋Ep′，因Ep′＞0，所以x′＜12.5 cm，A錯(cuò)誤，B正確．物體到達(dá)最右端時(shí)，動(dòng)能為零，但彈簧有彈性勢(shì)能，故系統(tǒng)的機(jī)械能不為零，D錯(cuò)誤． 答案：B 8．(2010年高考山東理綜卷) 如圖所示，傾角θ＝30°的粗糙斜面固定在地面上，長為l、質(zhì)量為m、粗細(xì)均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩置于斜面上，其上端與斜面頂端齊平．用細(xì)線將物塊與軟繩連接，物塊由靜止釋放后向下運(yùn)動(dòng)，直到軟繩剛好全部離開斜面(此時(shí)物塊未到達(dá)地面)，在此過程中(　

10、　) A．物塊的機(jī)械能逐漸增加 B．軟繩重力勢(shì)能共減少了mgl C．物塊重力勢(shì)能的減少等于軟繩克服摩擦力所做的功 D．軟繩重力勢(shì)能的減少小于其動(dòng)能的增加與克服摩擦力所做功之和 解析：繩的拉力對(duì)物塊做負(fù)功，所以物塊的機(jī)械能減少，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；軟繩減少的重力勢(shì)能ΔEP＝mg(－sin 30°)＝mgl，故選項(xiàng)B正確；軟繩被拉動(dòng)，表明細(xì)線對(duì)軟繩拉力大于摩擦力，而物塊重力勢(shì)能的減少等于克服細(xì)線拉力做功與物塊動(dòng)能之和，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；對(duì)軟繩應(yīng)用動(dòng)能定理，有WT＋WG－Wf＝ΔEk，所以軟繩重力勢(shì)能的減少ΔEP＝WG＝ΔEk＋(Wf－WT)，所以ΔEP<ΔEk＋Wf，選項(xiàng)D正確． 答案：BD 9

11、. 如圖所示，質(zhì)量為m的物塊從A點(diǎn)由靜止開始下落，加速度為g，下落H到B點(diǎn)后與一輕彈簧接觸，又下落h后到達(dá)最低點(diǎn)C.在由A運(yùn)動(dòng)到C的過程中，空氣阻力恒定，則(　　) A．物塊機(jī)械能守恒 B．物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 C．物塊機(jī)械能減少mg(H＋h)/2 D．物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少mg(H＋h)/2 解析：由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知，mg－f＝ma＝mg/2，f＝mg/2；物體機(jī)械能的減少量取決于空氣阻力和彈簧的彈力對(duì)物體做的功，物體和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少量取決于空氣阻力對(duì)物體所做的功，即Wf＝f(H＋h)＝mg(H＋h)/2，D正確． 答案：D 10．(2011年

12、邯鄲模擬) 如圖所示，傾角為30°的斜面體置于水平地面上．一根不可伸長的輕繩兩端分別系著小球A和物塊B，跨過固定于斜面體頂端的小滑輪O，A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為4m.開始時(shí)，用手托住A，使OA段繩恰處于水平伸直狀態(tài)(繩中無拉力)，OB繩平行于斜面，此時(shí)B靜止不動(dòng)．將A由靜止釋放，在其下擺過程中，斜面體始終保持靜止，下列判斷中錯(cuò)誤的是(　　) A．物塊B受到的摩擦力先減小后增大 B．地面對(duì)斜面體的摩擦力方向一直向右 C．小球A的機(jī)械能守恒 D．小球A的機(jī)械能不守恒，A、B系統(tǒng)的機(jī)械能守恒 解析：因斜面體和B均不動(dòng)，小球A下擺過程中只有重力做功，因此機(jī)械能守恒，C正確，D錯(cuò)誤；開始

13、A球在與O等高處時(shí)，繩的拉力為零，B受到沿斜面向上的摩擦力，小球A擺至最低點(diǎn)時(shí)，由T－mg＝m和mglOA＝mv2得T＝3mg，對(duì)B物體沿斜面列方程：4mgsin θ＝f＋T，當(dāng)T由0增加到3mg的過程中，f先變小后反向增大，故A正確．以斜面體和B為一整體，因OA繩的拉力水平方向的分力始終水平向左，故地面對(duì)斜面的摩擦力的方向一直向右，故B正確． 答案：D 二、非選擇題(本題共2小題，共30分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位) 11. (15分)(2011年西安模擬)如圖所示，質(zhì)量m＝1 kg的小物塊放在一質(zhì)量為M＝4 kg的足夠長的木板右端，物

14、塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，木板與水平面間的摩擦不計(jì)．物塊用勁度系數(shù)k＝25 N/m的彈簧拴住，彈簧的左端固定(與木板不粘連)．開始時(shí)整個(gè)裝置靜止，彈簧處于原長狀態(tài)．現(xiàn)對(duì)木板施以12 N的水平向右的恒力(物塊與木板間最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力，g＝10 m/s2)．已知彈簧的彈性勢(shì)能Ep＝kx2，式中x為彈簧的伸長量或壓縮量．求： (1)開始施力的瞬間小物塊的加速度； (2)物塊達(dá)到的最大速度是多少？ 解析：(1)假設(shè)m、M相對(duì)靜止，由牛頓第二定律 a＝＝2.4 m/s2. 此時(shí)m受的合外力 F合＝ma＝2.4 N>f＝μmg＝2 N， 所以m、M相對(duì)滑動(dòng)a＝＝μg＝

15、2 m/s2. (2)速度最大時(shí)，彈簧伸長x，則kx＝μmg， 所以x＝0.08 m，由功能關(guān)系 μmgx＝kx2＋v. 所以vm＝0.4 m/s. 答案：(1)2 m/s2　(2)0.4 m/s 12．(15分)(綜合提升)如圖所示，滑塊質(zhì)量為m，與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，它以v0＝3的初速度由A點(diǎn)開始向B點(diǎn)滑行，AB＝5R，并滑上光滑的半徑為R的圓弧BC，在C點(diǎn)正上方有一離C點(diǎn)高度也為R的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，沿平臺(tái)直徑方向開有兩個(gè)離軸心距離相等的小孔P、Q，旋轉(zhuǎn)時(shí)兩孔均能達(dá)到C點(diǎn)的正上方．若滑塊滑過C點(diǎn)后從P孔上升又恰能從Q孔落下，則平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω應(yīng)滿足什么條件？ 解析：設(shè)滑塊至B點(diǎn)時(shí)速度為vB，對(duì)滑塊由A點(diǎn)到B點(diǎn)應(yīng)用動(dòng)能定理有 －μmg5R＝mv－mv， 解得v＝8gR 滑塊從B點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)后機(jī)械能守恒，設(shè)滑塊到達(dá)P處時(shí)速度為vP，則 mv＝mv＋mg2R， 解得vP＝2 滑塊穿過P孔后再回到平臺(tái)的時(shí)間 t＝＝4 要想實(shí)現(xiàn)題述過程，需滿足ωt＝(2n＋1)π ω＝ (n＝0,1,2…)． 答案：ω＝ (n＝0,1,2…) - 7 - 用心 愛心 專心