高考物理一轮复习 考点通关练 阶段综合测评3.docx

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高考物理一轮复习考点通关练阶段综合测评3

阶段综合测评（三）

　　时间：

90分钟　

　　满分：

110分

第Ⅰ卷（选择题，共48分）

一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。

在每小题给出的四个选项中，1～7题只有一项符合题目要求，8～12题有多项符合题目要求。

全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

）

1．如图所示，小球在水平拉力作用下，以恒定速率v沿竖直光滑圆轨道由A点运动到B点，在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是（　　）

A．逐渐减小B．逐渐增大

C．先减小，后增大D．先增大，后减小

答案　B

解析　因为小球是以恒定速率运动，即它做匀速圆周运动，那么小球受到的重力G、水平拉力F、轨道的支持力三者的合力必是沿半径指向O点。

设小球与圆心的连线与竖直方向夹角为θ，则

＝tanθ（F与G的合力必与轨道的支持力在同一直线上），得F＝Gtanθ，而水平拉力F的方向与速度v的方向夹角也是θ，所以水平力F的瞬时功率P＝Fvcosθ＝Gvsinθ。

显然，从A点到B点的过程中，θ是不断增大的，所以水平拉力F的瞬时功率是一直增大的，故B正确，A、C、D错误。

2.如图所示，一辆小车静止在光滑的水平导轨上，一小球用细绳悬挂在车上，由图中虚线位置无初速释放，则小球在下摆过程中，下列说法正确的是（　　）

A．绳子的拉力对小球不做功，小球机械能守恒

B．绳子的拉力对小球做正功，小球机械能增加

C．绳子的拉力对小球做负功，小球机械能减小

D．小球所受到的合力不做功，小球机械能不变

答案　C

解析　由于小车位于光滑的水平导轨上，小球在下摆过程中，小车向左运动，即悬点也在移动，绳子拉力方向与小球位移的夹角大于90°，拉力对小球做负功。

或者从系统考虑，因只有重力做功，机械能守恒，由于小车机械能增加，则小球机械能减小，故绳子的拉力对小球做负功。

所以本题正确答案为C。

本题摆球的悬点不同，绳子拉力与速度方向不垂直而对摆球做功，不注意这一点，易错选A。

3.[2016·成都测试]如图所示是一种清洗车辆用的手持式喷水枪。

设枪口截面积为0.6cm2，喷出水的速度为20m/s。

当它工作时，估计水枪的平均功率约为（水的密度为1×103kg/m3）（　　）

A．12WB．120WC．240WD．1200W

答案　C

解析　考虑Δt时间内从枪口射出去的水，其质量为Δm＝ρSvΔt，该部分水增加的动能ΔEk＝

Δmv2，结合上式有ΔEk＝

ρSv3Δt，则水枪的平均功率

＝

＝

ρSv3，代入数据得

＝240W。

4．[2017·江淮十校联考]如图所示，在向右做匀减速运动的车厢内，一人用力向前推车厢，该人与车厢始终保持相对静止。

则下列说法中正确的是（　　）

A．人对车厢的推力不做功

B．人对车厢的推力做负功

C．车厢对人的作用力做正功

D．车厢对人的作用力做负功

答案　D

解析　人对车厢的推力方向向右，与车厢的位移方向相同，人对车厢的推力做正功，选项A、B错误；人随车厢一起向右减速，人运动的加速度方向向左，根据牛顿第二定律知车厢对人的水平作用力的方向向左，与车的位移方向相反，车厢对人的作用力做负功，选项D正确，C错误。

5.如图所示，固定斜面倾角为30°，质量为m的小物块自斜面底端以某一初速度沿斜面向上做匀减速运动，其加速度大小恰好等于重力加速度g的大小。

若小物块上升的最大高度为H，则（　　）

A．小物块上升过程中机械能守恒

B．小物块上升过程中动能损失了mgH

C．小物块上升过程中动能损失了2mgH

D．小物块上升过程中机械能损失了2mgH

答案　C

解析　质量为m的小物块自斜面底端以某一初速度沿斜面向上做匀减速运动，其加速度大小恰好等于重力加速度g的大小，可知小物块受重力、支持力和摩擦力，除重力做功外，还有摩擦力做功，可知机械能不守恒，A错误；由牛顿第二定律可得mgsin30°＋f＝ma，a＝g可得摩擦力f＝0.5mg，摩擦力做功Wf＝mgH，机械能损失了mgH，D错误；重力和摩擦力做功代数和为－2mgH，动能损失了2mgH，B错误，C正确。

6．[2016·山东潍坊一中二模]如图所示，斜面体固定在水平地面上，用一根轻绳跨过定滑轮连接甲、乙两滑块，它们静止于两斜面等高处，轻绳均与斜面平行。

甲、乙可看成质点，不计一切摩擦（sin37°＝0.6，sin53°＝0.8）。

若剪断轻绳，下列说法正确的是（　　）

A．甲、乙落地时的速度大小相等

B．甲、乙落到地面所用时间之比为1∶1

C．甲、乙落地时重力的功率之比为4∶3

D．甲、乙在下滑到地面的过程中重力做功相等

答案　A

解析　两滑块位于相同高度，剪断轻绳，让两滑块从静止开始沿斜面滑下，两滑块运动过程中只有重力做功，落地高度相同，根据机械能守恒定律，得mgh＝

mv2，到达斜面底端时两滑块速率相等，A正确。

没有剪断细绳时，由平衡条件可得m甲gsin37°＝m乙gsin53°，则m甲∶m乙＝4∶3，两滑块距离地面高度h相同，位移分别为x甲＝

，x乙＝

。

由匀变速直线运动的平均速度公式

＝

知，

＝

t甲，

＝

t乙。

因为末速度v相同，故t甲>t乙，B错误。

落地时重力的功率之比

＝

＝

，C错误。

甲、乙下滑过程中重力做功W＝mgh，h相同，质量不同，重力做功不相等，D错误。

7.如图所示，一块长木板B放在光滑的水平面上，在B上放一物体A，现以恒定的外力拉B，由于A、B间摩擦力的作用，A将在B上滑动，以地面为参考系，A、B都向前移动一段距离。

在此过程中（　　）

A．外力F做的功等于A和B动能的增量

B．B对A的摩擦力所做的功，等于A的动能增量

C．A对B的摩擦力所做的功，等于B对A的摩擦力所做的功

D．外力F对B做的功等于B的动能的增量

答案　B

解析　A物体所受的合外力等于B对A的摩擦力，对A物体运用动能定理，则有B对A的摩擦力所做的功等于A的动能的增量，即B正确；A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑动，A、B对地的位移不等，故二者做功不相等，C错误；对B应用动能定理，WF－WFf＝ΔEkB，即WF＝ΔEkB＋WFf就是外力F对B做的功，等于B的动能增量与B克服摩擦力所做的功之和，D错误；由前述讨论知B克服摩擦力所做的功与A的动能增量（等于B对A的摩擦力所做的功）不等，故A错误。

8．[2017·温州十校联考]如图所示，劲度系数为k的水平轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物体接触而未连接，且弹簧无形变。

用水平向右的力F缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，此时物体静止于P处。

撤去F后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4x0。

物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则（　　）

A．撤去F后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动

B．物体做匀减速运动的时间为

C．撤去F后，物体刚开始向左运动的加速度大小为

－μg

D．物体从P处开始运动到速度最大的过程中摩擦力对物体做的功为－μmg

答案　BCD

解析　在物体向左运动且与弹簧接触的过程中，弹簧弹力逐渐减小，物体受到的合外力是变化的，加速度也是变化的，选项A错误；弹簧恢复原长后，物体与弹簧分离做匀减速直线运动直至停下，此段时间设为t，则4x0－x0＝

a1t2，根据牛顿第二定律有μmg＝ma1，得t＝

，选项B正确；物体刚开始向左运动时的加速度大小a2＝

＝

－μg，选项C正确；速度达到最大时kx＝μmg，物体从P处运动到速度最大处的位移s＝x0－x，摩擦力对物体做的功为－μmgs＝－μmg

，选项D正确。

9．[2016·苏州高三调研]质量为2×103kg的汽车由静止开始沿平直公路行驶，行驶过程中牵引力F和车速倒数

的关系图象如图所示。

已知行驶过程中最大车速为30m/s，设阻力恒定，则（　　）

A．汽车所受阻力为6×103N

B．汽车在车速为5m/s时，加速度为3m/s2

C．汽车在车速为15m/s时，加速度为1m/s2

D．汽车在行驶过程中的最大功率为6×104W

答案　CD

解析　当牵引力等于阻力时，速度最大，由图线可知阻力大小Ff＝2000N，故A错误。

倾斜图线的斜率表示功率，可知P额＝Ffv＝2000×30W＝60000W，车速为5m/s时，汽车的加速度a＝

m/s2＝2m/s2，故B错误；当车速为15m/s时，牵引力F＝

＝

N＝4000N，则加速度a＝

＝

m/s2＝1m/s2，故C正确；汽车的最大功率等于额定功率，等于60000W，故D正确。

10．[2016·郑州质检]如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端安装一个定滑轮，物块A、B用轻绳连接并跨过定滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。

初始时刻，手扶物块B使物块A、B处于静止状态。

松手后物块A下落，物块B沿斜面上滑，则从松手到物块A着地前的瞬间（B末碰到滑轮）（　　）

A．物块A减少的机械能等于物块B增加的机械能

B．轻绳对物块B做的功等于物块B的机械能增量

C．轻绳对物块A做的功等于物块A的机械能变化量

D．摩擦力对物块B做的功等于系统机械能的变化量

答案　CD

解析　对物块A、B和斜面系统进行分析，由能量守恒定律可知，物块A减少的机械能等于物块B增加的机械能加上摩擦产生的热量，A错误；以物块B为研究对象，由功能关系可知，轻绳拉力与摩擦力做的总功等于物块B的机械能增量，B错误；以A物块为研究对象，由功能关系可知，轻绳拉力做的功等于物块A的机械能变化量，C正确；以物块A、B组成的系统为研究对象，摩擦力做的功等于系统机械能的变化量，D正确。

11．[2016·潍坊联考]如图甲所示，倾角为θ的光滑斜面体固定在水平面上，劲度系数为k的轻弹簧，一端固定在斜面底端，另一端与质量为m的小滑块接触但不拴接。

现用沿斜面向下的力F推滑块至离地高度h0处，弹簧与斜面平行，撤去力F，滑块沿斜面向上运动，其动能Ek和离地高度h的变化关系如图乙所示，图中h2对应图线的最高点，h3到h4范围内图线为直线，其余部分为曲线。

重力加速度为g，则（　　）

A．h1高度处，弹簧形变量为

B．h2高度处，弹簧形变量为

C．h0高度处，弹簧的弹性势能为mg（h3－h0）

D．h1高度处，弹簧的弹性势能为mg（h3－h1）

答案　BD

解析　开始时，滑块所受合力沿斜面向上，合力做功最多时，滑块的动能最大，即在h2处，滑块所受合外力为零，由共点力平衡条件可知，mgsinθ＝kx得x＝

，B项正确，A项错误；滑块到达h3后，因h3到h4为直线，所以加速度不变，此时弹簧处于原长，滑块和弹簧组成的系统机械能守恒，由h0到h3过程中，Ep0＋mgh0＝mgh3＋Ek1，解得Ep0＝mg（h3－h0）＋Ek1，C项错误；同理，由h1到h3过程中，Ep1＋mgh1＋Ek1＝mgh3＋Ek1，解得Ep1＝mg（h3－h1），D项正确。

12．[2017·石家庄模拟]如图甲所示，在水平地面上固定一竖直轻弹簧，弹簧上端与一个质量为0.1kg的木块A相连，质量也为0.1kg的木块B叠放在A上，A、B都静止。

在B上作用一个竖直向下的力F使木块缓慢向下移动，力F大小与移动距离x的关系如图乙所示，整个过程弹簧都处于弹性限度内。

下列说法正确的是（　　）

A．木块下移0.1m过程中，弹簧的弹性势能增加2.5J

B．弹簧的劲度系数为500N/m

C．木块下移0.1m时，若撤去F，则此后B能达到的最大速度为5m/s

D．木块下移0.1m时，若撤去F，则A、B分离时的速度为5m/s

答案　BC

解析　木块缓慢向下移动过程中，对A、B由动能定理有WF＋（mA＋mB）gx－W弹＝0，WF等于Fx图象所围的面积，即WF＝

×50×0.1J＝2.5J，故克服弹簧的弹力所做的功W弹＝WF＋（mA＋mB）gx＝2.7J，故弹簧的弹性势能增加量为2.7J，选项A错误；弹簧的弹力F弹＝F＋（mA＋mB）g，设Fx图象的斜率为k′，由图乙可知，F＝k′x＝

x＝

x＝500x，故F弹＝500x＋2，故F弹x图象的斜率与Fx图象的斜率相等，故弹簧的劲度系数k＝

＝500N/m，选项B正确；当木块A、B的加速度a＝0时，即F弹＝（mA＋mB）g时，B的速度最大。

此时，A、B到达未施加力F时的位置，对A、B，由动能定理W弹－（mA＋mB）gx＝

（mA＋mB）v

，将W弹＝2.7J，x＝0.1m，代入解得B能达到的最大速度vm＝5m/s，选项C正确；当A、B间的弹力为0时，A、B分离，此时aA＝aB＝g，此位置在未施加力F时的位置上方，A、B从未施加力F时的位置向上运动过程中，由于弹簧的弹力小于（mA＋mB）g，向上做减速运动，故A、B分离时的速度小于5m/s，选项D错误。

第Ⅱ卷（非选择题，共62分）

二、填空题（本题共2小题，共16分）

13．（6分）在“探究功与速度变化的关系”的实验中，打点计时器在纸带上打下一系列点。

（1）下列叙述正确的是（　　）

A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值

B．每次实验中橡皮筋拉伸的长度必须保持一致

C．放小车的长木板应该尽量保持水平

D．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出

（2）为了计算由于橡皮筋做功而使小车获得的速度，在某次实验中某同学得到了如图a所示的一条纸带，在A、B、C、D中应该选用________点的速度才最符合要求。

如果实验得到的Wv2图象如图b所示，原因可能是___________________________________________

__________________________________________________________。

答案　

（1）BD

（2）C没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够

解析　

（1）每次实验不需要算出橡皮筋对小车做功的具体数值，A错误；每次实验中橡皮筋拉伸的长度必须保持一致，B正确；放小车的长木板需要稍微倾斜以平衡摩擦力，C错误；实验中应先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出，D正确。

（2）为了计算由于橡皮筋做功而使小车获得的速度，应该选用点迹均匀的部分，故选用C点的速度才最符合要求。

如果实验得到的Wv2图象如图b所示，原因可能是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。

14．[2016·西北师大附中诊断]（10分）利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A点处有一带长方形遮光条的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光条两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光条经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光条的宽度，将遮光条通过光电门的平均速度视为滑块滑过B点时的瞬时速度。

实验时滑块在A处由静止开始运动。

（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度b，结果如图乙所示，由此读出b＝________mm。

（2）滑块通过B点的瞬时速度可表示为________。

（3）某次实验测得倾角θ＝30°，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时，m和M组成的系统动能增加量可表示为ΔEk＝________，系统的重力势能减少量可表示为ΔEp＝________，在误差允许的范围内，若ΔEk＝ΔEp则可认为系统的机械能守恒。

（4）在步骤（3）实验中，某同学改变A、B间的距离，作出的v2d图象如图丙所示，并测得M＝m，则重力加速度g＝________m/s2。

答案　

（1）3.85　

（2）

　（3）

gd

（4）9.6

解析　

（1）b＝3mm＋0.05mm×17＝3.85mm。

（2）滑块通过B点的瞬时速度v＝

。

（3）ΔEk＝

（m＋M）v2＝

，

ΔEp＝mgd－Mgdsin30°＝

gd。

（4）由ΔEk＝ΔEp得

（m＋M）v2＝

gd，

代入m＝M可得v2＝

d，

对应v2d图象可得

g＝

m/s2，

解得g＝9.6m/s2。

三、计算题（本题共4小题，共46分。

解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位。

）

15．[2017·银川月考]（10分）如图所示，绷紧的传送带水平，皮带在电动机的带动下，始终保持v＝4m/s的速度运行。

现把一质量为m＝2kg的工件（可视为质点）轻轻放在皮带的A端，已知工件跟传送带间的动摩擦因数μ＝0.4，A、B两轮距离很长，g取10m/s2。

求：

（1）加速时间；

（2）传送带对工件做的功；

（3）工件与传送带摩擦产生的热量。

答案　

（1）1s　

（2）16J　（3）16J

解析　

（1）由μmg＝ma得a＝μg＝0.4×10m/s2＝4m/s2。

又v＝at，得t＝

＝

＝1s。

（2）由动能定理：

W＝

mv2＝

×2×42J＝16J。

（3）在1s内传送带位移：

x1＝vt＝4×1m＝4m，

工件的位移：

x2＝

t＝

×4×1m＝2m，

所以Q＝fx相对＝μmg（x1－x2）＝0.4×2×10×2J＝16J。

16．[2016·山西太原三模]（12分）如图是一架小型四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的遥控飞行器，具有体积小、使用灵活、飞行高度低、机动性强等优点。

现进行试验：

无人机从地面由静止开始以额定功率竖直向上起飞，经t＝20s上升到h＝47m，速度达到v＝6m/s之后，不断调整功率继续上升，最终悬停在高H＝108m处。

已知无人机的质量m＝4kg，无论动力是否启动，无人机上升、下降过程中均受空气阻力，且大小恒为f＝4N，g取10m/s2，求：

（1）无人机的额定功率；

（2）当悬停在H高处时，突然关闭动力设备，无人机由静止开始竖直坠落，2s末启动动力设备，无人机立即获得向上的恒力F，使其到达地面时速度恰好为零，则F是多大？

答案　

（1）107W　

（2）43.2N

解析　

（1）无人机以额定功率向上运动过程：

Pt－（mg＋f）h＝

mv2，解得P＝107W。

（2）失去升力后下降过程：

mg－f＝ma1，经过2s后速度v1＝a1t1，下降高度h1＝

a1t

，

恢复升力后减速下降过程：

0－v

＝2a2（H－h1），mg－F－f＝ma2，解得F＝43.2N。

17．（12分）滑雪运动中当滑雪板压在雪地上时会把雪内的空气逼出来，在滑雪板与雪地间形成一个暂时的“气垫”，从而大大减小雪地对滑雪板的摩擦力。

然而当滑雪板相对雪地速度较小时，与雪地接触时间超过某一值就会陷下去，使得它们间的摩擦力增大。

假设滑雪者的速度超过4m/s时，滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由μ1＝0.25变为μ2＝0.125。

一滑雪者从倾角θ＝37°的坡顶A处由静止开始自由下滑，滑至坡底B处（B处为一光滑小圆弧）后又滑上一段水平雪地，最后停在C处，如图所示，不计空气阻力，坡长L＝26m，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：

（1）滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间；

（2）滑雪者到达B处的速度；

（3）滑雪者在水平雪地上运动的最大距离。

答案　

（1）1s　

（2）16m/s　（3）99.2m

解析　

（1）设滑雪者质量为m，滑雪者在斜坡上从静止至速度v1＝4m/s过程，由牛顿第二定律有mgsin37°－μ1mgcos37°＝ma1，解得a1＝4m/s2，故由静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间t＝

＝1s。

（2）滑雪者在斜坡上改变动摩擦因数前位移x1＝

a1t2，

x2＝L－x1，v

－v

＝2a2x2，在斜坡上改变动摩擦因数后有mgsin37°－μ2mgcos37°＝ma2，代入数据得v2＝16m/s。

（3）设水平雪地上滑雪者速度由v2＝16m/s减小到v3＝4m/s的位移为x3，速度由v3＝4m/s减小到零的位移为x4，由动能定理有－μ2mgx3＝

mv

－

mv

，－μ1mgx4＝0－

mv

，所以滑雪者在水平雪地上运动的最大距离为x＝x3＋x4＝99.2m。

18．[2017·江西高安检测]（12分）如图所示，AB为粗糙水平面，长度AB＝5R，其右端与光滑、半径为R的

圆弧BC平滑相接，C点的切线沿竖直方向，在C点的正上方有一离C点高度也为R的旋转平台，沿平台直径方向开有两个离轴心距离相等的小孔P、Q，旋转时两孔均能达到C点的正上方。

质量为m可视为质点的滑块，与水平地面间的动摩擦因数μ＝0.1，某时刻，它以v0＝3

的速度由A点开始向B点滑行时：

（1）求滑块通过C点的速度；

（2）若滑块滑过C点后能通过P孔，又恰能从Q孔落下，则平台转动的角速度ω应满足什么条件？

答案　

（1）

（2）ω＝

（n＝0,1,2，…）

解析　

（1）设滑块至C点时速度为vC，从A点到C点由动能定理有－μmg·5R－mgR＝

mv

－

mv

，

代入数据解得vC＝

。

（2）设滑块到达P处时速度为vP，则由动能定理有

－μmg·5R－mg·2R＝

mv

－

mv

，

滑块穿过P孔后再回到平台的时间t＝

，

要想使滑块从Q孔穿过，需满足

ωt＝（2n＋1）π（n＝0,1,2，…），

联立解得ω＝

（n＝0,1,2，…）。