高考第二轮复习专题检测卷五 35.docx
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高考第二轮复习专题检测卷五35
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专题检测卷(五)
(45分钟100分)
一、单项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分。
每小题只有一个选项正确)
1.如图所示,演员正在进行杂技表演。
由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于()
A.0.3JB.3J
C.30JD.300J
2.(2012·福建高考)如图,表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮,小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)。
初始时刻,A、B处于同一高度并恰好处于静止状态。
剪断轻绳后,A下落、B沿斜面下滑,则从剪断轻绳到物块着地,两物块()
A.速率的变化量不同B.机械能的变化量不同
C.重力势能的变化量相同D.重力做功的平均功率相同
3.质量为m的物体静止在粗糙的水平面上,若在水平拉力F作用下产生位移为l时,获得动能为E1;若在水平拉力2F作用下产生位移为l时,获得动能为E2,则()
A.E2=E1B.E2=2E1C.E2>2E1D.E2<2E1
4.(2012·潍坊二模)如图所示,小球a从倾角为45°的光滑斜面上由静止自由释放,同时小球b从斜面上方某一高度处也由静止自由释放,两个小球质量相同,它们在斜面的O点恰好相撞。
则()
A.相撞前瞬间,两小球速度大小相等
B.相撞前瞬间,两小球重力功率相等
C.相撞前瞬间,b球的动能是a球动能的2倍
D.从开始运动到相撞,b球位移是a球位移的2倍
二、双项选择题(本题共5小题,每小题8分,共40分。
每小题有两个选项正确)
5.(2012·天津高考)如图甲所示,静止在水平地面的物块A,受到水平向右的拉力F作用,F与时间t的关系如图乙所示,设物块与地面的静摩擦力最大值fm与滑动摩擦力大小相等,则()
A.0~t1时间内F的功率逐渐增大B.t2时刻物块A的加速度最大
C.t2时刻后物块A做反向运动D.t3时刻物块A的动能最大
6.(2012·济南二模)如图所示,某无限长粗糙绝缘直杆与等量异种电荷连线的中垂线重合,杆竖直放置。
杆上有A、B、O三点,其中O为等量异种电荷连线的中点,AO=BO。
现有一带电小圆环从杆上A点以初速度v0向B点滑动,滑到B点时速度恰好为0。
则关于小圆环的运动,下列说法正确的是()
A.运动的加速度先变大再变小B.电场力先做正功后做负功
C.运动到O点的动能为初动能的一半D.运动到O点的速度小于v0/2
7.(2012·广州二模)如图,汽车从拱形桥顶点A匀速率运动到桥的B点。
下列说法正确的是
()
A.合外力对汽车做的功为零
B.阻力做的功与牵引力做的功相等
C.重力的瞬时功率随时间变化
D.汽车对桥顶A的压力等于其重力
8.(2012·汕头二模)用一水平拉力使质量为m的物体从静止开始沿粗糙的水平面运动,物体的v-t图象如图所示,下列表述正确的是()
A.在0~t1时间内拉力逐渐减小
B.在0~t1时间内物体做曲线运动
C.在t1~t2时间内拉力的功率不为零
D.在t1~t2时间内合外力做功
9.某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机,将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中,以达到节能的目的。
某次测试中,汽车以额定功率行驶一段距离后关闭发动机,测出了汽车动能Ek与位移x的关系图象如图,其中①是关闭储能装置时的关系图线,②是开启储能装置时的关系图线。
已知汽车的质量为1000kg,设汽车运动过程中所受地面阻力恒定,空气阻力不计。
根据图象所给的信息可求出()
A.汽车行驶过程中所受地面的阻力为1000N
B.汽车的额定功率为80kW
C.汽车加速运动的时间为22.5s
D.汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为6×105J
三、计算题(本题共2小题,共36分。
需写出规范的解题步骤)
10.(18分)如图所示,轨道ABC被竖直地固定在水平桌面上,A距离水平地面高H=0.75m,C距离水平地面高h=0.45m。
一质量m=0.10kg的小物块自A点从静止开始下滑,从C点以水平速度飞出后落在水平地面上的D点。
现测得C、D两点的水平距离为x=0.60m,不计空气阻力,取g=10m/s2。
求:
(1)小物块从C点运动到D点经历的时间;
(2)小物块从C点飞出时速度的大小;
(3)小物块从A点运动到C点的过程中克服摩擦力做的功。
11.(2012·北京高考)(18分)摩天大楼中一部直通高层的客运电梯行程超过百米,电梯的简化模型如图甲所示。
考虑安全、舒适、省时等因素,电梯的加速度a是随时间t变化的。
已知电梯在t=0时由静止开始上升,a-t图象如图乙所示,电梯总质量m=2.0×103kg,忽略一切阻力,重力加速度g取10m/s2。
(1)求电梯在上升过程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2;
(2)类比是一种常用的研究方法。
对于直线运动,教科书中讲解了由v-t图象求位移的方法。
请你借鉴此方法,对比加速度和速度的定义,根据图乙所示a-t图象,求电梯在第1s内的速度改变量Δv1和第2s末的速率v2;
(3)求电梯以最大速率上升时,拉力做功的功率P;再求在0~11s时间内拉力和重力对电梯所做的总功W。
答案解析
1.【解析】选A。
估计一只鸡蛋的质量为60克,鸡蛋上升的高度为50厘米,对人抛鸡蛋以及鸡蛋上升到最高点全程应用动能定理有:
WF-mgh=0,代入数值可知WF=0.3J,A对。
2.【解题指南】解答本题时应明确以下三点:
(1)矢量和标量的描述不同。
(2)对平均功率的计算公式的理解。
(3)据平衡状态得两物块的质量关系。
【解析】选D。
设A、B离地高度为h,由于斜面表面光滑,A、B运动过程机械能守恒。
机械能不变,物块着地时速率相等,均为,因此速率变化量相等,A、B错。
由于初始时刻A、B处于同一高度并处于静止状态,因此有mAg=mBg
sinθ,重力势能变化量不相等,C错。
从剪断轻绳到两物块着地过程的平均速度大小为,则,,,故选D。
3.【解析】选C。
两种情况下物体受到的摩擦力相等,设为Ff,根据动能定理,Fl-Ffl=E1;2Fl-Ffl=E2。
比较两式可得,E2>2E1,故选项C正确。
4.【解析】选C。
小球a加速度为g,小于自由落体运动的小球b的加速度g,相撞前瞬间,小球a的速度小于小球b的速度,选项A错误;相撞前瞬间,小球a的重力功率小于小球b的重力功率,选项B错误;相撞前瞬间,小球a的速度可表示为gt,小于自由落体运动的小球b的速度(可表示为gt),由动能公式可知,b球的动能是a球动能的2倍,选项C正确;从开始运动到相撞,b球位移可表示为,a球位移可表示为,b球位移是a球位移的倍,选项D错误。
5.【解析】选B、D。
由F-t图象可知,在0~t1时间内,FF-fm=ma,因为t2时刻F最大,fm不变,所以此时加速度最大,选项B正确;t1~t2时间内,物块做加速度逐渐增大的变加速直线运动,t2~t3时间内,由于F>fm,故物块仍沿同一方向做加速运动,至t3时刻速度最大,动能最大,选项C错、D对。
6.【解析】选A、C。
由等量正、负点电荷的电场线分布特点可知,带电小圆环由A→B滑动过程中受到的电场力先增大后减小,所以受到的摩擦力先增大后减小,因此它的加速度先变大再变小,故A正确;由于电场力的方向与运动方向垂直,故电场力始终不做功,选项B错误,由A→O过程与由O→B过程摩擦力做的功相等,据动能定理,由A→O过程有:
;由A→B过程有:
,可解得
,故C对、D错。
7.【解析】选A、C。
由于汽车做匀速率运动,根据动能定理,A正确。
由于汽车从A运动到B,除阻力做功,牵引力做功,还有重力做功,故B错误。
由于速度的方向不断变化,根据P=mgvcosθ,C正确。
汽车在桥顶根据圆周运动规律,mg-FN=,故FN不等于重力,D错误。
8.【解析】选A、C。
由v-t图象,0~t1时间内物体的加速度逐渐减小,根据牛顿第二定律,拉力逐渐减小,A正确。
V-t图象是曲线并不代表物体做曲线运动,B错误。
由于物体在粗糙的水平面上运动,t1~t2时间内动能不变,根据动能定理,拉力做功与克服摩擦力做功相等,故拉力的功率不为零,C正确,而
t1~t2时间内合外力做功为零,D错误。
9.【解题指南】解答本题时应把握以下关键点:
(1)明确Ek-x图象的意义,知道直线①斜率的意义。
(2)明确最大动能时对应汽车的匀速运动状态。
(3)灵活运用动能定理列方程求解。
【解析】选B、C。
由题图可知,汽车的最大动能是Ek=8×105J=,因此,汽车运动过程中的最大速度为vm=40m/s,在关闭发动机过程中,关闭储能装置时,汽车动能全部转化为内能,则f阻·s=,根据图象知s=4×102m,那么f阻=2×103N,当汽车速度达到最大时,牵引力等于阻力,即F=f阻=2×103N,汽车的额定功率为P额=F·vm=f阻·vm=2×103×40W=80kW,选项A错误,选项B正确;在汽车加速运动过程中,根据动能定理得,P额·t-f阻·s1=,其中s1=500m,加速时间t=22.5s,选项C正确;根据开启储能装置时的关系图线知,E=Ek-f阻·s′=8×105J-2×103×1.5×102J=5×105J,选项D错误。
【方法技巧】两种功率表达式的比较
(1)功率的定义式:
,所求出的功率是时间t内的平均功率。
(2)功率的计算式:
P=Fvcosθ,其中θ是力与速度间的夹角,该公式有两种用法:
①求某一时刻的瞬时功率。
这时F是该时刻的作用力大小,v取瞬时值,对应的P为F在该时刻的瞬时功率。
②当v为某段位移(时间)内的平均速度时,则要求这段位移(时间)内F必须为恒力,对应的P为F在该段时间内的平均功率。
10.【解析】
(1)小物块从C水平飞出后做平抛运动,
由(3分)
得小物块从C到D运动的时间(2分)
(2)从C到D,小物块水平方向做匀速直线运动,
(3分)
得v=2m/s,(2分)
此速度即小物块从C点飞出时的速度。
(3)小物块从A运动到C的过程中,根据动能定理得
mg(H-h)-Wf=-0(6分)
则克服摩擦力做功:
Wf=0.1J(2分)
答案:
(1)0.3s
(2)2m/s(3)0.1J
11.【解题指南】解答本题需要把握以下四点:
(1)读出图象中正、负最大加速度,由牛顿第二定律分别计算出最大拉力和最小拉力。
(2)加速度图象与时间轴围成的面积表示速度的变化量。
(3)速度最大时拉力等于重力,拉力的功率等于重力与速度的乘积。
(4)根据动能定理可计算总功。
【解析】
(1)由牛顿第二定律,有F-mg=ma(2分)
由a-t图象可知,F1和F2对应的加速度分别是
a1=1.0m/s2,a2=-1.0m/s2(2分)
F1=m(g+a1)=2.0×103×(10+1.0)N
=2.2×104N(1分)
F2=m(g+a2)=2.0×103×(10-1.0)N
=1.8×104N(1分)
(2)类比可得,所求速度变化量等于第1s内a-t图线下的面积
Δv1=0.50m/s(2分)
同理可得Δv2=v2-v0=1.5m/s(1分)
v0=0,第2s末的速率v2=1.5m/s(2分)
(3)由a-t图象可知,11s~30s内速率最大,其值等于0~11s内a-t图线下的面积,有
vm=10m/s(1分)
此时电梯做匀速运动,拉力F等于重力mg,所求功率
P=Fvm=mg·vm=2.0×103×10×10W
=2.0×105W(3分)
由动能定理,总功
W=Ek2-Ek1=(3分)
答案:
(1)2.2×104N1.8×104N
(2)0.50m/s1.5m/s
(3)2.0×105W1.0×105J
【方法技巧】应用动能定理解题的一般步骤
(1)选取研究对象,明确它的运动过程。
(2)分析研究对象的受力情况和各力的做功情况:
(3)明确物体在过程始末状态的动能Ek1和Ek2。
(4)列出动能定理的方程W合=Ek2-Ek1及其他必要的解题方程进行求解。