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1、2022年高考物理一輪 小題精練56 新人教版
一、選擇題
1.跳傘運(yùn)動員在剛跳離飛機(jī)、降落傘尚未打開的一段時間內(nèi):①空氣阻力做正功;②重力勢能增加;③動能增加;④空氣阻力做負(fù)功.以下說法中正確的是 ( )
A.①② B.③④
C.②④ D.①③
[答案] B
[解析] 跳傘運(yùn)動員跳離飛機(jī),在尚未打開降落傘的這段時間內(nèi),運(yùn)動員向下運(yùn)動,重力對運(yùn)動員做正功,重力勢能減少;空氣阻力對運(yùn)動員做負(fù)功.由于重力大于空氣阻力,運(yùn)動員向下做加速運(yùn)動,其動能增加,故①②錯,③④對.
2.(xx·大連模擬)如圖所示,在高1.5m的光滑平臺上有一個質(zhì)量為2k
2、g的小球被一細(xì)線拴在墻上,球與墻之間有一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧.當(dāng)燒斷細(xì)線時,小球被彈出,小球落地時的速度方向與水平方向成60°角,則彈簧被壓縮時具有的彈性勢能為(g=10m/s2) ( )
A.10J B.15J
C.20J D.25J
[答案] A
[解析] 由h=gt2和vy=gt得:vy=m/s,落地時,tan60°=可得:v0==m/s,由機(jī)械能守恒得:Ep=mv,可求得:Ep=10J,故A正確.
3.如圖所示,在粗糙斜面頂端固定輕彈簧的一端,另一端掛一物體,物體在A點(diǎn)處于平衡狀態(tài).現(xiàn)用平行于斜面向下的力拉物
3、體,第一次直接拉到B點(diǎn),第二次將物體先拉到C點(diǎn),再回到B點(diǎn),在這兩次過程中下列說法正確的是 ( )
A.重力勢能的改變量相等
B.彈性勢能的改變量相等
C.摩擦力對物體做的功相等
D.彈簧彈力對物體做的功相等
[答案] ABD
[解析] 兩次過程初末位置相同,所以重力和彈簧的彈力做的功是相同的,此題中滑動摩擦力始終做負(fù)功,大小為摩擦力與物體在摩擦力作用下運(yùn)動的路程的乘積,所以兩次做功不同.
4.如圖甲所示,一個小球套在豎直放置的光滑圓形軌道上做圓周運(yùn)動.小環(huán)從最高點(diǎn)A滑到最低點(diǎn)B的過程中,其線速度大小的平方v2隨下落高度h變化的圖象可能是圖乙所示四個圖中的
4、 ( )
A.①② B.③④
C.③ D.④
[答案] A
[解析] 設(shè)小環(huán)在A點(diǎn)的初速度為v0,由機(jī)械能守恒定律得-mgh+mv2=mv得v2=v+2gh,可見v2與h是線性關(guān)系,若v0=0,②正確;v0≠0,①正確,故正確選項是A.
5.(xx·海淀模擬)滑板是現(xiàn)在非常流行的一種運(yùn)動,如圖所示,一滑板運(yùn)動員以7m/s的初速度從曲面的A點(diǎn)下滑,運(yùn)動到B點(diǎn)速度仍為7m/s,若他以6m/s的初速度仍由A點(diǎn)下滑,則他運(yùn)動到B點(diǎn)時的速度 ( )
A.大于6m/s B.等于6m/s
C.小于6m
5、/s D.條件不足,無法計算
[答案] A
[解析] 當(dāng)初速度為7m/s時,由功能關(guān)系,運(yùn)動員克服摩擦力做功等于減少的重力勢能.而當(dāng)初速度變?yōu)?m/s時,運(yùn)動員所受的摩擦力減小,故從A到B過程中克服摩擦力做的功減少,而重力勢能變化量不變;故運(yùn)動員在B點(diǎn)動能大于他在A點(diǎn)的動能.
6.如圖所示,具有一定初速度的物塊,沿傾角為30°的粗糙斜面向上運(yùn)動的過程中,受一個恒定的沿斜面向上的拉力F作用,這時物塊的加速度大小為4m/s2,方向沿斜面向下,那么,在物塊向上運(yùn)動過程中,正確的說法是 ( )
A.物塊的機(jī)械能一定增加
B.物塊的機(jī)械能一定減小
C.物塊的機(jī)
6、械能可能不變
D.物塊的機(jī)械能可能增加也可能減小
[答案] A
[解析] 機(jī)械能變化的原因是非重力、彈簧彈力做功,本題亦即看成F與Fμ做功大小問題,由mgsinα+Fμ-F=ma,知F-Fμ=mgsin30°-ma>0,即F>Fμ,故F做正功多于克服摩擦力做功,故機(jī)械能增大.
7.如圖所示,絕緣彈簧的下端固定在斜面底端,彈簧與斜面平行,帶電小球Q(可視為質(zhì)點(diǎn))固定在光滑絕緣斜面上的M點(diǎn),且在通過彈簧中心的直線ab上.現(xiàn)把與Q大小相同,帶電性也相同的小球P,從直線ab上的N點(diǎn)由靜止釋放,在小球P與彈簧接觸到速度變?yōu)榱愕倪^程中 ( )
A.小球P的速度
7、先增大后減小
B.小球P和彈簧的機(jī)械能守恒,且P速度最大時所受彈力與庫侖力的合力最大
C.小球P的動能、重力勢能、電勢能與彈簧的彈性勢能的總和增大
D.系統(tǒng)的機(jī)械能守恒
[答案] A
[解析] 小球P與彈簧接觸時,沿平行斜面方向受到小球Q對P的靜電力、重力的分力、彈簧的彈力,開始時合力的方向沿斜面向下,速度先增加,后來隨著彈簧壓縮量變大,合力的方向沿斜面向上,速度逐漸減小,A項正確;小球P和彈簧組成的系統(tǒng)受到小球Q的靜電力,且靜電力做正功,所以系統(tǒng)機(jī)械能不守恒,B項錯誤;把彈簧、小球P、Q看成一個系統(tǒng),除重力外無外力對該系統(tǒng)做功,故系統(tǒng)的總能量守恒,C錯誤.
8.(xx·寧津模擬)
8、如圖,一物體m在沿斜面向上的恒力F作用下,由靜止從底端沿光滑的斜面向上做勻加速直線運(yùn)動,經(jīng)時間t力F做功為60J,此后撤去恒力F,物體又經(jīng)t時間回到出發(fā)點(diǎn),若以地面為零勢能點(diǎn),則下列說法不正確的是 ( )
A.物體回到出發(fā)點(diǎn)時的動能是60J
B.開始時物體所受的恒力F=2mgsinθ
C.撤去力F時,物體的重力勢能是45J
D.動能與勢能相同的位置在撤去力F之前的某位置
[答案] B
[解析] 由功能關(guān)系可知,前一個時間t內(nèi),力F做的功等于此過程中物體機(jī)械能的增量,也等于前一個時間t末時刻物體的機(jī)械能;撤去外力F后,物體的機(jī)械能守恒,故物體回到出發(fā)點(diǎn)時的動能是60J,A
9、正確;設(shè)前一個時間t末時刻物體速度為v1,后一個時間t末時刻物體速度為v2,由t=t(兩段時間內(nèi)物體位移大小相等)得:v2=2v1,由mv=60J知,mv=15J,因此撤去F時,物體的重力勢能為60J-15J=45J,C正確;動能和勢能相同時,重力勢能為30J,故它的相同的位置一定在撤去力F之前的某位置,D正確;由=,=可得:F=mgsinθ,故B錯誤.
二、非選擇題
9.如圖所示滑板愛好者,脫離軌道時速度為v0,到達(dá)最高點(diǎn)時速度為v1,設(shè)人與滑板的總質(zhì)量為m,若不計一切阻力,則人離開軌道后上升的最大高度為________.
[答案]
[解析] 選取脫離軌道時的水平面,作為參考平
10、面,則
E1=mv
E2=mgh+mv
據(jù)機(jī)械能守恒定律得
E1=E2
解得h=
10.如圖所示,斜面的傾角為θ,質(zhì)量為m的滑塊距擋板P的距離為s0,滑塊以初速度v0沿斜面上滑,滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ,滑塊所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力.若滑塊每次與擋板相碰均無機(jī)械能損失,求滑塊經(jīng)過的總路程.
[答案] (+s0tanθ)
[解析] 滑塊最終要停在斜面底部,設(shè)滑塊經(jīng)過的總路程為s,對滑塊運(yùn)動的全程應(yīng)用功能關(guān)系,全程所產(chǎn)生的熱量為
Q=mv+mgs0sinθ
又全程產(chǎn)生的熱量等于克服摩擦力所做的功,即
Q=μmgscosθ
解以上兩式可得s=(+s0tanθ
11、).
11.一組數(shù)據(jù)顯示:世界煤炭的儲量還能燒200多年,我國煤炭的儲量還能燒70多年;世界天然氣的儲量還能用50多年,我國天然氣的儲量還能用20年;世界石油的儲量還能用40多年,我國現(xiàn)有的石油儲量用不到20年.因此新型清潔能源的開發(fā)利用成為人類的重點(diǎn)課題.風(fēng)能作為一種清潔能源,對環(huán)境的破壞小,可再生,將成為人類未來大規(guī)模應(yīng)用的能量之一.假設(shè)某地區(qū)的平均風(fēng)速是6.0m/s,已知空氣密度是1.2kg/m3,此地有一風(fēng)車,它的車葉轉(zhuǎn)動時可以形成半徑為20m的圓面,假如這個風(fēng)車能將此圓面內(nèi)10%的氣流的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽畣枺?
(1)在圓面內(nèi),每秒沖擊風(fēng)車車葉的氣流的動能是多少?
(2)這個風(fēng)車平
12、均每秒內(nèi)發(fā)出的電能是多少?
[答案] (1)1.63×105J (2)1.63×104J
[解析] (1)在1秒內(nèi),能和車葉發(fā)生作用的氣流體積
V=vS=vπr2,
則這股氣流的動能Ek=mv2=ρ·vπr2·v2=ρπr2v3.
將ρ、r、v值代入上式得
Ek=1.63×105J.
(2)每秒得到電能為
E=ηEk=1.63×104J.
12.(xx·濰坊)如圖所示,傾角θ=37°的斜面上,輕彈簧一端固定在A點(diǎn),自然狀態(tài)時另一端位于B點(diǎn),斜面上方有一半徑R=1m、圓心角等于143°的豎直圓弧形光滑軌道與斜面相切于D處,圓弧軌道的最高點(diǎn)為M.現(xiàn)用一小物塊將彈簧緩慢壓縮到C點(diǎn)后
13、釋放,物塊經(jīng)過B點(diǎn)后的位移與時間關(guān)系為x=8t-4.5t2(x單位是m,t單位是s),若物塊經(jīng)過D點(diǎn)后恰能到達(dá)M點(diǎn),取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ;
(2)BD間的距離xBD.
[答案] (1) (2)1m
[解析] (1)由x=8t-4.5t2知,物塊在B點(diǎn)的速度v0=8m/s,從B到D過程中加速度大小a=9m/s2①
由牛頓第二定律得a==gsin37°+μgcos37°②
得μ=③
(2)物塊在M點(diǎn)的速度滿足mg=m④
物塊從D到M過程中,有mv2D=mgR(1+cos37°)+mv2M⑤
物塊
14、在由B到D過程中,有
v2D-v20=-2axBD⑥
解得xBD=1m⑦
13.(xx·天津模擬)如圖所示,質(zhì)量為m的滑塊,放在光滑的水平平臺上,平臺右端B與水平傳送帶相接,傳送帶的運(yùn)行速度為v0,長為L.今將滑塊緩慢向左壓縮固定在平臺上的輕彈簧,到達(dá)某處時突然釋放,當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端C時,恰好與傳送帶速度相同.滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ.
(1)試分析滑塊在傳送帶上的運(yùn)動情況;
(2)若滑塊離開彈簧時的速度大于傳送帶的速度,求釋放滑塊時,彈簧具有的彈性勢能;
(3)若滑塊離開彈簧時的速度大于傳送帶的速度,求滑塊在傳送帶上滑行的整個過程中產(chǎn)生的熱量.
[答案] (1)見
15、解析
(2)mv+μmgL
(3)μmgL-mv0·(-v0)
[解析] (1)若滑塊沖上傳送帶時的速度小于帶速,則滑塊在帶上由于受到向右的滑動摩擦力而做勻加速運(yùn)動;若滑塊沖上傳送帶時的速度大于帶速,則滑
塊由于受到向左的滑動摩擦力而做勻減速運(yùn)動.
(2)設(shè)滑塊沖上傳送帶時的速度為v,
由機(jī)械能守恒Ep=mv2.
設(shè)滑塊在傳送帶上做勻減速運(yùn)動的加速度大小為a,
由牛頓第二定律:μmg=ma.
由運(yùn)動學(xué)公式v2-v=2aL.
解得Ep=mv+μmgL.
(3)設(shè)滑塊在傳送帶上運(yùn)動的時間為t,則t時間內(nèi)傳送帶的位移x=v0t,v0=v-at
滑塊相對傳送帶滑動的位移Δx=L-x
相對滑動生成的熱量Q=μmg·Δx
解得Q=μmgL-mv0·(-v0).