（北京專用）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第六章 全章闖關(guān)檢測（含解析）

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1、全章闖關(guān)檢測 一、選擇題 1.如圖所示,擺球質(zhì)量為m,懸線的長為L,把懸線拉到水平位置后放手。設(shè)在擺球運(yùn)動過程中空氣阻力F阻的大小不變,在擺球運(yùn)動到最低點(diǎn)的過程中下列說法不正確的是(　　) A.重力做功為mgL B.繩的拉力做功為0 C.空氣阻力(F阻)做功為-mgL D.空氣阻力(F阻)做功為-12F阻πL 答案　C　 如圖所示,因?yàn)槔T在運(yùn)動過程中始終與運(yùn)動方向垂直,故不做功,即WFT=0。重力在整個運(yùn)動過程中始終不變,小球在重力方向上的位移為AB在豎直方向上的投影L,所以WG=mgL。F阻所做的總功等于每個小弧段上F阻所做功的代數(shù)和,即WF阻=-(F阻Δx1+

2、F阻Δx2+…)=-12F阻πL。故重力mg做的功為mgL,繩子拉力做功為零,空氣阻力所做的功為-12F阻πL。 2.(2017東城期末)興趣小組的同學(xué)們利用彈弓放飛模型飛機(jī)。彈弓的構(gòu)造如圖1所示,其中橡皮筋兩端點(diǎn)A、B固定在把手上,橡皮筋處于ACB時(shí)恰好為原長狀態(tài)(如圖2所示),將模型飛機(jī)的尾部放在C處,將C點(diǎn)拉至D點(diǎn)時(shí)放手,模型飛機(jī)就會在橡皮筋的作用下發(fā)射出去。C、D兩點(diǎn)均在A、B連線的中垂線上,橡皮筋的質(zhì)量忽略不計(jì)?，F(xiàn)將模型飛機(jī)豎直向上發(fā)射,在它由D運(yùn)動到C的過程中(　　) 圖1　　　　　　　圖2 A.橡皮筋對模型飛機(jī)的彈力一直在增大 B.橡皮筋對模型飛機(jī)的彈力始終做正功

3、C.模型飛機(jī)的機(jī)械能守恒 D.模型飛機(jī)的動能一直在增大 答案　B　C點(diǎn)為原長點(diǎn),對應(yīng)彈力為零,D點(diǎn)拉伸最長,對應(yīng)彈力最大。從D到C過程中,橡皮筋伸長量減小,彈力一直在減小,A選項(xiàng)錯誤;由D到C的過程中橡皮筋的彈力方向與模型飛機(jī)運(yùn)動方向相同,因此一直對模型飛機(jī)做正功,B選項(xiàng)正確;由D到C的過程模型飛機(jī)所受彈力做正功,其機(jī)械能增大,C錯誤;D點(diǎn)橡皮筋的彈力大于重力,C點(diǎn)橡皮筋的彈力為零,C、D之間有個平衡點(diǎn),彈力等于重力,所以此過程中,模型飛機(jī)的動能先增大后減小,D選項(xiàng)錯誤。 3.如圖所示,甲、乙兩車用輕彈簧相連靜止在光滑的水平面上,現(xiàn)在同時(shí)對甲、乙兩車施加等大反向的水平恒力F1、F2,使甲

4、、乙同時(shí)由靜止開始運(yùn)動,在整個過程中,對甲、乙兩車及彈簧組成的系統(tǒng)(假定整個過程中彈簧均在彈性限度內(nèi)),說法正確的是(　　) A.系統(tǒng)受到外力作用,動能不斷增大 B.彈簧伸長到最長時(shí),系統(tǒng)的機(jī)械能最大 C.恒力對系統(tǒng)一直做正功,系統(tǒng)的機(jī)械能不斷增大 D.兩車的速度減小到零時(shí),彈簧的彈力大小大于外力F1、F2的大小 答案　B　對甲、乙單獨(dú)受力分析,兩車都先加速后減速,故系統(tǒng)動能先增大后減少,A錯誤;彈簧最長時(shí),外力對系統(tǒng)做正功最多,系統(tǒng)的機(jī)械能最大,B正確;彈簧達(dá)到最長后,甲、乙兩車開始反向加速運(yùn)動,F1、F2對系統(tǒng)做負(fù)功,系統(tǒng)機(jī)械能開始減少,C錯;當(dāng)兩車第一次速度減小到零時(shí),彈簧

5、彈力大小大于F1、F2的大小,當(dāng)返回速度再次為零時(shí),彈簧的彈力大小小于外力F1、F2的大小,D錯。 4.物體沿直線運(yùn)動的v-t關(guān)系如圖所示,已知在第1秒內(nèi)合外力對物體做的功為W,則(　　) A.從第1秒末到第3秒末合外力做功為4W B.從第3秒末到第5秒末合外力做功為-2W C.從第5秒末到第7秒末合外力做功為2W D.從第3秒末到第4秒末合外力做功為-0.75W 答案　D　由題圖知第1秒末、第3秒末、第7秒末速度大小關(guān)系:v1=v3=v7,由題知第1秒內(nèi)合外力做功W=W1=12mv12-0,則由動能定理得第1秒末到第3秒末合外力做功W2=12mv32-12mv12=0,故A錯

6、;第3秒末到第5秒末合外力做功W3=12mv52-12mv32=0-12mv12=-W,故B錯;第5秒末到第7秒末合外力做功W4=12mv72-0=12mv12=W,故C錯;第3秒末到第4秒末合外力做功W5=12mv42-12mv32=12m(12v1)2-12mv12=-0.75W,故D對。 5.如圖所示,水平傳送帶長為x,以速度v始終保持勻速運(yùn)動,把質(zhì)量為m的貨物輕放到A點(diǎn),貨物與皮帶間的動摩擦因數(shù)為μ,當(dāng)貨物從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中,摩擦力對貨物做的功不可能(　　) A.等于12mv2 B.小于12mv2 C.大于μmgx D.小于μmgx 答案　C　貨物在傳送帶上相對地面的

7、運(yùn)動可能先加速到v后勻速,也可能一直加速而貨物的最終速度小于v,故摩擦力對貨物做的功可能等于12mv2,可能小于12mv2,可能等于μmgx,可能小于μmgx,故選C。 6.(2017東城二模)將小球豎直向上拋出,一段時(shí)間后小球落回拋出點(diǎn)。若小球在運(yùn)動過程中所受空氣阻力的大小保持不變。在小球上升、下降過程中,運(yùn)動時(shí)間分別用t1、t2表示,損失的機(jī)械能分別用ΔE1、ΔE2表示。則(　　) A.t1 t2,ΔE1>ΔE2 答案　A　由牛頓第二定律可知a上升>a下降,由h=12at2可知t1

8、2。阻力恒定,則損失的機(jī)械能ΔE1=ΔE2=fh。 7.如圖所示,某同學(xué)不慎將圓柱形木塞(木塞的中心有一小孔)卡于圓柱形金屬筒的靠近封閉端底部的位置,為了拿出木塞,該同學(xué)將金屬筒倒立過來(開口端向下),使其由靜止開始沿豎直方向向下做加速運(yùn)動(加速度值大于重力加速度值),此過程中木塞始終相對金屬筒靜止,當(dāng)金屬筒速度達(dá)到一定值時(shí),金屬筒的開口端撞擊到桌面,且其速度立即減為零。此后木塞沿金屬筒壁繼續(xù)豎直向下運(yùn)動,木塞運(yùn)動到金屬筒口邊緣時(shí)速度恰好減為零。若木塞與金屬筒壁的動摩擦因數(shù)處處相等,則關(guān)于金屬筒從靜止開始運(yùn)動至木塞運(yùn)動到金屬筒口邊緣速度減為零的運(yùn)動過程,下列說法中正確的是(　　) A.

9、木塞相對金屬筒靜止的運(yùn)動過程中,金屬筒對木塞的作用力方向可能豎直向上 B.金屬筒速度減為零的瞬間,木塞的動能達(dá)到最大 C.金屬筒對木塞的作用力始終做負(fù)功 D.金屬筒撞擊桌面后,木塞與金屬筒壁摩擦產(chǎn)生的熱量等于其重力勢能的減少量 答案　B　木塞隨金屬筒向下加速運(yùn)動時(shí),對木塞受力分析如圖所示,由牛頓第二定律有mg-f=ma,因a>g,故f<0,即木塞受到的金屬筒的作用力豎直向下,且該力對木塞做正功,故選項(xiàng)A、C均錯誤;由能量守恒知,Q=ΔEk減+ΔEp減,選項(xiàng)D錯誤。因金屬筒的速度減為零后(撞擊桌面后),木塞開始做減速運(yùn)動,故選項(xiàng)B正確。 二、非選擇題 8.某課外活動小組利用豎

10、直上拋運(yùn)動驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。 (1)某同學(xué)用20分度的游標(biāo)卡尺測量一小球的直徑,示數(shù)如圖甲所示,則小球的直徑d=　　　cm。? (2)如圖乙所示,彈射裝置將小球豎直向上拋出,先后通過光電門A、B,計(jì)時(shí)裝置測出小球通過A、B的時(shí)間分別為ΔtA、ΔtB。用刻度尺測出光電門A、B間的距離h,用游標(biāo)卡尺測得小球直徑為d,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,在誤差范圍內(nèi),若公式　　　　　　　　　成立,就可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒(用題中給出的物理量符號表示)。? 答案　(1)1.020　(2)(dΔtA)2-(dΔtB)2=2gh 解析　(1)游標(biāo)卡尺示數(shù)為10 mm+0.05×4 mm=10.20 mm=1.

11、020 cm。 (2)小球在A點(diǎn)動能EkA=12m(dΔtA)2,B點(diǎn)動能EkB=12m(dΔtB)2,動能減少量ΔEk=EkA-EkB=12m[(dΔtA)2-(dΔtB)2],小球由A到B重力勢能增加量ΔEp=mgh,在誤差允許范圍內(nèi),若滿足ΔEk=ΔEp,即(dΔtA)2-(dΔtB)2=2gh,就可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒。 9.利用如圖甲所示的裝置可以將物體豎直向上提起。已知質(zhì)量為2 kg的物體在外力F作用下由靜止開始向上做勻加速運(yùn)動,其速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示。滑輪質(zhì)量、摩擦均不計(jì),g取10 m/s2。 (1)判斷物體處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài); (2)求外力F的大小; (3

12、)求前4 s內(nèi)外力F所做的功。 答案　(1)超重狀態(tài)　(2)10.5 N　(3)84 J 解析　(1)物體由靜止開始向上做勻加速運(yùn)動,加速度方向豎直向上,處于超重狀態(tài)。 (2)由速度-時(shí)間圖線的斜率表示加速度,得物體的加速度為a=ΔvΔt=24 m/s2=0.5 m/s2。 根據(jù)牛頓第二定律得2F-mg=ma,則F=m(g+a)2=2×(10+0.5)2 N=10.5 N。 (3)4 s內(nèi)物體的位移為x=12at2=12×0.5×42 m=4 m,則拉力作用點(diǎn)的位移為s=2x=8 m 外力F所做的功為W=Fs=10.5×8 J=84 J。 10.(2018人大附中月考)如圖所

13、示,一物體從固定斜面頂端由靜止開始下滑。已知物體的質(zhì)量m=4 kg,斜面的傾角θ=30°,斜面長度L=2.5 m,物體與斜面之間動摩擦因數(shù)為34,取重力加速度g=10 m/s2。求: (1)物體沿斜面由頂端滑到底端所用的時(shí)間; (2)物體滑到斜面底端時(shí)的動能; (3)在物體下滑的全過程中滑動摩擦力對物體所做的功。 答案　(1)2 s　(2)12.5 J　(3)-37.5 J 解析　(1)設(shè)物體沿斜面下滑的加速度大小為a 根據(jù)牛頓第二定律mg sin θ-μmg cos θ=ma 根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式L=12at2 解得t=2 s (2)設(shè)物體滑到斜面底端時(shí)的速度大小為v,則有

14、 v2=2aL 滑到斜面底端時(shí)的動能Ek=12mv2=12.5 J (3)物體沿斜面下滑過程中摩擦力做的功 Wf=-μmg cos θ·L=-37.5 J 11.如圖所示為某農(nóng)莊灌溉工程的示意圖,地面與水面的距離為H。用水泵從水池抽水(抽水過程中H保持不變),龍頭離地面高h(yuǎn),水管橫截面積為S,水的密度為ρ,重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力。 水從管口以不變的速度源源不斷地沿水平方向噴出,水落地的位置到管口的水平距離為10h。設(shè)管口橫截面上各處水的速度都相同。求: (1)每秒內(nèi)從管口流出的水的質(zhì)量m0; (2)不計(jì)額外功的損失,水泵輸出的功率P。 答案　(1)ρS50gh　(2)

15、ρSg50gh(H+26h) 解析　(1)水從管口沿水平方向噴出做平拋運(yùn)動,設(shè)水噴出時(shí)的速度為v0,下落時(shí)間為t 豎直方向h=12gt2 水平方向10h=v0t 時(shí)間t0內(nèi)噴出的水的質(zhì)量m=ρV=ρv0t0S 每秒噴出的水的質(zhì)量m0=mt0 聯(lián)立以上各式解得m0=ρS50gh (2)t0時(shí)間內(nèi)水泵的輸出功W=mg(H+h)+12mv02 輸出功率P=Wt0 解得P=ρSg50gh(H+26h) 12.(2018民大附中月考)如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一個粗糙的14圓軌道,其半徑R=0.9 m,軌道的最低點(diǎn)距地面高度h=1.25 m,一質(zhì)量m=0.4 kg的小滑塊從軌道的最高點(diǎn)

16、A由靜止釋放,到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)的速度大小為v=3.0 m/s。不計(jì)空氣阻力,g取10 m/s2,求: (1)小滑塊運(yùn)動到圓弧軌道最低點(diǎn)B時(shí),對軌道的壓力的大小; (2)小滑塊落地點(diǎn)C距軌道最低點(diǎn)B的水平距離x; (3)小滑塊在軌道上運(yùn)動的過程中克服摩擦力所做的功。 答案　(1)8.0 N　(2)1.5 m　(3)1.8 J 解析　(1)小滑塊到達(dá)軌道最低點(diǎn)時(shí),受重力和軌道對它的支持力FN, 根據(jù)牛頓第二定律有FN-mg=mv2R 解得FN=8.0 N 由牛頓第三定律,知小滑塊運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力大小 FN'=FN=8.0 N (2)小滑塊離開軌道后做平拋運(yùn)動,設(shè)運(yùn)動時(shí)間為

17、t,初速度為v, 則 x=vt h=12gt2 解得x=1.5 m (3)小滑塊從軌道的最高點(diǎn)到最低點(diǎn)的過程中, 根據(jù)動能定理有 mgR+Wf=12mv2-0 解得 Wf=-1.8 J 所以小滑塊克服摩擦力所做的功為 1.8 J。 13.如圖所示,在豎直平面內(nèi)有軌道ABC,其中AB段為水平直軌道,與質(zhì)量m=0.5 kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,BC段為光滑半圓形軌道,軌道半徑R=2 m,軌道AB與BC在B點(diǎn)相切。小物塊在水平拉力F=3 N的作用下從A點(diǎn)由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動,到達(dá)圓弧軌道的最低點(diǎn)B時(shí)撤去拉力,此時(shí)速度vB=10 m/s。取g=10

18、m/s2,則: (1)拉力F做了多少功; (2)經(jīng)過B點(diǎn)瞬間,物塊對軌道的壓力是多大; (3)若物塊從最高點(diǎn)C飛出后落到水平軌道上的D點(diǎn)(圖中未畫出),求B、D間的距離。 答案　(1)37.5 J　(2)30 N　(3)4 m 解析　(1)由牛頓第二定律得F-μmg=ma 解得a=4 m/s2 sAB=vB22a=12.5 m W=FsAB=37.5 J (2)由牛頓第二定律得N-mg=mvB2R 解得N=30 N 由牛頓第三定律得N'=N=30 N (3)由機(jī)械能守恒定律得2mgR+12mvC2=12mvB2 由平拋運(yùn)動規(guī)律得2R=12gt2 xBD=vCt 代入數(shù)據(jù)解得xBD=4 m 11