2018屆高考物理二輪復(fù)習(xí)全冊(cè)能力訓(xùn)練(打包17套).zip
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專題能力訓(xùn)練6 能量轉(zhuǎn)化與守恒定律
(時(shí)間:45分鐘 滿分:100分)
一、選擇題(本題共8小題,每小題7分,共56分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,1~5題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,6~8題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得7分,選對(duì)但不全的得4分,有選錯(cuò)的得0分)
1.如圖甲所示,傾角為θ的斜面足夠長(zhǎng),質(zhì)量為m的小物塊受沿斜面向上的拉力F作用,靜止在斜面中點(diǎn)O處,現(xiàn)改變拉力F的大小(方向始終沿斜面向上),物塊由靜止開(kāi)始沿斜面向下運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物塊的機(jī)械能E隨離開(kāi)O點(diǎn)的位移x變化關(guān)系如圖乙所示,其中O~x1過(guò)程的圖線為曲線,x1~x2過(guò)程的圖線為直線,物塊與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。物塊從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到位移為x2的過(guò)程中( )
A.物塊的加速度始終在減小
B.物塊減少的機(jī)械能等于物塊克服合力做的功
C.物塊減少的機(jī)械能小于減少的重力勢(shì)能
D.物塊減少的機(jī)械能等于物塊克服摩擦力做的功
2.
如圖所示,固定的傾斜光滑桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m的小球,小球與一輕質(zhì)彈簧一端相連,彈簧的另一端固定在地面上的A點(diǎn),已知桿與水平面之間的夾角θ<45°,當(dāng)小球位于B點(diǎn)時(shí),彈簧與桿垂直,此時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)?,F(xiàn)讓小球自C點(diǎn)由靜止釋放,小球在BD間某點(diǎn)靜止。在小球由C點(diǎn)滑到最低點(diǎn)的整個(gè)過(guò)程中,關(guān)于小球的動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈簧的彈性勢(shì)能,下列說(shuō)法正確的是 ( )
A.小球的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和保持不變
B.小球的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和先增大后減小
C.小球的動(dòng)能與彈簧的彈性勢(shì)能之和保持不變
D.小球的重力勢(shì)能與彈簧的彈性勢(shì)能之和保持不變
3.如圖所示,輕質(zhì)彈簧的一端與固定的豎直板P拴接,另一端與物體A相連,物體A靜止于光滑水平桌面上,A右端連接一細(xì)線,細(xì)線繞過(guò)光滑的定滑輪與物體B相連。開(kāi)始時(shí)用手托住B,讓細(xì)線恰好伸直,然后由靜止釋放B,直至B獲得最大速度。下列有關(guān)該過(guò)程的分析正確的是( )
A.B物體受到細(xì)線的拉力保持不變
B.B物體機(jī)械能的減少量小于彈簧彈性勢(shì)能的增加量
C.A物體動(dòng)能的增加量等于B物體重力做功與彈簧對(duì)A的彈力做功之和
D.A物體與彈簧所組成的系統(tǒng)機(jī)械能的增加量等于細(xì)線拉力對(duì)A做的功
4.
如圖所示,質(zhì)量為m的小球沿光滑的斜面AB下滑,然后可以無(wú)能量損失地進(jìn)入光滑的圓形軌道BCD。小球從A點(diǎn)開(kāi)始由靜止下滑,已知A、C之間的豎直高度為h,圓軌道的半徑為R,重力加速度為g,則下列判斷正確的是( )
A.若h=2R,則小球剛好能到達(dá)D點(diǎn)
B.若小球恰好能通過(guò)D點(diǎn),則小球到達(dá)D點(diǎn)的速率為gR
C.小球能通過(guò)D點(diǎn),則小球在C點(diǎn)和D點(diǎn)的向心加速度大小相等
D.若小球到達(dá)D點(diǎn)的速率為2gR,則小球?qū)點(diǎn)的壓力大小為2mg
5.
小車靜止在光滑的水平導(dǎo)軌上,一個(gè)小球用細(xì)繩懸掛在車上由圖中位置無(wú)初速釋放,在小球下擺到最低點(diǎn)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是( )
A.繩對(duì)球的拉力不做功
B.球克服繩拉力做的功等于減少的機(jī)械能
C.繩對(duì)車做的功等于球減少的重力勢(shì)能
D.球減少的重力勢(shì)能等于球增加的動(dòng)能
6.(2017·湖南邵陽(yáng)聯(lián)考)2017年1月5日,我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭成功將一顆通信技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射升空。若該衛(wèi)星在發(fā)射過(guò)程中質(zhì)量保持不變,則在該衛(wèi)星發(fā)射升空遠(yuǎn)離地球的過(guò)程中,其所受地球的萬(wàn)有引力F及重力勢(shì)能Ep的變化情況分別為( )
A.F變大 B.F變小
C.Ep變大 D.Ep變小
7.
(2017·山東青島一模)如圖所示,F-t圖象表示某物體所受的合外力F隨時(shí)間的變化關(guān)系,t=0時(shí)物體的初速度為零,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.前4 s內(nèi)物體的速度變化量為零
B.前4 s內(nèi)物體的位移為零
C.物體在0~2 s內(nèi)的位移大于2~4 s 內(nèi)的位移
D.0~2 s內(nèi)F所做的功等于2~4 s內(nèi)物體克服F所做的功
8.
如圖所示,固定在水平面上的光滑斜面傾角為30°,質(zhì)量分別為m0、m的兩個(gè)物體通過(guò)細(xì)繩及輕彈簧連接于光滑輕滑輪兩側(cè),斜面底端有一與斜面垂直的擋板。開(kāi)始時(shí)用手按住物體m0,此時(shí)m0距離擋板的距離為s,滑輪兩邊的細(xì)繩恰好伸直,且彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)。已知m0=2m,空氣阻力不計(jì)。松開(kāi)手后,關(guān)于二者的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是( )
A.m0和m組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
B.當(dāng)m0的速度最大時(shí),m與地面間的作用力為零
C.若m0恰好能到達(dá)擋板處,則此時(shí)m的速度為零
D.若m0恰好能到達(dá)擋板處,則此過(guò)程中重力對(duì)m0做的功等于彈簧彈性勢(shì)能的增加量與物體m的機(jī)械能增加量之和
二、非選擇題(本題共3小題,共44分)
9.(14分)如圖所示,固定在水平面上的光滑斜面AB與水平方向的夾角θ=45°,A、B兩點(diǎn)的高度差h=4 m,在B點(diǎn)左側(cè)的水平面上有一左端固定的輕質(zhì)彈簧,自然伸長(zhǎng)時(shí)彈簧右端到B點(diǎn)的距離s=3 m。質(zhì)量為m=1 kg 的物塊從斜面頂點(diǎn)A由靜止釋放,物塊進(jìn)入水平面后向左運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧的最大壓縮量x=0.2 m。已知物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,g取10 m/s2,不計(jì)物塊在B點(diǎn)的機(jī)械能損失。求:
(1)彈簧的最大彈性勢(shì)能;
(2)物塊最終停止位置到B點(diǎn)的距離;
(3)物塊在斜面上滑行的總時(shí)間(結(jié)果可用根式表示)。
10.
(15分)如圖所示,傾角為37°的粗糙斜面AB的底端與半徑R=0.4 m的光滑半圓軌道BC平滑相連,O點(diǎn)為圓心,BC為直徑且處于豎直方向,A、C兩點(diǎn)等高。質(zhì)量m=1 kg的滑塊從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑,恰能滑到與O點(diǎn)等高的D點(diǎn),g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。
(1)求滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。
(2)若使滑塊能到達(dá)C點(diǎn),求滑塊從A點(diǎn)沿斜面滑下時(shí)的初速度v0的最小值。
(3)若滑塊離開(kāi)C處的速度大小為4 m/s,求滑塊從C點(diǎn)飛出至落到斜面上所經(jīng)歷的時(shí)間t。
11.(15分)(2017·全國(guó)Ⅰ卷)一質(zhì)量為8.00×104 kg的太空飛船從其飛行軌道返回地面。飛船在離地面高度1.60×105 m 處以7.5×103m/s的速度進(jìn)入大氣層,逐漸減慢至速度為100 m/s時(shí)下落到地面。取地面為重力勢(shì)能零點(diǎn),在飛船下落過(guò)程中,重力加速度可視為常量,大小取為9.8 m/s2。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
(1)分別求出該飛船著地前瞬間的機(jī)械能和它進(jìn)入大氣層時(shí)的機(jī)械能。
(2)求飛船從離地面高度600 m處至著地前瞬間的過(guò)程中克服阻力所做的功,已知飛船在該處的速度大小是其進(jìn)入大氣層時(shí)速度大小的2.0%。
專題能力訓(xùn)練6
能量轉(zhuǎn)化與守恒定律
1.C 2.B 3.D 4.B 5.B 6.BC 7.ACD
8.BD
9.答案(1)24 J (2)1.6 m
(3)42+2105s
解析(1)物塊從開(kāi)始位置到壓縮彈簧至速度為0的過(guò)程,由功能關(guān)系可得
mgh-μmg(s+x)=Ep
解得Ep=24J。
(2)物塊從開(kāi)始位置到最終靜止在水平面上的過(guò)程,由功能關(guān)系有
mgh-μmgl=0
解得l=8m
所以物塊停止位置到B點(diǎn)距離為
Δl=l-2(s+x)=1.6m<3m
即物塊最終停止位置距B點(diǎn)1.6m。
(3)物塊在光滑斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),由牛頓第二定律有
mgsinθ=ma
解得a=gsinθ
設(shè)物塊第一次在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1,則
hsinθ=12at12
解得t1=2510s
設(shè)物塊從水平面返回斜面時(shí)的速度為v,由動(dòng)能定理可得mgh-2μmg(s+x)=12mv2
解得v=4m/s
所以,物塊第二次在斜面上滑行的時(shí)間為
t2=2vgsinθ=425s
物塊在斜面上滑行總時(shí)間為
t=t1+t2=42+2105s。
10.答案(1)0.375 (2)23 m/s (3)0.2 s
解析(1)滑塊從A點(diǎn)到D點(diǎn)的過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理有mg(2R-R)-μmgcos37°·2Rsin37°=0-0
解得μ=12tan37°=0.375。
(2)若滑塊能到達(dá)C點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律有
mg+FN=mvC2R
vC≥Rg=2m/s
滑塊從A點(diǎn)到C點(diǎn)的過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理有-μmgcos37°·2Rsin37°=12mvC2-12mv02
v0=vC2+2gR≥23m/s。
(3)滑塊離開(kāi)C點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng),有
x=vC't,y=12gt2
tan37°=2R-yx
5t2+3t-0.8=0
解得t=0.2s。
11.答案(1)4.0×108 J 2.4×1012 J
(2)9.7×108 J
解析(1)飛船著地前瞬間的機(jī)械能為
Ek0=12mv02 ①
式中,m和v0分別是飛船的質(zhì)量和著地前瞬間的速率。由①式和題給數(shù)據(jù)得Ek0=4.0×108J②
設(shè)地面附近的重力加速度大小為g。飛船進(jìn)入大氣層時(shí)的機(jī)械能為
Eh=12mvh2+mgh ③
式中,vh是飛船在高度1.6×105m處的速度大小。由③式和題給數(shù)據(jù)得
Eh=2.4×1012J④
(2)飛船在高度h'=600m處的機(jī)械能為
Eh'=12m2.0100vA2+mgh' ⑤
由功能原理得
W=Eh'-Ek0⑥
式中,W是飛船從高度600m處至著地前瞬間的過(guò)程中克服阻力所做的功。由②⑤⑥式和題給數(shù)據(jù)得
W=9.7×108J⑦
5
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