高考物理一輪復(fù)習(xí)鞏固提升第5章章末過(guò)關(guān)檢測(cè)(五) (含解析)

章末過(guò)關(guān)檢測(cè)(五)(時(shí)間：45分鐘分值：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)正確)1．有一固定軌道ABCD如圖所示，AB段為四分之一光滑圓弧軌道，其半徑為R，BC段是水平光滑軌道，CD段是光滑斜面軌道，BC和斜面CD間用一小段光滑圓弧連接．有編號(hào)為1、2、3、4完全相同的4個(gè)小球(小球不能視為質(zhì)點(diǎn)，其半徑r<R)，緊挨在一起從圓弧軌道上某處由靜止釋放，經(jīng)平面BC到斜面CD上，忽略一切阻力，則下列說(shuō)法正確的是()A．四個(gè)小球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終不分離B．在圓弧軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，2號(hào)球?qū)?號(hào)球不做功C．在CD斜面軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，2號(hào)球?qū)?號(hào)球做正功D．在CD斜面軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，2號(hào)球?qū)?號(hào)球做負(fù)功解析：選A.圓弧軌道越低的位置切線的傾角越小，加速度越小，故相鄰小球之間有擠壓力，小球在水平面上速度相同，無(wú)擠壓不分離，在斜面上加速度相同，無(wú)擠壓也不分離，故B、C、D錯(cuò)誤，A正確．2．如圖甲所示的一次訓(xùn)練中，運(yùn)動(dòng)員腰部系著不可伸長(zhǎng)的繩拖著質(zhì)量m＝11kg的輪胎從靜止開始沿著平直的跑道加速奔跑，繩與水平跑道的夾角是37°，5s后拖繩從輪胎上脫落，輪胎運(yùn)動(dòng)的v－t圖象如圖乙所示，不計(jì)空氣阻力，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g＝10m/s2，則下列說(shuō)法正確的是()A．輪胎與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2B．拉力F的大小為55NC．在0～5s內(nèi)，輪胎克服摩擦力做功為850JD．拖繩對(duì)輪胎做的功為1750J解析：選C.拖繩從輪胎上脫落后，輪胎的受力分析如圖a所示，由v－t圖象可得5～7s內(nèi)的加速度為a2＝－5m/s2，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律有N2－mg＝0，－f2＝ma2，又因?yàn)閒2＝μN(yùn)2，代入數(shù)據(jù)可解得μ＝0.5，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；拖繩拉動(dòng)輪胎的過(guò)程中，輪胎的受力分析如圖b所示，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可得Fcos37°－f1＝ma1，mg－Fsin37°－N1＝0，又因?yàn)閒1＝μN(yùn)1，由v－t圖象可知此過(guò)程中的加速度為a1＝2m/s2，聯(lián)立以上各式可解得F＝70N，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由Fcos37°－f1＝ma1可解得f1＝34N，由圖象可知輪胎在0～5s內(nèi)的位移為x1＝25m，故在此過(guò)程中克服摩擦力所做的功為W＝f1x1＝850J，選項(xiàng)C正確；由WF＝Fx1cos37°可得拖繩對(duì)輪胎所做的功為WF＝1400J，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．3．如圖所示，在高1.5m的光滑平臺(tái)上有一個(gè)質(zhì)量為2kg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(shí)，小球被彈出，小球落地時(shí)的速度方向與水平方向夾角為60°，則彈簧被壓縮時(shí)具有的彈性勢(shì)能為(g＝10m/s2)()A．10J B．15JC．20J D．25J解析：選A.由h＝eq\f(1,2)gt2，tan60°＝eq\f(vy,v0)＝eq\f(gt,v0)，可得v0＝eq\r(10)m/s，由小球被彈射過(guò)程中小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒得，Ep＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝10J，A正確．4．(2019·吉大附中模擬)如圖所示為游樂(lè)場(chǎng)中過(guò)山車的一段軌道，P點(diǎn)是這段軌道的最高點(diǎn)，A、B、C三處是過(guò)山車的車頭、中點(diǎn)和車尾，假設(shè)這段軌道是圓軌道，各節(jié)車廂的質(zhì)量相等，過(guò)山車在運(yùn)行過(guò)程中不受牽引力，所受阻力可忽略．那么過(guò)山車在通過(guò)P點(diǎn)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．車頭A通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度最小B．車的中點(diǎn)B通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度最小C．車尾C通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度最小D．A、B、C通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度一樣大解析：選B.過(guò)山車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受到重力和軌道支持力作用，只有重力做功，機(jī)械能守恒，動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，則當(dāng)重力勢(shì)能最大時(shí)，過(guò)山車的動(dòng)能最小，即速度最小，根據(jù)題意可知，車的中點(diǎn)B通過(guò)P點(diǎn)時(shí)，重心的位置最高，重力勢(shì)能最大，則動(dòng)能最小，速度最?。?．(2019·湖北襄陽(yáng)調(diào)研)如圖所示，質(zhì)量為m的滑塊從斜面底端以平行于斜面的初速度v0沖上固定斜面，沿斜面上升的最大高度為h.已知斜面傾角為α，斜面與滑塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，且μ<tanα，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取斜面底端為零勢(shì)能面，則能表示滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能E、動(dòng)能Ek、勢(shì)能Ep與上升高度h之間關(guān)系的圖象是()解析：選D.勢(shì)能先隨高度增加而變大，后隨高度減小而變小，上行與下行圖線重合為一條第一象限內(nèi)過(guò)原點(diǎn)的傾斜線段，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；機(jī)械能變化參考摩擦力做功，上行和下行過(guò)程中摩擦力隨高度變化均勻做功，機(jī)械能隨高度變化均勻減小，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；動(dòng)能變化參考合外力做功，上行過(guò)程的合外力大于下行過(guò)程的合外力，且合外力在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中大小恒定，隨高度變化均勻做功，D選項(xiàng)正確、C選項(xiàng)錯(cuò)誤．6.(2019·湖北孝感高級(jí)中學(xué)高三調(diào)考)如圖所示，固定在地面上的半圓軌道直徑ab水平，質(zhì)點(diǎn)P與半圓軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)處處一樣，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)P從a點(diǎn)正上方高H處自由下落，經(jīng)過(guò)軌道后從b點(diǎn)沖出豎直上拋，上升的最大高度為eq\f(H,2)，空氣阻力不計(jì)．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)下落再經(jīng)過(guò)軌道a點(diǎn)沖出時(shí)，能上升的最大高度h為()A．不能從a點(diǎn)沖出半圓軌道B．能從a點(diǎn)沖出半圓軌道，但h<eq\f(H,2)C．能從a點(diǎn)沖出半圓軌道，但h>eq\f(H,2)D．無(wú)法確定能否從a點(diǎn)沖出半圓軌道解析：選B.質(zhì)點(diǎn)第一次在半圓軌道中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，由動(dòng)能定理得：mgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H－\f(H,2)))＋(－Wf)＝0－0，Wf為質(zhì)點(diǎn)克服摩擦力做功大小，解得：Wf＝eq\f(1,2)mgH，即質(zhì)點(diǎn)第一次在半圓軌道中運(yùn)動(dòng)損失的機(jī)械能為eq\f(1,2)mgH，由于第二次質(zhì)點(diǎn)在半圓軌道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)應(yīng)位置處速度變小，因此半圓軌道給質(zhì)點(diǎn)的彈力變小，摩擦因數(shù)不變，所以摩擦力變小，摩擦力做功小于eq\f(1,2)mgH，機(jī)械能損失小于eq\f(1,2)mgH，因此質(zhì)點(diǎn)再次沖出a點(diǎn)時(shí)，能上升的高度大于零而小于eq\f(1,2)H，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確．二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有錯(cuò)選或不答的得0分)7.(2019·石家莊模擬)傾角為30°的光滑斜面固定在水平地面上，勁度系數(shù)為100N/m的輕質(zhì)彈簧一端固定在斜面底端的擋板上，彈簧處于原長(zhǎng)，另一端位于O處．一質(zhì)量為4kg的小物塊從距O點(diǎn)0.8m處的A點(diǎn)由靜止釋放，能運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)C.已知重力加速度g取10m/s2，彈簧彈性勢(shì)能Ep＝eq\f(1,2)kx2，式中的k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量．下列說(shuō)法正確的是()A．物塊最終靜止在C點(diǎn)B．物塊從O點(diǎn)到C點(diǎn)的過(guò)程中速度先增大后減小C．物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度為2eq\r(2)m/sD．彈簧的最大彈性勢(shì)能為32J解析：選BD.通過(guò)受力分析可知彈簧和物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒，到最低點(diǎn)C時(shí)，重物減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能，有mgsinα·(x＋0.8m)＝eq\f(1,2)kx2，代入數(shù)據(jù)解得彈簧的最大形變量x＝0.8m，此時(shí)kx＞mgsinα，所以物體不可能靜止在C點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；從O點(diǎn)到C點(diǎn)過(guò)程中存在點(diǎn)E，此處kx＝mgsinα，代入數(shù)據(jù)有x0＝0.2m，從O到E，kx＜mgsinα，所以物體加速，從E到C，kx＞mgsinα，所以物體減速，故B正確；在E處有最大速度，有mgsinα·(x0＋0.8m)＝eq\f(1,2)kxeq\o\al(2,0)＋eq\f(1,2)mv2，代入數(shù)據(jù)解得v＝3m/s，故C錯(cuò)誤；全過(guò)程機(jī)械能守恒：Ep＝mgsinα·(x＋0.8m)，代入數(shù)據(jù)Ep＝32J，故D正確．8．如圖所示，質(zhì)量為M、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的小車靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的小物塊，放在小車的最左端，現(xiàn)用一水平向右的恒力F始終作用在小物塊上，小物塊與小車之間的滑動(dòng)摩擦力為f，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后小車運(yùn)動(dòng)的位移為x，此時(shí)小物塊剛好滑到小車的最右端，則下列說(shuō)法中正確的是()A．此時(shí)物塊的動(dòng)能為F(x＋L)B．此時(shí)小車的動(dòng)能為F(x＋L)C．這一過(guò)程中，物塊和小車增加的機(jī)械能為F(x＋L)－fLD．這一過(guò)程中，物塊和小車因摩擦而產(chǎn)生的熱量為fL解析：選CD.對(duì)小物塊分析，水平方向受到拉力F和摩擦力f，小車位移為x，小物塊相對(duì)于小車位移為L(zhǎng)，則根據(jù)動(dòng)能定理有(F－f)·(x＋L)＝Ek－0，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；小車受到水平向右的摩擦力f作用，對(duì)地位移為x，根據(jù)動(dòng)能定理同樣有fx＝E′k－0，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在這一過(guò)程，物塊和小車增加的機(jī)械能等于增加的動(dòng)能，即Ek＋E′k＝F(x＋L)－fL，選項(xiàng)C正確；在此過(guò)程中外力做功為F(x＋L)，所以系統(tǒng)因摩擦而產(chǎn)生的熱量為F(x＋L)－[F(x＋L)－fL]＝fL，選項(xiàng)D正確．9.如圖所示，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的水平傳送帶以速度v＝2.0m/s順時(shí)針勻速運(yùn)行，A端上方靠近傳送帶的料斗中裝有煤，打開閥門，煤以流量Q＝50kg/s落到傳送帶上，煤與傳送帶達(dá)共同速度后被運(yùn)至B端，在運(yùn)送煤的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．電動(dòng)機(jī)應(yīng)增加的功率為100WB．電動(dòng)機(jī)應(yīng)增加的功率為200WC．在1min內(nèi)因煤與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量為6.0×103JD．在1min內(nèi)因煤與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量為1.2×104J解析：選BC.煤經(jīng)時(shí)間t加速到v，由動(dòng)能定理有μmg·eq\f(v,2)t＝eq\f(1,2)mv2，t時(shí)間內(nèi)由摩擦產(chǎn)生的熱量Q內(nèi)＝μmg·s相對(duì)＝μmgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(vt－\f(1,2)vt))＝eq\f(1,2)mv2，這段時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)多消耗的能量E＝eq\f(1,2)mv2＋Q內(nèi)＝mv2，電動(dòng)機(jī)應(yīng)增加的功率P＝eq\f(E,t)＝eq\f(mv2,t)＝Qv2＝200W，在1min內(nèi)因煤與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量為Q內(nèi)＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)Qtv2＝6.0×103J，選項(xiàng)B、C正確．10．(2019·蚌埠高三質(zhì)量檢查)圖甲為一直角三角形劈，傾角∠abc＝37°，ab長(zhǎng)為2L，p為ab的中點(diǎn)，小物塊從a點(diǎn)由靜止釋放沿ab滑到b時(shí)速度恰好為零，小物塊與ap、pb兩段斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1和μ2.現(xiàn)將劈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°(如圖乙所示)，小物塊從b由靜止釋放，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是()A．圖甲中小物塊通過(guò)ap、pb段克服摩擦力所做的功之比為1∶1B．μ1＋μ2＝1.5C．圖乙中小物塊可能靜止在b處D．圖乙中小物塊滑到a處時(shí)的速度大小為eq\r(\f(7gL,5))解析：選BD.根據(jù)功的定義，物塊通過(guò)ap、pb段克服摩擦力做功分別為Wap＝μ1mgcos37°L，Wpb＝μ2mgcos37°L，故物塊通過(guò)ap、pb段克服摩擦力做功之比為μ1∶μ2，μ2大于μ1，A錯(cuò)誤；在ab過(guò)程對(duì)物塊應(yīng)用動(dòng)能定理，得μ1mgcos37°L＋μ2mgcos37°L－mg×2Lsin37°＝0－0，化簡(jiǎn)得μ1＋μ2＝1.5，B正確；當(dāng)如圖乙時(shí)，物塊沿斜面受到的合力為mgsin53°－μ2mgcos53°＝mg(0.8－0.6μ2)>0(μ2一般情況下小于1)，故物塊下滑，C錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理得mgsin53°×2L－μ1mgcos53°L－μ2mgcos53°L＝eq\f(1,2)mv2－0，聯(lián)立μ1＋μ2＝1.5，解得v＝eq\r(\f(7gL,5))，D正確．三、非選擇題(本題共2小題，共40分．按題目要求作答，計(jì)算題要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)11．(20分)如圖是阿毛同學(xué)的漫畫中出現(xiàn)的裝置，描述了一個(gè)“吃貨”用來(lái)做“糖炒栗子”的“萌”事兒：將板栗在地面小平臺(tái)上以一定的初速度經(jīng)兩個(gè)四分之一圓弧銜接而成的軌道，從最高點(diǎn)P飛出進(jìn)入炒鍋內(nèi)，利用來(lái)回運(yùn)動(dòng)使其均勻受熱．我們用質(zhì)量為m的小滑塊代替栗子，借用這套裝置來(lái)研究一些物理問(wèn)題．設(shè)大小兩個(gè)四分之一圓弧半徑分別為2R、R，小平臺(tái)和圓弧均光滑．將過(guò)鍋底的縱截面看做是由兩個(gè)斜面AB、CD和一段光滑圓弧組成．斜面與小滑塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.25，而且不隨溫度變化．兩斜面傾角均為θ＝37°，AB＝CD＝2R，A、D等高，D端固定一小擋板，小滑塊碰撞它不損失機(jī)械能．滑塊的運(yùn)動(dòng)始終在包括鍋底最低點(diǎn)的豎直平面內(nèi)，重力加速度為g.(1)如果滑塊恰好能經(jīng)P點(diǎn)飛出，為了使滑塊恰好沿AB斜面進(jìn)入鍋內(nèi)，應(yīng)調(diào)節(jié)鍋底支架高度使斜面的A、D點(diǎn)離地高為多少？(2)接(1)問(wèn)，求滑塊在鍋內(nèi)斜面上運(yùn)動(dòng)的總路程；(3)對(duì)滑塊的不同初速度，求其通過(guò)最高點(diǎn)P和小圓弧最低點(diǎn)Q時(shí)受壓力之差的最小值．解析：(1)設(shè)滑塊恰好經(jīng)P點(diǎn)飛出時(shí)速度為vP，由牛頓第二定律有mg＝eq\f(mveq\o\al(2,P),2R)，得vP＝eq\r(2gR)到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度方向要沿著斜面AB，則vy＝vPtanθ＝eq\f(3,4)eq\r(2gR)所以A、D點(diǎn)離地高度為h＝3R－eq\f(veq\o\al(2,y),2g)＝eq\f(39,16)R.(2)進(jìn)入A點(diǎn)時(shí)滑塊的速度為v＝eq\f(vP,cosθ)＝eq\f(5,4)eq\r(2gR)假設(shè)經(jīng)過(guò)一個(gè)來(lái)回能夠回到A點(diǎn)，設(shè)回來(lái)時(shí)動(dòng)能為Ek，則Ek＝eq\f(1,2)mv2－4μmgcosθ·2R<0，所以滑塊不會(huì)滑到A點(diǎn)而飛出．因mgsinθ>μmgcosθ，則根據(jù)動(dòng)能定理得mg·2Rsinθ－μmgcosθ·s＝0－eq\f(1,2)mv2得滑塊在鍋內(nèi)斜面上運(yùn)動(dòng)的總路程s＝eq\f(221R,16).(3)設(shè)滑塊的初速度和經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度分別為v1、v2由牛頓第二定律，在Q點(diǎn)F1－mg＝eq\f(mveq\o\al(2,1),R)在P點(diǎn)F2＋mg＝eq\f(mveq\o\al(2,2),2R)所以F1－F2＝2mg＋eq\f(m（2veq\o\al(2,1)－veq\o\al(2,2)）,2R)由機(jī)械能守恒有eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)＋mg·3R得veq\o\al(2,1)－veq\o\al(2,2)＝6gR為定值代入v2的最小值(v2＝vP＝eq\r(2gR))得壓力差的最小值為9mg.答案：(1)eq\f(39,16)R(2)eq\f(221R,16)(3)9mg12．(20分)如圖所示，質(zhì)量為m＝1kg的滑塊，在水平力F作用下靜止在傾角為θ＝30°的光滑斜面上，斜面的末端處與水平傳送帶相接(滑塊經(jīng)過(guò)此位置滑上傳送帶時(shí)無(wú)能量損失)，傳送帶的運(yùn)行速度為v0＝3m/s，長(zhǎng)為L(zhǎng)＝1.4m，今將水平力撤去，當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端C時(shí)，恰好與傳送帶速度相同．滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25，g＝10m/s2.(1)求水平作用力