2023屆高三物理第一輪單元能力復(fù)習(xí)題5

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45分鐘單元能力訓(xùn)練卷(五)[考察范圍：第五單元分值：110分]

一、選擇題(每題6分，共48分)

1.某汽車以額定功率在水平路面上行駛，空載時(shí)的最大速度為v1，裝滿貨物后的最大速度為v2，已知汽車空車的質(zhì)量為m0，汽車所受的阻力跟車重成正比，則汽車后來(lái)所裝貨物的質(zhì)量是()

v1－v2v1＋vA.m0B.m0

v2v2v1－v2v1C.m0D.m0

v1v2

2．如圖D5－1所示，在一個(gè)沿斜面的拉力F的作用下，物體以一定的初速度沿傾角為30°的斜面向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度的大小為a＝3m/s2.在物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的有()

圖D5－1

A．物體的機(jī)械能守恒B．物體的機(jī)械能減少

C．F與摩擦力所做的總功等于物體動(dòng)能的減少量D．F與摩擦力所做的總功等于物體機(jī)械能的增加量3．一只蘋果從樓上某一高度自由下落，蘋果在空中依次經(jīng)過(guò)三個(gè)完全一致的窗戶1、2、3，圖D5－2中直線為蘋果在空中的運(yùn)動(dòng)軌跡．若不計(jì)空氣阻力的影響，以下說(shuō)法正確的是()

圖D5－2

A．蘋果通過(guò)第3個(gè)窗戶所用的時(shí)間最長(zhǎng)B．蘋果通過(guò)第1個(gè)窗戶的平均速度最大C．蘋果通過(guò)第3個(gè)窗戶重力做的功最大D．蘋果通過(guò)第1個(gè)窗戶重力的平均功率最小

4．如圖D5－3所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的長(zhǎng)木板水平放置，在木板的A端放置一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊．現(xiàn)緩慢地抬高A端，使木板以左端為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)木板轉(zhuǎn)到與水平面的夾角為α?xí)r小物塊開始滑動(dòng)，此時(shí)中止轉(zhuǎn)動(dòng)木板，小物塊滑終究端的速度為v，則在整個(gè)過(guò)程中()

圖D5－3

A．支持力對(duì)物塊做功為零

B．支持力對(duì)小物塊做功為mgLsinαC．摩擦力對(duì)小物塊做功為mgLsinα

1

D．滑動(dòng)摩擦力對(duì)小物塊做功為mv2－mgLsinα

2

5．一物體沿固定斜面從靜止開始向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t0滑至斜面底端．已知物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的摩擦力恒定．若用F、v、x和E分別表示該物體所受的合力、物體的速度、位移和機(jī)械能，則如圖D5－4所示圖象中可能正確的是()

ABCD

圖D5－4

6．質(zhì)量為m的小球以v0的水平初速度從O點(diǎn)拋出后，恰好擊在傾角為θ的斜面上的A點(diǎn)．假使A點(diǎn)距斜面底邊(即水平地面)的高度為h，小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度方向恰好與斜面垂直，如圖D5－5所示，以下表達(dá)正確的是()

圖D5－5

A．可以求出小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)重力的功率

B．可以求出小球由O到A過(guò)程中動(dòng)能的變化

C．可以求出小球從A點(diǎn)反彈后落至水平地面的時(shí)間D．可以求出小球拋出點(diǎn)O距斜面端點(diǎn)B的水平距離

7．如圖D5－6所示，水平傳送帶兩端點(diǎn)A、B間的距離為L(zhǎng)，傳送帶開始時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)．把一個(gè)小物體放到右端的A點(diǎn)，某人用恒定的水平力F使小物體以速度v1勻速滑到左端的B點(diǎn)，拉力F所做的功為W1、功率為P1，這一過(guò)程物體和傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為O1.隨后讓傳送帶以v2的速度勻速運(yùn)動(dòng)，此人依舊用一致的水平恒力F將小物體從A端拉到B端，所做的功為W2、功率為P2，物體和傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為Q2.以下關(guān)系中正確的是()

圖D5－6

A．W1＝W2，P1＜P2，Q1＝Q2B．W1＝W2，P1＜P2，Q1＞Q2C．W1＞W(wǎng)2，P1＝P2，Q1＞Q2D．W1＞W(wǎng)2，P1＝P2，Q1＝Q2

圖D5－7

8．如圖D5－7所示，固定的傾斜光滑桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán)，圓環(huán)與豎直放置的輕質(zhì)彈簧一端相連，彈簧的另一端固定在地面上的A點(diǎn)，彈簧處于原長(zhǎng)h，讓圓環(huán)沿桿滑下，滑到桿的底端時(shí)速度為零，則在圓環(huán)下滑過(guò)程中()

A．圓環(huán)機(jī)械能守恒

B．彈簧的彈性勢(shì)能先增大后減小C．彈簧的彈性勢(shì)能變化了mgh

D．彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)圓環(huán)動(dòng)能最大二、試驗(yàn)題(共16分)

9．(8分)在〞驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律〞的試驗(yàn)中，質(zhì)量m＝1kg的重物自由下落，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)如圖D5－8所示(相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，單位cm)．那么：

圖D5－8

(1)紙帶的________端與重物相連；

(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，物體的速度是________；

(3)從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中物體重力勢(shì)能減少量ΔEp＝________，物體動(dòng)能的增加量ΔEk＝________；(g取9.8m/s2)

(4)通過(guò)計(jì)算，數(shù)值上ΔEp________(選填〞＞〞、〞＝〞或〞＜〞)ΔEk，這是由于_________________________________________；

(5)試驗(yàn)的結(jié)論是________________________________________________．

10．(8分)某試驗(yàn)小組利用如圖D5－9所示的試驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．

圖D5－9

(1)試驗(yàn)前需要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平，利用現(xiàn)有器材如何判斷導(dǎo)軌是否水平？________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.(2)如圖D5－10所示，用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度d＝________cm；試驗(yàn)時(shí)將滑塊從

－

圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門的時(shí)間Δt＝1.2×102s，則滑塊經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度為______m/s.在本次試驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量有：鉤碼的質(zhì)量m和________(用文字說(shuō)明并用相應(yīng)的字母表示)．

(3)本試驗(yàn)通過(guò)計(jì)算________和________在試驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等(用測(cè)量的物理量符號(hào)表示)，從而驗(yàn)證了系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．

圖D5－10

三、計(jì)算題(共46分)

11．(22分)如圖D5－11所示，均勻鐵鏈長(zhǎng)為L(zhǎng)，平放在距地面為h＝2L的光滑水平桌

1面上，其長(zhǎng)度的懸垂于桌面下，從靜止開始釋放鐵鏈，由于光滑擋板的限制，鐵鏈只能豎5

直下落．求鐵鏈的下端剛要觸及地面時(shí)的速度．

圖D5－11

12.(24分)如圖D5－12所示，水平桌面上有一輕彈簧，左端固定在A點(diǎn)，在自然狀態(tài)時(shí)其右端位于B點(diǎn)．水平桌面右側(cè)有一豎直放置的光滑軌道MNP，其形狀為半徑R＝0.8m的圓環(huán)剪去了左上角135°的圓弧，MN為其豎直直徑，P點(diǎn)到桌面的豎直距離也是R.用質(zhì)

量m1＝0.4kg的物塊將彈簧緩慢壓縮到C點(diǎn)，釋放后彈簧恢原長(zhǎng)時(shí)物塊恰中止在B點(diǎn)．用同種材料、質(zhì)量為m2＝0.2kg的物塊將彈簧緩慢壓縮到C點(diǎn)釋放，物塊過(guò)B點(diǎn)后做勻變速運(yùn)動(dòng)，其位移與時(shí)間的關(guān)系為x＝6t－2t2，物塊飛離桌面后由P點(diǎn)沿切線落入圓軌道．g＝10m/s2，求：

(1)物塊m2過(guò)B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v0及其與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)．(2)BP間的水平距離．

(3)判斷m2能否沿圓軌道到達(dá)M點(diǎn)(要求寫清計(jì)算過(guò)程)．(4)釋放后m2運(yùn)動(dòng)過(guò)程中戰(zhàn)勝摩擦力做的功．

圖D5－12

45分鐘單元能力訓(xùn)練卷（五）

1．A[解析]空載時(shí)：P＝f1v1＝km0gv1，裝滿貨物后：P＝f2v2＝kmgv2，所以汽車后來(lái)

v1－v2

所裝貨物的質(zhì)量是Δm＝m－m0＝m0，選項(xiàng)A正確．

v2

2．D[解析]由牛頓其次定律得F－f－mgsin30°＝－ma，F(xiàn)－f＝mgsin30°－ma＝2m，即物體受到重力以外的力作用，大小為F－f，方向平行斜面向上，對(duì)物體做正功，所以物體的機(jī)械能增加，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤，D正確；根據(jù)動(dòng)能定理，重力、拉力、摩擦力對(duì)物體做的總功等于物體動(dòng)能的改變量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．

3．D[解析]蘋果加速下落，運(yùn)動(dòng)越來(lái)越快，故蘋果通過(guò)第3個(gè)窗戶所用的時(shí)間最短，平均速度最大，選項(xiàng)A、B都錯(cuò)誤；窗戶完全一致，所以蘋果通過(guò)三個(gè)窗戶重力做的功一樣多，蘋果通過(guò)第1個(gè)窗戶用時(shí)最長(zhǎng)，重力的平均功率最小，應(yīng)選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確．

4．BD[解析]木板轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，因靜摩擦力始終與速度方向垂直，故靜摩擦力不做功，由動(dòng)能定理知，支持力做的功W1＝mgh＝mgLsinα；物塊下滑過(guò)程中，因支持力始終與

1

速度方向垂直，支持力不做功，由動(dòng)能定理得，mgLsinα＋Wf＝mv2，所以滑動(dòng)摩擦力做的

2

1

功Wf＝mv2－mgLsinα.所以選項(xiàng)BD正確．

2

5．AD[解析]合力F沿斜面向下，F(xiàn)＝mgsinθ－f，θ為斜面傾角，故F不隨t變化，

F

A正確．加速度a＝，也不變，由v＝at知，v－t圖象為過(guò)原點(diǎn)的一條傾斜直線，B錯(cuò)誤；

m

1

物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，故位移x＝at2，x－t圖象是開口向上的拋物線的一半，C錯(cuò)誤；

2

1

設(shè)物體起初的機(jī)械能為E0，t時(shí)刻的機(jī)械能為E，則E＝E0－Fx＝E0＋F·at2，E－t圖象是開

2

口向下的拋物線的一半，D正確．

v0v0

6．ABD[解析]小球做平拋運(yùn)動(dòng)，將A點(diǎn)時(shí)的速度分解如下圖，vy＝，v＝，

tanθsinθ11

小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)，重力的功率P＝mgvy，小球由O到A過(guò)程中，動(dòng)能的變化為mv2－mv2.

220

h

此過(guò)程豎直方向vy＝gt，水平方向x＝v0t，小球拋出點(diǎn)O距斜面端點(diǎn)B的水平距離為－tanθ

x，故A、B、D正確．小球從A點(diǎn)反彈后是否直接落至水平地面不能確定，故從A點(diǎn)反彈后落至水平地面的時(shí)間不能求出，C錯(cuò)誤．

7．B[解析]兩個(gè)過(guò)程中，恒力F一致，物體相對(duì)地面發(fā)生的位移一致，所以做功一致；其次種情景下，物體相對(duì)地面的速度增大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t變短，物體相對(duì)傳送帶的位移Δx

W

變小，功率P＝，故P1Q2.所以選項(xiàng)B正確．

t

8．C[解析]運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，彈簧和圓環(huán)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，因彈簧彈力對(duì)圓環(huán)做功，故圓環(huán)的機(jī)械能不守恒；對(duì)彈簧和圓環(huán)系統(tǒng)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律知，當(dāng)圓環(huán)滑到桿底端時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能增大量等于圓環(huán)重力勢(shì)能的減小量mgh，又因彈簧先被壓縮后被拉伸，所以彈簧的彈性勢(shì)能先增大后減小再增大；圓環(huán)到達(dá)桿低端時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最大，此時(shí)圓環(huán)動(dòng)能為零.

9．(1)左(2)0.98m/s(3)0.49J0.48J(4)＞受打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的摩擦阻力及空氣阻力作用(試驗(yàn)中有阻力)(5)在誤差允許范圍內(nèi)機(jī)械能守恒

[解析](1)左端點(diǎn)跡比較密集，所以應(yīng)是左端與重物相連．

－

xOC－xOA?7.06－3.14?×102m

(2)vB＝＝＝0.98m/s

2T2×0.02s

1

(3)ΔEp＝mgh＝0.49J，ΔEk＝mv2＝0.48J

2B

(4)重物下落過(guò)程中受打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的摩擦阻力及空氣阻力作用，所以ΔEp＞ΔEk.(5)在誤差允許范圍內(nèi)，重物自由下落過(guò)程中的機(jī)械能守恒．

10．(1)接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上，若滑塊基本保持靜止，則說(shuō)明導(dǎo)軌是水平的(或輕推滑塊，滑塊能基本做勻速直線運(yùn)動(dòng))．

1

(2)0.520.43滑塊的質(zhì)量M及滑塊釋放時(shí)遮光條到光電門的距離x(3)mgx(m＋

2

d?2M)??Δt?

d

[解析](2)d＝5mm＋2×0.1mm＝5.2mm＝0.52cm，v＝＝0.43m/s；需測(cè)量滑塊的質(zhì)

Δt

量M及滑塊釋放時(shí)遮光條到光電門的距離x.

11

(3)系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能為ΔEp＝mgx,系統(tǒng)增大的動(dòng)能為ΔEk＝(m＋M)v2＝(m＋

22

d?2M)??Δt?，當(dāng)ΔEp＝ΔEk時(shí)，說(shuō)明系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．

74gL11.

5

4

[解析]以地面為零勢(shì)能面，在初始位置，桌面部分鐵鏈的重力勢(shì)能為Ep1＝mg·2L，懸

5

1L

空部分鐵鏈的重力勢(shì)能為E′p1＝mg(2L－)

510

L

鐵鏈的下端剛要觸及地面時(shí)的重力勢(shì)能為Ep2＝mg

21

對(duì)鐵鏈應(yīng)用機(jī)械能守恒定律得Ep1＋E′p1＝mv2＋Ep2

2

1L41L即mv2＋mg＝mg·2L＋mg(2L－)225510

74gL

故鐵鏈下端剛要觸及地面時(shí)的速度為v＝

5

12．(1)6m/s0.4(2)4.1m(3)能(4)5.6J

[解