（山東專用）高考物理二輪專題輔導(dǎo)訓(xùn)練 專題2 第5講 專題提升訓(xùn)練（含解析）

【創(chuàng)新設(shè)計】（山東專用）高考物理二輪專題輔導(dǎo)訓(xùn)練專題2第5講專題提升訓(xùn)練（含解析）一、選擇題(共9小題，每小題給出的四個選項中，有的只有一個選項正確，有的有多個選項正確．)1．如圖2－5－16甲所示，電梯中將重物放在壓力傳感器上，電梯豎直向上運行，傳感器測出支持力F隨高度h變化的圖象如圖乙所示，則0～4m的這一過程支持力對重物做的總功為()圖2－5－16A．135JB．160JC．180JD．200J解析支持力對重物做的總功為W總＝40×1J＋45×2J＋50×1J＝180J．只有選項C正確．答案C2．(·安徽卷，15)圖2－5－17如圖2－5－17所示，有一內(nèi)壁光滑的閉合橢圓形管道，置于豎直平面內(nèi)，MN是通過橢圓中心O點的水平線．已知一小球從M點出發(fā)，初速率為v0，沿管道MPN運動，到N點的速率為v1，所需時間為t1；若該小球仍由M點以初速率v0出發(fā)，而沿管道MQN運動，到N點的速率為v2，所需時間為t2.則()A．v1＝v2，t1＞t2B．v1＜v2，t1＞t2C．v1＝v2，t1＜t2D．v1＜v2，t1＜t2解析由機械能守恒定律得，小球兩次到達N點速率相同，即v1＝v2，畫出小球由M→P→N及由M→Q→N的速率－時間圖象如右圖中Ⅰ、Ⅱ所示．則圖線與坐標(biāo)軸所圍成的“面積”表示小球的路程，兩次的路程相等，故t1>t2，選項A正確．答案A3．(·長春調(diào)研)圖2－5－18如圖2－5－18所示，水平地面上固定一個光滑軌道ABC，該軌道由兩個半徑均為R的eq\f(1,4)圓弧eq\x\to(AB)、eq\x\to(BC)平滑連接而成，O1、O2分別為兩段圓弧所對應(yīng)的圓心，O1O2的連線豎直，現(xiàn)將一質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點)由軌道上A點靜止釋放，則小球落地點到A點的水平距離為()A．2RB.eq\r(5)RC．3RD.eq\r(13)R解析由題意結(jié)合機械能守恒定律，可得小球下滑至第二個四分之一圓軌道頂端時的速度大小為v＝eq\r(2gR)，方向水平向右．在第二個四分之一圓軌道頂端的臨界速度v0＝eq\r(gR)，由于v＞v0，所以小球?qū)⒆銎綊佭\動，結(jié)合平拋運動規(guī)律，可得小球落地點到A點的水平距離為3R，所以選項C正確．答案C4．(·廣東卷，16)如圖2－5－19所示，是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結(jié)構(gòu)圖，圖中①和②為楔塊，③和④為墊板，楔塊與彈簧盒、墊板間均有摩擦，在車廂相互撞擊使彈簧壓縮的過程中()圖2－5－19A．緩沖器的機械能守恒B．摩擦力做功消耗機械能C．墊板的動能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D．彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為動能解析由于楔塊與彈簧盒、墊板間有摩擦力，即摩擦力做負(fù)功，則機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A錯誤，B正確；墊板動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和彈性勢能，故C錯誤；而彈簧彈性勢能也轉(zhuǎn)化為動能和內(nèi)能，故D錯誤．答案B5．(·山東齊魯名校聯(lián)測)圖2－5－20如圖2－5－20所示為與水平地面夾角為θ的斜面，從斜面底端a向上有三個等間距點b1、b2和b3，即ab1＝b1b2＝b2b3.小滑塊P以初速度v0從a出發(fā)，沿斜面向上運動．若斜面與滑塊間無摩擦，則滑塊到達b3位置剛好停下，而后下滑．若斜面ab1部分與滑塊間有摩擦，其余部分與滑塊間無摩擦，則滑塊上滑到b2位置剛好停下，而后下滑，此后滑塊()A．下滑到b1位置時速度大小等于eq\f(\r(3),3)v0B．下滑到b1位置時速度大小等于eq\f(\r(3),4)v0C．回到a端時速度大小等于eq\f(\r(3),3)v0D．回到a端時速度大小等于eq\f(\r(3),6)v0解析設(shè)每段距離為x，則斜面與滑塊間無摩擦?xí)r，滑塊從a到b3有，mgsinθ·3x＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，有摩擦力時，滑塊從b2到b1有，mgsinθ·x＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，則v1＝eq\f(\r(3),3)v0，選項A正確；有摩擦力時，滑塊從a到b2有，mgsinθ·2x＋f·x＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，則f＝mgsinθ，滑塊從b1到a做勻速直線運動，選項C正確．答案AC6．(·貴州六校聯(lián)考)一個質(zhì)量為m的物體以某一速度從固定斜面底端沖上傾角α＝30°的斜面，其加速度為eq\f(3,4)g，該物體在斜面上上升的最大高度為h，則此過程中正確的是()A．動能增加eq\f(3,2)mghB．重力做負(fù)功mghC．機械能損失了－eq\f(1,2)mghD．物體克服摩擦力做功eq\f(1,2)mgh解析假設(shè)物體受到的摩擦力為Ff，根據(jù)牛頓第二定律可得Ff＋mgsin30°＝ma，將a＝eq\f(3,4)g代入求得Ff＝eq\f(1,4)mg.當(dāng)此物體在斜面上上升的最大高度為h時，根據(jù)動能定理可得，物體動能增加為負(fù)值，選項A錯誤；物體豎直上升高度h時，重力做負(fù)功mgh，選項B正確；機械能的損失等于物體克服摩擦力做的功，為eq\f(1,2)mgh，選項C錯誤；物體克服摩擦力做功eq\f(1,2)mgh，選項D正確．答案BD7．(·合肥模擬)一滑塊在水平地面上沿直線滑行，t＝0時速率為1m/s.從此刻開始在與速度平行的方向上對其施加一水平作用力F，力F和滑塊的速度v隨時間的變化規(guī)律分別如圖2－5－21甲和乙所示，則(兩圖取同一正方向，取重力加速度g＝10m/s2)()圖2－5－21A．滑塊的質(zhì)量為0.5kgB．滑塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.5C．第1s內(nèi)摩擦力對滑塊做功為－1JD．第2s內(nèi)力F的平均功率為1.5W解析由圖甲得F1＝1N，F(xiàn)2＝3N，由圖乙知2s內(nèi)滑塊的加速度不變，即為a＝eq\f(1－0,2－1)m/s2＝1m/s2，根據(jù)牛頓第二定律有F1＋f＝ma，F(xiàn)2－f＝ma，而f＝μmg，解得f＝1N，μ＝0.05，m＝2kg，選項A、B均錯誤；由v－t圖象面積法得第1s內(nèi)滑塊的位移s1＝eq\f(1,2)×(－1)×1m＝－0.5m，第1s內(nèi)摩擦力對滑塊做功為W1＝－f·|s1|＝－0.5J，選項C錯誤；第2s內(nèi)力F的平均功率為F2·eq\f(v1＋v2,2)＝3×eq\f(0＋1,2)W＝1.5W，選項D正確．答案D8.圖2－5－22如圖2－5－22所示，一質(zhì)量為m的小球固定于輕質(zhì)彈簧的一端，彈簧的另一端固定于O點，將小球拉至A處，彈簧恰好無形變，由靜止釋放小球，它運動到O點正下方B點的豎直高度差為h，速度為v，則()A．小球在B點動能小于mghB．由A到B小球重力勢能減少eq\f(1,2)mv2C．由A到B小球克服彈力做功為mghD．小球到達位置B時彈簧的彈性勢能為mgh－eq\f(mv2,2)解析小球由A到B，高度減小h，重力做功mgh，重力勢能減少mgh，彈簧伸長，彈性勢能增加，故小球在B點動能小于mgh，由機械能守恒得mgh＝eq\f(1,2)mv2＋Ep，可得Ep＝mgh－eq\f(1,2)mv2，小球克服彈力做功應(yīng)小于mgh，故B、C錯誤，A、D正確．答案AD9.圖2－5－23(·山東濰坊市一模)如圖2－5－23所示，足夠長粗糙斜面固定在水平面上，物塊a通過平行于斜面的輕繩跨過光滑輕滑輪與物塊b相連，b的質(zhì)量為m.開始時，a、b均靜止且a剛好不受斜面摩擦力作用．現(xiàn)對b施加豎直向下的恒力F，使a、b做加速運動，則在b下降h高度過程中()A．a(chǎn)的加速度為eq\f(F,m)B．a(chǎn)的重力勢能增加mghC．繩的拉力對a做的功等于a機械能的增加D．F對b做的功與摩擦力對a做的功之和等于a、b動能的增加解析由a、b均靜止且a剛好不受斜面摩擦作用知：FT＝mg，F(xiàn)T＝magsinθ.即：mg＝magsinθ①ΔEpa＝maghsinθ②由①②得：ΔEpa＝mgh選項B正確．當(dāng)有力F作用時，物塊a與斜面之間有滑動摩擦力的作用，即繩子的拉力增大，所以a的加速度小于eq\f(F,m)，選項A錯誤；對物塊a、b分別由動能定理得：WFT－magsinθ·h＋Wf＝ΔEka③WF－WFT＋mgh＝ΔEkb④由①③④式可知，選項C錯、D對．答案BD二、非選擇題10．(·山東青島質(zhì)檢)圖2－5－24如圖2－5－24所示，質(zhì)量為m的小物塊從高為h的坡面頂端由靜止釋放，滑到粗糙的水平臺上，滑行距離l后，以v＝1m/s的速度從邊緣O點水平拋出，擊中平臺右下側(cè)擋板上的P點．以O(shè)為原點在豎直面內(nèi)建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系，擋板形狀滿足方程y＝x2－6(單位：m)，小物塊質(zhì)量m＝0.4kg，坡面高度h＝0.4m，小物塊從坡面上滑下時克服摩擦力做功1J，小物塊與平臺表面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1，g＝10m/s2.求：(1)小物塊在水平臺上滑行的距離l；(2)P點的坐標(biāo)．解析(1)對小物塊，從釋放到O點過程中由動能定理可得：mgh－Wf－μmgl＝eq\f(1,2)mv2則：l＝eq\f(2mgh－2Wf－mv2,2μmg)代入數(shù)據(jù)解得：l＝1m(2)小物塊從O點拋出后做平拋運動，即水平方向做勻速直線運動，豎直方向做自由落體運動，則由平拋運動的規(guī)律可得：y＝－eq\f(1,2)gt2①x＝vt②由①②解得小物塊的軌跡方向y＝－5x2③又因為y＝x2－6④由③④得：x＝1m，y＝－5m所以P點坐標(biāo)為(1m，－5m)答案(1)1m(2)(1m，－5m)11．如圖2－5－25所示為某種彈射裝置的示意圖，光滑的水平導(dǎo)軌MN右端N處與水平傳送帶理想連接，傳送帶長L＝4.0m，電動機帶動皮帶輪沿順時針方向轉(zhuǎn)動，傳送帶以速率v＝3.0m/s勻速運動．質(zhì)量為m＝1.0kg的滑塊置于水平導(dǎo)軌上，將滑塊向左移動壓縮彈簧，后由靜止釋放滑塊，滑塊脫離彈簧后以速度v0＝2.0m/s滑上傳送帶，并從傳送帶右端滑落至地面上的P點．已知滑塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.20，g＝10m/s2.圖2－5－25(1)如果水平傳送帶距地面的高度為h＝0.2m，求滑塊從傳送帶右端滑出點到落地點的水平距離是多少？(2)如果改變彈簧的壓縮量，重復(fù)以上的實驗，要使滑塊總能落至P點，則彈簧彈性勢能的最大值是多少？在傳送帶上最多能產(chǎn)生多少熱量？解析(1)滑塊滑上傳送帶后由μmg＝ma，得加速度a＝μg＝2m/s2設(shè)滑塊從滑上傳送帶到速度達到傳送帶的速度v所用的時間為t.由v＝v0＋at，得t＝0.5s在時間t內(nèi)滑塊的位移為x＝v0t＋eq\f(1,2)at2＝1.25m＜L故滑塊在傳送帶上加速到與傳送帶速度相等后勻速從右端滑出根據(jù)平拋運動規(guī)律有h＝eq\f(1,2)gt′2，xP＝vt′，解得xP＝0.6m.(2)滑塊滑上傳送帶的初速度如果增大，要使滑塊從傳送帶右端平拋的水平位移不變，而滑塊滑上傳送帶的速度達到最大，則應(yīng)滿足滑塊經(jīng)過傳送帶減速運動到右端時，速度恰好為v＝3m/s由v2－v0′2＝2(－a)L，解得v0′＝5m/s故彈簧的最大彈性勢能為Epm＝eq\f(1,2)mv0′2＝12.5J在這種情況下滑塊與傳送帶的相對路程最大，產(chǎn)生的熱量最多，設(shè)相對路程為L′，則L′＝L－v·eq\f(v0′－v,a)＝1m則最多能產(chǎn)生的熱量為Qm＝μmgL′＝2J.答案(1)0.6m(2)2J12．(·福建卷，21)圖2－5－26為某游樂場內(nèi)水上滑梯軌道示意圖，整個軌道在同一豎直平面內(nèi)，表面粗糙的AB段軌道與四分之一光滑圓弧軌道BC在B點水平相切．點A距水面的高度為H，圓弧軌道BC的半徑為R，圓心O恰在水面．一質(zhì)量為m的游客(視為質(zhì)點)可從軌道AB的任意位置滑下，不計空氣阻力．圖2－5－26(1)若游客從A點由靜止開始滑下，到B點時沿切線方向滑離軌道落在水面D點，OD＝2R，求游客滑到B點時的速度vB大小及運動過程軌道摩擦力對其所做的功Wf；(2)若游客從AB段某處滑下，恰好停在B點，又因受到微小擾動，繼續(xù)沿圓弧軌道滑到P點后滑離軌道，求P點離水面的高度h.(提示：在圓周運動過程中任一點，質(zhì)點所受的向心力與其速率的關(guān)系為F向＝meq\f(v2,R))解析(1)游客從B點做平拋運動，有：2R＝vBt，①R＝eq\f(1,2)gt2②聯(lián)立①②式，解得：vB＝eq\r(2gR)③從A到B，根據(jù)動能定理，有mg(H－R)＋W