精品新人教版高考物理总复习53及答案.docx

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精品新人教版高考物理总复习53及答案

一、选择题

1．（2011·无锡模拟）

如图所示，斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止于水平面上，现将一小球从图示位置静止释放，不计一切摩擦，则在小球从释放到落至地面的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．斜劈对小球的弹力不做功

B．斜劈与小球组成的系统机械能守恒

．斜劈的机械能守恒

D．小球重力势能减小量等于斜劈动能的增加量

[答案]　BD

[解析]　不计一切摩擦，小球下滑时，小球和斜劈组成的系统只有小球重力做功，系统机械能守恒，故选B、D

2．下列叙述中正确的是（　　）

A．做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒

B．做匀速直线运动的物体的机械能可能守恒

．外力对物体做功为零，物体的机械能一定守恒

D．系统内只有重力和弹力做功时，系统的机械能一定守恒

[答案]　BD

[解析]　做匀速直线运动的物体，若只有重力对它做功时，机械能守恒，若重力以外的其他外力对物体做功的代和不为零，则物体的机械能不守恒，故A错误B正确；外力对物体做功为零时，有两种情况：

若重力不做功，则其他力对物体做功的代和也必为零，此时物体的机械能守恒；若重力做功，其他外力做功的代和不为零，此时机械能不守恒，故错误；由机械能守恒条件知D正确．

3．（2011·青岛模拟）

如图所示，、b两物块质量分别为、2，用不计质量的细绳相连接，悬挂在定滑轮的两侧，不计滑轮质量和一切摩擦，开始时，、b两物块距离地面高度相同，用手托住物块b,然后由静止释放，直至、b物块间高度差为在此过程中，下列说法正确的是（　　）

A．物块的机械能逐渐增加

B．物块b的机械能减少了g

．物块b的重力势能的减少量等于细绳拉力对它所做的功

D．物块的重力势能的增加量小于其动能的增加量

[答案]　AB

[解析]　由于绳的拉力对物块做正功，故的机械能逐渐增加，A正确；根据机械能守恒定律2g·＝（＋2）v2＋g·，解得：

v＝，故b减少的机械能为2g·－·

（2）v2＝g，故B正确；由于细绳拉力对b做负功，故b的重力势能的减少量等于物块b克服细绳拉力做的功和物块b增加的动能之和，错误；物块重力势能增加量为g·，动能增加量为v2＝g，故D错误．

4．（2011·莱芜模拟）如图所示，倾角为30°、高为L的固定斜面底端与水平面平滑相连，质量分别为3、的两个小球A、B用一根长为L的轻绳连接，A球置于斜面顶端，现由静止释放A、B两球，球B与弧形挡板碰撞过程中无机械能损失，且碰后只能沿斜面下滑，它们最终均滑至水平面上．重力加速度为g，不计一切摩擦，则（　　）

A．小球A下滑过程中，小球A、B系统的重力对系统做正功，系统的重力势能减小

B．A球刚滑至水平面时，速度大小为

．小球B升高L/2时，重力对小球A做功的功率大于重力对小球B做功的功率

D．小球B从刚开始上升到开始进入斜面过程中，绳的拉力对小球B做功为

[答案]　AB

[解析]　小球A下滑过程中，B球的重力对B球做负功，A球的重力对A球做正功，但由系统的动能增大可知，系统的重力势能减小，故小球A、B系统的重力对系统做正功，A项正确；对A、B系统利用机械能守恒可知，A球从开始滑动到刚滑至水平面过程中，有3gL－g＝×4v2，故v＝，B项正确；小球B升高L/2时，因两球的速度大小相等，而A球沿斜面向下的分力为15g，故此时重力对小球A做功的功率大于重力对小球B做功的功率，项正确，小球B从刚开始上升到开始进入斜面过程中，有3g－gL＝×4v′2,故v′＝，对B球利用动能定又有：

v′2＝W－gL，故W＝，D项错误．

5．（2011·嘉兴模拟）如图所示是全球最高的（高度208米）北京朝阳公园摩天轮，一质量为的乘客坐在摩天轮中以速率v在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，假设＝0时刻乘客在轨迹最低点且重力势能为零，那么，下列说法正确的是（　　）

A．乘客运动的过程中，重力势能随时间的变关系为Ep＝gR（1－c）

B．乘客运动的过程中，在最高点受到座位的支持力为－g

．乘客运动的过程中，机械能守恒，且机械能为E＝v2

D．乘客运动的过程中，机械能随时间的变关系为E＝v2＋gR（1－c）

[答案]　AD

[解析]　在最高点，根据牛顿第二定律可知，g－N＝，受到座位的支持力为N＝g－，B项错误；由于乘客在竖直平面内做匀速圆周运动，其动能不变，重力势能发生变，所以乘客在运动的过程中机械能不守恒，项错误；在时间内转过的弧度为，所以对应时刻的重力势能为Ep＝gR（1－c），总的机械能为E＝E＋Ep＝v2＋gR（1－c），A、D两项正确．

6．（2011·青岛模拟）如图所示，光滑轨道MO和ON底端对接且ON＝2MO，M、N两点高度相同．小球自M点由静止自由滚下，忽略小球经过O点时的机械能损失，以v、、、Ev分别表示小球的速度、位移、加速度和动能四个物量的大小．下列图象中能正确反映小球自M点到N点的运动过程的是（　　）

[答案]　A

[解析]　从M到O，v1＝1，从O到N，v2＝v1－2＝（1－2），v与是一次函关系，所以A正确；从M到O，＝12，则与的图象是抛物线，所以B错误；从M到O和从O到N，加速度是常，所以错误；从M到O，E＝v＝2，所以D错误．

7

（2011·德州模拟）如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接，另一端与物体A相连，物体A静止于光滑水平桌面上，A右端连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连．开始时用手托住B，让细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度．下列有关该过程的分析正确的是（　　）

A．B物体的机械能一直减少

B．B物体动能的增量等于它所受重力与拉力做功之和

．B物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量

D．细线的拉力对A做的功等于A物体与弹簧组成的系统机械能的增加量

[答案]　ABD

[解析]　由于绳的拉力对B做负功，故B物体机械能一直减少，A正确；根据动能定可确定B正确；由于该过程中A的动能增加，故B物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能与物体A动能增加量的和，故错误；细线的拉力对A和弹簧组成的系统做正功，根据功能关系，D正确．

8．（2011·唐山模拟）

如图所示，在光滑固定的曲面上，放有两个质量分别为1g和2g的可视为质点的小球A和B，两球之间用一根轻质弹簧相连，用手拿着A如图所示竖直放置，AB间距离L＝02，小球B刚刚与曲面接触且距水平面的高度＝01此时弹簧的弹性势能Ep＝1J，自由释放后两球以及弹簧从静止开始下滑到光滑地面上，以后一直沿光滑地面运动，不计一切碰撞时机械能的损失，g取10/2则下列说法中正确的是（　　）

A．下滑的整个过程中弹簧和A球组成的系统机械能守恒

B．下滑的整个过程中两球及弹簧组成的系统机械能守恒

．B球刚到地面时，速度是/

D．当弹簧处于原长时，以地面为参考平面，两球在光滑水平面上运动时的机械能为6J

[答案]　BD

[解析]　由于弹簧和B之间有作用，弹簧和A球组成的系统机械能不守恒，A错误；由于没有摩擦，系统只有弹簧弹力和重力做功，则B项正确；因为弹簧作用于B，并对B做功，B的机械能不守恒，而/是根据机械能守恒求解出的，所以项错；根据系统机械守恒，到地面时的机械能与刚释放时的机械能相等，又弹簧处于原长，则E＝Ag（L＋）＋Bg＋Ep＝6J，D项对

二、非选择题

9

如图所示滑板爱好者，脱离轨道时速度为v0，到达最高点时速度为v1，设人与滑板的总质量为，若不计一切阻力，则人离开轨道后上升的最大高度为________．

[答案]　

[解析]　选取脱离轨道时的水平面，作为参考平面，则

E1＝v

E2＝g＋v

据机械能守恒定律得

E1＝E2

解得＝

10

某游乐场过山车模拟简为如图所示，光滑的过山车轨道位于竖直平面内，该轨道由一段斜轨道和与之相切的圆形轨道连接而成，圆形轨道的半径为R可视为质点的过山车从斜轨道上某处由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动．

（1）若要求过山车能通过圆形轨道最高点，则过山车初始位置相对于圆形轨道底部的高度至少要多少？

（2）考虑到游客的安全，要求全过程游客受到的支持力不超过自身重力的7倍，过山车初始位置相对于圆形轨道底部的高度不得超过多少？

[答案]　

（1）25R　

（2）3R

[解析]　

（1）设过山车总质量为0，从高度1处开始下滑，恰能以v1过圆形轨道最高点，在圆形轨道最高点有：

0g＝0①

运动过程机械能守恒：

0g1＝20gR＋0v②

由①②式得：

1＝25R

高度至少要25R

（2）设从高度2处开始下滑，过圆形轨道最低点时速度为v2，

游客受到的支持力最大是FN＝7g

最低点时：

FN－g＝③

运动过程机械能守恒：

g2＝v④

由③④式得：

2＝3R

高度不得超过3R

11．（2011·福建三明第二次阶段考试）光滑曲面轨道置于高度为H＝18的平台上，其末端切线水平；另有一长木板两端分别搁在轨道末端点和水平地面间，构成倾角为θ＝37°的斜面，如图所示．一个可视作质点的质量为＝1g的小球，从光滑曲面上由静止开始下滑（不计空气阻力，g取10/2，37°≈06，c37°≈08）

（1）若小球从高＝02处下滑，则小球离开平台时速度v0的大小是多少？

（2）若小球下滑后正好落在木板的末端，则释放小球的高度为多大？

（3）试推导小球下滑后第一次撞击木板时的动能与它下滑高度的关系表达式，并作用E－图象．

[答案]　

（1）2/　

（2）08　

（3）E＝325　图象见解析

[解析]　

（1）小球从曲面上滑下，只有重力做功，由机械能守恒定律知：

g＝v①

得v0＝＝/＝2/

（2）小球离开平台后做平抛运动，小球正好落在木板的末端，则H＝g2②

＝v1③

联立②③两式得：

v1＝4/

设释放小球的高度为1，则由g1＝v

得1＝＝08

（3）由机械能守恒定律可得：

g＝v2

小球离开平台后做平抛运动，可看做水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，则：

y＝g2④

＝v⑤

37°＝⑥

vy＝g⑦

v＝v2＋v⑧

E＝v⑨

由④⑤⑥⑦⑧⑨式得：

E＝325⑩

考虑到当>08时小球不会落到斜面上，其图象如图所示

12．（2011·福建）

如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部AB是一长为2R的竖直细管，上半部B是半径为R的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向，AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧．投饵时，每次总将弹簧长度压缩到05R后锁定，在弹簧上端放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去．设质量为的鱼饵到达管口时，对管壁的作用力恰好为零．不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不改变弹簧的弹性势能．已知重力加速度为g求：

（1）质量为的鱼饵到达管口时的速度大小v1；

（2）弹簧压缩到05R时的弹性势能Ep；

（3）已知地面与水面相距15R，若使该投饵管绕AB管的中轴线OO′在90°角的范围内回缓慢转动，每次弹射时只放置一粒鱼饵，鱼饵的质量在到之间变，且均能落到水面．持续投放足够长时间后，鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少？

[答案]　

（1）　

（2）3gR　

（3）πR2（或825πR2）

[解析]　

（1）质量为的鱼饵到达管口处时做圆周运动向心力由重力提供，则有：

g＝①

由①式解得：

v1＝②

（2）弹簧的弹性势能全部转为鱼饵的机械能，由机械能守恒定律有：

Ep＝g（15R＋R）＋v③

由②③式解得：

Ep＝3gR④

（3）质量为的鱼饵离开管口后做平抛，设经过时间落到水面上，离OO′的水平距离为1，由平抛规律，有

4．5R＝g2⑤

1＝v1＋R⑥

由②⑤⑥式得：

1＝4R⑦

当鱼饵的质量为时，设其到达管口的速度为v2由机械能守恒定律有：

Ep＝g（15R＋R）＋（）v⑧

由④⑧式得：

v2＝2⑨

质量为的鱼饵落到水平面上时，距OO′的水平距离为2，则有：

2＝v2＋R⑩

由⑤⑨⑩式得：

2＝7R

鱼饵能够落到的最大面积S＝（π－π）＝πR2（或825πR2）．⑪