高考物理复习专题撬分练6.docx
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高考物理复习专题撬分练6
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对应学生用书P328
时间：
45分钟
满分：
90分
基础组
一、选择题（每小题6分，共42分）
1．[2016·枣强中学期中]以下说法中哪些是正确的（ ）
A．物体做匀速运动，它的机械能一定守恒
B．物体所受合力的功为零，它的机械能一定守恒
C．物体所受合力不等于零，它的机械能可能守恒
D．物体所受合力等于零，它的机械能一定守恒
答案 C
解析 物体做匀速运动动能不变，但是高度可以改变，即重力势能改变，A、D错误；合力的功为零，只是动能不变，B错误；物体所受合力不等于零，例如只在重力作用下的运动，机械能守恒，C正确。
2．[2016·衡水二中热身]将一个苹果斜向上抛出，苹果在空中依次飞过三个完全相同的窗户1、2、3。
图中曲线为苹果在空中运行的轨迹。
若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是（ ）
点击观看解答视频
A．苹果通过第1个窗户所用的时间最长
B．苹果通过第3个窗户的竖直方向平均速度最大
C．苹果通过第1个窗户重力做的功最大
D．苹果通过第3个窗户重力的平均功率最小
答案 D
解析 抛出的苹果在竖直方向上做竖直上抛运动，水平方向上做匀速直线运动，通过三个窗户的时间由竖直方向的运动决定。
苹果竖直方向上做减速运动，三个窗户的竖直高度相同，故通过第1个窗户所用时间最短，A项错；通过第3个窗户所用时间最长，因此该过程中竖直方向的平均速度最小，重力的平均功率最小，B项错，D项正确；重力做功与高度差有关，故通过三个窗户时苹果克服重力做的功相同，C项错。
3．[2016·武邑中学期末]如图所示，质量相同的物体分别自斜面AC和BC的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数都相同，物体滑到斜面底部C点时的动能分别为Ek1和Ek2，下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为W1和W2，则（ ）
A．Ek1>Ek2 W1Ek2 W1＝W2
C．Ek1＝Ek2 W1>W2D．Ek1W2
答案 B
解析 设斜面的倾角为θ，斜面的底边长为x，则下滑过程中克服摩擦力做的功为W＝μmgcosθ·
＝μmgx，所以两种情况下克服摩擦力做的功相等。
又由于B的高度比A低，所以由动能定理可知Ek1>Ek2。
故选B。
4．[2016·衡水二中预测]如图所示，足够长的传送带以恒定速率顺时针运行，将一个物体轻轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动到达传送带顶端。
下列说法正确的是（ ）
A．第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功
B．第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加
C．第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加
D．物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程物体与传送带间的摩擦生热
答案 C
解析 第一阶段为滑动摩擦力做功，第二阶段为静摩擦力做功，两个阶段摩擦力方向都跟物体运动方向相同，所以摩擦力都做正功，选项A错误；由功能关系可知，第一阶段摩擦力对物体做的功（除重力之外的力所做的功）等于物体机械能的增加，即ΔE＝W阻＝F阻l物，摩擦生热为Q＝F阻l相对，又由于l带＝vt，l物＝
t，所以l物＝l相对＝
l带，即Q＝ΔE，选项C正确，B错误；第二阶段没有摩擦生热，但物体的机械能继续增加，结合选项C可以判断选项D错误。
5．[2016·枣强中学月考]（多选）如图所示，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架，在A处固定质量为2m的小球，B处固定质量为m的小球，支架悬挂在O点，可绕过O点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动。
开始时OB竖直，放手后开始运动，在不计任何阻力的情况下，下列说法正确的是（ ）
A．A球到达最低点时速度为零
B．A球机械能的减少量等于B球机械能的增加量
C．B球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动的高度
D．当支架从左向右回摆时，A球一定能回到起始高度
答案 BCD
解析 A、B两球及支架组成的系统机械能守恒，故选项B、D正确；设A球能摆至最低点，且此时A、B两球的速度为v，每两根轻杆之间夹角为2θ，由机械能守恒定律得：
2mgLsinθ－mgLsinθ＝
·3mv2，解得：
v＝
，故选项A错误，C正确。
6．[2016·衡水二中猜题]（多选）如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）。
物块的质量为m，AB＝a，物块与桌面间的动摩擦因数为μ，现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W。
撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到达B点时速度为零，重力加速度为g。
则上述过程中（ ）
A．物块在A点时弹簧的弹性势能一定大于在B点时弹性势能
B．物块在O点时动能最大
C．物块在B点时，弹簧的弹性势能大于W－
μmga
D．经O点时，物块的动能小于W－μmga
答案 AD
解析 因物块由A到B的过程中有一部分弹性势能用于克服摩擦力做功，故A正确；当物块从A向B运动过程中加速度为零时速度最大，此时kx－μmg＝0，弹簧仍处于伸长状态，故B错误；由动能定理可得：
W－μmg·2xOA＝Ek0，xOA＞
，可得物块在O点的动能小于W－μmga，D正确；由能量守恒定律可得，物块在B点时，弹簧的弹性势能EpB＝W－μmg·xOA－μmga＜W－
μmga，C错误。
7．[2016·衡水二中一轮检测]（多选）如图所示，两根等长的细线拴着两个小球在竖直平面内各自做圆周运动。
某一时刻小球1运动到自身轨道的最低点，小球2恰好运动到自身轨道的最高点，这两点高度相同，此时两小球速度大小相同。
若两小球质量均为m，忽略空气阻力的影响，则下列说法正确的是（ ）
点击观看解答视频
A．此刻两根线拉力大小相同
B．运动过程中，两根线上拉力的差值最大为2mg
C．运动过程中，两根线上拉力的差值最大为10mg
D．若相对同一零势能面，小球1在最高点的机械能等于小球2在最低点的机械能
答案 CD
解析 已知小球质量为m，当两小球运动到题中图示位置时，设两球速度大小为v，此时两根细线的拉力分别为F1和F2，F1－mg＝m
，F2＋mg＝m
，故选项A错误。
易知小球1在最高点时细线的拉力F1′最小，设此时速度大小为v1，则有F1′＋mg＝m
，再由机械能守恒定律有：
mv2＝
mv
＋2mgL；小球2在最低点时细线的拉力F2′最大，设此时速度大小为v2，则有F2′－mg＝m
，再由机械能守恒定律有：
mv
＝
mv2＋2mgL，联立解得，运动过程中两根线上拉力的差值最大为F2′－F1′＝2mg＋m
＝2mg＋8mg＝10mg，故选项C正确，B错误。
取题中图示位置为零势能面，由机械能守恒定律知选项D正确。
二、非选择题（共14分）
8．[2016·冀州中学周测]（14分）如图甲所示，在水平路段AB上有一质量为2×103kg的汽车，正以10m/s的速度向右匀速行驶，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的v－t图象如图乙所示，在t＝20s时汽车到达C点，运动过程中汽车发动机的输出功率保持不变。
假设汽车在AB路段上运动时所受的恒定阻力（含地面摩擦力和空气阻力等）Ff1＝2000N，解题时将汽车看成质点，求：
（1）运动过程中汽车发动机的输出功率P；
（2）汽车速度减至8m/s时的加速度a大小；
（3）BC路段的长度。
答案
（1）20kW
（2）0.75m/s2 （3）93.75m
解析
（1）汽车在AB路段时牵引力和阻力相等，有F1＝Ff1
输出功率P＝F1v1
解得P＝20kW
（2）t＝15s后汽车处于匀速运动状态，有F2＝Ff2，P＝F2v2
解得Ff2＝4000N
v＝8m/s时汽车在做减速运动，有Ff2－F＝ma，F＝
解得a＝0.75m/s2
（3）对BC段由动能定理有Pt－Ff2·x＝
mv
－
mv
解得x＝93.75m
能力组
一、选择题（每小题6分，共18分）
9．[2016·冀州中学热身]如图所示，沿平直公路匀速行驶的汽车上，固定着一个正四棱台，台面水平。
在顶面沿着各斜面方向，同时自由释放4个相同小球。
设它们到达棱台底面分别用时Ta、Tb、Tc、Td，到达底面时的机械能分别为Ea、Eb、Ec、Ed（取地面为0势能面，忽略斜面对小球的摩擦力）。
则有（ ）
点击观看解答视频
A．Ta＝Tb＝Td＝Tc Ea>Eb＝Ed>Ec
B．Ta＝Tb＝Td＝Tc Ea＝Eb＝Ed＝Ec
C．TaEb＝Ed>Ec
D．Ta答案 A
解析 四个小球沿“斜面”方向的位移大小、初速度大小和加速度大小都相同，根据位移公式可知运动时间相同；棱台向右运动，棱台的弹力对b和d两小球不做功、对a做正功、对c做负功，应用动能定理可知a的动能最大、c的动能最小、b和d的动能相等，又此时重力势能都相同，故A对。
10．[2016·枣强中学周测]（多选）如图所示，轻质弹簧上端固定，下端系一物体。
物体在A处时，弹簧处于原长状态。
现用手托住物体使它从A处缓慢下降，到达B处时，手和物体自然分开，此过程中，物体克服手的支持力所做的功为W。
不考虑空气阻力。
关于此过程，下列说法正确的有（ ）
A．物体重力势能减小量一定大于W
B．弹簧弹性势能增加量一定小于W
C．物体与弹簧组成的系统机械能增加量为W
D．若将物体从A处由静止释放，则物体到达B处时的动能为W
答案 AD
解析 物体在向下运动的过程中，要克服弹簧拉力做功W弹力，根据动能定理知mgh－W－W弹力＝0，故物体重力势能减小量一定大于W，故A正确。
根据动能定理知mgh－W－W弹力＝0，由平衡知kh＝mg，即mgh－W＝
kh2＝
mgh，弹簧弹性势能增加量一定等于W，B错误；物体克服手的支持力所做的功为W，机械能减少W，故C错误；物体从静止下落到B处速度最大的过程中，根据动能定理，有mgh－
kh2＝Ek，结合B选项知Ek＝
mgh＝W，故D正确。
11．[2016·冀州中学预测]（多选）如图所示，一个小球（视为质点）从H＝12m高处，由静止开始沿光滑弯曲轨道AB进入半径R＝4m的竖直圆环内侧，且与圆环的动摩擦因数处处相等，当到达圆环顶点C时，刚好对轨道压力为零；然后沿CB圆弧滑下，进入光滑弧形轨道BD，到达高度为h的D点时速度为零，则h的值可能为（ ）
A．10mB．9.5m
C．8.5mD．8m
答案 BC
解析 小球到达环顶C时，刚好对轨道压力为零，在C点，由重力充当向心力，则根据牛顿第二定律得：
mg＝m
，因R＝4m，小球在C点时的动能为
mv2＝
mgR＝2mg，以B点为零势能面，小球在C点的重力势能Ep＝2mgR＝8mg，开始小球从H＝12m高处，由静止开始通过光滑弧形轨道AB，因此在小球上升到顶点时，根据动能定理得：
mg（H－2R）－Wf＝
mv2，所以克服摩擦力做功Wf＝2mg，此时机械能等于10mg，之后小球沿轨道下滑，由于机械能有损失，所以下滑速度比上升速度小，因此对轨道压力变小，受摩擦力变小，所以下滑时，克服摩擦力做功大小小于2mg，机械能有损失，到达底端时小于10mg；此时小球机械能大于10mg－2mg＝8mg，而小于10mg，所以进入光滑弧形轨道BD时，小球机械能的范围为，8mg＜Ep＜10mg，所以高度范围为8m＜h＜10m，故B、C正确。
二、非选择题（共16分）
12．[2016·衡水二中期中]（16分）如图所示，一物体质量m＝2kg，在倾角为θ＝37°的斜面上的A点以初速度v0＝3m/s下滑，A点距弹簧上端B的距离AB＝4m。
当物体到达B后将弹簧压缩到C点，最大压缩量BC＝0.2m，然后物体又被弹簧弹上去，弹到的最高位置为D点，D点距A点AD＝3m。
挡板及弹簧质量不计，g取10m/s2，sin37°＝0.6，求：
（1）物体与斜面间的动摩擦因数μ；
（2）弹簧的最大弹性势能Epm。
答案
（1）0.52
（2）24.4J
解析
（1）物体从开始位置A点到最后D点的过程中，弹性势能没有发生变化，动能和重力势能减少，机械能的减少量为
ΔE＝ΔEk＋ΔEp＝
mv
＋mglADsin37°①
物体克服摩擦力产生的热量为Q＝Ffx②
其中x为物体的路程，即x＝5.4m③
Ff＝μmgcos37°④
由能量守恒定律可得ΔE＝Q⑤
由①②③④⑤式解得μ＝0.52。
（2）物体由A到C的过程中，
动能减少ΔEk′＝
mv
⑥
重力势能减少ΔEp′＝mglACsin37°⑦
摩擦生热Q′＝FflAC＝μmgcos37°lAC⑧
由能量守恒定律得弹簧的最大弹性势能为
Epm＝ΔEk′＋ΔEp′－Q′⑨
联立⑥⑦⑧⑨解得Epm＝24.4J。
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