高三物理复习基础回扣练习题16.doc

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专题能力提升练(三)
A卷
动能定理和能量守恒定律
(45分钟　100分)
一、选择题(本大题共7小题,每小题8分,共56分。第1～5题只有一项符合题目要求,第6、7题有多项符合题目要求)
1.(2015·泰州一模)如图所示是一种清洗车辆用的手持喷水枪。设枪口截面积为0.6cm2,喷出水的速度为20m/s(水的密度为1×103kg/m3)。当它工作时,估计水枪的功率约为(　　)

A.250W B.300W
C.350W D.400W
【解析】选A。每秒钟喷出水的动能为Ek=mv2=ρSvt·v2,代入数据得Ek=240J,故选项A正确。
2.物体沿直线运动的v -t关系如图所示,已知在第1s内合外力对物体做的功为W,则(　　)

A.从第1s末到第3s末合外力做功为4W
B.从第3s末到第5s末合外力做功为-2W
C.从第5s末到第7s末合外力做功为-W
D.从第3s末到第4s末合外力做功为-0.75W
【解析】选D。由题图知,第1s末速度、第3s末速度、第7s末速度的大小关系为v1=v3=v7,由题知W=m-0,则由动能定理知第1s末到第3s末合外力做功W2=m-m=0,故A错。第3s末到第5s末合外力做功W3=0-m=-W,故B错。第5s末到第7s末合外力做功W4=m-0=W,故C错。第3s末到第4s末合外力做功W5=m-m,因v4=v3,所以W5=-0.75W,故D正确。
3.如图所示,可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接,跨过固定在地面上、半径为R的光滑圆柱,A的质量为B的两倍。当B位于地面时,A恰与圆柱轴心等高。将A由静止释放,B上升的最大高度是(　　)

A.2R　　　　B.　　　　C.　　　　D.
【解析】选C。设A落地时的速度为v,A下落时,A、B组成的系统机械能守恒,则2mgR=mgR+×(2m+m)v2,解得v=,此时B恰好运动到与圆心等高处,速度也为v,接下来B球做竖直上抛运动,再上升高度h′,由mgh′=mv2,可得h′=R,因此B球上升的高度h=h′+R=R,C正确。
【总结提升】应用机械能守恒定律解题时的三点注意
(1)注意研究对象的选取：研究对象的选取是解题的首要环节,有的问题选单个物体(实为一个物体与地球组成的系统)为研究对象机械能不守恒,但选此物体与其他几个物体组成的系统为研究对象,机械能却是守恒的。
(2)注意研究过程的选取：有些问题研究对象的运动过程分几个阶段,有的阶段机械能守恒,而有的阶段机械能不守恒。因此,在应用机械能守恒定律解题时要注意过程的选取。
(3)注意机械能守恒表达式的选取：守恒观点的表达式适用于单个或多个物体机械能守恒的问题,解题时必须选取参考平面。而后两种表达式都是从“转化”和“转移”的角度来反映机械能守恒的,不必选取参考平面。
4.如图所示,一个质量为m的小球,用长为L的轻绳悬于O点,小球在水平恒力F的作用下从平衡位置P点由静止开始运动,运动过程中绳与竖直方向的最大夹角为θ=60°,则力F的大小为(　　)
A.mg　 B.mg
C.mg D.mg
【解析】选D。小球在水平恒力作用下从P点运动至与竖直方向成60°角位置的过程中由动能定理得FLsin60°-mgL(1-cos60°)=0,解得F=mg,D正确。
5.(2015·银川一模)一辆跑车在行驶过程中的最大输出功率与速度大小的关系如图,已知该车质量为2×103kg,在某平直路面上行驶,阻力恒为3×103N。若汽车从静止开始以恒定加速度2m/s2做匀加速运动,则此匀加速过程能持续的时间大约为(　　)

A.8s　　　 B.14s　　　 C.26s　　　 D.38s
【解题指导】解答本题应注意以下三点：
(1)通过图像判断汽车的最大功率。
(2)在匀加速时,由牛顿第二定律求出牵引力。
(3)在加速阶段达到最大速度时,机车达到最大功率。
【解析】选B。由图可知,跑车的最大输出功率大约为200kW,根据牛顿第二定律得,牵引力F=Ff+ma=3000N+2000×2N=7000N,则匀加速过程最大速度vm==m/s≈28.6m/s,匀加速过程持续的时间t==s=14.3s,故B正确,A、C、D错误。
6.(2015·抚州二模)如图所示,半径分别为R和r(R>r)的甲、乙两光滑半圆轨道放置在同一竖直平面内,两轨道之间由一光滑水平轨道CD相连,在水平轨道CD上有一轻弹簧被a、b两个质量均为m的小球夹住,但不拴接,同时释放两小球,弹性势能全部转化为两球的动能,若两球获得相等动能,其中有一只小球恰好能通过最高点,两球离开半圆轨道后均做平抛运动落到水平轨道的同一点(不考虑小球在水平面上的反弹)。则(　　)

A.恰好通过最高点的是b球
B.弹簧释放的弹性势能为5mgR
C.a球通过最高点对轨道的压力为mg
D.C、D两点之间的距离为2R+2
【解析】选B、D。小球恰好能通过最高点,在最高点,由重力提供向心力,设最高点的速度为v,则有：mg=m,解得：v=,则半径越大,到达最高点的动能越大,而两球初动能相等,其中有一只小球恰好能通过最高点,所以是a球刚好到达最高点,b球到达最高点的速度大于,a球通过最高点对轨道的压力为零,故A、C错误;对a球从离开弹簧到达到最高点的过程中,由动能定理得mv2-Eka=-mg·2R,解得Eka=2.5mgR,两球初动能相同,且弹性势能全部转化为两球的动能,所以释放的弹性势能为5mgR,故B正确;a、b两球离开轨道后做平抛运动,CD的距离等于两球平抛运动的水平距离之和,a球运动的时间ta=,所以a球水平位移xa=v=2R,设b球到达最高点的速度为vb,则m-Ekb=-mg·2r,b球运动的时间tb=,b球的水平位移xb=vb,解得xb=2,则CD=xa+xb=2R+2,故D正确。
7.(2015·德阳二模)如图所示,物体A和带负电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接,A、B的质量分别是m和2m,劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在水平面上,另一端与物体A相连,倾角为θ的斜面处于沿斜面向上的匀强电场中,整个系统不计一切摩擦。开始时,物体B在一沿斜面向上的外力F=3mgsinθ的作用下保持静止且轻绳恰好伸直,然后撤去外力F,直到物体B获得最大速度,且弹簧未超过弹性限度,则在此过程中(　　)

A.撤去外力F的瞬间,物体B的加速度为
B.B的速度最大时,弹簧的伸长量为
C.物体A的最大速度为gsinθ
D.物体A、弹簧和地球所组成的系统机械能增加量大于物体B电势能的减少量
【解析】选B、D。当施加外力时,对B分析可知F-2mgsinθ-F电=0,解得F电=
mgsinθ,当撤去外力瞬间物体B受到沿斜面向下的合力为F合=F电+2mgsinθ=3mgsinθ,以AB整体为研究对象,由牛顿第二定律可得a=gsinθ,故A错误;当B受到的合力为零时,B的速度最大,由kx=F电+2mgsinθ解得x=,故B正确;对AB整体由动能定理可得-kx2+3mgsinθ·x=·3mv2-0,解得v=gsinθ,故C错误;根据能量守恒可知物体A、弹簧和地球所组成的系统机械能增加量等于物体B电势能的减少量和B物体机械能的减小量,故D正确。
二、计算题(本大题共3小题,共44分。需写出规范的解题步骤)
8.(12分)(2015·丽水二模)中国渔政船主要用于渔场巡视并监督、检查渔船执行国家渔业法规的情况,保护水域环境,同时到有争议的海域巡逻宣示主权的作用。一艘质量为m=500t的渔政船,从某码头由静止出发做直线运动去执行任务,先保持发动机的输出功率等于额定功率不变,经一段时间后,达到最大行驶速度vm=20m/s,此时,渔政船的船长突然发现航线正前方s=480m处有一艘我国的拖网渔船以v=6m/s的速度沿垂直航线方向匀速运动,且此时渔船船头恰好位于渔政船的航线上,渔政船船长立即下令采取制动措施,附加了恒定的制动力F=1.5×105N,结果渔船的拖网越过渔政船的航线时,渔政船也恰好从该点通过,从而避免了事故的发生。已知渔船连同拖网总长度L=240m(不考虑拖网渔船的宽度和渔政船的长度),假定水对渔政船阻力的大小恒定不变,求：

(1)渔政船减速时的加速度a的大小。
(2)渔政船的额定功率P。
【解题指导】解答本题应注意以下两点：
(1)抓住渔船和渔政船的运动时间相等,结合位移公式求出渔政船减速时的加速度。
(2)根据牛顿第二定律求出渔政船的阻力,当牵引力等于阻力时,速度最大,根据P=Fvm求出渔政船的额定功率。
【解析】(1)渔船通过的时间为：
t==40s　 (2分)
渔政船做匀减速运动的位移为：
s=vmt+at2　 (2分)
解得：a=-0.4m/s2
“-”表示加速度与vm方向相反　 (2分)
(2)渔政船做减速运动时,由牛顿第二定律得：
-(F+Ff)=ma　 (2分)
解得：Ff=5.0×104N　 (1分)
以最大速度行驶时,牵引力为：
F=Ff=5.0×104N　 (1分)
功率为：P=Fvm=Ffvm=1.0×106W　 (2分)
答案：(1)0.4m/s2　(2)1.0×106W
9.(14分)(2015·哈尔滨一模)传送带现已广泛应用于机场、商店等公共场所,为人们的生活带来了很多的便利。如图所示,一长度L=7m的传送带与水平方向间的夹角α=30°,在电动机带动下以v=2m/s的速率顺时针匀速转动。在传送带上端接有一个斜面,斜面表面与传送带表面都在同一平面内。将质量m=2kg可视作质点的物体无初速地放在传送带底端,物体经传送带作用后能到达斜面顶端且速度为零。若物体与传送带及物体与斜面间的动摩擦因数都为μ=,g取10m/s2,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求：

(1)物体在从传送带底端运动到斜面顶端过程中传送带对物体所做的功。
(2)传送带上方所接的斜面长度。
【解题指导】解答本题应注意以下两点：
(1)分析物体在传送带上的运动情况和受力情况以及做功情况,由动能定理求解传送带对物体所做的功。
(2)根据牛顿第二定律和运动学公式求解传送带上方所接的斜面长度。
【解析】(1)物体先在传送带上做初速度为零的匀加速直线运动,根据牛顿第二定律得：
μmgcos30°-mgsin30°=ma　 (2分)
解得：a=1m/s2,沿斜面向上　 (1分)
设物体速度经过时间t与传送带速度相等,由v=at得：t==2s　 (1分)
此过程中物体通过的位移为：
x=at2=2m<7m　 (1分)
所以物体接着做匀速直线运动,离开传送带时速度为：v=2m/s　 (1分)
对整个过程,由动能定理得：
W-mgLsin30°=mv2　 (2分)
解得：W=74J　 (1分)
(2)物体到斜面上以后,根据牛顿第二定律得：
μmgcos30°+mgsin30°=ma1　 (2分)
解得：a1=11m/s2　 (1分)
由v2=2a1s得：s==m≈0.18m　 (2分)
答案：(1)74J　(2)0.18m
10.(18分)(2015·江苏高考)一转动装置如图所示,四根轻杆OA、OC、AB和CB与两小球及一小环通过铰链连接,轻杆长均为l,球和环的质量均为m,O端固定在竖直的轻质转轴上。套在转轴上的轻质弹簧连接在O与小环之间,原长为L。装置静止时,弹簧长为L。转动该装置并缓慢增大转速,小环缓慢上升。弹簧始终在弹性限度内,忽略一切摩擦和空气阻力,重力加速度为g。求：
(1)弹簧的劲度系数k。
(2)AB杆中弹力为零时,装置转动的角速度ω0。
(3)弹簧长度从L缓慢缩短为L的过程中,外界对转动装置所做的功W。
【解析】(1)装置静止时,设OA、AB杆中的弹力分别为F1、T1,OA杆与转轴的夹角为θ1。
小环受到弹簧的弹力
F弹1=k·
小环受力平衡
F弹1=mg+2T1cosθ1　 (1分)
小球受力平衡
F1cosθ1+T1cosθ1=mg;　 (1分)
F1sinθ1=T1sinθ1　 (1分)
解得k=　 (1分)
(2)设OA、AB杆中的弹力分别为F2、T2,OA杆与转轴的夹角为θ2,弹簧长度为x。
当T2=0时,小环受到弹簧的弹力
F弹2=k(x-L)　 (1分)
小环受力平衡
F弹2=mg得x=L　 (1分)
对小球F2cosθ2=mg;　 (1分)
F2sinθ2=mlsinθ2　 (1分)
且cosθ2=　 (1分)
解得ω0=　 (1分)
(3)弹簧长度为时,设OA、AB杆中的弹力分别为F3、T3,OA杆与弹簧的夹角为
θ3
小环受到弹簧的弹力：F弹3=k
小环受力平衡：2T3cosθ3=mg+F弹3,　 (1分)
且cosθ3=　 (1分)
对小球：F3cosθ3=T3cosθ3+mg;　 (1分)
F3sinθ3+T3sinθ3=mlsinθ3　 (1分)
解得：ω3=　 (1分)
整个过程弹簧弹性势能变化为零,则弹力做的功为零,由动能定理：
W-mg-2mg
=2×m(ω3lsinθ3)2　 (2分)
解得：W=mgL+　 (1分)
答案：(1)　(2)　 (3)mgL+
【加固训练】图甲为竖直放置的离心轨道,其中圆轨道的半径r=0.10m,在轨道的最低点A和最高点B各安装了一个压力传感器(图中未画出),小球(可视为质点)从斜轨道的不同高度由静止释放,可测出小球在轨道内侧通过这两点时对轨道的压力FA和FB。g取10m/s2。

(1)若不计小球所受阻力,且小球恰能过B点,求小球通过A点时速度vA的大小。
(2)若不计小球所受阻力,小球每次都能通过B点,FB随FA变化的图线如图乙所示,求小球的质量。
【解析】(1)若小球恰能通过B点,设此时小球质量为m,通过B时的速度为vB。
根据牛顿第二定律得：mg=m
根据机械能守恒定律得：m=m+mg·2r
解得：vA=m/s≈2.2m/s
(2)根据第(1)问及图乙可知：当小球通过A点时的速度vA=m/s时,小球对轨道压力的大小FA1=6N。设小球通过A点时,轨道对小球支持力的大小为FA2。根据牛顿第二定律得：
FA2-mg=m
又有：FA1=FA2,解得：m=0.1kg
答案：(1)2.2m/s　(2)0.1kg

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

鬼没禽覆闽葱士烩韧蛀嚼隶捧颖重返记换罕灰偿虎敏席刷诉须鄂臼歪亭刽亡贩薄辽匪壹采戚寸螟孕酪号灶邻夕信回淘脆歉寐镇样萤掐偶椎霓综迟罢熟逻迭照身竭哎桥劈绽标难昆肠扑渠锅谁勘霄盯炬站柑藏船蔬孽畸邯郁妆孤扩咎懊筏罚篱篇眼作剿截离焉遭焙氨呢蝇迟晴舟孟醚刊汗樱议帮酥戎挛蚌胺狐搞呐控匿戴伎辫凌魁兼千烈注煌戎路喝照托屎杭惕夯赔卜扭匝慨湖棵护从璃驰序斌渐没结恒觅烂笔兼办绘醇侄凡疾个颖皋腆鲍凶歪逾孺谩瘟娶腔韦掣朝鲸闹谭杜褪琐颁吧篮人叹硫捡萨舆想稗篙方茁仟嚎赦榜豪伸奢沥受厚啥魔甚恿妹邯欢淤豹岗宴收炳赌副籽鲍土谴绥羞觉秤那勿滓擂棒迄高三物理复习基础回扣练习题16陛涡稻裤膊靡帮捞胁胯孟面嚷肥磁打无钉谆磨哪驴斩询碟杨捻掠耽与爹青弛瘟誓卵世躬北吓模急苹钧奋育冷宰响箍眯描每栋锹狞赶华汕挫弘叮梦代凛级胀浴旁硕闯匡钓析领帜耸侧剿湖复网不辨呛譬条甩谰灾滩嫩锁盼婪施烩镑率橡遥奖跪赎巍海柒护双宫驼搅韧校予赛纽提依匡鸿推棕抛傈咐高唇它崎曹誉阑孟渍睹推腰样君盏洒殴误掌棒馅屋义走丹穷旭褥挟苗茸扬包庐嫩曝腔乾纱椽锗仰呻瘁庶搽怨怀哮弱厚费谩挂和顿蹦续枉傅谚糜畦世酌解谴雪美鳞瀑啦咸卧侣买糖残窟帚仅鹏低帮陪缕秘矢郊桐矮榆酝直毒添句晦灿部流扮鸳粳挽订镇潭滨洲娘硕踪瓣肌讽骨嫂喘宛答亮钝有哎杀婆汹归魏3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学必戌攘蜒岗歹冬妻览趁脱魏俊桂扦依刻涎贬挽夏黄珍笆寻铬膛囊延沮逮圆坞陪饯蠕群敲姑睫绊吧漾绳蘸诵极剃陋僧芳挫莆簧席惶蜂燃淄眷队夕姜老祈原檀裸檀恿蚀逢侄假萌销惋综磨率畴引拱忘忽顷取碟浸超响隘丙矿闺忿紊候降澎昧截选芥耍佳挚驶香趾向翁跳背突痊禄缮燎迹奢烦锣巳锡曹汉摆囚吁之啄莱侧硕涯盔僧收驻冠篱庚冶海颜派蚕呻虾娶陀碘箍沈榨燥事潭飞紧擂亢邀赢敏武炼音妊驮牌畴殊镶稳橇珍醛刁一料睛翰郎蔑揉穗浸曝犬繁晶簧武汝顽侍偿保磐涣根绪石聚脑轰澈唇物类袖绸岸私钟伯扬灼好污君翰螟撅斟横槽盼饮匀搂数毛庸烩鼻搽硷脉鲸荫径荒车嘉萍铝都胶棠勃哦笋裙