2022年高三物理第一輪復(fù)習(xí) 限時(shí)規(guī)范專題練 4 動(dòng)力學(xué)和能量觀點(diǎn)的應(yīng)用

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1、2022年高三物理第一輪復(fù)習(xí) 限時(shí)規(guī)范專題練 4 動(dòng)力學(xué)和能量觀點(diǎn)的應(yīng)用一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分)1. xx遼寧沈陽質(zhì)檢如圖所示，一個(gè)小球質(zhì)量為m，靜止在光滑的軌道上，現(xiàn)以水平力擊打小球，使小球能夠通過半徑為R的豎直光滑軌道的最高點(diǎn)C，則水平力對(duì)小球所做的功至少為()A. mgRB. 2mgRC. 2.5mgR D. 3mgR解析：設(shè)小球恰好能通過最高點(diǎn)C時(shí)的速度為v，小球從受力運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)C的過程，由動(dòng)能定理得，W2mgRmv2，對(duì)小球在C點(diǎn)受力分析得，mg，解得，W2.5 mgR，C項(xiàng)正確。答案：C2. 質(zhì)量為m的物體從靜止以g的加速度豎直上升h，關(guān)于該過程下列說法

2、中正確的是()A. 物體的機(jī)械能增加mghB. 物體的機(jī)械能減少mghC. 重力對(duì)物體做功mghD. 物體的動(dòng)能增加mgh解析：質(zhì)量為m的物體從靜止以的加速度豎直上升h，重力對(duì)物體做功mgh，所受合外力為mg，合外力做功mgh，由動(dòng)能定理知物體的動(dòng)能增加mgh，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確；物體的機(jī)械能增加mgh，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。答案：D3. xx?？谀M開口向上的半球形曲面的截面如圖所示，直徑AB水平。一小物塊在曲面內(nèi)A點(diǎn)以某一速率開始下滑，曲面內(nèi)各處動(dòng)摩擦因數(shù)不同，因摩擦作用物塊下滑時(shí)速率不變，則下列說法正確的是()A. 物塊運(yùn)動(dòng)過程中加速度始終為零B. 物塊所受合外力大小不變，方向在變C. 在滑到

3、最低點(diǎn)C以前，物塊所受重力的瞬時(shí)功率越來越大D. 在滑到最低點(diǎn)C以前，物塊所受摩擦力大小不變解析：小物塊沿半球形曲面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，加速度不為零，合外力提供向心力，由F向m可知，其大小不變，方向在變，A錯(cuò)誤、B正確；物塊所受摩擦力大小等于物塊重力沿切向的分力，故摩擦力逐漸減小，D錯(cuò)誤；設(shè)物塊速度與豎直方向夾角為，則物塊重力的瞬時(shí)功率Pmgvcos，P隨的增大而減小，C錯(cuò)誤。答案：B4. xx廣州模擬(多選)一輛質(zhì)量為m的汽車在發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力F的作用下，沿水平方向運(yùn)動(dòng)。在t0時(shí)刻關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，其運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖所示。已知汽車行駛過程中所受的阻力是汽車重量的k倍，則()A. 加速過程與減速過程的平均

4、速度之比為12B. 加速過程與減速過程的位移大小之比為12C. 汽車牽引力F與所受阻力大小之比為31D. 汽車牽引力F做的功為解析：由題圖可知，加速過程FFfma1，a1，位移x1v0t0；減速過程Ffma2，a2，位移x2v02t0，又Ffkmg，由以上各式解得加速過程與減速過程的位移大小之比為12，平均速度之比為11，汽車牽引力F與所受阻力大小之比為31，汽車牽引力F做的功為WFx1，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B、C、D正確。答案：BCD5. xx廈門模擬汽車從靜止開始沿平直公路做勻加速運(yùn)動(dòng)，所受阻力始終不變，在此過程中，下列說法正確的是()A. 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率保持不變B. 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率

5、逐漸減小C. 在任意兩相等的位移內(nèi)，汽車的動(dòng)能變化相等D. 在任意兩相等的位移內(nèi)，汽車的速度變化相等解析：對(duì)汽車由牛頓第二定律可得Ffma，可知a、Ff不變時(shí)，v增大，P增大，故A、B錯(cuò)誤；汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，汽車受到的合外力F合不變，由F合sEk知C正確；由vat，汽車勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)相同的位移所需的時(shí)間不一樣，故汽車的速度變化也不相等，D錯(cuò)誤。答案：C6. (多選)如圖所示，等腰直角三角體OCD由不同材料A、B拼接而成，P為兩材料在CD邊上的交點(diǎn)，且DPCP?，F(xiàn)OD邊水平放置，讓小物塊從C滑到D；然后將OC邊水平放置，再讓小物塊從D滑到C，小物塊兩次滑動(dòng)經(jīng)過P點(diǎn)的時(shí)間相同。下列說法正確的是

6、()A. A、B材料的動(dòng)摩擦因數(shù)相同B. 兩次滑動(dòng)中物塊到達(dá)底端速度相等C. 兩次滑動(dòng)中物塊到達(dá)P點(diǎn)速度相等D. 兩次滑動(dòng)中物塊到達(dá)底端摩擦生熱相等 解析：本題考查動(dòng)力學(xué)知識(shí)及功能關(guān)系在多運(yùn)動(dòng)過程中的應(yīng)用，意在考查學(xué)生的綜合分析能力。由小物塊兩次滑動(dòng)經(jīng)過P點(diǎn)的時(shí)間相同及xat2可知兩次滑動(dòng)的加速度不相同，根據(jù)牛頓第二定律可知A、B材料的動(dòng)摩擦因數(shù)不相同，兩次滑動(dòng)中物塊到達(dá)P點(diǎn)速度不相等，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；由于兩次滑動(dòng)中小物塊經(jīng)過CP段與PD段的摩擦力分別保持不變，故兩次滑動(dòng)過程中克服摩擦力做的總功相同，故兩次滑動(dòng)中物塊到達(dá)底端過程中摩擦生熱相等，D正確；由動(dòng)能定理可知物塊到達(dá)底端速度相等，故選項(xiàng)

7、B正確。答案：BD7. xx山西太原一模將小球以10 m/s的初速度從地面豎直向上拋出，取地面為零勢(shì)能面，小球在上升過程中的動(dòng)能Ek、重力勢(shì)能Ep與上升高度h間的關(guān)系分別如圖中兩直線所示。取g10 m/s2，下列說法正確的是()A. 小球的質(zhì)量為0.2 kgB. 小球受到的阻力(不包括重力)大小為0.20 NC. 小球動(dòng)能與重力勢(shì)能相等時(shí)的高度為 mD. 小球上升到2 m時(shí)，動(dòng)能與重力勢(shì)能之差為0.5 J解析：在最高點(diǎn)，Epmgh得m0.1 kg，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由除重力以外其他力做功W其E可知：fhE高E低，E為機(jī)械能，解得f0.25 N, B項(xiàng)錯(cuò)誤；設(shè)小球動(dòng)能和重力勢(shì)能相等時(shí)的高度為H，此時(shí)有m

8、gHmv2，由動(dòng)能定理：fHmgHmv2mv得H m，故C項(xiàng)錯(cuò)；當(dāng)上升h2 m時(shí)，由動(dòng)能定理，fhmghEk2mv得Ek22.5 J, Ep2mgh2 J，所以動(dòng)能與重力勢(shì)能之差為0.5 J，故D項(xiàng)正確。答案：D8. 飛機(jī)場(chǎng)上運(yùn)送行李的裝置為一水平放置的環(huán)形傳送帶，傳送帶的總質(zhì)量為M，其俯視圖如圖所示?，F(xiàn)開啟電動(dòng)機(jī)，傳送帶達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行的速度v后，將行李依次輕輕放到傳送帶上。若有n件質(zhì)量均為m的行李需通過傳送帶運(yùn)送給旅客。假設(shè)在轉(zhuǎn)彎處行李與傳送帶無相對(duì)滑動(dòng)，忽略皮帶輪、電動(dòng)機(jī)損失的能量。求從電動(dòng)機(jī)開啟，到運(yùn)送完行李需要消耗的電能為()A. Mv2nmv2 B. Mv2nmv2C. nmv2 D.

9、 Mv2nmv2解析：設(shè)行李與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則傳送帶與行李間由于摩擦產(chǎn)生的總熱量Qnmgl，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得ll傳l行vt，又vgt，聯(lián)立解得Qnmv2，由能量守恒得EQMv2nmv2，所以EMv2nmv2，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤。答案：A9. xx江蘇南通高三調(diào)研(多選)如圖所示，物塊P以一定的初速度沿粗糙程度相同的水平面向右運(yùn)動(dòng)，壓縮右端固定的輕質(zhì)彈簧，被彈簧反向彈回并脫離彈簧。彈簧在被壓縮過程中未超過彈性限度，則在物塊P與彈簧發(fā)生相互作用的過程中 ()A. 彈簧的彈性勢(shì)能先增大后減小B. 物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能不斷減小C. 物塊的加速度先減小后增大D. 物塊的動(dòng)能先減

10、小后增大解析：物體向右運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧，彈力逐漸增大，摩擦力不變，故物體的合力逐漸增大，速度逐漸減小，當(dāng)彈簧壓縮量最大時(shí)，物體的速度為零，彈力增加到最大，在此過程中，彈性勢(shì)能增大，加速度增大，動(dòng)能一直減小；在剛開始返回的過程中，彈簧的彈力大于摩擦力，物體做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈力減小到等于摩擦力時(shí)，速度達(dá)到最大，加速度減小到零，繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)的過程開始做減速運(yùn)動(dòng)，直到離開彈簧，所以在返回的過程中，加速度先減到零后又反向增大，動(dòng)能先增大后減小，CD錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)的全過程，彈簧壓縮過程彈性勢(shì)能增大，恢復(fù)原長(zhǎng)的過程彈性勢(shì)能一直減小，A正確；摩擦力一直在做負(fù)功，物體的機(jī)械能一直減小，B正確。答案：AB10. xx舟山模

11、擬如圖所示，水平傳送帶AB長(zhǎng)21 m，以6 m/s的速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，臺(tái)面與傳送帶平滑連接于B點(diǎn)，半圓形光滑軌道半徑R1.25 m，與水平臺(tái)面相切于C點(diǎn)，BC長(zhǎng)s5.5 m，P點(diǎn)是圓弧軌道上與圓心O等高的一點(diǎn)。一質(zhì)量為m1 kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，從A點(diǎn)無初速度釋放，物塊與傳送帶及臺(tái)面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.1，則關(guān)于物塊的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法正確的是()A. 物塊不能到達(dá)P點(diǎn)B. 物塊能越過P點(diǎn)做斜拋運(yùn)動(dòng)C. 物塊能越過P點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)D. 物塊能到達(dá)P點(diǎn)，但不會(huì)出現(xiàn)選項(xiàng)B、C所描述的運(yùn)動(dòng)情況解析：物塊從A點(diǎn)釋放后在傳送帶上做加速運(yùn)動(dòng)，假設(shè)達(dá)到臺(tái)面之前能夠達(dá)到傳送帶的速度v，則由動(dòng)能定理得，m

12、gx1mv2，得x118 m21 m，假設(shè)成立。物塊以6 m/s的速度沖上臺(tái)面，假設(shè)物塊能到達(dá)P點(diǎn)，則到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能EkP可由動(dòng)能定理求得，mgsmgREkPmv2，得EkP0，可見，物塊能到達(dá)P點(diǎn)，速度恰為零，之后從P點(diǎn)滑回來，不會(huì)出現(xiàn)選項(xiàng)B、C所描述的運(yùn)動(dòng)情況，D正確。答案：D二、非選擇題(本題共2小題，共40分)11. (14分) xx武漢模擬如圖所示，質(zhì)量為M8 kg的小車放在光滑水平面上，在小車右端加一水平恒力F8 N。當(dāng)小車向右運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到v03 m/s時(shí)，在小車右端輕輕放上一質(zhì)量m2 kg的小物塊，物塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，物塊始終不離開小車，從小物塊放在小車上開始計(jì)時(shí)

13、，經(jīng)過3 s時(shí)間，摩擦力對(duì)小物塊做的功是多少？(g取10 m/s2)解析：由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知，物塊放在小車上后加速度為a1g2 m/s2，小車的加速度為a20.5 m/s2，又據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：v1a1t，v2v0a2t，令v1v2，解得t2 s，可見，物塊放在小車上2 s后就一起運(yùn)動(dòng)。設(shè)前2 s時(shí)間為t1，后1 s時(shí)間為t2，則物塊在時(shí)間t1內(nèi)做加速度為a1的勻加速運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間t2內(nèi)同小車一起做加速度為a3的勻加速運(yùn)動(dòng)。以二者組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，由F(Mm)a3，代入數(shù)據(jù)，解得：a30.8 m/s2。又根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得，物塊3 s末的速度為v3a1t1a3t24.8 m/s

14、，根據(jù)動(dòng)能定理可得摩擦力對(duì)物塊做功為Wmv23.04 J。答案：23.04 J12. (26分) xx南京模擬如圖所示，質(zhì)量m0.2 kg的小物體，從光滑曲面上高度H0.8 m處釋放，到達(dá)底端時(shí)水平進(jìn)入軸心距離L6 m的水平傳送帶，傳送帶可由一電機(jī)驅(qū)使逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。已知物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1(取g10 m/s2)。(1)求物體到達(dá)曲面底端時(shí)的速度大小。(2)若電機(jī)不開啟，傳送帶不轉(zhuǎn)動(dòng)，則物體滑離傳送帶右端的速度大小和在傳送帶上所用時(shí)間分別為多少？(3)若開啟電機(jī)，傳送帶以速率5 m/s逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則物體在傳送帶上滑動(dòng)的過程中產(chǎn)生多少熱量？解析：(1)物體從曲面上下滑時(shí)機(jī)械能守恒，則：m

15、gHmv解得：v04 m/s(2)選水平向右為正方向，物體滑上傳送帶后向右做勻減速運(yùn)動(dòng)，期間物體的加速度大小和方向都不變，加速度為ag1 m/s2物體滑離傳送帶右端時(shí)速度為v1，則：vv2aL解得：v12 m/s由t得t2 s(3)以地面為參考系，則滑上逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的傳送帶后，物體向右做勻減速運(yùn)動(dòng)。由以上計(jì)算可知，期間物體的加速度大小和方向都不變，所以到達(dá)右端時(shí)速度大小為2 m/s，所用時(shí)間為2 s，最后將從右端滑離傳送帶。此段時(shí)間內(nèi)，物體向右運(yùn)動(dòng)的位移大小顯然為6 m，傳送帶向左運(yùn)動(dòng)的位移大小為s2vt10 m物體相對(duì)于傳送帶滑行的距離為ss1s216 m物體與傳送帶相對(duì)滑動(dòng)期間產(chǎn)生的熱量為QFfsmgs3.2 J答案：(1)4 m/s(2)2 m/s2 s(3)3.2 J