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1、 (時間:90分鐘,滿分:100分)一、選擇題(本題共12小題,每小題4分,共48分在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,全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯或不答的得0分)1關(guān)于能源的利用,下列說法不正確的是()A自然界的能量守恒,所以不需要節(jié)約能源B一座城市的能量耗散使其環(huán)境溫度略高于周圍農(nóng)村的環(huán)境溫度C煤炭和石油產(chǎn)品燃燒會造成空氣污染和溫室效應(yīng)D能量耗散表明能源的利用是有條件的,也是有代價的解析:選A.自然界的能量守恒,但能量在利用過程中,可利用的品質(zhì)在逐漸降低,因此,必須節(jié)約能源,A項錯,C、D對城市工業(yè)、交通急劇發(fā)展使得城市過多接收了耗散的能量,
2、使城市溫度升高,B對2下列關(guān)于能量守恒定律的認識正確的是()A某種形式的能減少,一定存在其他形式的能增加B某個物體的能量減少,必然有其他物體的能量增加C不需要任何外界的動力而持續(xù)對外做功的機械永動機不可能制成D石子從空中落下,最后停止在地面上,說明機械能消失了解析:選ABC.根據(jù)能量守恒定律可知,能量既不會消滅,也不會創(chuàng)生能量只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到其他物體,A、B對,D錯,永動機違背了能量守恒定律,故它不可能制造出來,C對3如圖74所示,人站在電動扶梯的水平臺階上,假定人與扶梯一起沿斜面加速上升,在這個過程中,人腳所受的靜摩擦力()圖74A等于零,對人不做功B水平向
3、左,對人做負功C水平向右,對人做正功D斜向上,對人做正功解析:選C.人隨扶梯沿斜面加速上升,人的受力有重力、支持力和水平向右的靜摩擦力,且靜摩擦力方向與運動方向的夾角小于90,故靜摩擦力對人做正功4(2020江蘇南京高一檢測)人們設(shè)計出磁懸浮列車,列車能以很大速度行駛列車的速度很大,是采取了下列哪些可能的措施()A減小列車的質(zhì)量B增大列車的牽引力C減小列車受的阻力D增大列車的功率解析:選CD.當列車以最大速度行駛時,牽引力與阻力大小相等,有PFfv,故v,要增大速度的話,一方面增加列車的功率,另一方面減小列車受的阻力5如圖75所示,一物體以一定的初速度沿水平面由A點滑到B點,摩擦力做功為W1,
4、若該物體從A點沿兩斜面滑到B點,摩擦力做功為W2,已知物體與各接觸面的動摩擦因數(shù)均相同 .則()圖75AW1W2BW1W2CW1W2D不能確定W1和W2的大小關(guān)系解析:選A.若物體沿水平面從A滑到B,摩擦力所做的功為W1,有W1Fflmgl,若沿兩斜面由A滑到B,摩擦力做功為W2,有W2mg cos l1mg cos l2,l1cos l2cosl,所以W2mglW1.6.圖76(2020年高考安徽理綜卷)伽利略曾設(shè)計如圖76所示的一個實驗,將擺球拉至M點放開,擺球會達到同一水平高度上的N點如果在E或F處釘上釘子,擺球?qū)⒀夭煌膱A弧達到同一高度的對應(yīng)點;反過來,如果讓擺球從這些點下落,它同樣會
5、達到原水平高度上的M點這個實驗可以說明,物體由靜止開始沿不同傾角的光滑斜面(或弧線)下滑時,其末速度的大小()A只與斜面的傾角有關(guān)B只與斜面的長度有關(guān)C只與下滑的高度有關(guān)D只與物體的質(zhì)量有關(guān)解析:選C. 物體由靜止開始沿不同傾角的光滑斜面(或弧線)下滑的過程中,機械能守恒,由mghmv2可得,末速度的大小v與斜面的傾角和長度、物體的質(zhì)量無關(guān)7如圖77所示在足球賽中,紅隊球員在白隊禁區(qū)附近主罰定位球,并將球從球門右上角貼著球門射入,球門高度為h,足球飛入球門的速度為v,足球質(zhì)量為m,則紅隊球員將足球踢出時對足球做的功W為(不計空氣阻力、足球可視為質(zhì)點)()圖77A.mv2BmghC.mv2mgh
6、 D.mv2mgh解析:選C.根據(jù)動能定理可得:Wmghmv20,所以Wmv2mgh,C正確8質(zhì)量為m的汽車,啟動后沿平直路面行駛,如果發(fā)動機的功率恒為P,且行駛過程中受到的摩擦阻力大小一定,汽車速度能夠達到的最大值為v,那么當汽車的車速為時,汽車的瞬時加速度的大小為()A.B.C. D.解析:選C.阻力Ff,當速度為時牽引力F,合力為,故加速度a.9(2020年高考海南卷)一物體自t0時開始做直線運動,其速度圖線如圖78所示下列選項正確的是()圖78A在06 s內(nèi),物體離出發(fā)點最遠為30 mB在06 s內(nèi),物體經(jīng)過的路程為40 mC在04 s內(nèi),物體的平均速率為7.5 m/sD在56 s內(nèi),
7、物體所受的合外力做負功解析:選BC.根據(jù)vt圖象的“面積”表示位移和vt圖象的意義知,物體在第5 s時離出發(fā)點最遠,最遠距離為xm(52)10 m35 m;06 s內(nèi)的路程為sxm110 m40 m;04 s內(nèi)的位移x(42)10 m30 m,故平均速率為 m/s7.5 m/s;在56 s內(nèi),物體的速度增加,根據(jù)動能定理,合外力做正功綜上所述B、C正確,A、D錯誤10質(zhì)量為m的汽車發(fā)動機的功率恒為P,摩擦阻力恒為Ff,牽引力為F,汽車由靜止開始,經(jīng)過時間t行駛了位移l時,速度達到最大值vm,則發(fā)動機所做的功為()APt BFfvmtC.mvm2Ffl DFl解析:選ABC.因為功率P恒定,所以
8、功WPt,A正確汽車達到最大速度時FFf,則PFvFfvm,所以WPtFfvmt,B正確;從汽車靜止到速度達到最大值的過程中,由動能定理得:WFflmv,WmvFfl所以C正確;由于牽引力F是變力,所以不能用Fl表示做功,D錯11物體放在水平面上,受到的水平拉力F隨時間t變化的圖象如圖79甲所示,物體受力后的運動速度v隨時間t變化的圖象如圖乙所示在整個過程中,下列說法正確的是()圖79A拉力做功為40 JB物體克服摩擦力做功為16 JC合力做功為24 JD以上結(jié)果都不對解析:選D.本題結(jié)合速度時間圖象考查功的概念由vt圖知物體在02 s內(nèi)靜止,x10,26 s內(nèi)做勻加速運動,位移x243 m6
9、 m,在68 s內(nèi)做勻速運動,位移x332 m6 m,且水平面對物體的滑動摩擦力大小為FfF32 N,810 s內(nèi)做勻減速運動,位移x423 m3 m,所以拉力做功為WFF2x2F2x336 J2630 J;物體克服摩擦力做功WFfFf(x2x3x4)215 J30 J;合力做功等于物體動能的變化,為零故本題應(yīng)選D.12(2020年高考海南卷)一質(zhì)量為1 kg的質(zhì)點靜止于光滑水平面上,從t0時起,第1秒內(nèi)受到2 N的水平外力作用第2秒內(nèi)受到同方向的1 N的外力作用下列判斷正確的是()A02 s內(nèi)外力的平均功率是 WB第2秒內(nèi)外力所做的功是 JC第2秒末外力的瞬時功率最大D第1秒內(nèi)與第2秒內(nèi)質(zhì)點
10、動能增加量的比值是解析:選AD.根據(jù)牛頓第二定律得:物體在第1 s內(nèi)的加速度a12 m/s2,在第2 s內(nèi)的加速度a2 m/s21 m/s2;第1 s末的速度v1a1t2 m/s,第2 s末的速度v2v1a2t3 m/s;02 s內(nèi)外力做的功Wmv J,功率P W,故A正確第2 s內(nèi)外力所做的功W2mvmv(132122)J J,故B錯誤第1 s末的瞬時功率P1F1v14 W第2 s末的瞬時功率P2F2v23 W,故C錯誤第1 s內(nèi)動能的增加量Ek1mv2 J,第2 s內(nèi)動能的增加量Ek2W2 J,所以,故D正確二、填空題(本題共2小題,每小題6分,共12分把答案填在題中橫線上)圖71013為
11、了測定一根輕彈簧壓縮最短時能儲存的彈性勢能大小,可以將彈簧固定在一帶有凹槽軌道的一端,并將軌道固定在水平桌面邊緣上,如圖710所示,用鋼球?qū)椈蓧嚎s至最短,而后突然釋放,鋼球?qū)⒀剀壍里w出桌面,實驗時:(1)需要測定的物理量是_(2)計算彈簧壓縮最短時彈性勢能的關(guān)系式是Ep_答案:(1)小球質(zhì)量m,桌面高度H,水平射程x(2)14在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中,使質(zhì)量為m1 kg的重物自由下落,打點計時器在紙帶上打出一系列的點,選取一條符合實驗要求的紙帶如圖711所示O為第一個點,A、B、C為從合適位置開始選取的三個連續(xù)點(其他點未畫出)已知打點計時器每隔0.02 s打一點,當?shù)氐闹亓?/p>
12、加速度為g9.80 m/s2.那么:圖711(1)紙帶的_端(填“左”或“右”)與重物相連;(2)根據(jù)圖中所得的數(shù)據(jù),應(yīng)取圖中O點到_點來驗證機械能守恒定律;(3)從O點到(2)問中所取的點,重物重力勢能的減少量Ep_J,動能增加量Ek_J(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)解析:因O點為打出的第一個點,所以O(shè)端(即左端)與重物相連,用OB段驗證機械能守恒定律,則重力勢能的減少量為EpmghOB1.88 J動能的增加量為Ekmv0vB由以上兩式得Ek1.87 J.答案:(1)左(2)B(3)1.881.87三、計算題(本題共4小題,共40分解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案
13、的不能得分,有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)15(8分)汽車在水平直線公路上行駛,額定功率為P額80 kW,汽車行駛過程中所受阻力恒為Ff2.5103 N,汽車的質(zhì)量M2.0103 kg.若汽車從靜止開始做勻加速直線運動,加速度的大小為a1.0 m/s2,汽車達到額定功率后,保持額定功率不變繼續(xù)行駛求:(1)汽車在整個運動過程中所能達到的最大速度(2)當汽車的速度為20 m/s時的加速度解析:(1)汽車在整個運動過程中速度達到最大時,牽引力與阻力大小相等,即FFf,又P額Fvm,(2分)所以最大速度vm m/s32 m/s.(2分)(2)當汽車的速度為20 m/s時,汽車的牽引力
14、為FN4000 N(2分)對汽車由牛頓第二定律可得am/s20.75 m/s2(2分)所以汽車的加速度為0.75 m/s2.答案:(1)32 m/s(2)0.75 m/s216(10分)如圖712所示,已知輕彈簧發(fā)生彈性形變時所具有的彈性勢能Epkx2.其中k為彈簧的勁度系數(shù), x為其形變量圖712現(xiàn)有質(zhì)量為m1的物塊與勁度系數(shù)為k的輕彈簧相連并靜止地放在光滑的水平桌面上,彈簧的另一端固定,按住物塊m1,彈簧處于自然長度,在m1的右端連一細線并繞過光滑的定滑輪接一個掛鉤現(xiàn)在將質(zhì)量為m2的小物體輕輕地掛在掛鉤上設(shè)細線不可伸長,細線、掛鉤、滑輪的質(zhì)量及一切摩擦均不計,釋放m1,求:(1)m1速度達
15、最大值時彈簧伸長的長度(2)m1的最大速度值解析:(1)對m1、m2進行受力分析,由線不可伸長知:FTkxm1a(2分)m2gFTm2a(2分)兩式相加得m2gkx(m1m2)a(1分)當a0時,m1、m2速度達最大值,故彈簧伸長量為x.(2分)(2)系統(tǒng)機械能守恒,以彈簧原長處為彈性勢能零點,m2剛掛上時的位置為重力勢能零點,則系統(tǒng)初態(tài)機械能為零,故有(m1m2)v2kx2m2gx0(2分)將式代入式解得v故速度大小為.(1分)答案:(1)(2)17(10分)如圖713所示,一可視為質(zhì)點的物體質(zhì)量為m1 kg,在左側(cè)平臺上水平拋出,恰能無碰撞地沿圓弧切線從A點進入光滑豎直圓弧軌道,并沿軌道下
16、滑,A、B為圓弧兩端點,其連線水平,O為軌道的最低點,已知圓弧半徑為R1.0 m,對應(yīng)圓心角為106,平臺與AB連線的高度差為h0.8 m(重力加速度g10 m/s2,sin530.8,cos530.6)求:圖713(1)物體做平拋運動的初速度;(2)物體運動到圓弧軌道最低點O時對軌道的壓力解析:(1)由于物體無碰撞進入圓弧軌道,即物體落到A點時速度方向沿A點切線方向,設(shè)此時速度方向與水平方向夾角為,則tan tan53(1分)又hgt2(1分)而vygt(1分)聯(lián)立式得v03 m/s.(1分)(2)設(shè)物體運動到最低點的速度為v,由機械能守恒得mv2mvmghR(1cos53)(3分)在最低點
17、,根據(jù)牛頓第二定律,有FNmgm(2分)聯(lián)立式得FN43 N由牛頓第三定律知,物體對軌道的壓力為43 N(1分)答案:(1)3 m/s(2)43 N18(12分)(2020年福建三明模擬)工廠流水線上采用彈射裝置把物品轉(zhuǎn)運,現(xiàn)簡化其模型分析:如圖714所示,質(zhì)量為m的滑塊,放在光滑的水平平臺上,平臺右端B與水平傳送帶相接,傳送帶的運行速度為v0,長為L;現(xiàn)將滑塊向左壓縮固定在平臺上的輕彈簧,到達某處時由靜止釋放,若滑塊離開彈簧時的速度小于傳送帶的速度,當滑塊滑到傳送帶右端C時,恰好與傳送帶速度相同,滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為.求:圖714(1)釋放滑塊時,彈簧具有的彈性勢能;(2)滑塊在傳送帶上滑行的整個過程中產(chǎn)生的熱量解析:(1)設(shè)滑塊沖上傳送帶時的速度為v,在彈簧彈開過程中,由機械能守恒Epmv2(2分)滑塊在傳送帶上做勻加速運動由動能定理mgLmv02mv2(2分)解得:Epmv02mgL.(1分)(2)設(shè)滑塊在傳送帶上做勻加速運動的時間為t,則t時間內(nèi)傳送帶的位移sv0t(1分)又v0vatmgma(1分)滑塊相對傳送帶滑動的位移ssL(2分)相對滑動生成的熱量Qmgs(2分)解得:Qmv0(v0)mgL.(1分)答案:(1)mv02mgL(2)mv0(v0)mgL