第5章 2 知能達標訓練-2022高考物理【導學教程】新編大一輪總復習（word）人教版

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1、 [基礎題組] 1．(2017江蘇卷)一小物塊沿斜面向上滑動，然后滑回到原處。物塊初動能為Ek0，與斜面間的動摩擦因數(shù)不變，則該過程中，物塊的動能Ek與位移x關系的圖線是(　　) [解析]　依據(jù)動能定理，上升過程中F升＝mgsin α＋μmgcos α大小恒定，下降過程中F降＝mgsin α－μmgcos α大小恒定。說明在Ekx圖象中，上升、下降階段圖線的斜率均恒定，圖線均為直線，則選項B、D錯誤。物塊能夠返回，返回過程位移減小，而動能增加，則A項錯誤。因整個過程中摩擦力做負功，則Ekt＜Ek0，故選項C正確。 [答案]　C 2．(2019北京101中學檢測)如圖所示，質(zhì)量

2、為m的物體靜置在水平光滑平臺上，系在物體上的繩子跨過光滑的定滑輪，由地面上的人以速度v0向右勻速拉動，設人從地面上平臺的邊緣開始向右行至繩與水平方向夾角為45處，在此過程中人所做的功為(　　) A.　　　　　　　 B. C. D．mv [答案]　C 3．(2019全國卷Ⅲ)從地面豎直向上拋出一物體，物體在運動過程中除受到重力外，還受到一大小不變、方向始終與運動方向相反的外力作用。距地面高度h在3 m以內(nèi)時，物體上升、下落過程中動能Ek隨h的變化如圖所示。重力加速度取10 m/s2。該物體的質(zhì)量為(　　) A．2 kg　　 B．1.5 kg　　 C．1 kg　　 D．0.5

3、 kg [解析]　設外力大小為f，在距地面高度3 m內(nèi)的上升過程中，由動能定理知－(mg＋f)h＝mv－mv，由圖象可知，mv＝72 J，mv＝36 J，得mg＋f＝12 N。同理結(jié)合物體在下落過程中的Ekh圖象有mg－f＝8 N，聯(lián)立解得mg＝10 N，則m＝1 kg，選項C正確。 [答案]　C 4．(多選)(2021山西省運城市質(zhì)檢)質(zhì)量為m的物體放在水平面上，它與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g。用水平力拉物體，運動一段時間后撤去此力，最終物體停止運動。物體運動的vt圖象如圖所示。下列說法正確的是(　　 ) A．水平拉力大小為F＝m B．物體在3t0時間內(nèi)位移大小為

4、v0t0 C．在0～3t0時間內(nèi)水平拉力做的功為mv D．在0～3t0時間內(nèi)物體克服摩擦力做功的平均功率為μmgv0 [解析]　根據(jù)vt圖象和牛頓第二定律可知F—μmg＝m，故選項A錯誤；由vt圖象與坐標軸所圍面積可知，在3 t0時間內(nèi)的位移為x＝3t0v0＝v0t0，所以選項B正確；在0～3t0時間內(nèi)由動能定理可知W—μmgx＝0，故水平拉力做的功W＝μmgv0t0，又Ff＝μmg＝，則W＝mv，選項C錯誤；0～3t0時間內(nèi)克服摩擦力做功的平均功率為＝＝μmgv0，所以選項D正確。 [答案]　BD 5．(多選)(2020安徽省A10聯(lián)盟最后一卷)質(zhì)量為m的小球在豎直向上的恒力F作用

5、下由靜止開始向上勻加速運動，經(jīng)時間t運動到P點，撤去F又經(jīng)時間t小球回到出發(fā)點，速度大小為v，不計阻力，已知重力加速度為g，則下列判斷正確的是(　　 ) A．撤去力F時小球的動能為mv2 B．小球上升的最大高度為 C．拉力F所做的功為mv2 D．拉力的最大功率為mgv [解析]　拉力F作用時，小球上升的加速度大小為a，末速度大小為v′，則小球上升的高度h＝at2，v′＝at，撤去外力后有－h(huán)＝v′t－gt2，解得a＝g，F(xiàn)＝mg。對全過程由動能定理知mv2＝Fh，C正確。拉力F作用時由動能定理知mv′2＝(F－mg)h，聯(lián)立解得mv′2＝mv2＝mv2，A錯誤。撤去力F后小球上升的高度為

6、h′，由mv2＝Fh，mv′2＝mgh′知小球上升的最大高度H＝h＋h′＝，B正確。拉力F的最大功率Pm＝Fv′＝mgv，D正確。 [答案]　BCD [提升題組] 6．(2020湖南湘東六校聯(lián)考)如圖甲所示，一質(zhì)量為2 kg的物體受到水平拉力F的作用，在粗糙水平面上做加速直線運動，物體的at圖象如圖乙所示，t＝0時其速度為2 m/s，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.4，重力加速度g＝10 m/s2。則下列說法正確的是(　　) A．在t＝6 s時，物體的速度為15 m/s B．在0～6 s時間內(nèi)，合力對物體做的功為289 J C．在0～6 s時間內(nèi)，合力對物體做功的平均功率為47

7、.5 W D．在t＝6 s時，拉力F的功率為136 W [解析]　根據(jù)加速度—時間圖象與坐標軸所圍圖形的面積表示速度的變化量可知，在0～6 s時間內(nèi)，物體的速度增加量為Δv＝15 m/s，由Δv＝v－v0，可得在t＝6 s時，物體的速度為v＝17 m/s，選項A錯誤；由動能定理，可知在0～6 s時間內(nèi)，合力對物體做的功為W＝mv2－mv＝285 J，選項B錯誤；在0～6 s時間內(nèi)，合力對物體做功的平均功率為＝＝47.5 W，選項C正確；由牛頓第二定律有，F(xiàn)－μmg＝ma，解得在t＝6 s時拉力F＝16 N，物體的速度v＝17 m/s，則拉力F的功率為P＝Fv＝1617 W＝272 W，選項

8、D錯誤。 [答案]　C 7．(2021衡水月考)如圖甲所示，在水平路段AB上有一質(zhì)量為2103 kg的汽車(可視為質(zhì)點)，正以10 m/s的速度向右勻速運動，汽車前方的水平路段BC較粗糙，汽車通過整個ABC路段的vt圖象如圖乙所示(在t＝15 s處水平虛線與曲線相切)，運動過程中汽車發(fā)動機的輸出功率保持20 kW不變，假設汽車在兩個路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空氣阻力等)各自有恒定的大小。求： (1)汽車在AB路段上運動時所受阻力f1的大小。 (2)汽車剛好開過B點時加速度a的大小。 (3)BC路段的長度。 [解析]　(1)汽車在AB路段做勻速直線運動，根據(jù)平衡條件，有

9、F1＝f1，P＝F1v1， 解得f1＝＝ N＝2 000 N。 (2)t＝15 s時汽車處于平衡狀態(tài)，有 F2＝f2，P＝F2v2， 解得f2＝＝ N＝4 000 N。 剛好開過B點時汽車的牽引力仍為F1，根據(jù)牛頓第二定律，有 f2－F1＝ma， 解得a＝1 m/s2。 (3)對于汽車在BC路段運動，由動能定理得 Pt′－f2s＝mv－mv， 解得s＝68.75 m。 [答案]　(1)2 000 N　(2)1 m/s2　(3)68.75 m 8．(2021黑龍江牡丹江一中模擬)如圖，半徑為R的光滑半圓形軌道ABC固定在豎直平面內(nèi)且與水平軌道CD相切于C點，D端有一被鎖定

10、的輕質(zhì)壓縮彈簧，彈簧左端連接在固定的擋板上，彈簧右端Q到C點的距離為2R。質(zhì)量為m的滑塊(視為質(zhì)點)從軌道上的P點由靜止滑下，剛好能運動到Q點，并能觸發(fā)彈簧解除鎖定，然后滑塊被彈回，且剛好能通過圓軌道的最高點A。已知∠POC＝60，求： (1)滑塊第一次滑至圓形軌道最低點C時所受軌道支持力； (2)滑塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ； (3)彈簧被鎖定時具有的彈性勢能。 [解析]　(1)設滑塊第一次滑至C點時的速度為vC，圓軌道C點對滑塊的支持力為FN P→C過程：mgR(1－cos 60)＝mv C點：FN－mg＝m 解得FN＝2mg，方向豎直向上。 (2)對P→C→Q過程：

11、mgR(1－cos 60)－μmg2R＝0 解得μ＝0.25。 (3)A點：mg＝m Q→C→A過程：Ep＝mv＋mg2R＋μmg2R 解得彈性勢能Ep＝3mgR。 [答案]　(1)2mg，方向豎直向上　(2)0.25 (3)3mgR 9．(2020濟寧市第二次摸底)某中學生對剛買來的一輛小型遙控車的性能進行研究，他讓這輛小車在水平地面上由靜止開始沿直線軌道運動，并將小車運動的全過程通過傳感器記錄下來，通過數(shù)據(jù)處理得到如圖所示的vt圖象。已知小車在0～2 s內(nèi)做勻加速直線運動，2～11 s內(nèi)小車牽引力的功率保持不變，9～11 s內(nèi)小車做勻速直線運動，11 s末開始小車失去動力而自

12、由滑行。已知小車質(zhì)量m＝1 kg，整個過程中小車受到的阻力大小不變，試求： (1)在2～11 s內(nèi)小車牽引力的功率P的大??； (2)小車在2 s末的速度vx的大??； (3)小車在2～9 s內(nèi)通過的距離x。 [解析]　(1)根據(jù)題意，在11 s末撤去牽引力后，小車只在阻力Ff作用下做勻減速直線運動，設其加速度大小為a，根據(jù)題圖可知：a＝ m/s2＝2 m/s2； 根據(jù)牛頓第二定律有：Ff＝ma 解得：Ff＝2 N； 設小車在勻速直線運動階段的牽引力為F，則： F＝Ff，vm＝8 m/s 根據(jù)P＝Fvm 解得：P＝16 W (2)0～2 s的勻加速直線運動過程中，小車的加

13、速度為：ax＝ 設小車的牽引力為Fx，根據(jù)牛頓第二定律有： Fx－Ff＝max 根據(jù)題意有：P＝Fxvx 聯(lián)立解得：vx＝4 m/s (3)在2～9 s內(nèi)的變加速過程，Δt＝7 s， 由動能定理可得： PΔt－Ffx＝mv－mv 解得x＝44 m。 [答案]　(1)16 W　(2)4 m/s　(3)44 m 10．(2021湖南十校聯(lián)考)如圖所示，質(zhì)量m＝3 kg的小物塊以初速度v0＝4 m/s水平向右拋出，恰好從A點沿著圓弧的切線方向進入圓弧軌道。圓弧軌道的半徑為R＝3.75 m，B點是圓弧軌道的最低點，圓弧軌道與水平軌道BD平滑連接，A與圓心O的連線與豎直方向成37角。

14、MN是一段粗糙的水平軌道，小物塊與MN間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1，軌道其他部分光滑。最右側(cè)是一個半徑為r＝0.4 m的半圓弧軌道，C點是圓弧軌道的最高點，半圓弧軌道與水平軌道BD在D點平滑連接。已知重力加速度g取10 m/s2，sin 37＝0.6，cos 37＝0.8。 (1)求小物塊經(jīng)過B點時對軌道的壓力大小。 (2)若MN的長度為L＝6 m，求小物塊通過C點時對軌道的壓力大小。 (3)若小物塊恰好能通過C點，求MN的長度L′。 [解析]　(1)根據(jù)平拋運動的規(guī)律有 v0＝vAcos 37 解得小物塊經(jīng)過A點時的速度大小 vA＝5 m/s 小物塊從A點運動到B點，根據(jù)動能

15、定理有 mg(R－Rcos 37)＝mv－mv 小物塊經(jīng)過B點時，有FN－mg＝ 解得FN＝62 N，根據(jù)牛頓第三定律，小物塊對軌道的壓力大小是62 N。 (2)小物塊由B點運動到C點，根據(jù)動能定理有 －μmgL－2mgr＝mv－mv 在C點FN′＋mg＝ 解得FN′＝60 N，根據(jù)牛頓第三定律，小物塊通過C點時對軌道的壓力大小是60 N。 (3)小物塊剛好能通過C點時，mg＝ 解得vC′＝2 m/s 小物塊從B點運動到C點的過程中，根據(jù)動能定理有 －μmgL′－2mgr＝mvC′2－mv 解得L′＝10 m。 [答案]　(1)62 N　(2)60 N　(3)10 m