【沖擊高考】高考物理二輪專項復(fù)習(xí) 能力演練 專題二 動量和能量之能力演練檢測.doc

2013年高考二輪復(fù)習(xí)專題二動量和能量能力演練檢測一、選擇題(104分)1美國的nba籃球賽非常精彩，因此吸引了眾多觀眾在nba籃球賽中經(jīng)常能看到這樣的場面：在終場前 0.1 s 的時候，運動員把球投出且準(zhǔn)確命中，獲得比賽的最后勝利已知球的質(zhì)量為m，運動員將籃球投出時球離地的高度為h1，動能為ek，籃筐距地面的高度為h2，不計空氣阻力，則籃球進筐時的動能為()aekmgh1mgh2bekmgh1mgh2cekmgh1mgh2 dekmgh1mgh2【解析】由動能定理得：ekekwgmg(h1h2)解得：ekekmgh1mgh2答案a 2如圖所示，豎直放置的勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧上端與質(zhì)量為m的小球連接，下端與放在水平桌面上的質(zhì)量為m的絕緣物塊相連小球帶正電，電荷量為q，且與彈簧絕緣，物塊、彈簧和小球組成的系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)突然加上一個豎直向上的大小為e的勻強電場，小球向上運動，某時刻物塊對水平面的壓力為零從加上勻強電場到物塊對水平面的壓力為零的過程中，小球電勢能的改變量為()abc d【解析】加電場前，彈簧的壓縮量x1，當(dāng)物塊對水平面的壓力為零時，彈簧的伸長量x2，故這一過程中小球沿電場方向運動的距離為x1x2電勢能的變化ew電答案b 3一個質(zhì)量為m的物體以某一速度從固定斜面底端沖上傾角30的斜面已知該物體做勻減速運動的加速度為g，在斜面上上升的最大高度為h，則此過程中()a物體的動能增加mghb物體的重力做功mghc物體的機械能損失了mghd物體克服摩擦力做功mgh【解析】由題意可知：物體受到的合外力fmg其中摩擦力ffmgsin mg由動能定理得：ekfmgh重力做功wgmgh物體的機械能的變化efsmgmgh物體克服摩擦力做的功wffsmgh答案cd4一質(zhì)量為m的物體在水平恒力f的作用下沿水平面運動，在t0時刻撤去f，其vt圖象如圖所示已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為，則下列關(guān)于f的大小及其做的功w的大小關(guān)系式中，正確的是()afmg bf2mgcwmgv0t0 dwmgv0t0【解析】由題圖知：fmgm解得：f3mg故wft0mgv0t0答案d 5如圖所示，已知木板的質(zhì)量為m，長度為l；小木塊的質(zhì)量為m；水平地面光滑；一根不計質(zhì)量的輕繩通過定滑輪分別與木板和小木塊連接，小木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為開始時，木塊靜止在木板左端，現(xiàn)用水平向右的力f將小木塊拉至木板右端，則拉力至少做的功大小為()a2mgl bmglc d(mm)gl【解析】方法一當(dāng)拉小木塊向右緩慢移動時，拉力fmgft2mg當(dāng)小木塊向右運動時到達木板的右端，有：wffmgl方法二由功能關(guān)系知，拉力至少做的功等于小木塊與木板摩擦產(chǎn)生的熱量即wfqmgl答案b 6質(zhì)量為2103 kg、發(fā)動機的額定功率為 80 kw 的汽車在平直公路上行駛?cè)粼撈囁茏枇Υ笮『銥?103 n，則下列判斷中正確的有()a汽車的最大速度是 20 m/sb汽車以加速度 2 m/s2 勻加速啟動，啟動后第 2 s末時發(fā)動機的實際功率是 32 kwc汽車做上述勻加速運動所能維持的時間為 10 sd若汽車保持額定功率啟動，則當(dāng)其速度為 5 m/s 時，加速度為 6 m/s2【解析】汽車達到最大速度時有：pfvmfvm，故vm20 m/s當(dāng)汽車的加速度a2 m/s2時，有：ffma8103 n故第 2 s 末p實fat32 kw汽車以a2 m/s2 的加速度勻加速啟動所能達到的最大速度為：v110 m/s能持續(xù)的時間t15 s以額定功率啟動，當(dāng)v5 m/s時，有：f16103 n，a6 m/s2答案abd 7如圖所示，質(zhì)量為m、長度為l的小車靜止在光滑的水平面上；質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點)放在小車的最左端現(xiàn)用一水平向右的恒力f作用在小物塊上，使物塊從靜止開始做勻加速直線運動物塊和小車之間的摩擦力為f物塊滑到小車的最右端時，小車運動的距離為s在這個過程中，以下結(jié)論正確的是()a物塊到達小車最右端時，具有的動能為f(ls)b物塊到達小車最右端時，小車具有的動能為fsc物塊克服摩擦力所做的功為f(ls)d物塊和小車增加的機械能為fs【解析】物塊到達小車最右端時，知：物塊具有的動能ek(ff)(ls)此時小車具有動能ekfs這一過程物塊克服摩擦力所做的功為：wff(ls)由功能關(guān)系知ef(ls)fl答案bc8真空中存在豎直向上的勻強電場和水平方向的勻強磁場，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的物體以速度v在豎直平面內(nèi)做半徑為r的勻速圓周運動假設(shè)t0時刻物體在運動軌跡的最低點且重力勢能為零，電勢能也為零，則下列說法正確的是()a物體帶正電且逆時針轉(zhuǎn)動b在物體運動的過程中，機械能守恒，且機械能emv2c在物體運動的過程中，重力勢能隨時間變化的關(guān)系為epmgr(1cos t)d在物體運動的過程中，電勢能隨時間變化的關(guān)系為e電mgr(cos t1)【解析】由題意知，題中物體所受的電場力平衡，洛倫茲力提供其做勻速圓周運動所需的向心力，故知物體帶正電，洛倫茲力使其逆時針轉(zhuǎn)動有：重力勢能epmghmgr(1cos t)電勢能e電qehmghep答案acd 9如圖所示，在光滑的水平軌道上有甲、乙兩個等大的小球沿軌道向右運動，取向右為正方向，它們的動量分別為p15 kgm/s 和 p27 kgm/s若兩球能發(fā)生正碰，則碰后兩球動量的增量p1和p2可能是()ap13 kgm/s，p23 kgm/sbp13 kgm/s，p23 kgm/scp13 kgm/s，p23 kgm/sdp110 kgm/s，p210 kgm/s【解析】由題意知，ek當(dāng)動量做選項a所述的變化時，系統(tǒng)的動量守恒，通過計算可知機械能可能減小，故有可能成立；當(dāng)動量做選項b所述的變化時，系統(tǒng)的動量不守恒，故不可能成立；當(dāng)動量做選項c所述的變化時，甲的速度大于乙的速度，故不可能成立；當(dāng)動量做選項d所述的變化時，系統(tǒng)的動能增大，故不可能成立答案a10如圖所示，在光滑的水平面上有一垂直向下的勻強磁場分布在寬為l的區(qū)域內(nèi)，一邊長為a(al)的正方形閉合線圈以初速度v0垂直于磁場邊界滑過磁場后速度變?yōu)関(vv0)，那么()a完全進入磁場中時線圈的速度大于b完全進入磁場中時線圈的速度等于c完全進入磁場中時線圈的速度小于d上述情況中a、b均有可能，而c是不可能的【解析】設(shè)完全進入磁場中時線圈的速度為vx，線圈在穿過磁場的過程中所受的合外力為安培力對于線圈進入磁場的過程，據(jù)動量定理可得：ibltmvxmv0又因為感應(yīng)電荷量qtb可得：b2mvxmv0對于線圈穿出磁場的過程，同理可得：b2mvmvx聯(lián)立解得：vx，故選項b正確答案b二、選擇題(共60分)11(6分)氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實驗儀器它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運動可視為沒有摩擦我們可以用帶豎直擋板c和d的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊a和b來驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖所示(彈簧的長度忽略不計)采用的實驗步驟如下：用天平分別測出滑塊a、b的質(zhì)量ma、mb；調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平；在a和b間放入一個被壓縮的輕彈簧，用電動卡銷將其鎖定，把它們靜止地放在氣墊導(dǎo)軌上；用刻度尺測出a的左端至c板的距離l1；按下電鈕放開卡銷，同時使分別記錄滑塊a、b的運動時間的計時器開始工作，當(dāng)滑塊a、b分別碰撞擋板c、d時停止計時，記下a、b分別到達c、d的運動時間t1和t2(1)實驗中還應(yīng)測量的物理量是_(2)利用上述測量的實驗數(shù)據(jù)驗證動量守恒定律的表達式是_，上式中算得的a、b兩滑塊的動量大小并不完全相等，產(chǎn)生誤差的原因是_(3)利用上述實驗數(shù)據(jù)能否測出被壓縮彈簧的彈性勢能的大??？如能，請寫出表達式：_答案(1)b的右端至d板的距離l2(1分)(2)mamb0(1分)測量時間、距離等物理量時存在誤差，阻力、氣墊導(dǎo)軌不水平等造成誤差(答對其中兩點即可)(2分)(3)能，ep(mamb)(2分) 12(9分)光電計時器是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間現(xiàn)利用如圖乙所示的裝置來測量滑塊與長 1 m 左右的木板間的動摩擦因數(shù)及被壓縮彈簧的彈性勢能，圖中木板固定在水平面上，木板的左壁固定有一個處于鎖定狀態(tài)的壓縮輕彈簧(彈簧的長度與木板相比可忽略)，彈簧右端與滑塊接觸，1和2是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出現(xiàn)使彈簧解除鎖定，滑塊獲得一定的初速度后水平向右運動，光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為2.0102 s和5.0102 s用游標(biāo)卡尺測量小滑塊的寬度d，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖丙所示(1)讀出滑塊的寬度d_cm(2)滑塊通過光電門1的速度v1_m/s，通過光電門2的速度v2_m/s(3)若用米尺測量出兩個光電門之間的距離為l，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，則滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)的表達式為_(各量均用字母表示)(4)若用米尺測量出滑塊的初始位置到光電門2的距離為s，為測量被壓縮彈簧的彈性勢能，則還需測量的物理量是_(說明其含義，并指明代表物理量的字母)，被壓縮彈簧的彈性勢能可表示為_(各量均用字母表示)答案(1)5.50(2)2.751.10(每空1分)(3)(2分)(4)滑塊的質(zhì)量mmv22(每空2分)13(10分)在半徑r5000 km 的某星球表面，宇航員做了如下實驗實驗裝置如圖甲所示，豎直平面內(nèi)的光滑軌道由軌道ab和圓弧軌道bc組成，將質(zhì)量m0.2 kg 的小球從軌道ab上高h(yuǎn)處的某點靜止滑下，用力傳感器測出小球經(jīng)過c點時對軌道的壓力f，改變h的大小，可測出相應(yīng)的f大小，f隨h的變化關(guān)系如圖乙所示求：(1)圓軌道的半徑(2)該星球的第一宇宙速度【解析】(1)設(shè)該星球表面的重力加速度為g0，圓軌道的半徑為r當(dāng)h0.5 m時，有：mg0(h2r)mv02(2分)mg0(2分)解得：rh0.2 m(1分)(2)當(dāng)h0.5 m時，有：mg0(h2r)mv2(1分)mg0f(1分)即fg0(2h1)(1分)由fh圖象可得：g05 m/s2(1分)該星球的第一宇宙速度v5 km/s(1分)答案(1)0.2 m(2)5 km/s14(10分)如圖所示，間距為l的兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為，導(dǎo)軌光滑且電阻忽略不計磁感應(yīng)強度為b的條形勻強磁場的方向與導(dǎo)軌平面垂直，磁場區(qū)域的寬度為d1，間距為d2兩根質(zhì)量均為m、有效電阻均為r的導(dǎo)體棒a和b放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直(設(shè)重力加速度為g)(1)若a進入第2個磁場區(qū)域時，b以與a同樣的速度進入第1個磁場區(qū)域，求b穿過第1個磁場區(qū)域過程中增加的動能ek(2)若a進入第2個磁場區(qū)域時，b恰好離開第1個磁場區(qū)域，此后a離開第2個磁場區(qū)域時，b又恰好進入第2個磁場區(qū)域，且a、b在任意一個磁場區(qū)域或無磁場區(qū)域的運動時間均相同，求b穿過第2個磁場區(qū)域的過程中，兩導(dǎo)體棒產(chǎn)生的總焦耳熱q【解析】(1)這一過程a和b不受安培力作用由機械能守恒定律知：ekmgd1sin (3分)(2)由題意可知，兩導(dǎo)體棒每次進磁場區(qū)域時的速度相等，出磁場區(qū)域時的速度也相等，分別設(shè)為v1和v2當(dāng)b穿過第2個磁場區(qū)域時，對于棒a，有：mv12mv22mgd2sin (2分)對于棒b，有：mv22mv12mgd1sin w安(2分)w安q(1分)解得：qmg(d1d2)sin (2分)答案(1)mgd1sin (2)mg(d1d2)sin 15(12分)如圖所示，質(zhì)量分別為3m、2m、m的三個小球a、b、c，用兩根長為l的輕繩相連，置于傾角為30、高為l的固定光滑斜面上，a球恰能從斜面頂端處豎直落下，弧形擋板使小球只能豎直向下運動，碰撞過程中沒有動能損失，小球落地后均不再反彈現(xiàn)由靜止開始釋放它們，不計所有摩擦求：(1)a球剛要落地時的速度大小(2)c球剛要落地時的速度大小(3)在b球運動的過程中，兩繩對b球做的總功【解析】(1)在a球未落地前，a、b、c組成的系統(tǒng)機械能守恒，設(shè)a球剛要落地時系統(tǒng)的速度大小為v1，則：(mambmc)v12maghambghb1mcghc1(2分)又hal，hb1hc1lsin 30l代入數(shù)據(jù)解得：v1(2分)(2)在a球落地后，b球未落地前，b、c組成的系統(tǒng)機械能守恒設(shè)b球剛要落地時系統(tǒng)的速度大小為v2，則：(mbmc)v22(mbmc)v12mbghb2mcghc2(2分)又hb2l，hc2lsin 30l代入數(shù)據(jù)解得：v2(1分)在b球落地后，c球在下落過程中機械能守恒，設(shè)c球剛要落地時系統(tǒng)的速度大小為v3，則：mcv32mcv22mcghc3，又hc3l(1分)代入數(shù)據(jù)得：v3(1分)(3)在b球運動的過程中，重力和繩的拉力做功，設(shè)兩繩做的總功為w，根據(jù)動能定理可得：mbglsin 30 wmbv22(2分)代入數(shù)據(jù)解得：wmgl(1分) 答案(1)(2)(3)mgl 16(13分)如圖所示，一個帶有圓弧的粗糙滑板a的總質(zhì)量ma3 kg，其圓弧部分與水平部分相切于p，水平部分pq長l3.75 m開始時，a靜止在光滑水平面上現(xiàn)有一質(zhì)量mb2 kg 的小木塊b從滑塊a的右端以水平初速度v05 m/s 滑上a，小木塊b與滑板a之間的動摩擦因數(shù)0.15，小木塊b滑到滑板a的左端并沿著圓弧部分上滑一段弧長后返回，最終停止在滑板a上(1)求a