2016年三维设计物理一轮复习第五章高频考点真题验收全通关

第五章高频考点真题验收全通关[把握本章在高考中考什么、怎么考，练通此卷、平步高考！]高频考点一：功和功率1．(2012·江苏高考)如图1所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球。在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点。在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是()图1A．逐渐增大B．逐渐减小C．先增大，后减小D．先减小，后增大2．(多选)(2011·海南高考)一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t＝0时起，第1s内受到2N的水平外力作用，第2s内受到同方向的1N的外力作用。下列判断正确的是()A．0～2s内外力的平均功率为94WB．第2s内外力所做的功为54JC．第2s末外力的瞬时功率最大D．第1s内与第2s内质点动能增加量的比值为453．(多选)(2012·天津高考)如图2甲所示，静止在水平地面的物块A，受到水平向右的拉力F作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面的静摩擦力最大值fm与滑动摩擦力大小相等，则()图2A．0～t1时间内F的功率逐渐增大B．t2时刻物块A的加速度最大C．t2时刻后物块A做反向运动D．t3时刻物块A的动能最大4．(多选)(2012·四川高考)如图3所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物体接触(未连接)，弹簧水平且无形变。用水平力F缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，此时物体静止。撤去F后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4x0。物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。则()图3A．撤去F后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动B．撤去F后，物体刚运动时的加速度大小为kx0m－μgC．物体做匀减速运动的时间为2x0μgD．物体开始向左运动到速度达到最大的过程中克服摩擦力做的功为μmg(x0－μmgk)5．(2012·北京高考)摩天大楼中一部直通高层的客运电梯，行程超过百米，电梯的简化模型如图4甲所示。考虑安全、舒适、省时等因素，电梯的加速度a是随时间t变化的。已知电梯在t＝0时由静止开始上升，a­t图像如图乙所示。电梯总质量m＝2.0×103kg。忽略一切阻力，重力加速度g取10m/s2。图4(1)求电梯在上升过程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2；(2)类比是一种常用的研究方法。对于直线运动，教科书中讲解了由v­t图像求位移的方法。请你借鉴此方法，对比加速度和速度的定义，根据图乙所示a­t图像，求电梯在第1s内的速度改变量Δv1和第2s末的速率v2；(3)求电梯以最大速率上升时，拉力做功的功率P；再求在0～11s时间内，拉力和重力对电梯所做的总功W。高频考点二：动能和动能定理6．(2012·安徽高考)如图5所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知AP＝2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中()图5A．重力做功2mgRB．机械能减少mgRC．合外力做功mgRD．克服摩擦力做功12mgR7．(多选)(2011·大纲卷)一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用。此后，该质点的动能可能()A．一直增大B．先逐渐减小至零，再逐渐增大C．先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小D．先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大8.(2011·江苏高考)如图6所示，演员正在进行杂技表演。由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于()图6A．0.3JB．3JC．30JD．300J9．(2012·福建高考)如图7，用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边。已知拖动缆绳的电动机功率恒为P，小船的质量为m，小船受到的阻力大小恒为f，经过A点时的速度大小为v0，小船从A点沿直线加速运动到B点经历时间为t1，A、B两点间距离为d，缆绳质量忽略不计。求：图7(1)小船从A点运动到B点的全过程克服阻力做的功Wf；(2)小船经过B点时的速度大小v1；(3)小船经过B点时的加速度大小a。10．(2012·江苏高考)某缓冲装置的理想模型如图8所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为f。轻杆向右移动不超过l时，装置可安全工作。一质量为m的小车若以速度v0撞击弹簧，将导致轻杆向右移动l4。轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面间的摩擦。图8(1)若弹簧的劲度系数为k，求轻杆开始移动时，弹簧的压缩量x；(2)求为使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度vm；(3)讨论在装置安全工作时，该小车弹回速度v′和撞击速度v的关系。高频考点三：机械能守恒定律及应用11．(多选)(2011·大纲卷)一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是()A．运动员到达最低点前重力势能始终减小B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关12．(2014·安徽高考)如图9所示，有一内壁光滑的闭合椭圆形管道，置于竖直平面内，MN是通过椭圆中心O点的水平线。已知一小球从M点出发，初速率为v0，沿管道MPN运动，到N点的速率为v1，所需时间为t1；若该小球仍由M点以初速率v0出发，而沿管道MQN运动，到N点的速率为v2，所需时间为t2。则()图9A．v1＝v2，t1＞t2B．v1＜v2，t1＞t2C．v1＝v2，t1＜t2D．v1＜v2，t1＜t213．(2012·大纲卷)一探险队员在探险时遇到一山沟，山沟的一侧竖直，另一侧的坡面呈抛物线形状。此队员从山沟的竖直一侧，以速度v0沿水平方向跳向另一侧坡面。如图10所示，以沟底的O点为原点建立坐标系xOy。已知，山沟竖直一侧的高度为2h，坡面的抛物线方程为y＝12hx2；探险队员的质量为m。人视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g。图10(1)求此人落到坡面时的动能；(2)此人水平跳出的速度为多大时，他落在坡面时的动能最小？动能的最小值为多少？高频考点四：功能关系能量的转化与守恒14．(多选)(2012·海南高考)下列关于功和机械能的说法，正确的是()A．在有阻力作用的情况下，物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功B．合力对物体所做的功等于物体动能的改变量C．物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能，其大小与势能零点的选取有关D．运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量15．(2011·上海高考)如图11所示，一长为L的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为m的小球。一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度ω匀速转动，当杆与水平方向成60°时，拉力的功率为()图11A．mgLωB．32mgLωC．12mgLωD．36mgLω16．(2012·上海高考)质量相等的匀质柔软细绳A、B平放于水平地面，绳A较长。分别捏住两绳中点缓慢提起，直到全部离开地面，两绳中点被提升的高度分别为hA、hB，上述过程中克服重力做的功分别为WA、WB。若()A．hA＝hB，则一定有WA＝WBB．hA＞hB，则可能有WA＜WBC．hA＜hB，则可能有WA＝WBD．hA＞hB，则一定有WA＞WB17.(2012·福建高考)如图12，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)。初始时刻，A、B处于同一高度并恰好处于静止状态。剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块()图12A．速率的变化量不同B．机械能的变化量不同C．重力势能的变化量相同D．重力做功的平均功率相同18．(2011·北京高考)如图13所示，长度为l的轻绳上端固定在O点，下端系一质量为m的小球(小球的大小可以忽略)。图13(1)在水平拉力F的作用下，轻绳与竖直方向的夹角为α，小球保持静止。画出此时小球的受力图，并求力F的大小；(2)由图示位置无初速释放小球，求当小球通过最低点时的速度大小及轻绳对小球的拉力。不计空气阻力。19．(2011·浙江高考)节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车。一质量m＝1000kg的混合动力轿车，在平直公路上以v1＝90km/h匀速行驶，发动机的输出功率为P＝50kW。当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时，保持发动机功率不变，立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，运动L＝72m后，速度变为v2＝72km/h。此过程中发动机功率的15用于轿车的牵引，45用于供给发电机工作，发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能。假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变。求(1)轿车以90km/h在平直公路上匀速行驶时，所受阻力F阻的大小；(2)轿车从90km/h减速到72km/h过程中，获得的电能E电；(3)轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能E电维持72km/h匀速运动的距离L′。20．(2014·江苏高考)如图14所示，生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙，甲的速度为v0。小工件离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上，工件与乙之间的动摩擦因数为μ。乙的宽度足够大，重力加速度为g。图14(1)若乙的速度为v0，求工件在乙上侧向(垂直于乙的运动方向)滑过的距离s；(2)若乙的速度为2v0，求工件在乙上刚停止侧向滑动时的速度大小v；(3)保持乙的速度2v0不变，当工件在乙上刚停止滑动时，下一只工件恰好传到乙上，如此反复。若每个工件的质量均为m，除工件与传送带之间摩擦外，其他能量损耗均不计，求驱动乙的电动机的平均输出功率P。答案1．选A小球从A到B在竖直平面内做匀速圆周运动，动能不变，重力势能增加得越来越快，故拉力的瞬时功率逐渐增大。2．选AD第1s内质点的位移s1＝12a1t12＝12F1mt12＝1m，外力做的功W1＝F1s1＝2J；第1s末质点的速度为v1＝a1t1＝21×1m/s＝2m/s，第2s内质点的位移s2＝v1t2＋12a2t22＝2×1＋12×11×12m＝2.5m，则第2s内外力做的功W2＝F2s2＝1×2.5J＝2.5J，选项B错误。0～2s内外力的平均功率P＝Wt＝2＋2.52W＝94W，选项A正确。由瞬时功率P＝Fv可知，第1s末的功率P1＝F1v1＝2×2W＝4W，第2s末的速度为v2＝v1＋a2t2＝(2＋1×1)m/s＝3m/s，功率P2＝F2v2＝1×3W＝3W，选项C错误。由动能定理可知，动能的增加量等于合力做的功，所以第1s内和第2s内质点动能增加量的比值为22.5＝45，选项D正确。3．选BD0～t1时间内，物块静止，F的功率为零，选项A错误；t2时刻合外力最大，物块A的加速度最大，选项B正确；t2时刻后物块A继续向前运动，选项C错误；t1～t3时间内，物块一直加速运动，t3时刻后物块做减速运动，所以t3时刻物块A的动能最大，选项D正确。4．选BD根据牛顿第二定律可得kx－μmg＝ma，即a＝kx－μmgm，当kxμmg时，随着形变量x的减小，加速度a将减小；当kxμmg时，随着形变量x的减小，加速度a将增大，则撤去F后，物体刚运动时的加速度为a＝kx0m－μg，物体先做加速度逐渐减小的加速直线运动，当kx＝μmg(a＝0)时，物体的速度最大，然后做加速度增大的减速直线运动，最后当物体与弹簧脱离后做加速度为a＝μg的匀减速直线运动，故A选项错误，B选项正确；物体脱离弹簧后做加速度为a＝μg的匀减速直线运动，根据匀变速直线运动的规律可得3x0＝12μgt2，解得t＝6x0μg，故C选项错误；根据功的计算式可得，物体开始向左端运动到速度最大的过程中滑动摩擦力做功为W＝－μmgx′，又x′＝x0－μmgk，解得W＝－μmg(x0－μmgk)，即克服滑动摩擦力做功为μmg(x0－μmgk)，故D选项正确。5．解析：(1)由