高考物理一轮总复习 限时规范专题练4动力学和能量问题综合应用-人教版高三全册物理试题.doc

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1、限时规范专题练(四)动力学和能量问题综合应用时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。其中16为单选，710为多选)1在倾角为30的斜面上，某人用平行于斜面的力把原静止于斜面上的质量为2 kg的物体沿斜面向下推了2 m 的距离，并使物体获得1 m/s的速度，已知物体与斜面间的动摩擦因数为，g取10 m/s2，则在这过程中()A人对物体做功21 J B合外力对物体做功1 JC物体克服摩擦力做功21 J D物体重力势能减小40 J答案B解析根据动能定理可知，合外力对物体做的功等于物体动能的增加量，即W合mv22 kg(1 m/s)21 J，所以选项B正确；对物体

2、受力分析，根据物体在垂直斜面方向上的合力为零求出物体与斜面间的正压力FNmgcos，从而计算出斜面对物体沿斜面向上的滑动摩擦力大小为FfFNmgcos，所以物体克服摩擦力做功WFfFfsmgscos，代入数据可得WFf20 J，所以选项C错误；物体重力势能的减小量等于重力做的功WGmgssin2 kg10 m/s22 m20 J，选项D错误；对物体受力分析可知，物体共受到四个力的作用，其中只有3个力对物体做功，即人对物体的推力做正功，摩擦力做负功，重力做正功，它们三个力做功的代数和就等于合外力做的功，所以若设人对物体做功为W人，则应满足W人WGWFfW合，代入数据可得W人1 J，即人对物体做功

3、1 J，选项A错误。22016温州模拟滑板是现在非常流行的一种运动，如图所示，一滑板运动员以7 m/s的初速度从曲面的A点下滑，运动到B点时速度仍为7 m/s，若他以6 m/s 的初速度仍由A点下滑，则他运动到B点时的速度()A大于6 m/s B等于6 m/sC小于6 m/s D条件不足，无法计算答案A解析当初速度为7 m/s时，由功能关系知，运动员克服摩擦力做的功等于减少的重力势能。运动员做曲线运动可看成圆周运动，当初速度变为6 m/s时，所需的向心力变小，因而运动员对轨道的压力变小，由FfFN知运动员所受的摩擦力减小，故从A到B过程中克服摩擦力做的功减少，而重力势能变化量不变，故运动员在B

4、点的动能大于他在A点的动能，A正确。3如图甲所示，在倾角为的光滑斜面上，有一个质量为m的物体在沿斜面方向的力F的作用下由静止开始运动，物体的机械能E随位移x的变化关系如图乙所示。其中0x1 过程的图线是曲线，x1x2过程的图线为平行于x轴的直线，则下列说法中正确的是()A物体在沿斜面向上运动B在0x1过程中，物体的加速度一直减小C在0x2过程中，物体先减速再匀速D在x1x2过程中，物体的加速度为gsin答案D解析由图乙可知，在0x1过程中，物体机械能减少，故力F在此过程中做负功，因此，物体沿斜面向下运动。因在Ex图线中的0x1阶段，图线的斜率变小，故力F在此过程中逐渐减小，由mgsinFma可

5、知，物体的加速度逐渐增大，A、B、C错误；x1x2过程中，物体机械能保持不变，F0，故此过程中物体的加速度agsin，D正确。4如图所示，在倾斜30的光滑斜面上有一垂直于斜面的固定挡板C，质量相等的两木块A、B用一劲度系数为k的轻弹簧相连，系统处于静止状态，弹簧压缩量为l。如果用平行斜面向上的恒力F(FmAg)拉A，当A向上运动一段距离x后撤去F，A运动到最高处B刚好不离开C，重力加速度为g，则下列说法正确的是()AA沿斜面上升的初始加速度大小为BA上升的竖直高度最大为2lC拉力F的功率随时间均匀增加Dl等于x答案D解析A原来处于静止状态，加外力F后的初始加速度ag，故A选项错误；刚开始，弹簧

6、压缩量为l，对A沿斜面方向列平衡方程有：mAgsinkl，最后B恰好不离开C，对B沿斜面方向列平衡方程有：mBgsinkx1，其中x1为弹簧伸长量，因mAmB，所以x1l，则A沿斜面上升2l，而竖直高度h2lsinl，故B选项错误；因弹簧初始的压缩量为l，后来的伸长量为l，所以弹性势能没变。由能量守恒得：F做的功转化成了A的重力势能。即FxmAg2lsin，所以xl，故D选项正确；拉力F的功率PFv，由于A不是匀变速运动，故P不是随时间均匀增加，故C选项错误。52017陕西宝鸡质检如图所示，一劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在墙上，另一端连接物体A。一细绳平行于光滑桌面并通过光滑定滑轮连接物体A

7、和B。两物体的质量均为m，开始时用手托住B，让细绳恰好伸直，A、B物体都静止。现由静止释放B，直至B获得最大速度(A始终在桌面上运动)，已知弹簧的弹性势能Epkx2，x是弹簧的形变量。下列有关该过程的分析正确的是()AA、B物体组成的系统的机械能守恒B当A的速度最大时，弹簧的伸长量为xC物体A的最大速度值vmgD细绳拉力对A做的功等于A物体机械能的变化答案C解析对于A物体、B物体以及弹簧组成的系统，只有弹簧的弹力和重力做功，系统的机械能守恒，由于弹簧的弹性势能不断增大，所以A物体与B物体组成的系统机械能不断减少，选项A错误；以A、B组成的系统为研究对象，有mBgkx(mAmB)a，由于弹簧的伸

8、长量x逐渐变大，故加速度逐渐减小，当加速度减为零时，物体速度达到最大，x，Epkx2，根据系统机械能守恒知mgx2mvEp，解得vmg，选项B错误、C正确；整个系统中，根据功能关系可知，B减少的机械能转化为A的机械能以及弹簧的弹性势能，故细绳拉力对A做的功等于A物体增加的机械能和弹簧增加的弹性势能之和，选项D错误。6如图所示，A和B两个小球固定在一根轻杆的两端，A球的质量为m，B球的质量为2m，此杆可绕穿过O点的水平轴无摩擦地转动。现使轻杆从水平位置由静止释放，则在杆从释放到转过90的过程中，下列说法正确的是()AA球的机械能减少B杆对A球始终不做功CB球重力势能的减少量等于B球动能的增加量D

9、A球和B球的总机械能守恒答案D解析因为A球的重力势能和动能都增加，故选项A错误。由于A球的机械能增加，杆对A球一定做正功，选项B错误。因为A球机械能增加，B球的机械能必然减少，选项C错误。系统满足机械能守恒的条件，故选项D正确。7如图所示内壁光滑的环形槽半径为R，固定在竖直平面内，质量均为m的小球A、B，以等大的速率v0从圆心等高处向上、向下滑入环形槽，若在运动过程中两球均未脱离环形槽，设当地重力加速度为g。则下列叙述中正确的是()A两球再次相遇时，速率仍然相等Bv0的最小值为C小球A通过最高点时的机械能小于小球B通过最低点时的机械能D小球A通过最高点和小球B通过最低点时对环形槽的压力差值为6

10、mg答案AD解析两小球运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，C项错误；两小球初始机械能相同，故再次相遇时，重力势能相等，动能相等，A项正确；小球通过最高点的最小速度v，小球从初始位置到最高点速度最小时，由动能定理得：mgRmv2mv，解两式，v0，B项错误；设小球通过最高点时，速度为v1，由牛顿第二定律有：F1mgm。小球由最高点运动到最低点过程中，由动能定理得：mg2Rmvmv，在最低点时，由牛顿第二定律有：F2mgm，解得：F2F16mg，D项正确。82017济南调研如图所示，轻弹簧放置在倾角为30的斜面上，下端固定于斜面底端。重10 N的滑块从斜面顶端a点由静止开始下滑，到b点接触弹簧，

11、滑块将弹簧压缩最低至c点，然后又回到a点。已知ab1 m，bc0.2 m。下列说法正确的是()A整个过程中滑块动能的最大值为6 JB整个过程中弹簧弹性势能的最大值为6 JC从b点向下到c点过程中，滑块的机械能减少量为6 JD从c点向上返回a点过程中弹簧、滑块与地球组成的系统机械能守恒答案BCD解析由题意可知滑块从a点下滑至最低点后又返回a点，故滑块不受摩擦力作用。当滑块的合力为0时，滑块速度最大，设滑块在d点合力为0，d点在b和c之间，滑块从a运动到d，运用动能定理得mghadW弹Ekd0，mghadmghac101.2sin306 J，W弹0，所以EkdCP。现OD边水平放置，让小物块从C滑

12、到D；然后将OC边水平放置，再让小物块从D滑到C，小物块两次滑动经过P点的时间相同。下列说法正确的是()AA、B材料的动摩擦因数相同B两次滑动中物块到达底端速度相等C两次滑动中物块到达P点速度相等D两次滑动中物块到达底端摩擦生热相等答案BD解析由小物块两次滑动经过P点的时间相同及xat2可知两次滑动的加速度不相同，根据牛顿第二定律可知A、B材料的动摩擦因数不相同，两次滑动中物块到达P点速度不相等，选项A、C错误；由于两次滑动中小物块经过CP段与PD段的摩擦力分别保持不变，故两次滑动过程中克服摩擦力做的总功相同，故两次滑动中物块到达底端过程中摩擦生热相等，D正确；由动能定理可知物块到达底端速度相

13、等，故选项B正确。102017重庆调研如图所示，甲、乙两物块通过轻弹簧a栓接，轻弹簧b上端与物块乙栓接，下端与水平地面接触但不栓接，整个装置处于竖直静止状态。现对物块甲施一竖直向上的拉力(图中未画出)使其缓慢向上运动，直到轻弹簧b刚要离开地面，轻弹簧a、b的劲度系数分别为k1、k2，下列说法正确的是()A轻弹簧b刚要离开地面时，竖直拉力大小与k1、k2有关B轻弹簧b刚要离开地面时，竖直拉力大小与k1、k2无关C整个过程中，竖直拉力做功与k1、k2有关D整个过程中，竖直拉力做功与k1、k2无关答案BC解析当轻弹簧b刚要离开地面时，对整体研究，根据力的平衡，拉力等于两物块的重力之和，与k1、k2无

14、关，故A项错误，B项正确；根据能量守恒，拉力做的功等于弹簧弹性势能的变化量与两物块重力势能的增量之和，弹簧弹性势能的变化量与两弹簧的劲度系数有关，两物块上升的高度与弹簧的劲度系数有关，故C项正确，D项错误。二、非选择题(本题共2小题，共30分)112017云南师大附中月考(13分)现代化的生产流水线大大提高了劳动效率，如图为某工厂生产流水线上的水平传输装置的俯视图，它由传送带和转盘组成。物品从A处无初速度、等时间间隔地放到传送带上，运动到B处后进入匀速转动的转盘随其一起运动(无相对滑动)，到C处被取走装箱。已知A、B的距离L9.0 m，物品在转盘上与转轴O的距离R2.0 m，与传送带间的动摩擦

15、因数10.15，传送带的传输速度和转盘上与O相距为R处的线速度大小均为v3.0 m/s，g取10 m/s2。求：(1)物品从A处运动到B处的时间t；(2)若物品在转盘上的最大静摩擦力可视为与滑动摩擦力大小相等，则物品与转盘间的动摩擦因数2至少为多大？(3)若物品的质量为0.5 kg，每输送一个物品从A到C，该流水线为此至少多做多少功？答案(1)4 s(2)0.45(3)4.5 J解析(1)设物品的质量为m，放在传送带上，先受到摩擦力而加速运动，对物品有：1mgma，vat1，解得t12 s。由xat得x3 mL，故还需做匀速运动，有t22 s，所以tt1t24 s。(2)物品在转盘上所受的静摩

16、擦力提供向心力，则有：2mgm，得2至少为0.45。(3)在传送带上每输送一个物品至少需要多做的功(只在加速阶段做功)为动能的增加量与摩擦生热之和，则：Wmv21mg(vt1x)4.5 J。12(17分)如图所示，半径R0.4 m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角30，下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切，一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上。质量m0.1 kg的小物块(可视为质点)从空中A点以v02 m/s的速度被水平抛出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，经过C点后沿水平面向右运动至D点时，弹簧被压缩至最短，C、D两点间的水平距离L1.2 m

17、，小物块与水平面间的动摩擦因数0.5，g取10 m/s2。求：(1)小物块经过圆弧轨道上B点时速度vB的大小；(2)小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力大小；(3)弹簧的弹性势能的最大值Epm。答案(1)4 m/s(2)8 N(3)0.8 J解析(1)小物块恰好从B点沿切线方向进入轨道，由几何关系有vB4 m/s。(2)小物块由B点运动到C点，由动能定理有：mgR(1sin)mvmv，在C点处，由牛顿第二定律有Fmgm，解得F8 N。根据牛顿第三定律，小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力F大小为8 N。(3)小物块从B点运动到D点，由能量守恒定律有：EpmmvmgR(1sin)mgL0.8 J。