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1、2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí)講義 第五章 章末限時(shí)練（含解析） 新人教版 一、選擇題(每小題5分，共50分) 1．以下說(shuō)法中正確的是 (　　) A．物體做勻速運(yùn)動(dòng)，它的機(jī)械能一定守恒 B．物體所受合力的功為零，它的機(jī)械能一定守恒 C．物體所受合力不等于零，它的機(jī)械能可能守恒 D．物體所受合力等于零，它的機(jī)械能一定守恒 答案　C 解析　物體做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)能不變，但是高度可以改變，重力勢(shì)能改變，所以A錯(cuò)誤；合力的功為零，只是動(dòng)能不變，B錯(cuò)誤；物體所受合力不等于零，例如只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒，所以C正確；D選項(xiàng)實(shí)質(zhì)與A選項(xiàng)相同，所以錯(cuò)誤． 2．豎直

2、上拋一球，球又落回原處，已知空氣阻力的大小正比于球的速度，則下列說(shuō)法中正確的是 (　　) A．球在上升過(guò)程中克服重力做的功大于下降過(guò)程中重力做的功 B．球在上升過(guò)程中克服重力做的功等于下降過(guò)程中重力做的功 C．球在上升過(guò)程中克服重力做功的平均功率大于下降過(guò)程中重力做功的平均功率 D．球在上升過(guò)程中克服重力做功的平均功率等于下降過(guò)程中重力做功的平均功率 答案　BC 解析　上升過(guò)程重力做負(fù)功，克服重力做的功和下降過(guò)程重力做的功相等，所以B選項(xiàng)正確．考慮到空氣阻力，上升時(shí)間比下降時(shí)間短，根據(jù)P＝可知，C選項(xiàng)正確． 3．如圖1，人站在自動(dòng)扶梯上不動(dòng)，隨扶梯勻

3、速上升的過(guò)程中(　　) A．人克服重力做功，重力勢(shì)能增加 B．支持力對(duì)人做正功，人的動(dòng)能增加 C．合外力對(duì)人不做功，人的動(dòng)能不變 圖1 D．合外力對(duì)人不做功，人的機(jī)械能不變 答案　AC 解析　人在上升時(shí)，克服重力做功，重力勢(shì)能增加，A對(duì)．支持力向上做正功，但人的動(dòng)能不變，合外力做功為零，B錯(cuò)，C對(duì)；人的機(jī)械能等于動(dòng)能加上重力勢(shì)能，應(yīng)增加，D錯(cuò)． 4．如圖2甲所示，質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎直固定在水平面上，t＝0時(shí)刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點(diǎn)，然后又被彈起離開(kāi)彈簧，上升到一定高

4、度后再下落，如此反復(fù)．通過(guò)安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測(cè)出這一過(guò)程彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示，則 (　　) 圖2 A．t1時(shí)刻小球動(dòng)能最大 B．t2時(shí)刻小球動(dòng)能最大 C．t2～t3這段時(shí)間內(nèi)，小球的動(dòng)能先增加后減少 D．t2～t3這段時(shí)間內(nèi)，小球增加的動(dòng)能等于彈簧減少的彈性勢(shì)能 答案　C 解析　0～t1時(shí)間內(nèi)，小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，落到彈簧上并往下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，小球重力與彈簧對(duì)小球彈力的合力方向先向下后向上，故小球先加速后減速，t2時(shí)刻到達(dá)最低點(diǎn)，動(dòng)能為0，A、B錯(cuò)；t2～t3時(shí)間內(nèi)，小球向上運(yùn)動(dòng)，合力方向先向上后向下，小球先加速后減速，動(dòng)能先增加后減少，C

5、對(duì)；t2～t3時(shí)間內(nèi)，由能量守恒知小球增加的動(dòng)能等于彈簧減少的彈性勢(shì)能減去小球增加的重力勢(shì)能，D錯(cuò)． 5．如圖3所示，將一輕彈簧固定在傾角為30°的斜面底端，現(xiàn)用一 質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮鎖定在A點(diǎn)，解除鎖定后，物體將沿 斜面上滑，物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所能到達(dá)的最高點(diǎn)B距A點(diǎn)的豎直 高度為h，物體離開(kāi)彈簧后沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的加速度大小等于重 圖3 力加速度g.則下列說(shuō)法正確的是 (　　) A．彈簧的最大彈性勢(shì)能為mgh B．物體從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能為mgh C．物體的最大動(dòng)能等于彈簧的最大彈性勢(shì)能 D．物體最終靜止在B點(diǎn)

6、 答案　BD 解析　物體離開(kāi)彈簧上滑時(shí)，有mgsin θ＋μmgcos θ＝ma＝mg，又因?yàn)棣龋?0°，所以 mgsin θ＝μmgcos θ＝mg，μ＝tan θ；根據(jù)功能關(guān)系：Epm＝mgh＋Q大于mgh，A項(xiàng)錯(cuò)誤；機(jī)械能損失ΔE＝Q＝μmgcos θ·＝mgh，B項(xiàng)正確；物體最大動(dòng)能的位置在A點(diǎn)上方，合外力為零處，即kx′＝mgsin θ＋μmgcos θ，Epm＝Ekm＋mgh′＋μmgcos θ·，C項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)棣蹋絫an θ，所以物體可以在B點(diǎn)靜止，D項(xiàng)正確． 6．某興趣小組對(duì)一輛自制遙控小車(chē)的性能進(jìn)行研究．他們讓 這輛小車(chē)在水平的直軌道上由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，并將小車(chē)運(yùn) 動(dòng)

7、的全過(guò)程記錄下來(lái)，通過(guò)處理轉(zhuǎn)化為v－t圖象，如圖4 所示(除2 s～10 s時(shí)間段圖象為曲線外，其余時(shí)間段圖象均 為直線)．已知在小車(chē)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，2 s～14 s時(shí)間段內(nèi) 圖4 小車(chē)的功率保持不變，在14 s末停止遙控而讓小車(chē)自由滑行，小車(chē)的質(zhì)量為1.0 kg，可認(rèn)為在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小車(chē)所受的阻力大小不變．則下列說(shuō)法不正確的是 (　　) A．小車(chē)受到的阻力大小為1.5 N B．小車(chē)加速階段的功率為9 W C．小車(chē)勻速行駛階段的功率為9 W D．小車(chē)加速過(guò)程中位移大小為42 m 答案　B 解析　在14 s～18 s時(shí)間段：a＝＝1.5 m/s2，則Ff

8、＝ma＝1.5 N，A正確；在0～2 s內(nèi)小車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)，由P＝Fv可知，小車(chē)的功率逐漸增大，B不正確；在10 s～14 s內(nèi)小車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，牽引力F′＝Ff，P＝F′v＝1.5×6 W＝9 W，C正確；0～2 s內(nèi)：x1＝3 m,2 s～10 s內(nèi)根據(jù)動(dòng)能定理：Pt－Ffx2＝mv－mv，得x2＝39 m，則x＝x1＋x2＝42 m，D正確． 7．如圖5所示，光滑水平面上放著足夠長(zhǎng)的木板B，木板B上放著 木塊A，A、B接觸面粗糙，現(xiàn)用一水平拉力F作用在B上使其 由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，用Ff1代表B對(duì)A的摩擦力，F(xiàn)f2代表A對(duì)B的 圖5 摩擦力，下列說(shuō)法正確的有

9、 (　　) A．力F做的功一定等于A、B系統(tǒng)動(dòng)能的增加量 B．力F做的功一定小于A、B系統(tǒng)動(dòng)能的增加量 C．力Ff1對(duì)A做的功等于A動(dòng)能的增加量 D．力F、Ff2對(duì)B做的功之和等于B動(dòng)能的增加量 答案　CD 解析　當(dāng)水平拉力F較小時(shí)，二者一起運(yùn)動(dòng)，力F做的功一定等于A、B系統(tǒng)動(dòng)能的增加量；當(dāng)水平拉力F較大時(shí)，二者發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，力F做的功一定大于A、B系統(tǒng)動(dòng)能的增加量，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理，力Ff1對(duì)A做的功等于A動(dòng)能的增加量，力F、Ff2對(duì)B做的功之和等于B動(dòng)能的增加量，選項(xiàng)C、D正確． 8．如圖6所示，兩個(gè)豎直圓弧軌道固定在同一水平地面上，半徑R相同，左側(cè)軌道

10、由金屬凹槽制成，右側(cè)軌道由金屬圓管制成，均可視為光滑．在兩軌道右側(cè)的正上方分別將金屬小球A和B由靜止釋放，小球距離地面的高度分別為hA和hB，下列說(shuō)法正確的是 (　　) 圖6 A．若使小球A沿軌道運(yùn)動(dòng)并且從最高點(diǎn)飛出，釋放的最小高度為 B．若使小球B沿軌道運(yùn)動(dòng)并且從最高點(diǎn)飛出，釋放的最小高度為 C．適當(dāng)調(diào)節(jié)hA，可使A球從軌道最高點(diǎn)飛出后，恰好落在軌道右端口處 D．適當(dāng)調(diào)節(jié)hB，可使B球從軌道最高點(diǎn)飛出后，恰好落在軌道右端口處 答案　AD 解析　小球A從軌道最高點(diǎn)飛出的最小速度vA＝，由機(jī)械能守恒，mghA＝2mgR＋mv，則hA＝，A選項(xiàng)正確；小球B從軌道最高點(diǎn)飛出的最小

11、速度vB＝0，由機(jī)械能守恒，mghB＝2mgR，釋放的最小高度hB＝2R，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；要使小球A或B從軌道最高點(diǎn)飛出后，恰好落在軌道右端口處，需滿(mǎn)足R＝v0t，R＝gt2，則v0＝ ，而A球的最小速度vA＝>v0，故A球不可能落在軌道右端口處，B球可能，C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確． 9．如圖7所示，光滑的水平軌道AB與半徑為R的光滑的半圓形 軌道BCD相切于B點(diǎn)，其中半圓軌道在豎直平面內(nèi)，B點(diǎn)為最 低點(diǎn)，D點(diǎn)為最高點(diǎn)，一小球以一定的初速度沿AB射入，恰能 通過(guò)最高點(diǎn)，設(shè)小球在最高點(diǎn)D的重力勢(shì)能為零，則關(guān)于小球在 圖7 B點(diǎn)的機(jī)械能E與軌道對(duì)小球的支持力F的說(shuō)法正確的是(　　) A．

12、E與R成正比 B．E與R無(wú)關(guān) C．F與R成正比 D．F與R無(wú)關(guān) 答案　AD 解析　小球恰能通過(guò)最高點(diǎn)，則在最高點(diǎn)重力充當(dāng)向心力，有mg＝m，因?yàn)樾∏蛟谧罡唿c(diǎn)D的重力勢(shì)能為零，則小球在D點(diǎn)的機(jī)械能為mv2，由機(jī)械能守恒定律可知：小球在B點(diǎn)的機(jī)械能與在D點(diǎn)的機(jī)械能相等，則E＝mv2＝mgR，所以E與R成正比，故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；從B點(diǎn)到D點(diǎn)小球機(jī)械能守恒，可得：mv2＝mv－2mgR，在B點(diǎn)有：F－mg＝m，可解得F＝6mg，所以F與R無(wú)關(guān)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確． 10．如圖8所示，在光滑固定的曲面上，放有兩個(gè)質(zhì)量分別為 1 kg和2 kg的可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A和

13、B，兩球之間用一根 輕質(zhì)彈簧相連，用手拿著A如圖所示豎直放置，AB間距離 L＝0.2 m，小球B剛剛與曲面接觸且距水平面的高度h＝ 圖8 0.1 m．此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能Ep＝1 J，自由釋放A后兩球以及彈簧從靜止開(kāi)始下滑到光滑地面上，以后一直沿光滑地面運(yùn)動(dòng)，不計(jì)一切碰撞時(shí)機(jī)械能的損失，g取10 m/s2.則下列說(shuō)法中正確的是 (　　) A．下滑的整個(gè)過(guò)程中彈簧和A球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 B．下滑的整個(gè)過(guò)程中兩球及彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 C．B球剛到地面時(shí)，速度是 m/s D．當(dāng)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，以地面為參考平面，兩球在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)的

14、機(jī)械能為6 J 答案　BD 解析　由于彈簧和B之間有作用力，彈簧和A球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由于沒(méi)有摩擦，系統(tǒng)只有彈簧彈力和重力做功，則B項(xiàng)正確；因?yàn)閺椈勺饔糜贐，并對(duì)B做功，B的機(jī)械能不守恒，而 m/s是根據(jù)機(jī)械能守恒求解得出的，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒，到地面時(shí)的機(jī)械能與剛釋放時(shí)的機(jī)械能相等，又彈簧處于原長(zhǎng)，則E＝mAg(L＋h)＋mBgh＋Ep＝6 J，D項(xiàng)正確． 二、非選擇題(共50分) 11．(8分)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，使質(zhì)量為m＝200 g的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，選取一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶如圖9所示．O為紙帶下落的起始

15、點(diǎn)，A、B、C為紙帶上選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔T＝0.02 s打一個(gè)點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間＝9.8 m/s2，那么 圖9 (1)計(jì)算B點(diǎn)瞬時(shí)速度時(shí)，甲同學(xué)用v＝2gxOB，乙同學(xué)用vB＝.其中所選擇方法正確的是______(填“甲”或“乙”)同學(xué)． (2)同學(xué)丙想根據(jù)紙帶上的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)一步計(jì)算重物和紙帶下落過(guò)程中所受的阻力，為此他計(jì)算出紙帶下落的加速度為_(kāi)_______m/s2，從而計(jì)算出阻力Ff＝________N. (3)若同學(xué)丁不慎將上述紙帶從OA之間扯斷，他僅利用A點(diǎn)之后的紙帶能否實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的目的？______.(填“能”或“不能”) 答案　(1

16、)乙　(2)9.5　0.06　(3)能 解析　(1)如用v＝2gxOB求vB，就等于認(rèn)為機(jī)械能已經(jīng)守恒了，應(yīng)選用vB＝. (2)由Δx＝aT2知 a＝＝ ＝ m/s2 ＝9.5 m/s2 由mg－Ff＝ma知Ff＝mg－ma＝0.06 N. (3)能．可利用m(v－v)＝mgh12驗(yàn)證． 12．(8分)在“探究恒力做功與物體的動(dòng)能改變量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中備有下列器材：A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；B.天平；C.秒表；D.低壓交流電源；E.電池；F.紙帶；G.細(xì)線、砝碼、小車(chē)、重物、砝碼盤(pán)；H.薄木板． (1)其中多余的器材是________(填器材前的字母)，缺少的器材是________．

17、 (2)測(cè)量時(shí)間的工具是____________；測(cè)量質(zhì)量的工具是____________．(填器材前的字母) (3)如圖10所示是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的小車(chē)(質(zhì)量為m)在恒力F作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的紙帶．測(cè)量數(shù)據(jù)已用字母表示在圖中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T(mén).請(qǐng)分析，利用這些數(shù)據(jù)能否驗(yàn)證動(dòng)能定理？若不能，請(qǐng)說(shuō)明理由；若能，請(qǐng)說(shuō)出做法，并對(duì)這種做法做出評(píng)價(jià)． 圖10 答案　(1)C、E　毫米刻度尺　(2)A　B　(3)見(jiàn)解析 解析　(1)計(jì)算小車(chē)速度是利用打上點(diǎn)的紙帶，故不需要秒表．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用低壓交流電源，故多余的器材是C、E；測(cè)量點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離要用毫米刻度尺，故缺少的器材是毫米

18、刻度尺． (2)測(cè)量時(shí)間的工具是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，測(cè)量質(zhì)量的工具是天平． (3)能． 從A到B的過(guò)程中，恒力做的功為WAB＝FxAB 物體動(dòng)能的變化量為 EkB－EkA＝mv－mv ＝m()2－m()2 ＝m 只要驗(yàn)證FxAB＝m即可． 優(yōu)點(diǎn)：A、B兩點(diǎn)的距離較遠(yuǎn)，測(cè)量時(shí)的相對(duì)誤差較小． 缺點(diǎn)：只進(jìn)行了一次測(cè)量驗(yàn)證，說(shuō)服力不強(qiáng)． 13．(10分)如圖11所示，軌道ABC被豎直地固定在水平桌面上， A距離水平地面高H＝0.75 m，C距離水平地面高h(yuǎn)＝0.45 m． 一質(zhì)量m＝0.10 kg的小物塊自A點(diǎn)從靜止開(kāi)始下滑，從C點(diǎn) 以水平速度飛出后落在水平地面上

19、的D點(diǎn)．現(xiàn)測(cè)得C、D兩點(diǎn)的 圖11 水平距離為l＝0.60 m．不計(jì)空氣阻力，取g＝10 m/s2.求： (1)小物塊從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間； (2)小物塊從C點(diǎn)飛出時(shí)速度的大?。? (3)小物塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中克服摩擦力做的功． 答案　(1)0.3 s　(2)2.0 m/s　(3)0.1 J 解析　(1)小物塊從C水平飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，由h＝gt2得小物塊從C到D運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t＝ ＝0.3 s (2)從C點(diǎn)飛出時(shí)速度的大小v＝＝2.0 m/s (3)小物塊從A運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理得 mg(H－h(huán))＋Wf＝mv2－0 摩擦力做功Wf＝mv2－mg

20、(H－h(huán))＝－0.1 J 此過(guò)程中克服摩擦力做的功Wf′＝－Wf＝0.1 J. 14．(16分)(xx·北京·23)摩天大樓中一部直通高層的客運(yùn)電梯，行程超過(guò)百米．電梯的簡(jiǎn)化模型如圖13甲所示．考慮安全、舒適、省時(shí)等因素，電梯的加速度a是隨時(shí)間t變化的．已知電梯在t＝0時(shí)由靜止開(kāi)始上升，a－t圖象如圖乙所示．電梯總質(zhì)量m＝2.0×103 kg.忽略一切阻力，重力加速度g取10 m/s2. 　 圖13 (1)求電梯在上升過(guò)程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2； (2)類(lèi)比是一種常用的研究方法．對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)，教科書(shū)中講解了由v－t圖象求位移的方法．請(qǐng)你借鑒此方法，對(duì)比加速度和速度的定義

21、，根據(jù)圖乙所示的a－t圖象，求電梯在第1 s內(nèi)的速度改變量Δv1和第2 s末的速率v2； (3)求電梯以最大速率上升時(shí)，拉力做功的功率P；再求在0～11 s時(shí)間內(nèi)，拉力和重力對(duì)電梯所做的總功W. 答案　(1)2.2×104 N　1.8×104 N　(2)0.5 m/s 1．5 m/s　(3)2.0×105 W　1.0×105 J 解析　(1)由牛頓第二定律，有F－mg＝ma 由a－t圖象可知，F(xiàn)1和F2對(duì)應(yīng)的加速度分別是 a1＝1.0 m/s2，a2＝－1.0 m/s2，則 F1＝m(g＋a1)＝2.0×103×(10＋1.0) N＝2.2×104 N F2＝m(g＋a2)＝2

22、.0×103×(10－1.0) N＝1.8×104 N (2)類(lèi)比可得，所求速度變化量等于第1 s內(nèi)a－t圖線與t軸所圍圖形的面積， 可得Δv1＝0.5 m/s 同理可得2 s內(nèi)的速度變化量Δv2＝v2－v0＝1.5 m/s v0＝0，第2 s末的速率v2＝1.5 m/s (3)由a－t圖象可知，11 s～30 s內(nèi)速率最大，其值vm等于0～11 s內(nèi)a－t圖線與t軸所圍圖形的面積，此時(shí)電梯做勻速運(yùn)動(dòng)，拉力F等于重力mg，所求功率 P＝Fvm＝mg·vm＝2.0×103×10×10 W＝2.0×105 W 由動(dòng)能定理得，總功 W＝Ek2－Ek1＝mv－0＝×2.0×103×102 J ＝1.0×105 J.