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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 滾動測試四 第一-四章綜合測試（含解析）魯科版 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1~5題只有一項(xiàng)符合題目要求,第6~8題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分) 1.如圖所示,用長為L的輕繩懸掛一質(zhì)量為m的小球,對小球再施加一個(gè)力,使繩與豎直方向成β角并繃緊,小球處于靜止?fàn)顟B(tài),此力最小為(　　) A.mgsinβ B.mgcosβ C.mgtanβ D.mgcotβ 解析:以小球?yàn)檠芯繉ο?則小球受重力mg,繩拉力FT,施加外力F,應(yīng)有F與FT合力與mg等大反向,即F與FT的合力為G=mg。如圖所示,在合力G一定時(shí),其一分力FT方向一定的前提下,另一分力的最小值由三角形定則可知F應(yīng)垂直繩所在的直線,故F=mgsinβ,選A。 答案:A 2.如圖甲所示,在升降機(jī)的頂部安裝了一個(gè)能夠顯示拉力的傳感器,傳感器下方掛上一輕質(zhì)彈簧,彈簧下端掛一質(zhì)量為m的小球,若升降機(jī)在勻速運(yùn)行過程中突然停止,并以此時(shí)為零時(shí)刻,在后面一段時(shí)間內(nèi)傳感器顯示彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示,g為重力加速度,則(　　) A.升降機(jī)停止前在向上運(yùn)動 B.0~t1時(shí)間小球處于失重狀態(tài),t1~t2時(shí)間小球處于超重狀態(tài) C.t1~t3時(shí)間小球向下運(yùn)動,動能先減小后增大 D.t3~t4時(shí)間彈簧彈性勢能變化量小于小球動能變化量 解析:因?yàn)樵谏禉C(jī)停止運(yùn)動后彈簧的彈力減小,故彈簧的形變量在減小,即小球向上運(yùn)動,所以升降機(jī)停止前在向上運(yùn)動,A正確;在0~t1時(shí)間內(nèi),彈力小于重力,小球加速度向下,處于失重狀態(tài),同理在t1~t2時(shí)間內(nèi)小球處于失重狀態(tài),B錯(cuò)誤;在t1~t3時(shí)間內(nèi),小球由彈簧原長處開始運(yùn)動,彈力增大,可見彈簧伸長,小球向下運(yùn)動,速度先增大后減小,C錯(cuò)誤;t3~t4時(shí)間內(nèi),彈簧的形變量減小,彈性勢能減小,小球向上運(yùn)動,速度增大,由能量守恒定律可知,彈性勢能的減少量等于動能和重力勢能的增加量之和,D錯(cuò)誤。 答案:A 3.山地滑雪是人們喜愛的一項(xiàng)體育運(yùn)動。如圖所示,一滑雪坡由斜面AB和圓弧面BC組成,圓弧面BC和斜面相切于B,與水平面相切于C,豎直臺階CD底端與傾角為θ的斜坡DE相連。第一次運(yùn)動員從A點(diǎn)由靜止滑下通過C點(diǎn)后飛落到DE上,第二次從AB間的A點(diǎn)(圖中未標(biāo),即AB>AB)由靜止滑下通過C點(diǎn)后也飛落到DE上,運(yùn)動員兩次與斜坡DE接觸時(shí)速度與水平方向的夾角分別為φ1和φ2,不計(jì)空氣阻力和軌道的摩擦力,則(　　) A.φ1>φ2 B.φ1<φ2 C.φ1=φ2 D.無法確定兩角的大小關(guān)系 解析:由平拋運(yùn)動知識可知:,即 , 故g()=<0, 所以<0, 由tanα=可得φ1<φ2。 答案:B 4.將三個(gè)木板1、2、3固定在墻角,木板與墻壁和地面構(gòu)成了三個(gè)不同的三角形,如圖所示,其中1與2底邊相同,2和3高度相同?，F(xiàn)將一個(gè)可以視為質(zhì)點(diǎn)的物塊分別從三個(gè)木板的頂端由靜止釋放,并沿木板下滑到底端,物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ均相同。在這三個(gè)過程中,下列說法中錯(cuò)誤的是(　　) A.沿著1和2下滑到底端時(shí),物塊的速度不同;沿著2和3下滑到底端時(shí),物塊的速度相同 B.沿著1下滑到底端時(shí),物塊的速度最大 C.物塊沿著3下滑到底端的過程中,產(chǎn)生的熱量是最多的 D.物塊沿著1和2下滑到底端的過程中,產(chǎn)生的熱量是一樣多的 解析:設(shè)斜面和水平方向夾角為θ,斜面長度為L,則物塊下滑過程中克服摩擦力做功為:W=μmgLcosθ。Lcosθ即為底邊長度。若物塊滑到底端時(shí)速度為v,由動能定理得:mgh-μmgLcosθ=mv2-0;根據(jù)題圖中斜面高度和底邊長度可知滑到底邊時(shí)速度大小關(guān)系為:v1>v2>v3,A錯(cuò)誤,B正確;因?yàn)镼=μmgLcosθ,由題圖可知1和2底邊相等且小于3的,故摩擦生熱關(guān)系為:Q1=Q2μmg。下列說法中正確的是(　　) A.小球先做加速度減小的加速運(yùn)動,后做加速度增大的減速運(yùn)動直到靜止 B.小球先做加速度增大的加速運(yùn)動,后做加速度減小的加速運(yùn)動,直到最后做勻速運(yùn)動 C.小球的最大加速度為 D.恒力F0的最大功率為 解析:開始小球速度為零,所受彈力方向向上,則摩擦力f=μ(mg-F),根據(jù)牛頓第二定律得F0-f=ma,隨著速度增加,F增大,則f減小,所以a增大,直到f=0時(shí)加速度達(dá)到最大值am=。隨后彈力反向改為向下,所以f=μ(F-mg),隨著速度增加F增大,則f增大,所以a減小,直到受力平衡時(shí)小球以最大速度做勻速運(yùn)動,F0=f=μ(kvm-mg),所以最大速度為vm=,恒力F0的最大功率為,答案為BCD。 答案:BCD 8.如圖,質(zhì)量為m的物體,以速度vA從離地為H的A點(diǎn)拋出,當(dāng)它落到距離地面高為h的B點(diǎn)時(shí),速度為vB,在不計(jì)空氣阻力的情況下,下列說法中正確的是(取地面為零勢能面)(　　) A.物體在A點(diǎn)時(shí)具有的機(jī)械能是mgh+ B.物體在B點(diǎn)時(shí)具有的機(jī)械能是mgh+ C.物體著地時(shí)具有的機(jī)械能是mgh+ D.物體著地時(shí)具有的機(jī)械能是mgH+ 解析:物體下落過程中機(jī)械能守恒,故物體在A點(diǎn)的機(jī)械能與B處以及地面時(shí)相同,均為mgh+,或者是mgH+,A、B、D正確。 答案:ABD 二、實(shí)驗(yàn)題(共20分) 9.(8分)某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了“探究做功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)步驟如下: a.實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示,細(xì)繩一端系在滑塊上,另一端繞過小滑輪后掛一砂桶,砂桶內(nèi)裝一定量的砂子,用墊塊將長木板固定有定滑輪的一端墊高,不斷調(diào)整墊塊的高度,直至輕推滑塊后,滑塊恰好能沿長木板向下做勻速直線運(yùn)動; b.保持長木板的傾角不變,取下細(xì)繩和砂桶,將滑塊右端與紙帶相連,并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔,接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源后,釋放滑塊,讓滑塊從靜止開始加速下滑; c.取下紙帶,在紙帶上取如圖2所示的A、B兩計(jì)數(shù)點(diǎn),并用刻度尺測出s1、s2、s。 根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)步驟,回答下列問題: 圖1 (1)若忽略滑輪質(zhì)量及軸間摩擦,本實(shí)驗(yàn)中滑塊加速下滑時(shí)所受的合外力　　　　(填“等于”“大于”或“小于”)砂桶及砂的總重力。 (2)為探究從A到B過程中,做功與滑塊速度變化關(guān)系,則實(shí)驗(yàn)中還需測量的量有　　　　　　　　　　。 (3)設(shè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T,請寫出探究結(jié)果表達(dá)式　。 (4)此實(shí)驗(yàn)方案存在缺陷,可能造成較大誤差,造成較大誤差的原因是　。 圖2 解析:(1)因?yàn)橐哑胶饬四Σ亮?所以滑塊加速下滑時(shí)所受的合力等于砂桶及砂的總重力。(2)由動能定理有:mgs=M()2-M()2,所以還需要測量的量有:砂與砂桶的重力mg、滑塊質(zhì)量M,探究的結(jié)果表達(dá)式為:mgs=M()2-M()2。(4)主要原因在于實(shí)驗(yàn)過程中沒有平衡紙帶所受的摩擦力,即第一步操作中紙帶沒有連接,而實(shí)驗(yàn)中紙帶與計(jì)時(shí)器的限位孔間存在摩擦(或滑輪有質(zhì)量、滑輪軸有摩擦)。 答案:(1)等于 (2)砂與砂桶的重力mg、滑塊質(zhì)量M (3)mgs=M()2-M()2 (4)第一步操作中紙帶沒有連接,而實(shí)驗(yàn)中紙帶與計(jì)時(shí)器的限位孔間存在摩擦(或滑輪有質(zhì)量、滑輪軸有摩擦) 10.(12分)(xx全國理綜,23)測量小物塊Q與平板P之間動摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。AB是半徑足夠大的、光滑的四分之一圓弧軌道,與水平固定放置的P板的上表面BC在B點(diǎn)相切,C點(diǎn)在水平地面的垂直投影為C。重力加速度大小為g。實(shí)驗(yàn)步驟如下: ①用天平稱出物塊Q的質(zhì)量m; ②測量出軌道AB的半徑R、BC的長度L和CC的長度h; ③將物塊Q在A點(diǎn)從靜止釋放,在物塊Q落地處標(biāo)記其落地點(diǎn)D; ④重復(fù)步驟③,共做10次; ⑤將10個(gè)落地點(diǎn)用一個(gè)盡量小的圓圍住,用米尺測量圓心到C的距離s。 (1)用實(shí)驗(yàn)中的測量量表示: ①物塊Q到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動能EkB=　　　　; ②物塊Q到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的動能EkC=　　　　; ③在物塊Q從B運(yùn)動到C的過程中,物塊Q克服摩擦力做的功Wf=　; ④物塊Q與平板P之間的動摩擦因數(shù)μ=　　　　　　　　　。 (2)回答下列問題: ①實(shí)驗(yàn)步驟④⑤的目的是　　　　　　　　; ②已知實(shí)驗(yàn)測得的μ值比實(shí)際值偏大,其原因除了實(shí)驗(yàn)中測量量的誤差之外,其他的可能是　　　　。(寫出一個(gè)可能的原因即可) 解析:(1)①根據(jù)動能定理,EkB=mgR ②滑塊從C點(diǎn)平拋,h=gt2,s=v0t,滑塊在C點(diǎn)的動能EkC=,聯(lián)立三式得EkC= ③從B到C過程中克服摩擦力做的功等于動能的減少量,故Wf=mgR- ④從B到C過程中,根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒,μmgL=mgR-,得μ= (2)①實(shí)驗(yàn)步驟④⑤是為了減小偶然誤差。 ②從開始運(yùn)動到拋出,物塊可能因接縫B不平滑等原因而受到阻力,導(dǎo)致測得的μ值比實(shí)際值偏大。 答案:(1)①mgR?、凇、踡gR-　④μ= (2)①減小實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差?、趫A弧軌道存在摩擦(或接縫B處不光滑等) 三、計(jì)算題(本題共3小題,共42分) 11.(9分)如圖甲所示,在同一豎直平面內(nèi)兩正對著的相同半圓光滑軌道,相隔一定的距離,虛線沿豎直方向,一小球能在其間運(yùn)動。今在最低點(diǎn)與最高點(diǎn)各放一個(gè)壓力傳感器,測試小球?qū)壍赖膲毫?并通過計(jì)算機(jī)顯示出來。當(dāng)軌道距離變化時(shí),測得兩點(diǎn)壓力差與距離s的圖象如圖乙所示。(不計(jì)空氣阻力,g取10 m/s2)求: (1)小球的質(zhì)量。 (2)半圓光滑軌道的半徑。 (3)若小球在最低點(diǎn)B的速度為20 m/s,為使小球不脫離光滑軌道運(yùn)動,s的最大值。 解析:(1)設(shè)軌道半徑為R,由機(jī)械能守恒定律可得: =mg(2R+s)+① 在B點(diǎn):N1-mg=m② 在A點(diǎn):N2+mg=m③ 由①②③式得兩點(diǎn)的壓力差: ΔN=N1-N2=6mg+④ 由圖象得:截距6 mg=6 N,得m=0.1 kg。⑤ (2)因?yàn)閳D線的斜率k==1 所以R=2 m。⑥ (3)在A點(diǎn)不脫離的條件為:vA≥。⑦ 由①⑥⑦三式和題中所給已知條件解得:smax=15 m 答案:(1)0.1 kg　(2)2 m　(3)15 m 12.(15分)山谷中有三塊大石頭和一根不可伸長的青藤,其示意圖如下。圖中A、B、C、D均為石頭的邊緣點(diǎn),O為青藤的固定點(diǎn),h1=1.8 m,h2 =4.0 m,s1=4.8 m,s2=8.0 m。開始時(shí),質(zhì)量分別為M=10 kg和m=2 kg的大小兩只滇金絲猴分別位于左邊和中間的石頭上,當(dāng)大猴發(fā)現(xiàn)小猴將受到傷害時(shí),迅速從左邊石頭A點(diǎn)起水平跳到中間石頭,大猴抱起小猴跑到C點(diǎn),抓住青藤的下端蕩到右邊石頭的D點(diǎn),此時(shí)速度恰好為零。運(yùn)動過程中猴子均看成質(zhì)點(diǎn),空氣阻力不計(jì),重力加速度g取10 m/s2,求: (1)大猴從A點(diǎn)水平跳離時(shí)速度最小值。 (2)猴子抓住青藤蕩起時(shí)的速度大小。 (3)猴子蕩起時(shí),青藤對猴子的拉力大小。 解析:(1)設(shè)猴子從A點(diǎn)水平跳離時(shí)速度的最小值為vmin,根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律,有h1=gt2。① s1=vmint。② 聯(lián)立①②式,得vmin=8 m/s。③ (2)猴子抓住青藤后的運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒,設(shè)蕩起時(shí)的速度為vc,有 (M+m)gh2=(M+m)。④ vc=m/s≈9 m/s。⑤ (3)設(shè)拉力為T,青藤的長度為L,對最低點(diǎn),由牛頓第二定律得T-(M+m)g=(M+m)。⑥ 由幾何關(guān)系(L-h2)2+=L2。⑦ 得L=10 m。⑧ 綜合⑤⑥⑧式并代入數(shù)據(jù)解得:T=(M+m)g+(M+m)=216 N。⑨ 答案:(1)8 m/s　(2)9 m/s　(3)216 N 13. (18分)(xx湖南五市十校聯(lián)考)質(zhì)量為m=1 kg的小物塊輕輕地放在水平勻速運(yùn)動的傳送帶上的P點(diǎn),隨傳送帶運(yùn)動到A點(diǎn)后水平拋出,小物塊恰好無碰撞地沿圓弧切線從B點(diǎn)進(jìn)入豎直光滑的圓弧軌道。B、C為圓弧軌道的兩端點(diǎn),其連線水平。已知圓弧軌道的半徑R=1.0 m,圓弧軌道對應(yīng)的圓心角θ=106,軌道最低點(diǎn)為O,A點(diǎn)距水平面的高度h=0.8 m,小物塊離開C點(diǎn)后恰能無碰撞地沿固定斜面向上運(yùn)動,0.8 s后經(jīng)過D點(diǎn),小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ1=。(g取10 m/s2, sin 37=0.6,cos 37=0.8) (1)求小物塊離開A點(diǎn)時(shí)的水平初速度v1。 (2)求小物塊經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力。 (3)假設(shè)小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ2=0.3,傳送帶的速度為5 m/s,求P、A間的距離是多少。 (4)求斜面上CD間的距離。 解析:(1)對于小物塊,由A點(diǎn)到B點(diǎn)有 =2gh 在B點(diǎn)有tan 所以v1=3 m/s。 (2)對于小物塊,由B點(diǎn)到O點(diǎn)有mgR(1-cos)= 其中vB=m/s=5 m/s 在O點(diǎn)N-mg=m,所以N=43 N 由牛頓第三定律知小物塊對軌道的壓力為N=43 N。 (3)小物塊在傳送帶上加速的過程有μ2mg=ma3 P、A間的距離是sPA==1.5 m。 (4)小物塊沿斜面上滑時(shí)有mgsin+μ1mgcos=ma1 解得a1=10 m/s2 小物塊沿斜面下滑時(shí)有mgsin-μ1mgcos=ma2 解得a2=6 m/s2 由機(jī)械能守恒定律可知vC=vB=5 m/s 小物塊由C點(diǎn)上升到最高點(diǎn)歷時(shí)t1==0.5 s 小物塊由最高點(diǎn)回到D點(diǎn)歷時(shí)t2=0.8 s-0.5 s=0.3 s 故sCD=t1-a2 即sCD=0.98 m。 答案:(1)3 m/s　(2)43 N　(3)1.5 m　(4)0.98 m