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【与名师对话】2016高考物理(课标版)一轮课时跟踪训练19


课时跟踪训练(十九)
一、选择题

1.(2014· 南宁一中检测)如图所示是某中学科技小组制作的利用 太阳能驱动的小车. 当太阳光照射到小车上方的光电板, 光电板中产 生的电流经电动机带动小车前进. 若小车在平直的水泥路上从静止开 始加速行驶, 经过时间 t 前进距离 s, 速度达到最大值 vm.设这一过程 中电动机的功率恒为 P,小车所受阻力恒为

F,那么( A.这段时间内小车先加速运动,然后匀速运动 B.这段时间内阻力所做的功为 Pt 1 C.这段时间内合力做的功为 mv2 2 m 1 D.这段时间内电动机所做的功为 Fs- mv2 2 m 解析: 从题意得到, 太阳能驱动小车运动可视为“汽车以恒定功 率启动”,这段时间内小车加速运动,选项 A 错误;电动机做功用 Pt 计算,阻力做功为 W=Fs,选项 B 错误;根据动能定理判断,这 1 2 1 2 段时间内合力做功为 mvm ,电动机所做的功为 Pt=Fs+ mvm ,故选 2 2 项 C 正确、选项 D 错误. )

答案:C

2.如图所示,图线表示作用在某物体上的合力随时间变化的关 系,若物体开始时是静止的,那么( )

A.从 t=0 开始,5 s 内物体的动能变化量为零 B.在前 5 s 内只有第 1 s 末物体的动能最大 C.在前 5 s 内只有第 5 s 末物体的速率最大 D.前 3 s 内合力对物体做的功为零 解析:由图象可知 0~1 s 的合力的大小是 1~5 s 的合力的大小 的 2 倍, 所以加速度大小的关系也是 2 倍, 物体的运动状态可描述为 0~1 s 物体做匀加速运动到速度最大,3 s 末物体减速到零,5 s 末物 体反向加速到速度最大,因此 5 s 内动能变化量不为零,故选项 A 错 误;第 1 s 末和第 5 s 末物体的动能和速率一样大,所以选项 B、C 都错误;3 s 末物体减速到零,所以前 3 s 内合力对物体做的功为零, 所以正确选项为 D. 答案:D

3.(2014· 吉林市摸底)如图所示,将质量为 m 的小球以速度 v0

3 由地面竖直向上抛出.小球落回地面时,其速度大小为 v0.设小球在 4 运动过程中所受空气阻力的大小不变,则空气阻力的大小等于( 3 3 7 7 A. mg B. mg C. mg D. mg 4 16 16 25 解析:设小球上升的最大高度为 H,对小球向上运动,由动能定 1 2 理,- (mg+ Ff)H= 0- mv0 ,对小球向下运动,由动能定理, (mg 2 1 ?3 ? 7 -Ff)H= m?4v0?2,联立解得 f= mg,选项 D 正确. 2 ? ? 25 答案:D )

4.一个质量为 m 的小球,用长为 L 的轻绳悬挂于 O 点,小球 在水平拉力 F 作用下,从平衡位置 P 点很缓慢地移动到 Q 点,此时 轻绳与竖直方向夹角为 θ,如图所示,则拉力 F 所做的功为( A.mgLcosθ C.FLsinθ B.mgL(1-cosθ) D.FLcosθ )

解析: 对小球由 P 运动至 Q 应用动能定理 W-mgL(1-cosθ)=0, 所以 W=mgL(1-cosθ).选项 B 正确. 答案:B 5.(多选)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 解析:若力 F 的方向与初速度 v0 的方向一致,则质点一直加速, 动能一直增大,选项 A 正确;若力 F 的方向与 v0 的方向相反,则质 点先减速至速度为零后反向加速,动能先减小至零后再增大,选项 B 正确;若力 F 的方向与 v0 的方向成一钝角,如斜上抛运动,物体先 减速,减到某一值,再加速,则其动能先减小至某一非零的最小值, 再增大,选项 D 正确;选项 C 中不可能. 答案:ABD

6.(2014· 杭州名校质检)如图所示,已知物体与三块材料不同的 地毯间的动摩擦因数分别为 μ、2μ 和 3μ,三块材料不同的地毯长度 均为 l,并排铺在水平地面上,该物体以一定的初速度 v0 从 a 点滑上 第一块, 物体恰好滑到第三块的末尾 d 点停下来, 物体在运动中地毯 保持静止, 若让物体从 d 点以相同的初速度大小水平向左运动, 则物 体运动到某一点时的速度大小与该物体向右运动到该位置的速度大 小相等,则这一点是( A.a 点 B. b 点 ) C.c 点 D.d 点

1 解析: 对物体从 a 运动到 c, 由动能定理, -μmgl-2μmgl= mv2 2 1 1 2 1 2 1 2 - mv0 , 对物体从 d 运动到 c, 由动能定理, -3μmgl= mv2 - mv0, 2 2 2

解得 v2=v1,选项 C 正确. 答案:C 7.(多选)太阳能汽车是靠太阳能来驱动的汽车.当太阳光照射 到汽车上方的光电板时,光电板中产生的电流经电动机带动汽车前 进.设汽车在平直的公路上由静止开始匀加速行驶,经过时间 t,速 度为 v 时功率达到额定功率,并保持不变.之后汽车又继续前进了 距离 s,达到最大速度 vmax.设汽车质量为 m,运动过程中所受阻力恒 为 f,则下列说法正确的是( )

A.汽车的额定功率为 fvmax B.汽车匀加速运动过程中,克服阻力做功为 fvt C.汽车从静止开始到速度达到最大值的过程中,牵引力所做的 1 2 1 功为 mvmax - mv2 2 2 D.汽车从静止开始到速度达到最大值的过程中,合力所做的功 1 2 为 mvmax 2 解析: 当汽车达到最大速度时牵引力与阻力平衡, 功率为额定功 1 率,则可知选项 A 正确;汽车匀加速运动过程中通过的位移 x= vt, 2 1 克服阻力做功为 W= fvt,选项 B 错误;根据动能定理可得 WF-Wf 2 1 2 1 = mvmax -0,Wf= fvt+fs,可知选项 C 错误,D 正确. 2 2 答案:AD

8.刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一.如图所示的 图线 1、2 分别为甲、乙两辆汽车在紧急刹车过程中的刹车距离 l 与 刹车前的车速 v 的关系曲线,已知紧急刹车过程中车与地面间是滑 动摩擦.据此可知,下列说法中正确的是( )

A.甲车的刹车距离随刹车前的车速 v 变化快,甲车的刹车性能 好 B.乙车与地面间的动摩擦因数较大,乙车的刹车性能好 C.以相同的车速开始刹车,甲车先停下来,甲车的刹车性能好 D.甲车的刹车距离随刹车前的车速 v 变化快,甲车与地面间的 动摩擦因数较大 v2 1 2 解析:在刹车过程中,由动能定理可知:μmgl= mv ,得 l= 2 2μg v2 = 可知,甲车与地面间动摩擦因数小(题图线 1).乙车与地面间动 2a 摩擦因数大(题图线 2),刹车时的加速度 a=μg,乙车刹车性能好; 以相同的车速开始刹车,乙车先停下来.B 正确. 答案:B

9.(多选)(2014· 浙江省六校联考)某家用桶装纯净水手压式饮水 器如图所示,在手连续稳定的按压下,出水速度为 v,供水系统的效 率为 η,现测量出桶底到出水管之间的高度差 H,出水口倾斜,其离 出水管的高度差可忽略,出水口的横截面积为 S,水的密度为 ρ,重 力加速度为 g,则下列说法正确的是( )

A.出水口单位时间内的出水体积 Q=vS B.出水口所出水落地时的速度为 2gH ρSv3 ρvSgH C.出水后,手连续稳定按压的功率为 + η 2η D.手按压输入的功率等于单位时间内所出水的动能和重力势能 之和 解析:t 时间内出水口出水的体积为:Q=vts,所以单位时间内 的出水体积为 Q=vS,A 正确;对水下落过程应用动能定理,有: 1 1 2 mgH= mv2 t - mv ,可以判出落地速度 vt 应大于 2gH,B 错误;效 2 2 1 mgH+ mv2 2 p1 W 率 η= ,水流出的功率为:p1= t = ,又有 m=ρQ,代 t p2

ρSv3 ρvSgH 入可以求得手连续稳定按压的功率为 p2= + η ,C 正确;D 2η 错误. 答案:AC 10.

(2014· 陕西省西工大附中训练 )某游乐场开发了一个名为“翻天 滚地”的游乐项目.原理图如图所示:一个 3/4 圆弧形光滑圆管轨道 ABC,放置在竖直平面内,轨道半径为 R,在 A 点与水平地面 AD 相 接,地面与圆心 O 等高,MN 是放在水平地面上长为 3R、厚度不计 的减振垫,左端 M 正好位于 A 点.让游客进入一个中空的透明弹性 球,人和球的总质量为 m,球的直径略小于圆管直径.将球(内装有 参与者)从 A 处管口正上方某处由静止释放后,游客将经历一个“翻 天滚地”的刺激过程.不考虑空气阻力.那么以下说法中错误的是 ( ) A. 要使球能从 C 点射出后能打到垫子上, 则球经过 C 点时的速 度至少为 gR B. 要使球能从 C 点射出后能打到垫子上, 则球经过 C 点时的速 度至少为 gR 2

C.若球从 C 点射出后恰好能打到垫子的 M 端,则球经过 C 点

时对管的作用力大小为

mg 2

D.要使球能通过 C 点落到垫子上,球离 A 点的最大高度是 5R 解析:从 A 处管口正上方某处由静止释放后,游客所在的透明 弹性球在只有重力做功的情况下绕圆弧圆管运动到 C 点,C 点为圆 周最高点, 由于圆管即可提供指向圆心的弹力也可以提供沿半径向外 的弹力,所以只有最高点速度不等于 0 即可通过,而离开 C 点后为 1 平抛运动,要落在平台上,竖直方向 R= gt2,水平方向 vCt≥R,整 2 理得 vC≥ gR ,选项 A 错 B 对.若球从 C 点射出后恰好能打到垫 2
2 vC gR ,则在 C 点受力 mg+FN=m R ,解得 2

子的 M 端,说明 vC=

1 FN= mg,选项 C 对.要使球能通过 C 点落到垫子上,设球离 A 点 2 1 2 高度为 h, 则根据动能定理 mg(h-R)= mvC , 离开 C 点后平抛运动, 2 水平位移 vCt≤4R,整理得 h≤5R,选项 D 对. 答案:A 二、非选择题

11.如图所示,跨过定滑轮的轻绳两端的物体 A 和 B 的质量分 别为 M 和 m,物体 A 在水平面上且由静止释放,当 B 沿竖直方向下

落 h 时, 测得 A 沿水平面运动的速度为 v, 这时细绳与水平面的夹角 为 θ,试分析计算 B 下降 h 过程中,地面摩擦力对 A 做的功(滑轮的 质量和摩擦均不计). 解析:把 A 沿水平面运动的速度 v 分解为沿绳方向的速度 v1 和 垂直绳方向的速度 v2,则 v1 就是绳的速度(也就是 B 物体的速度,即 vB=v1),由图得:vB=v1=vcosθ, 1 对 A 由动能定理得:WFT+WFf= Mv2, 2 1 对 B 由动能定理得:mgh-WFT= m(vcosθ)2 2 1 1 联立解得 WFf= Mv2+ m(vcosθ)2-mgh. 2 2 1 1 答案: Mv2+ m (vcosθ)2-mgh 2 2 12.(2014· 浙江海宁高三测试)2012 年中国有了自己的航空母舰 “辽宁号”, 航空母舰上舰载机的起飞问题一直备受关注. 某学习小 组的同学通过查阅资料对舰载机的起飞进行了模拟设计. 如图, 舰载 机总质量为 m,发动机额定功率为 P,在水平轨道运行阶段所受阻力 恒为 Ff.舰载机在 A 处以额定功率启动,同时开启电磁弹射系统,它 能额外给舰载机提供水平向右、大小为 F 的恒定推力.经历时间 t1, 舰载机运行至 B 处,速度达到 v1,电磁弹射系统关闭.舰载机继续 以额定功率加速运行至 C 处,经历的时间为 t2,速度达到 v2.此后, 舰载机进入倾斜曲面轨道,在 D 处离开航母起飞.请根据以上信息 求解下列问题.

(1)电磁弹射系统关闭的瞬间,舰载机的加速度大小. (2)水平轨道 AC 的长度. (3)若不启用电磁弹射系统,舰载机在 A 处以额定功率启动,经 历时间 t 到达 C 处,假设速度大小仍为 v2,则舰载机的质量应比启 用电磁弹射系统时减少多少?(该问 AC 间距离用 x 表示) P 解析:(1)根据功率表达式可得 F1= ① v1 由牛顿第二定律 F1-Ff=ma② 得 a= Ff P - m .③ v1m

(2)舰载机在 A 处以额定功率启动,同时开启电磁弹射系统,它 能额外给舰载机提供水平向右、大小为 F 的恒定推力.经历时间 t1, 舰载机运行至 B 处,速度达到 v1,由动能定理 1 Pt1+Fx1-Ffx1= mv2 ④ 2 1 电磁弹射系统关闭.舰载机继续以额定功率加速运行至 C 处, 经历的时间为 t2,速度达到 v2. 1 1 2 同理得 Pt2-Ffx2= mv2 2- mv1⑤ 2 2 舰载机总位移 AC=x1+x2⑥ 联立④⑤⑥得 1 2 1 2 1 2 mv1-Pt1 Pt2+ mv1 - mv2 2 2 2 AC= + . Ff F-Ff 1 2 (3)全过程,根据动能定理有 Pt-Ffx= m1v2 2 应减少的质量 Δm=m-m1 2?Pt-Ffx? 得 Δm=m- 2 v2

Ff P 答案:(1) -m v1m 1 2 1 2 1 2 mv1-Pt1 Pt2+ mv1 - mv2 2 2 2 (2) + Ff F-Ff 2?Pt-Ffx? (3)m- v2 2


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