高三基础知识天天练 物理5章末综合检测人教版

章末综合检测

一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分)

图1

1．如图1所示，一个可视为质点的质量为m的小球以初速度v飞出高为H的桌面，当它经过距离地面高为h的A点时，所具有的机械能是(以桌面为零势能面，不计空气阻力)

( )

1

A.mv2 2

1

C.mv2－mgh 2

1

B.mv2＋mgh 2

1

D.mv2＋mg(H－h) 2

解析：小球做平抛运动，只有重力做功，机械能守恒，故A正确． 答案：A

图2

2．在光滑的水平地面上，有质量相同的甲、乙两物体，甲原来静止，乙以速度v做匀速直线运动，俯视图如图2所示．某时刻它们同时受到与v方向垂直的相同水平恒力F的作用，经过相同时间后

( )

A．两物体的位移相同

B．恒力F对两物体所做的功相同 C．两物体的速度变化率相同 D．两物体的动能变化量相同

解析：甲、乙两物体分别做匀变速直线运动和匀变速曲线运动，在相同时间内，位移不相同，A错误．由于在力的方向上的位移相同，恒力F对物体所做的功相同，B正确．速度变化率就是加速度，C正确．由动能定理知D也正确．

答案：BCD

图3

3．物体沿直线运动的v－t关系如图3所示，已知在第1秒内合外力对物体做的功为W，则

( )

A．从第1秒末到第3秒末合外力做功为4 W B．从第3秒末到第5秒末合外力做功为－2 W C．从第5秒末到第7秒末合外力做功为W D．从第3秒末到第4秒末合外力做功为－0.75W

解析：由题图知，第1秒末速度、第3秒末速度、第7秒速度大小关系：v1＝v3＝v7，12112

由题知W＝mv1－0，则由动能定理知第1秒末到第3秒末合外力做功W2＝mv23－mv1＝0，2221故A错．第3秒末到第5秒末合外力做功W3＝0－mv2＝－W，故B错．第5秒末到第7

2311

秒末合外力做功W4＝mv2故C正确．第3秒末到第4秒末合外力做功W5＝mv2－7－0＝W，224121

mv3；因v4＝v3，所以W5＝－0.75W.故D正确． 22

答案：CD

图4

4．如图4所示，某段滑雪雪道倾角为30°，总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从1

距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为g.在他从上向下滑到底端的过

3程中，下列说法正确的是

( )

A．运动员减少的重力势能全部转化为动能 1

B．运动员获得的动能为mgh

32

C．运动员克服摩擦力做功为mgh

31

D．下滑过程中系统减少的机械能为mgh

3

11

解析：运动员的加速度为g，小于gsin30°，所以必受摩擦力，且大小为mg，克服摩擦

361h1

力做功为mg×＝mgh，故C错；摩擦力做功，机械能不守恒，减少的势能没有全部

6sin30°31

转化为动能，而是有mgh转化为内能，故A错，D正确；由动能定理知，运动员获得的动

31h2能为mg×＝mgh，故B错．

3sin30°3

答案：D

图5

5．质量为10 kg的物体，在变力F作用下沿x轴做直线运动，力随坐标x的变化情况如图5所示．物体在x＝0处，速度为1 m/s，一切摩擦不计，则物体运动到x＝16 m处时，速度大小为

( )

A．22 m/s C．4 m/s

B．3 m/s D.17 m/s

解析：力—位移图象下所围图形的面积表示功，由图象可知，一部分正功与另一部分负11功抵消，外力做的总功W＝Fx＝40 J，根据动能定理W＝mv2－mv2得v＝3 m/s.

220

答案：B

6．质量为m的汽车以恒定功率P沿倾角为θ的倾斜路面向上行驶，最终以速度v匀速运动．若保持汽车的功率P不变，使汽车沿这个倾斜路面向下运动，最终匀速行驶．由此可知(汽车所受阻力大小不变)

( )

A．汽车的最终速度一定大于v B．汽车的最终速度可能小于v C．汽车所受的阻力一定大于mgsinθ D．汽车所受的阻力可能小于mgsinθ

解析：由P＝Fv可知，汽车上坡时的牵引力大于下坡时的牵引力，故下坡的速度一定大于v；阻力一定大于重力沿斜面的分力，否则不可能达到匀速运动．

答案：AC

图6

7．如图6所示，小球在竖直向下的力F作用下，将竖直轻弹簧压缩，若将力F撤去，小球将向上弹起并离开弹簧，直到速度为零时为止，则小球在上升过程中

( )

A．小球的机械能守恒

B．弹性势能为零时，小球动能最大 C．小球在刚离开弹簧时动能最大 D．小球在刚离开弹簧时机械能最大

解析：小球与弹簧组成的系统机械能守恒，故A错D对；小球刚离开弹簧时与弹性势能为零时是同一时刻，而小球动能最大时是重力与弹力相等时，此时弹簧还处在压缩状态，故B、C错．

答案：D

8．物体做自由落体运动，Ek代表动能，Ep代表势能，h代表下落的距离，以水平地面为零势能面．如下图所示的图象中，能正确反映各物理量之间关系的是

( )

解析：由机械能守恒定律：Ep＝E－Ek，故势能与动能的图象为倾斜的直线，C错；Ep

1

＝mg(H－h)＝E－mgh，故势能与h的图象也为倾斜的直线，D错；且Ep＝E－mv2，故势

21

能与速度的图象为开口向下的抛物线，B对；同理Ep＝E－mg2t2，势能与时间的图象也为

2开口向下的抛物线，A错．

答案：B

图7

9．如图7所示，A、B两物体质量分别是mA和mB，用劲度系数为k的弹簧相连，A、

B处于静止状态．现对A施竖直向上的力F提起A，使B对地面恰无压力．当撤去F，A由静止向下运动至最大速度时，重力做功为

( )

2

A．m2Ag/k 2B．m2Bg/k

C．mA(mA＋mB)g2/k D．mB(mA＋mB)g2/k

mBg解析：当B对地面没有压力时，弹簧伸长了.当撤去F后，A到达最大速度时，弹簧

kmAg压缩了，则整个过程中重力做的功为mA(mA＋mB)g2/k，即为C.

k

答案：C

10．小球由地面竖直上抛，上升的最大高度为H，设所受阻力大小恒定，地面为零势能面．在上升至离地高度h处，小球的动能是势能的2倍，在下落至离地高度h处，小球的势能是动能的2倍，则h等于

( )

HA. 9

2HB. 94HD. 9

3H

C. 9

解析：设小球上升离地高度h时，速度为v1，地面上抛时速度为v0，下落至离地面高度h处速度为v2，设空气阻力为f

1

上升阶段：－mgH－fH＝－mv2

20112

－mgh－fh＝mv21－mv0 221又2mgh＝mv2

21

1

下降阶段：mg(H－h)－f(H－h)＝mv2

221

mgh＝2×mv2

22

4

由上式联立得：h＝H

9答案：D

二、实验题(本题包括2小题，共10分)

11．(1)根据打出的纸带，如图8，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O的距离为x0，点A、C间的距离为x1，点C、E间的距离为x2，交流电的周期为T，则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式为：a＝________.

图8

(2)在“验证机械能守恒定律”的实验中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，我们可以通过该实验装置测定该阻力的大小．若已知当地重力加速度为g，还需要测量的物理量是________(写出名称和符号)，重锤在下落过程中受到的平均阻力的大小F＝________.

解析：(1)由题意可知，x1，x2是相邻的相等时间内的位移，而计数点时间T′＝2T. x2－x1x2－x1

由Δx＝aT′2可得：a＝＝ (2T)24T2x2－x1

(2)设阻力大小为F，由牛顿第二定律可知，mg－F＝ma，F＝m(g－a)＝m(g－)．可

4T2见要测定阻力F的大小，还必须测量重锤的质量m.

x2－x1x2－x1

答案：(1)) 2 (2)重锤的质量m m(g－4T4T212．某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”．如图9，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．在水平桌面上相距50.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B时的速度大小．小车中可以放置砝码．

图9

(1)实验主要步骤如下：

①测量________和拉力传感器的总质量M1；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；

②将小车停在C点，________，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度．

③在小车中增加砝码，或________，重复②的操作．

2(2)下表是他们测得的一组数据，其中M是M1与小车中砝码质量之和，|v22－v1|是两个

速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量ΔE，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所做的功．表格中的ΔE3＝________，W3＝________.(结果保留三位有效数字)

(3)根据下表，请在图10中的方格纸上作出ΔE－W图线.

次数 1 2 3 4 5 M/kg 0.500 0.500 0.500 1.000 1.000 22|v21－v2|/(m/s) ΔE/J 0.190 0.413 ΔE3 1.20 1.42 F/N 0.400 0.840 1.220 2.420 2.860 W/J 0.200 0.420 W3 1.21 1.43 0.760 1.65 2.40 2.40 2.84

图10

解析：见答案

答案：(1)①小车 ②释放小车 ③改变钩码数量 (2)0.600 0.610 (3)见下图

图11

三、计算题(本题包括5小题，共50分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

图12

13．如图12所示，质量为m的物体从倾角为θ的斜面上的A点以速度v0沿斜面上滑，由于μmgcosθ

解析：设物体m从A点到最高点的位移为x，对此过程由动能定理得： 1

－(mgsinθ＋μmgcosθ)·x＝0－mv2①

20对全过程由动能定理得：

mgsinθ·xAB－μmgcosθ·(2x＋xAB)＝0② μv20cosθ由①②得：xAB＝. 2g(sinθ－μ2cos2θ)μv20cosθ

答案： 2g(sinθ－μ2cos2θ)

14．如图13所示，一位质量m＝60 kg、参加“挑战极限运动”的业余选手，要越过一宽为x＝2.5 m的水沟后跃上高为h＝2.0 m的平台．他采用的方法是：手握一根长L＝3.25 m的轻质弹性杆一端，从A点由静止开始匀加速助跑，至B点时杆另一端抵在O点的阻挡物上，接着杆发生形变，同时人蹬地后被弹起，到达最高点时杆处于竖直状态，人的重心在杆的顶端，此刻人放开杆水平飞出并趴落到平台上，运动过程中空气阻力可忽略不计．

图13

(1)设人到达B点时速度vB＝8 m/s，人匀加速运动的加速度a＝2 m/s2，求助跑距离xAB； (2)人要最终到达平台，在最高点飞出时刻的速度应至少多大？(g＝10 m/s2)

(3)设人跑动过程中重心离地高度H＝0.8 m，在(1)、(2)两问的条件下，在B点人蹬地弹起瞬间应至少再做多少功？

解析：(1)由运动学公式v2B＝2axAB， v2B

可得xAB＝＝16 m.

2a

(2)设人在最高点最小速度为v，

1

人做平抛运动过程，有L－h＝gt2，x＝vt，

2解得v＝x·g

＝5 m/s.

2(L－h)

(3)人从B点至最高点过程，

112

由动能定理得W－mg(L－H)＝mv2－mvB，

22112

解之W＝mg(L－H)＋mv2－mvB＝300 J

22答案：(1)16 m (2)5 m/s (3)300 J

15．图14为修建高层建筑常用的搭式起重机．在起重机将质量m＝5×103 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a＝0.2 m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm＝1.02 m/s的匀速运动．取g＝10 m/s2，不计额外功．求：

图14

(1)起重机允许输出的最大功率．

(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率．

解析：(1)设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，拉力F0等于重力． P0＝F0vm① F0＝mg②

代入数据，有：P0＝5.1×104 W③

(2)匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1，有：

P0＝Fv1④ F－mg＝ma⑤ v1＝at1⑥

由③④⑤⑥，代入数据，得：t1＝5 s⑦

t＝2 s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，则 v2＝at⑧ P＝Fv2⑨

由⑤⑧⑨，代入数据，得：P＝2.04×104 W⑩ 答案：(1)5.1×104 W (2)5 s 2.04×104 W

图15

16．某学校探究性学习小组对一辆自制小遥控车的性能进行研究．他们让这辆小车在水平的地面上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过数据处理得到如图15所示的v－t图象，已知小车在0～2 s内做匀加速直线运动，2～10 s内小车牵引力的功率保

持不变，在10 s末停止遥控让小车自由滑行，小车质量m＝1 kg，整个过程中小车受到的阻力大小不变．求：

(1)小车所受的阻力Ff是多大？

(2)在2～10 s内小车牵引力的功率P是多大？ (3)小车在加速运动过程中的总位移x是多少？

解析：(1)在10 s末撤去牵引力后，小车只在阻力Ff作用下做匀减速运动，设加速度大小为a，则Ff＝ma

Δv

根据a＝ Δt

由图象可得a＝2 m/s2 ∴Ff＝2 N

(2)小车的匀速运动阶段即7 s～10 s内，设牵引力为F，则F＝Ff 且P＝Fvm

由图象可知vm＝6 m/s ∴P＝12 W

(3)小车的加速运动过程可以分为0～2 s和2 s～7 s两段，设对应的位移分别为x1和x2，在0～2 s内的加速度大小为a1，则由图象可得a1＝2 m/s2

12x1＝a1t1 x1＝4 m

2

在2 s～7 s内由动能定理可得 112

P(t2－t1)－Ffx2＝mv2m－mv1 22解得x2＝25 m x＝x1＋x2 x＝29 m

答案：(1)2 N (2)12 W (3)29 m

图16

17．如图16所示，一轻弹簧的下端固定在倾角θ＝37°的斜面上，上端连一不计质量的挡板．一质量m＝2 kg的物体从斜面上的A点以初速度v0＝3 m/s下滑．A点距弹簧上端B的距离AB＝4 m，当物体到达B后将弹簧压缩到C点，最大压缩量BC＝0.2 m，然后物体又被弹簧弹上去，弹到的最高位置为D点，D点距A点AD＝3 m．g取10 m/s2，求：

(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ； (2)弹簧的最大弹性势能Epm.

解析：(1)最后的D点与开始的位置A点比较：

动能减少ΔE1

k＝2mv20

＝9 J.

重力势能减少ΔEp＝mglADsin37°＝36 J. 机械能减少ΔE＝ΔEk＋ΔEp＝45 J

机械能的减少量全部用来克服摩擦力做功，即 Wf＝ΔE＝45 J， 又Wf＝μmgcosθ·l

其中l＝5.4 m 解得μ＝0.52

(2)弹簧压缩到C点时，对应的弹性势能最大，由A到C的过程：动能减少ΔEk′9 J.

重力势能减少ΔEp′＝mglAC·sin37°＝50.4 J. 机械能的减少用于克服摩擦力做功 Wf′＝μmgcos37°·lAC＝35 J 由能的转化和守恒定律得： Epm＝ΔEk′＋ΔEp′－Wf′＝24.4 J. 答案：(1)0.52 (2)24.4 J

1mv2

20

＝＝

动能减少ΔE1

k＝2mv20

＝9 J.

重力势能减少ΔEp＝mglADsin37°＝36 J. 机械能减少ΔE＝ΔEk＋ΔEp＝45 J

机械能的减少量全部用来克服摩擦力做功，即 Wf＝ΔE＝45 J， 又Wf＝μmgcosθ·l

其中l＝5.4 m 解得μ＝0.52

(2)弹簧压缩到C点时，对应的弹性势能最大，由A到C的过程：动能减少ΔEk′9 J.

重力势能减少ΔEp′＝mglAC·sin37°＝50.4 J. 机械能的减少用于克服摩擦力做功 Wf′＝μmgcos37°·lAC＝35 J 由能的转化和守恒定律得： Epm＝ΔEk′＋ΔEp′－Wf′＝24.4 J. 答案：(1)0.52 (2)24.4 J

1mv2

20

＝＝

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/jsl6.html