（新课标）2013年高考物理 考前十天回归教材五

1 新课标新课标 20132013 年高考物理考前十天回归教材五年高考物理考前十天回归教材五 机械能守恒定律机械能守恒定律 一 选择题 本题共 10 小题 每题 4 分 共 40 分 有的小题只有一个选项正确 有的 小题有多个选项正确 把正确选项前的字母填在题后的括号内 1 2011 课标卷 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 当恒力方向与质点原来速度方向相同时 质点的动能一直增大 故 A 正确 当恒 力方向与质点原来速度方向相反时 速度先逐渐减小到零再逐渐增大 质点的动能也先逐渐 减小至零再逐渐增大 故 B 正确 当恒力方向与原来质点的速度方向夹角大于 90 时 将原 来速度v0分解为平行恒力方向的vy 垂直恒力方向的vx 如图 1 甲 vy先逐渐减小到零再逐 渐增大 vx始终不变 v 质点速度v先逐渐减小至vx再逐渐增大 质点的动能 vx2 vy2 先减小至某一非零的最小值 再逐渐增大 故 D 正确 当恒力方向与v0方向夹角小于 90 时 如图 1 乙 vy一直增大 vx始终不变 质点速度v逐渐增大 动能一直增大 没有其他 情况 故 C 错误 图 1 答案 ABD 2 一质量为 1 kg 的质点静止于光滑水平面上 从t 0 时起 第 1 秒内受到 2 N 的水 平外力作用 第 2 秒内受到同方向的 1 N 的外力作用 下列判断正确的是 A 0 2 s 内外力的平均功率是 W 9 4 B 第 2 秒内外力所做的功是 J 5 4 C 第 2 秒末外力的瞬时功率最大 D 第 1 秒内与第 2 秒内质点动能增加量的比值是 4 5 解析 由题意知质点所受的水平外力即为合力 则知质点在这 2 秒内的加速度分别为 a1 2 m s2 a2 1 m s2 则质点在第 1 s 末与第 2 s 末的速度分别为v1 2 m s v2 3 m s 每一秒内质点动能的增加量分别为 Ek1 mv12 2 J Ek2 mv22 mv12 2 5 J D 1 2 1 2 1 2 正确 再由动能定理可知第 2 s 内与 0 2 s 内外力所做功分别为W2 Ek2 2 5 2 J W mv22 0 4 5 J 则在 0 2 s 内外力的平均功率P 2 25 W A 正确 B 错误 由 1 2 W t P Fv知质点在第 1 s 末与第 2 s 末的瞬时功率分别为P1 4 W P2 3 W 故 C 错误 答案 AD 图 2 3 如图 2 所示 在地面上以速度v0抛出质量为m的物体 抛出后物体落到比地面低h 的海平面上 若以地面为零势能面而且不计空气阻力 则 物体到海平面时的势能为mgh 重力对物体做的功为mgh 物体在海平面上的动能为mv02 mgh 1 2 物体在海平面上的机械能为mv02 1 2 其中正确的是 A B C D 答案 B 4 一物块由静止开始从粗糙斜面上的某点加速下滑到另一点 在此过程中重力对物体 做的功等于 A 物块动能的增加量 B 物块重力势能的减少量与物块克服摩擦力做的功之和 C 物块重力势能的减少量和物块动能的增加量以及物块克服摩擦力做的功之和 D 物块动能的增加量与物块克服摩擦力做的功之和 解析 由能量关系得 Wf Ep Ek Ep WG 故WG Wf Ek 在此类题中 要务必搞清每一种力做功伴随着什么样的能量转化 然后运用动能定理 或能量守恒 答案 D 图 3 5 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 4W B 从第 3 秒末到第 5 秒末合外力做功为 2W 3 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 第 3 秒末 第 7 秒末速度大小关系 v1 v3 v7 由题知W mv12 0 则由动能定理得第 1 秒末到第 3 秒末合外力做功W2 mv32 mv12 0 故 A 错 1 2 1 2 1 2 第 3 秒末到第 5 秒末合外力做功W3 mv52 mv32 0 mv12 W 故 B 错 第 5 秒末到第 1 2 1 2 1 2 7 秒末合外力做功W4 mv72 0 mv12 W 故 C 对 第 3 秒末到第 4 秒末合外力做功 1 2 1 2 W5 mv42 mv32 m v1 2 mv12 0 75 W 故 D 对 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 答案 CD 6 不久前欧洲天文学家在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的行星 命名为 格利斯 581 c 该行星的质量是地球的 5 倍 直径是地球的 1 5 倍 设想在该行星表面附 近绕行星沿圆轨道运行的人造卫星的动能为Ek1 在地球表面附近绕地球沿圆轨道运行的相同 质量的人造卫星的动能为Ek2 则为 Ek1 Ek2 A 0 13 B 0 3 C 3 33 D 7 5 解析 由G m得Ek1 M1m R12 v12 R1 GM1m 2R1 由G m 得Ek2 M地m R地2 v地2 R地 GM地m 2R地 又已知 5 1 5 M1 M地 R1 R地 则 3 33 故 C 正确 Ek1 Ek2 10 3 答案 C 图 4 7 如图 4 所示 固定的光滑竖直杆上套着一个滑块 用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑 轮 以大小恒定的拉力F拉绳 使滑块从A点起由静止开始上升 若从A点上升至B点和从 B点上升至C点的过程中拉力F做的功分别为W1 W2 滑块经B C两点时的动能分别为 EkB EkC 图中AB BC 则一定有 A W1 W2 B W1EkC D EkBW2 选 A 答案 A 8 2012 山东泰安 如图 5 一物体从光滑斜面AB底端A点以初速度v0上滑 沿斜面 上升的最大高度为h 下列说法中正确的是 设下列情境中物体从A点上滑的初速度仍为v0 图 5 A 若把斜面CB部分截去 物体冲过C点后上升的最大高度仍为h B 若把斜面AB变成曲面AEB 物体沿此曲面上升仍能到达B点 C 若把斜面弯成圆弧形D 物体仍沿圆弧升高h D 若把斜面从C点以上部分弯成与C点相切的圆弧状 物体上升的最大高度有可能仍 为h 解析 光滑斜面 系统机械能守恒 若把斜面CB部分截去 物体从A点运动到C点后 做斜上抛运动 到达最高点时有水平方向的分速度 则物体上升不到h高度 而变成曲面 AEB及从C点以上部分弯成与C点相切的圆弧状 物体到达最高点速度都可达到零 物体可 达最大h高度 而沿弯成圆弧形AD 物体做圆周运动 到达最高点需有个最小速度故选项 BD 正确 答案 BD 图 6 9 2010 山东理综 如图 6 所示 倾角 30 的粗糙斜面固定在地面上 长为l 质量为m 粗细均匀 质量分布均匀的软绳置于斜面上 其上端与斜面顶端齐平 用细线将 物块与软绳连接 物块由静止释放后向下运动 直到软绳刚好全部离开斜面 此时物块未到 达地面 在此过程中 A 物块的机械能逐渐增加 B 软绳重力势能共减少了mgl 1 4 C 物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功 D 软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和 解析 取斜面最高点为参考面 软绳重力势能减少量 Ep绳 mg mg sin30 l 2 l 2 mgl 选项 B 正确 物块向下运动 对物块 除重力以外 绳拉力对物块做负功 物块机械 1 4 能减小 选项 A 错误 设W克为软绳克服摩擦力做的功 对系统由功能原理得 Ep绳 Ep物 mv2 m物v2 W克 又因为 Ep物 m物v2 故选项 C 错而 D 对 1 2 1 2 1 2 5 答案 BD 图 7 10 2009 山东理综 图 7 所示为某探究活动小组设计的节能运输系统 斜面轨道倾角 为 30 质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为 木箱在轨道顶端时 自动装货装置将质 3 6 量为m的货物装入木箱 然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下 当轻弹簧被压缩至最短时 自动卸货装置立刻将货物卸下 然后木箱恰好被弹回到轨道顶端 再重复上述过程 下列选 项正确的是 A m M B m 2M C 木箱不与弹簧接触时 上滑的加速度大于下滑的加速度 D 在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中 减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性 势能 解析 弹簧被压缩至最短时的弹性势能为Ep 由功能关系 得 下滑过程 M m gh M m gcos Ep h sin 上滑过程 Ep Mg h Mgcos h sin 解得m 2M 故选项 A 错 B 对 上滑时加速度 a上 gsin gcos 下滑时加速度 a下 gsin gcos 故选项 C 正确 由能量守恒定律得 减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和内能 选项 D 错误 答案 BC 第第 卷卷 非选择题 共非选择题 共 6060 分分 二 填空题 本题共 2 小题 每题 8 分 共 16 分 11 某学习小组做探究 合力的功和物体速度变化关系 的实验如图 8 图中小车是在 一条橡皮筋作用下弹出 沿木板滑行 这时 橡皮筋对小车做的功记为W 当用 2 条 3 条 完全相同的橡皮筋并在一起进行第 2 次 第 3 次 实验时 使每次实验中橡皮筋伸 长的长度都保持一致 每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出 6 图 8 1 除了图中已有的实验器材外 还需要导线 开关 刻度尺和 电源 填 交流 或 直流 2 实验中 小车会受到摩擦阻力的作用 可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力 则 下面操作正确的是 A 放开小车 能够自由下滑即可 B 放开小车 能够匀速下滑即可 C 放开拖着纸带的小车 能够自由下滑即可 D 放开拖着纸带的小车 能够匀速下滑即可 3 若木板水平放置 小车在两条橡皮筋作用下运动 当小车速度最大时 关于橡皮筋 所处的状态与小车所在的位置 下列说法正确的是 A 橡皮筋处于原长状态 B 橡皮筋仍处于伸长状态 C 小车在两个铁钉的连线处 D 小车已过两个铁钉的连线 4 在正确操作情况下 打在纸带上的点并不都是均匀的 为了测量小车获得的速度 应选用纸带的 部分进行测量 根据下面所示的纸带回答 解析 3 因为木板水平放置 故摩擦力没有被平衡掉 当小车速度最大时 F弹 f 故 橡皮筋仍有弹力 处于伸长状态 答案 1 交流 2 D 3 B 4 GK 图 9 12 2012 浙江温州 某实验小组利用如图 10 所示的实验装置来验证钩码和滑块所组 成的系统机械能守恒 图 10 1 如图 11 所示 用游标卡尺测得遮光条的宽度d cm 实验时将滑块从图示 位置由静止释放 由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间 t 1 35 10 2 s 则滑块 经过光电门时的瞬时速度为 m s 在本次实验中还需要测量的物理量有 钩码的质量 m 滑块的质量和 文字说明并用相应的字母表示 7 图 11 2 在这个过程中系统减少的重力势能为 系统增加的动能为 只要 两者在误差允许范围内相等 即可验证机械能守恒 用测量的物理量字母表示 解析 1 20 分度的游标卡尺读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数 然后用游标读出 毫光以下的数值 游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐 毫米以下的读数就是几乘 0 05 mm 其读数准确到 0 05 mm 滑块通过光电门时间很短 根据公式v 求出的平均速 d t 度可近似为经过光电门时的瞬时速度 2 钩码下降高度与滑块的位移的大小x相等 故钩码的重力势能减少量等于mgx 此时 滑块和钩码的速度大小相等 都等于v 根据动能定义式Ek mv2得Ek m M d t 1 2 1 2 d t 2 答案 1 0 540 0 4 滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离x 2 mgx m M 2 1 2 d t 三 计算题 本题共 4 小题 13 14 题各 10 分 15 16 题各 12 分 共 44 分 计算时 必须有必要的文字说明和解题步骤 有数值计算的要注明单位 图 12 13 如图 12 所示 质量为m0 4 kg 的木板静止在光滑的水平面上 在木板的右端放置 一个质量m 1 kg 大小可以忽略的铁块 铁块与木板之间的动摩擦因数 0 4 在铁块 上加一个水平向左的恒力F 8 N 铁块在长L 6 m 的木板上滑动 取g 10 m s2 求 1 经过多长时间铁块运动到木板的左端 2 在铁块到达木板左端的过程中 恒力F对铁块所做的功 3 在铁块到达木板左端时 铁块和木板的总动能 解析 1 铁块与木板间的滑动摩擦力Ff mg 4 N 铁块的加速度a1 m s2 4 m s2 F Ff m 8 4 1 木板的加速度a2 m s2 1 m s2 Ff m0 4 4 设铁块滑到木板左端的时间为t 则a1t2 a2t2 L 1 2 1 2 代入数据解得t 2 s 2 铁块位移l1 a1t2 4 22 m 8 m 1 2 1 2 8 木板位移l2 a2t2 1 22 m 2 m 1 2 1 2 恒力F做的功W Fl1 8 8 J 64 J 3 铁块的动能Ek1 F Ff l1 8 4 8 J 32 J 木板的动能Ek2 Ffl2 4 2 J 8 J 铁块和木板的总动能Ek总 Ek1 Ek2 32 J 8 J 40 J 答案 1 2 s 2 64 J 3 40 J 图 13 14 2012 济南模拟 鸡蛋要不被摔坏 直接撞击地面的速度最大不能超过 1 5 m s 现 有一位学生设计了如图 13 所示的一个装置来保护鸡蛋 用A B两块较粗糙的夹板夹住鸡蛋 鸡蛋夹放的位置离装置下端的距离s 0 45 m A B夹板与鸡蛋之间的摩擦力都为鸡蛋重力 的 5 倍 现将该装置从距地面某一高度处自由下落 装置碰地后速度为 0 且保持竖直不反 弹 不计装置与地面作用时间 g 10 m s2 求 刚开始装置的末端离地面的最大高度H 解析 法 1 分阶段 设装置落地瞬间速度为v1 鸡蛋着地瞬间速度为v2 1 5 m s 则从装置开始下落到着 地过程 对鸡蛋应用动能定理有 mgH mv12 1 2 在装置着地到鸡蛋撞地过程 对鸡蛋应用动能定理有 mgs 2Ffs mv22 mv12 其中Ff 5mg 1 2 1 2 代入相关数据解得 H 4 16 m 法 2 全过程 从装置开始下落到鸡蛋撞地全过程 对鸡蛋应用动能定理有 mg H s 2Ffs mv22 0 代入数据解得 H 4 16 m 1 2 答案 4 16 m 9 图 14 15 如图 14 所示 半径为R的四分之一圆弧形支架竖直放置 圆弧边缘C处有一小定 滑轮 绳子不可伸长 不计一切摩擦 开始时 m1 m2两球静止 且m1 m2 试求 1 m1释放后沿圆弧滑至最低点A时的速度 2 为使m1能到达A点 m1与m2之间必须满足什么关系 3 若A点离地高度为 2R m1滑到A点时绳子突然断开 则m1落地点离A点的水平距离 是多少 解析 1 设m1滑至A点时的速度为v1 此时m2的速度为v2 由机械能守恒得 m1gR m2gR m1v12 m2v22 2 1 2 1 2 又v2 v1cos45 得 v1 4 m1 2m2 gR 2m1 m2 2 要使m1能到达A点 v1 0 且v2 0 必有 m1gR m2gR 0 得 m1 m2 22 3 由 2R gt2 x v1t得x 4R 1 2 m1 2m2 2m1 m2 答案 1 4 m1 2m2 gR 2m1 m2 2 m1 m2 3 4R 2 m1 2m2 2m1 m2 图 15 16 2011 福建理综 如图 15 为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图 其下半 部AB是一长为 2R的竖直细管 上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管 管口沿水平方 向 AB管内有一原长为R 下端固定的轻质弹簧 投饵时 每次总将弹簧长度压缩到 0 5R