高考物理一轮复习全套课时作业(1)

第五章综合测试题

本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，考试时间90分钟．

第Ⅰ卷(选择题 共40分)

一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)

1．一个系统的机械能增大，究其原因，下列推测正确的是 ( )

A ．可能是重力对系统做了功

B ．一定是合外力对系统做了功

C ．一定是系统克服合外力做了功

D ．可能是摩擦力对系统做了功

[答案] D

[解析] 系统的机械能增加是除重力、弹簧的弹力以外的力对系统做正功引起的．不是合外力做功的问题．所以只有D 说法正确．

2．(2009·济南模拟)如图所示，铁路提速要解决许多具体的技术问题，其中提高机车牵引力功率是一个重要的问题．若匀速行驶时，列车所受阻力与速度的平方成正比，即f ＝k v 2.那么，当列车分别以120km/h 和40km/h 的速度在水平直轨道上匀速行驶时，机车的牵引力功率之比为 ( )

A ．3：1

B ．9：1

C ．27：1

D ．81：1

[答案] C

[解析] 本题考查功率的概念，分析时要首先找出功率与速度的关系，然后再进行判断．功率P ＝F v ＝f v ＝k v 2×v ＝k v 3，即功率与速度的三次方成正比，所以当速度之比是

时，则功率之比是

3．汽车以恒定功率P 、初速度v 0冲上倾角一定的斜坡时，汽车受到的阻力恒定不变，则汽车上坡过程中的v －t 图象不可能是图中的 ( )

[答案] A

[解析] 汽车上坡过程中功率不变，开始时牵引力可能大于阻力，可能小于阻力，可能等于阻力，则速度可能先加速，可能先减速，可能不变，但不可能做匀加速运动，故A 是不可能的．

4．(2010·烟台五校联考)某汽车以额定功率在水平路面上行驶，空载时的最大速度为v 1，装满货物后的最大速度为v 2，已知汽车空车的质量为m 0，汽车所受的阻力跟车重成正比，则汽车后来所装货物的质量是 ( )

A.v 1－v 2v 2m 0

B.v 1＋v 2v 2

m 0 C.v 1－v 2v 1m 0 D.v 1v 2

m 0 [答案] A

[解析] 空载时：P ＝Ff 1v 1＝km 0g v 1，装满货物后：P ＝Ff 2v 2＝kmg v 2，所以汽车后来所

装货物的质量是Δm ＝m －m 0＝v 1－v 2v 2

m 0，选项A 正确． 5．(2009·广东质检)如图所示，小物体A 沿高为h 、倾角为θ的光滑斜面以初速度v 0从顶端滑到底端，而相同的物体B 以同样大小的初速度从同等高度竖直上抛，则 ( )

A ．两物体落地时速度的大小相同

B ．两物体落地时，重力的瞬时功率相同

C ．从开始运动至落地过程中，重力对它们做功相同

D ．从开始运动至落地过程中，重力对它们做功的平均功率相同

[答案] AC

[解析] 由于竖直高度的变化是相同的，所以相同质量的物体重力做功是一样的，再根据动能定理可计算出末速度的大小相等．选项A 正确，选项C 正确．根据功率的定义，两物体落地时竖直方向上的速度不同，可知选项B 错误．由于两物体在落地过程中的运动时间不一定相同，所以选项D 错误．

6．空中花样跳伞是一项流行于全世界的一种极限运动．如图甲所示是花样跳伞队员在空中摆出的莲花图案．假设某跳伞运动员从静止在空中的飞机上无初速度跳下，沿竖直方向下落，运动过程中，运动员的机械能与位移的关系图象如图乙所示，其中0～s 1过程中的图线为曲线，s 1～s 2过程的图线为直线．根据该图象，下列判断正确的是 ( )

A ．0～s 1过程中运动员受到的空气阻力是变力，且不断减小

B ．s 1～s 2过程中运动员做匀速直线运动

C ．s 1～s 2过程中运动员做变加速直线运动

D ．0～s 1过程中运动员的动能不断增大

[答案] BD

[解析] 根据机械能守恒定律可知，只有重力做功时不影响运动员机械能的变化，所以影响机械能变化的“元凶”是空气阻力做功.0～s 1过程中，机械能并非均匀减小，且由常识可知，运动员速度越大，所受阻力会越大，A 项错误；开始下落阶段，空气阻力小于重力，运动员的速度不断增加，D 项正确；s 1～s 2过程中运动员的机械能均匀减小，可知空气阻力不再变化，即运动员速度不再发生变化，B 项正确，C 项错误．

7．利用传感器和计算机可以研究力的大小变化的情况，实验时让某消防队员从平台上跳下，自由下落H 后双脚触地，他顺势弯曲双腿，他的重心又下降了h .计算机显示消防队员受到地面支持力F 随时间变化的图象如图所示．根据图象提供的信息，以下判断正确的是 ( )

A ．在t 1至t 2时间内消防队员的重心在加速下降

B ．在t 3和t 4时间内消防队员的重心在减速下降

C ．t 3时刻消防队员的加速度为零

D ．在t 1至t 4时间内消防队员的机械能守恒

[答案] AB

[解析] t 1时刻前支持力为零，说明处于自由落体阶段，t 2时刻支持力与重力相等，t 1→t 2阶段已经触地做加速度逐渐减小为零的加速运动，速度在增大，t 2时刻速度达到最大值，A 、B 对C 错；在t 1至t 4时间内，消防队员的重力势能减小，动能减小到零，机械能减小，D 错．

8．(2009·重庆模拟)半径为R 的圆桶固定在小车上，有一光滑小球静止在圆桶的最低点，如图小车以速度v 向右匀速运动，当小车遇到障碍物突然停止时，小球在圆桶中上升的高度可能 ( )

A ．等于v 22g

B ．大于v 2

2g

C ．小于v 2

2g

D ．等于2R [答案] ACD

[解析] 小球沿圆桶上滑机械能守恒，由机械能守恒分析知ACD 是可能的．

9．如图所示，固定在地面上、截面圆心为O 、半径为R 、表面粗糙的半圆柱体，其上方固定一个光滑曲线轨道AB ，AB 间的竖直高度为R ，轨道底端水平并与半圆柱体顶端相切于B 点．质量为m 的小球从A 点沿轨道AB 由静止开始滑下，最后在水平面上的落点为C (图中未画出)，则 ( )

A ．小球将沿圆柱体表面做圆周运动滑至C 点

B ．小球将沿圆柱体表面运动一段后脱离表面斜下抛至

C 点

C ．小球将做平抛运动到达C 点

D ．O 、C 之间的距离为2R

[答案] CD

[解析] 设小球沿轨道AB 滑至B 点时的速度大小为v ，由机械能守恒定律：mgR ＝m v 2/2，

解出滑至B 点时的速度大小v ＝2gR .因此在B 点时，向心力F 向＝m v 2R

＝2mg ，即小球受的支持力为mg ，所以小球将从圆柱体表面脱离并做平抛运动，由平抛运动的规律知：R ＝12

gt 2，OC ＝v t ＝2R ，所以CD 正确、AB 错误．

10．如图所示，在足够大的光滑水平面上放有两个质量相等的物块A 和B ，其中物块A 连接一个轻弹簧并处于静止状态，物块B 以水平初速度v 0向着物块A 运动．物块B 与弹簧相互作用过程中，两物块始终保持在同一条直线上运动，下列图象分别描绘了此过程A 、B 两物块的速度v 、动能E k 及所受弹力F 随时间t 的变化规律．能正确表示其关系的一组图象是 ( )

A ．④⑤

B ．①⑥

C ．③⑤

D ．②⑥

[答案] A

[解析] 在物块B 与弹簧相互作用过程中，由于弹簧弹力是变力且随弹簧压缩量的增大而增大，物块B 的速度逐渐减小、物块A 的速度逐渐增大，且速度图象斜率(表示加速度)逐渐增大，图①②均不能表示速度v 随时间t 的变化规律．在两物块相互作用过程中，机械能守恒，当弹簧压缩至最短两物块速度相等时，弹性势能最大，两物块动能之和最小，图③错④正确．弹力F 随弹簧压缩量x 逐渐增大，而压缩量x 随时间t 非均匀变化，图⑤正确⑥错．

第Ⅱ卷(非选择题 共60分)

二、填空题(共3小题，每小题6分，共18分．把答案直接填在横线上)

11．(6分)(2008年盐城模拟)小玲同学平时使用带弹簧的圆珠笔写字，她想估测里面小弹簧在圆珠笔尾端压紧情况下的弹性势能的增加量．请你帮助她完成这一想法．

(1)写出实验所用的器材：______________________.

(2)写出实验的步骤和所要测量的物理量(用字母表示)．(要求能符合实验并尽量减少误差)

(3)弹性势能的增加量的表达式ΔE p ＝________.

[答案] (1)天平 直尺

(2)①将圆珠笔紧靠直尺竖直放在桌面上

②在桌面上将圆珠笔尾端压紧，记下笔尖处的读数x 1

③突然放开圆珠笔，观察并记下笔尖到达最高处的读数x 2

④用天平测出圆珠笔的质量m

(3)mg (x 2－x 1)

12．(6分)某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图

所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细砂．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小砂桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．

若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：

(1)你认为还需要的实验器材有________________．

(2)实验时首先要做的步骤是______________．

(3)在(2)的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M .往砂桶中装入适量的细砂，用天平称出此时砂和砂桶的总质量m .让砂桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L 和这两点的速度大小v 1与v 2(v 1

[答案] (1)天平 刻度尺

(2)平衡摩擦力

(3)mgL ＝12(M ＋m )v 22－12

(M ＋m )v 21 [解析] (1)需要测量滑块、细砂和砂桶的质量和测量纸带的长度，因而还需要天平、刻度尺．

(2)设绳子的拉力为T ，根据牛顿第二定律：mg －T ＝ma ，T ＝Ma ，解得T ＝M M ＋m

mg ，只有当M ?m 时上式才能将细砂和砂桶的重力看作等于绳子的拉力．

13．(6分)某实验小组利用如图甲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．

(1)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平？

(2)如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d ＝________cm ，实验时将滑块从图示

位置静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt ＝1.2×10－2s ，则滑块经过光

电门时的瞬时速度为________m/s ；在实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m 、________和________(文字说明并用相应的字母表示)．

(3)本实验通过比较________和________在实验误差允许的范围内相等(用测量的物理量符号表示)，从而验证了系统的机械能守恒．

[答案] (1)接通气源，将滑块静置于气垫导轨上，若滑块基本保持静止，则说明导轨是水平的．(接通气源，将滑块放在气垫导轨上，轻推一下，能做匀速运动，则说明导轨是水平的)

(2)0.52 0.43 滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s 滑块的质量M

(3)mgs 12

(m ＋M )(d /Δt )2 三、论述计算题(共4小题，共42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)

14．(10分)跳水运动是我国体育运动的优势项目，某运动员参加10m 跳台(即跳台距水面10m)的跳水比赛，假如运动员质量为m ＝60kg ，其体形可等效为长度L ＝1.0m ，直径为d ＝0.3m 的圆柱体，不计空气阻力，运动员站立在跳台上向上跳起到达最高点时，他的重心上升的高度为0.20m ，在从起跳到接触水面过程中完成一系列动作，入水后水的等效阻力F (不包括浮力)作用于圆柱体的下端面，F 的数值随入水深度y 变化的函数图象如图所示，该直线与F 轴相交于F ＝2.5mg 处，与y 轴相交于y ＝h (某一未知深度)，为了确保运动员的安全，水池必须有一定的深度，已知水的密度ρ＝1×103kg/m 3 ，根据以上的数据估算(保留两位有效数字)

(1)运动员起跳瞬间所做的功；

(2)运动员从起跳到刚接触水面过程所用的时间；

(3)跳水池至少应为多深？

[答案] (1)1.2×102J (2)1.6s (3)7.6m

[解析] (1)起跳瞬间做功W ＝12

m v 20＝mgh 1，其中h 1＝0.20m 代入数据得：W ＝1.2×102J (2)起跳到接触水面为竖直上抛运动12m v 20

＝mgh 1 代入数据得：v 0＝2m/s

根据位移公式：－H ＝v 0t －12

gt 2，其中H ＝10m 代入数据得：t ＝1.6s

(3)起跳到入水到最低点，设水池至少应为h 深，根据动能定理得

W ＋mg (H ＋h )－12Fh －12

F 浮L －F 浮(h －L )＝0，式中F ＝2.5mg F 浮＝ρgL π(d 2

)2 代入数据得：h ＝7.6m

15．(10分)(2009·盐城二调)如图所示，倾角为θ的斜面上只有AB 段粗糙，其余部分都光滑，AB 段长为3L .有若干个相同的小方块(每个小方块视为质点)沿斜面靠在一起，但不粘接，总长为L .将它们由静止释放，释放时下端距A 为2L .当下端运动到A 下面距A 为L /2时物块运动的速度达到最大．

(1)求物块与粗糙斜面的动摩擦因数；

(2)求物块停止时的位置；

(3)要使所有物块都能通过B 点，由静止释放时物块下端距A 点至少要多远？

[答案] (1)2tan θ (2)B 端 (3)3L

[解析] (1)当整体所受合外力为零时，整体速度最大，设整体质量为m ，则

mg sin θ＝μ12

mg cos θ 得μ＝2tan θ

(2)设物块停止时下端距A 点的距离为x ，根据动能定理

mg (2L ＋x )sin θ－12

μmg cos θL －μmg cos θ(x －L )＝0 解得x ＝3L

即物块的下端停在B 端

(3)设静止时物块的下端距A 的距离为s ，物块的上端运动到A 点时速度为v ，根据动能定理

mg (L ＋s )sin θ－12μmg cos θL ＝12

m v 2 物块全部滑上AB 部分后，小方块间无弹力作用，取最上面一块为研究对象，设其质量为m 0，运动到B 点时速度正好减到0，根据动能定理

m 0g 3L sin θ－μm 0g 3L cos θ＝0－12

m 0v 2 得s ＝3L

16．(11分)(2009·苏锡常镇调查)如图甲所示，一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD 和光滑圆轨道DCE 组成，AD 与DCE 相切于D 点，C 为圆轨道的最低点，将一小物块置于轨道ADC 上离地面高为H 处由静止下滑，用力传感器测出其经过C 点时对轨道的压力N ，改变H 的大小，可测出相应的N 的大小，N 随H 的变化关系如图乙折线PQI 所示(PQ 与QI 两直线相连接于Q 点)，QI 反向延长交纵轴于F 点(0,5.8N)，重力加速度g 取10m/s 2，求：

(1)小物块的质量m ；

(2)圆轨道的半径及轨道DC 所对应的圆心角θ(可用角度的三角函数值表示)；

(3)小物块与斜面AD 间的动摩擦因数μ.

[答案] (1)0.5kg (2)37° (3)0.3

[解析] (1)如果物块只在圆轨道上运动，则由动能定理得mgH ＝12m v 2解得v ＝2gH ； 由向心力公式N －mg ＝m v 2R 得N ＝m v 2R ＋mg ＝2mg R

H ＋mg ； 结合PQ 曲线可知mg ＝5得m ＝0.5kg

(2)由图象可知2mg R

＝10得R ＝1m cos θ＝1－0.21

＝0.8，θ＝37° (3)如果物块由斜面上滑下，由动能定理得

mgH －μmg cos θ(H －0.2)sin θ＝12

m v 2 解得m v 2＝2mgH －83

μmg (H －0.2) 同向心力公式N －mg ＝m v 2R 得N ＝m v 2R ＋mg ＝2mg －83μmg R H ＋1.63

μmg ＋mg 结合QI 曲线知1.63

μmg ＋mg ＝5.8 解得μ＝0.3.

17．(11分)(2010·潮州测试)在半径R ＝5000km 的某星球表面，宇航员做了如下实验，实验装置如图甲所示．竖直平面内的光滑轨道由轨道AB 和圆弧轨道BC 组成，将质量m ＝0.2kg 的小球，从轨道AB 上高H 处的某点静止滑下，用力传感器测出小球经过C 点时对轨道的压力F ，改变H 的大小，可测出相应的F 大小，F 随H 的变化关系如图乙所示．求：

(1)圆轨道的半径；

(2)该星球的第一宇宙速度．

[答案] (1)0.2m (2)5×103m/s

[解析] (1)小球过C 点时满足F ＋mg ＝m v 2C r

又根据mg (H －2r )＝12m v 2C

联立解得F ＝2mg r

H －5mg 由题图可知：H 1＝0.5m 时F 1＝0；可解得r ＝0.2m

H 2＝1.0m 时F 2＝5N ；可解得g ＝5m/s 2

(2)据m v 2R

＝mg 可得v ＝Rg ＝5×103m/s.

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