2020届江西省南昌市南昌十三中高三物理第5次周练试题含答案

2020届江西省南昌市南昌十三中
高三物理第5次周练试题2019.12.14
一．选择题（每小题6分）
1.(2019·安徽宣城检测)如图所示,一个质量为m的物体(视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面.其运动的加速度大小为g,物体在斜面上上升的最大高度为h,则这个过程中物体(　　)
A.重力做功为mgh
B.重力势能增加了mgh
C.重力势能增加了mgh
D.动能损失了mgh
2.如图所示,一轻质弹簧下端固定,直立于水平地面上,将质量为m的物体A从离弹簧顶端正上方h高处由静止释放,当物体A下降到最低点P时,其速度变为零,此时弹簧的压缩量为x0;若将质量为2m的物体B从离弹簧顶端正上方h高处由静止释放,当物体B也下降到P处时,其速度为(　　)
A. B.
C. D.
3.(2018·福建三明期末)(多选)如图所示,一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端,弹簧的另一端固定于O点,现将小球拉至A处,弹簧恰好处于原长,在A处由静止释放小球,它运动到O点正下方B点的过程中,下列结论正确的是( 　)
A.小球机械能守恒
B.小球重力势能减小
C.弹簧弹性势能增大
D.小球和弹簧组成的系统机械能守恒
4.(2019·山东潍坊模拟)(多选)如图所示,将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m的环,环套在竖直固定的光滑直杆上A点,光滑定滑轮与直杆的距离为d.A点与定滑轮等高,B点在距A点正下方d处.现将环从A处由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法正确的是(　　)
A.环到达B处时,重物上升的高度h=d
B.环从A到B,环减少的机械能等于重物增加的机械能
C.环从A点能下降的最大高度为d
D.当环到达B处时,环与重物的速度大小相等
5.(2019·陕西汉中检测)一次训练中,空降兵从静止在空中的直升机上竖直跳下(初速度可看成零,未打开降落伞不计空气阻力),下落高度h之后打开降落伞,接着又下降高度H之后,空降伞达到匀速.设空降兵打开降落伞之后受到的空气阻力与速度二次方成正比,比例系数为k,即f=kv2,那么关于空降兵的说法正确的是(　　)
A.空降兵从跳下到下落高度为h时,机械能一定损失了mgh
B.空降兵从跳下到刚匀速时,重力势能一定减少了mgH
C.空降兵匀速下降时,速度大小为
D.空降兵从跳下到刚匀速的过程,空降兵克服阻力做功为mg(H+h)-
6.(多选)如图所示,轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接,另一端与物体A相连,物体A静止于光滑水平桌面上,A右端连接一细线,细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连.开始时用手托住B,让细线恰好伸直,然后由静止释放B,直至B获得最大速度.下列有关该过程的分析正确的是(　　)
A.B物体的机械能一直减少
B.B物体动能的增量等于它所受重力与拉力做功之和
C.B物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
D.细线的拉力对A做的功等于A物体与弹簧组成的系统机械能的增
加量
7.(2019·四川德阳调研)足够长的水平传送带以恒定速度v匀速运动,某时刻一个质量为m的小物块以大小也是v,方向与传送带的运动方向相反的初速度冲上传送带,最后小物块的速度与传送带的速度相同.在小物块与传送带间有相对运动的过程中,滑动摩擦力对小物块做的功为W,小物块与传送带间因摩擦产生的热量为Q,则下列判断中正确的是(　　)
A.W=0,Q=mv2 B.W=0,Q=2mv2 C.W=,Q=mv2 D.W=mv2,Q=2mv2
8.(2018·安徽安庆二模)(多选)如图所示,水平面上固定一倾角为θ=30°的斜面,一轻质弹簧下端固定在斜面底端的挡板上,上端连接一质量m=2 kg的物块(视为质点),开始时物块静止在斜面上A点,此时物块与斜面的摩擦力恰好为零,现用一沿斜面向上的恒力F=20 N作用在物块上,使其沿斜面向上运动,当物块从A点运动到B点时,力F做的功W=4 J,已知弹簧的劲度系数k=100 N/m,物块与斜面的动摩擦因数μ=,g=10 m/s2,则下列结论正确的是(　　)
A.物块从A点运动到B点的过程中,重力势能增加了4 J
B.物块从A点运动到B点的过程中,产生的内能为 1.2 J
C.物块经过B点时的速度大小为 m/s
D.物块从A点运动到B点的过程中,弹簧弹性势能的变化量为0.5 J
二．计算题
9.如图所示,在竖直平面内有轨道ABCDE,其中BC是半径为R的四分之一圆弧轨道,AB(AB>R)是竖直轨道,CE是水平轨道,CD>R,AB与BC相切于B点,BC与CE相切于C点,轨道的AD段光滑,DE段粗糙且足够长.一根长为R的轻杆两端分别固定着两个质量均为m的相同小球P,Q(视为质点),将轻杆锁定在图示位置,并使Q与B等高.现解除锁定释放轻杆,轻杆将沿轨道下滑,重力加速度为g.
(1)Q球经过D点后,继续滑行距离s停下(s>R),求小球与DE段之间的动摩擦因数.
(2)求Q到达C点时的速度大小.









10.如图所示,一劲度系数很大的轻弹簧一端固定在倾角为θ=30°的斜面底端,将弹簧压缩至A点锁定,然后将一质量为m的小物块紧靠弹簧放置,物块与斜面间动摩擦因数μ=,解除弹簧锁定,物块恰能上滑至B点,A,B两点的高度差为h0,已知重力加速度为g.

(1)求弹簧锁定时具有的弹性势能Ep.
(2)求物块从A到B的时间t1与从B返回到A的时间t2之比.












11.(2019·浙江杭州模拟)如图所示,将一质量为m的滑块(可视为质点)静置于光滑水平轨道上的A点,对滑块施加一水平恒力,大小为kmg,经过一段时间后滑块滑行至B点,从B点水平飞出,恰好在P点沿切线方向进入固定在竖直面内的光滑圆弧形轨道,已知水平轨道AB的长度为L,OP和竖直方向的夹角θ=37°,圆弧形轨道的半径为R,O为圆心,Q为轨道的最低点.(空气阻力可忽略,重力加速度为g,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:

(1)滑块运动到P点时速度vP的大小;
(2)B,P两点间的水平距离x及滑块在刚要滑过Q点时受到的支持力大小.









12.(2019·山西太原模拟)如图所示,将质量为m=1 kg的小物块放在长为L=1.5 m的小车左端,车的上表面粗糙,物块与车上表面间动摩擦因数μ=0.5,直径d=1.8 m的光滑半圆形轨道固定在水平面上且直径MON竖直,车的上表面和轨道最低点高度相同,距地面高度h=0.65 m,开始车和物块一起以v0=10 m/s的初速度在光滑水平面上向右运动,车碰到轨道后立即停止运动,取g=10 m/s2,求:

(1)小物块刚进入半圆形轨道时对轨道的压力;
(2)小物块落地点至车左端的水平距离.










参考答案：1. 解析:物体上升的最大高度为h,重力做功为-mgh,则重力势能增加mgh,故A,B错误,C正确;合力大小为F合=ma=mg,根据动能定理得,动能减少量等于克服合力做的功F合·2h=mgh,故D错误.
2.解析:物体与弹簧构成的系统机械能守恒.物体从释放到下降到P处,对质量为m的物体A有mg(h+x0)=Ep弹,对质量为2m的物体B有2mg(h+x0)=Ep弹+×2mv2,联立解得v=,D正确.
3.解析:小球运动过程中,除重力做功外还有弹簧的弹力做功,则小球的机械能不守恒,选项A错误;小球高度降低,重力势能减小,选项B正确;弹簧被拉长,则弹簧弹性势能增大,选项C正确;小球和弹簧组成的系统由于只有重力和弹力做功,则系统的机械能守恒,选项D正确.
4. 解析:根据几何关系有,环从A下滑至B点时,重物上升的高度h=d-d,选项A错误;环下滑过程中只有重力和绳的弹力做功,弹力对A,B做功代数和为零,故系统机械能守恒,即环减少的机械能等于重物增加的机械能,选项B正确;设环下滑到最大高度为H时环和重物的速度均为0,此时重物上升的最大高度为-d,根据机械能守恒有mgH=2mg(-d),解得H=d,选项C正确;当环到达B处时,环沿绳方向的分速度与重物速度大小相等,选项D错误.
5.解析:空降兵从跳下到下落高度为h的过程中,只有重力做功,机械能不变,故选项A错误;空降兵从跳下到刚匀速时,重力做功mg(H+h),重力势能一定减少了mg(H+h),故选项B错误;空降兵匀速运动时,重力与阻力大小相等,即kv2=mg,得v=,故选项C正确;空降兵从跳下到刚匀速的过程,重力和阻力对空降兵做的功等于空降兵动能的变化,即mg(H+h)-Wf=mv2得Wf=mg(H+h)-,故选项D错误.
6. 解析:由于细线的拉力对B做负功,故B物体机械能一直减少,A正确;根据动能定理可确定B正确;由于该过程中A的动能增加,故B物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能与物体A动能增加量的和,故C错误;细线的拉力对A和弹簧组成的系统做正功,根据功能关系,D正确.
7. 解析:对小物块,由动能定理有W=mv2-mv2=0,设小物块与传送带间的动摩擦因数为μ,则小物块与传送带间的相对路程x相对=,这段时间内因摩擦产生的热量Q=μmg·x相对=2mv2,选项B正确.
8.解析:施加F前,物块静止,由平衡条件得kx1=mgsin θ,求得x1=0.1 m,力F做功W=Fx,求得x=0.2 m,所以物块到B点时,弹簧伸长x2=0.1 m,可知重力势能增加mgxsin θ=2 J,物块在A,B位置时弹簧弹性势能相等,故A,D错误;物块从A点运动到B点的过程中,产生的内能等于克服摩擦力做的功,即Q=μmgcos θ·x=1.2 J,B正确;物块由A到B过程中,根据动能定理,有W-μmgcos θ·x=mv2+mgxsin θ,求得v= m/s,C正确.
9.解析:(1)对于P,Q组成的系统,从开始到停下的过程中,由能量守恒定律,有
mgR+mg·2R=μmgs+μmg(s-R)
解得μ=.
(2)轻杆由释放到Q球到达C点时,设P,Q两球的速度大小分别为vP,vQ,则由能量守恒定律,
mgR+mg2R=m+m+mgRsin 30°,
又vP=vQ,
联立解得vQ=.
答案:(1)　(2)
10.解析:(1)物块受到的滑动摩擦力Ff=μmgcos θ, (1分)
A到B过程由功能关系有
-Ff=mgh0-Ep, (1分)
解得Ep=mgh0. (1分)
(2)设上升、下降过程物块加速度大小分别为a1和a2,则mgsin θ+
μmgcos θ=ma1, (1分)
mgsin θ-μmgcos θ=ma2, (1分)
由运动学公式得a1=a2,解得=.
11.解析:(1)滑块从A运动到B点的过程,由动能定理得
kmgL=m
在P点,由几何关系有vP=
联立解得vP=.
(2)滑块由B点到P点做平抛运动,由x=v0t
vPsin θ=gt
联立解得x=
滑块由P点到Q点机械能守恒,有
mgR(1-cos 37°)=m-m
滑块到达Q点时,由牛顿第二定律有
FN-mg=m
联立解得FN=mg+.
答案:(1)
(2)　mg+
12.解析:(1)车停止运动后取小物块为研究对象,设其到达车右端时的速度为v1,由动能定理得
-μmgL=m-m
刚进入半圆形轨道时,设物块受到的支持力为FN,由牛顿第二定律得FN-mg=m
又d=2R
解得FN≈104.4 N
由牛顿第三定律得FN=FN′
得FN′=104.4 N,方向竖直向下.
(2)假设小物块能到达半圆形轨道最高点,
则由机械能守恒定律得m=2mgR+m
解得v2=7 m/s
设恰能过最高点的速度为v3,
则mg=m
解得v3==3 m/s
因v2>v3,故小物块从半圆形轨道最高点做平抛运动
h+2R=gt2,x=v2t
联立解得x=4.9 m
故小物块落地点距车左端为x-L=3.4 m.
答案:(1)104.4 N　方向竖直向下　(2)3.4 m