1、1本章综合能力提升练一、单项选择题1.自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图 1 所示为一个盛水袋，某人从侧面缓慢推袋壁使它变形，则水的重力势能( )图 1A变大B变小C不变D不能确定答案 A解析 人缓慢推水袋，对水袋做正功，水的机械能变大，水的动能不变，由功能关系可知，水的重力势能一定变大，A 正确2(2018镇江市模拟) 坐落在镇江新区的摩天轮高 88m，假设乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动如图 2.下列说法正确的是( )图 2A在摩天轮转动的过程中，乘客机械能始终保持不变B在最低点时，乘客所受重力大于座椅对他的支持力C在摩天轮转动一周的过程中，合力对乘客做功为零D在摩天轮转动的过程中，乘客
2、重力的功率保持不变答案 C3(2018第二次全国大联考(江苏卷)如图 3 甲为沿斜坡向上行驶的汽车，当汽车在拉力F 作用下向上运动时，汽车的机械能 E 与位移 x 的关系如图乙所示( AB 段为曲线)，汽车与斜面间的摩擦忽略不计下列说法正确的是( )2图 3A0 x1过程中，汽车所受拉力逐渐增大B x1 x2过程中，汽车速度可达到最大值C0 x3过程中，汽车的动能一直增大D x1 x2过程中，汽车以恒定的功率运动答案 B解析 设斜坡的倾角为 ，则汽车的重力势能为 Ep mgxsin ，由动能定理得汽车的动能为 Ek Fx mgxsin ，则汽车的机械能为 E Ek Ep Fx，即图线的斜率表示
3、 F，则可知0 x1过程中汽车受到的拉力恒定，选项 A 错误； x1 x2过程中，拉力逐渐减小，随着 F 的减小，汽车先做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动，拉力沿斜面方向的分力等于摩擦力时，加速度为零，速度达到最大值，选项 B 正确；综上可知，0 x3过程中，汽车的速度先增大后减小，即动能先增大后减小，C 错误； x1 x2过程中，汽车所受拉力逐渐减小，到 x2处为零，则汽车到 x2处的功率为零，选项 D 错误4 (2018淮 安 中 学 期 中 )如 图 4 甲 所 示 ， 在 粗 糙 的 水 平 面 上 ， 一 质 量 m 1 kg 可 视 为 质 点 的滑 块 压 缩 一
4、轻 弹 簧 并 被 锁 定 ， 滑 块 与 弹 簧 不 相 连 ， 解 除 锁 定 前 滑 块 处 于 P 处 ， t 0 时 解 除 锁定 ， 计 算 机 通 过 传 感 器 描 绘 出 滑 块 的 速 度 时 间 图 象 如 图 乙 所 示 ， 其 中 Oab 段 为 曲 线 ， bc 段为 直 线 ， 在 t1 1 s 时 滑 块 已 经 在 水 平 面 上 滑 行 x 6 m 的 距 离 . g 取 10 m/s2， 弹 簧 劲 度 系 数为 0.8 N/m， 则下列正确的是( )图 4A滑块与水平面间动摩擦因数为 0.4B弹簧锁定时具有的弹性势能为 20JC若水平面光滑，则在滑块向右
5、运动的过程中，滑块机械能守恒D当滑块从 P 点向右运动 2.5m 时，滑块具有最大的动能答案 B3二、多项选择题5(2018田家炳中学开学考)如图 5 甲所示，静止在水平地面的物块 A，受到水平向右的拉力 F 作用， F 与时间 t 的关系如图乙所示，设物块与地面间的静摩擦力最大值 Ffm与滑动摩擦力大小相等，则( )图 5A0 t1时间内 F 的功率逐渐增大B t2时刻物块 A 的加速度最大C t2时刻后物块 A 做反向运动D t3时刻物块 A 的动能最大答案 BD解析 由题图乙可知，0 t1时间内拉力 F 小于最大静摩擦力，物块静止，拉力功率为零，故 A 错误；由题图乙可知，在 t2时刻物
6、块 A 受到的拉力最大，物块 A 受到的合力最大，由牛顿第二定律可得，此时物块 A 的加速度最大，故 B 正确；由题图乙可知在 t2 t3时间内物块受到的合力与物块的速度方向相同，物块一直做加速运动，不做反向运动，故 C 错误；由题图乙可知在 t1 t3时间内，物块 A 受到的合力一直做正功，物块动能一直增加，在 t3时刻以后，合力做负功，物块动能减小，因此在 t3时刻物块动能最大，故 D 正确6(2018泰州中学四模)如图 6 所示，质量为 M 的电梯底板上放置一质量为 m 的物体，钢索拉着电梯由静止开始向上做加速运动，当上升高度为 H 时，速度达到 v，不计空气阻力，重力加速度为 g，下列
7、说法错误的是( )图 6A物体所受合力做的功等于 mv2 mgH12B底板对物体的支持力做的功等于 mgH mv212C钢索的拉力做的功等于 Mv2 MgH12D钢索的拉力、电梯的重力及物体对底板的压力对电梯 M 做的总功等于 Mv2124答案 AC解析 对物体，设底板对物体支持力做功为 W，应用动能定理得： W mgH mv2， W mgH12mv2，故 A 错误，B 正确；根据功能关系可知，钢索的拉力做的功 WF( M m)gH (M m)12 12v2，故 C 错误；对电梯，根据动能定理知：钢索的拉力、电梯的重力及物体对底板的压力对电梯 M 做的总功等于 Mv2，故 D 正确127(20
8、18南京市期中)如图 7 所示，绷紧的水平传送带 AB 始终保持某一恒定的速率 v 运行，一行李无初速度地放在 A 处，传送带对行李的摩擦力使行李开始运动，并在传送带右端脱离传送带下列说法正确的是( )图 7A传送带运行速率 v 越大，行李在传送带上的运动时间一定越短B传送带运行速率 v 越大，行李运动到传送带水平段末端 B 的速度一定越大C若行李释放点改在 A 处右侧，则行李运动到传送带水平段末端 B 的速度可能不变D如果行李到达 B 点前已经与传送带的速度相同，那么行李与传送带之间摩擦力做功而产生的热能一定与行李的末动能相等答案 CD8(2018扬州市一模)如图 8 所示，轻弹簧一端固定在
9、倾角为 的光滑斜面底端，弹簧上端放着质量为 m 的物体 A，处于静止状态将一个质量为 2m 的物体 B 轻放在 A 上，重力加速度为 g，则在 A、 B 一起向下运动过程中( )图 8A放在 A 上的瞬间， B 对 A 的压力大小为 mgsin23B A、 B 的速度先增大后减小C A、 B 间的弹力先增大后减小D A、 B 组成的系统机械能守恒答案 AB解析 在放 B 之前，物体 A 保持静止状态，重力沿斜面的分力和弹簧的弹力平衡：mgsin F；在放 B 瞬间，对 A、 B 整体研究，根据牛顿第二定律有：(2 m m)5gsin F(3 m)a，解得： a gsin ；对物体 B 受力分析
10、，根据牛顿第二定律有：2 mgsin 23 FN2 ma，解得： FN mgsin .由牛顿第三定律知， B 对 A 的压力大小为 mgsin ，故23 23A 正确；由于在 A、 B 向下运动过程中，弹簧的弹力做负功，重力做正功，弹簧的弹力一直增大，3 mgsin 先大于弹力，后小于弹力，则 A、 B 的速度先增大后减小，故 B 正确；对A、 B 整体，合力先减小后反向增大，加速度先减小后反向增大，当加速度沿斜面向下时，对 B 物体根据牛顿第二定律有：2 mgsin FN2 ma，知 a 减小， FN增大当加速度沿斜面向上时，对 B 物体根据牛顿第二定律有： FN2 mgsin 2 ma，知
11、 a 增大， FN增大，则A、 B 间的弹力一直增大，故 C 错误；由 于 在 运 动 过 程 中 ， 弹 簧 对 A、 B 系 统 做 功 ， 因 此 A、 B组 成 的 系 统 机 械 能 不 守 恒 ， 故 D 错 误 三、实验题9(2018南通市、泰州市一模)某实验小组利用如图 9 甲所示装置“探究恒力做功与物体动能变化的关系” 质量为 m 的钩码通过跨过定滑轮的细线牵引质量为 M 的小车，使它在长木板上运动打点计时器在纸带上记录小车的运动情况图 9(1) 下列做法中正确的有_A调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行B在平衡摩擦力时，不需要连接纸带C小车从靠近打点计时器处释放
12、(2)接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打出一系列点，将打出的第一个点标为 O，在纸带上依次取 A、 B、 C若干个计数点测得 A、 B、 C各点到 O 点的距离分别为x1、 x2、 x3，如图乙所示已知相邻计数点间的时间间隔均为 T.实验中，钩码质量远小于小车质量，可认为小车受到的拉力大小等于 mg.在打 O 点到打 B 点的过程中，拉力对小车做的功 W_，打 B 点时小车的动能 Ek_.(3)小明同学实验操作正确，但打出的纸带起始点不清晰，他挑选了一个清晰的点标为 O1，以小车速度的二次方 v2为纵坐标，计数点到 O1点的距离 x 为横坐标，利用实验数据作出6v2 x 图象，该图象纵轴
13、截距的物理意义是_.(4)小虎同学在实验过程中没有保证钩码质量远小于小车质量，他利用实验数据作出的v2 W 图象_(选填“会”或“不会”)弯曲答案 (1)AC (2) mgx2 (3)打 O1点时速度的二次方 (4)不会Mx3 x128T210(2018徐州市期中)图 10 甲是“验证机械能守恒定律”的实验装置图乙是某同学在实验过程中得到的一条纸带，相邻两个计数点间还有 4 个计时点没有标出打点计时器所用电源的频率为 50Hz，当地的重力加速度 g 为 9.80m/s2，请回答以下问题：图 10(1)下列说法正确的是_A打点计时器使用交流电源B释放纸带后应立刻接通电源C重物的密度应大一些D不需
14、要测出重物的质量(2)根据图乙中的数据，可得打出计数点“ B”时重物的速度 vB_m/s.(结果保留 3位有效数字)(3)该同学换用了其它重物进行实验，得出了另外一条纸带(题中未画出)测量出纸带中打出的第一点到各计数点的距离 h，计算出打各计数点时重物的速度 v，作出 v2 h 关系图象如图丙所示试根据图线判断，此过程中重物的机械能_(填“守恒”或“不守恒”)7理由是：_.答案 (1)ACD (2)1.93 (3)守恒 理由见解析解析 (1)打点计时器使用交流电源，故 A 正确；为充分利用纸带，实验时应先接通电源再释放纸带，故 B 错误；为减小空气阻力对实验的影响，重物的密度应大一些而体积小些
15、，故C 正确；如果机械能守恒，则： mgh mv2，实验需要验证： gh v2，实验不需要测出重物12 12的质量，故 D 正确(2)相邻两个计数点间还有 4 个计时点没有标出，打点计时器所用电源的频率为 50 Hz，则相邻两计数点间的时间间隔： t0.025 s0.1 s，由图示纸带可知，打出计数点“ B”时重物的速度： vB m/s1.93 m/s.AC2t 14.48 24.1010 220.1(3)由机械能守恒定律得： mgh mv2，则： v22 gh，由图示 v2 h 图象可知，图象斜率：12k2 g 18.59，重力加速度： g9.3 m/s2，由于存在阻力，所测重力加速度小于标
16、11.900.64准值 9.80 m/s2，在误差允许范围内，可以认为机械能守恒四、计算题11(2018海安中学月考)如图 11 所示是一种升降电梯的模型示意图， A 为轿厢， B 为平衡重物， A、 B 的质量分别为 mA1.5kg 和 mB1kg. A、 B 由跨过轻质滑轮的足够长的轻绳系住在电动机牵引下使轿厢由静止开始向上运动，电动机输出功率 10W 保持不变，轿厢上升h1m 后恰好达到最大速度不计空气阻力和摩擦阻力， g10m/s 2.在轿厢向上运动过程中，求：图 11(1)当轿厢的速度 v1m/s 时，轿厢的加速度 a 的大小；(2)轿厢的最大速度 vm；(3)轿厢从开始运动到恰好达到最大速度过程中所用的时间答案 (1)2m/s 2 (2)2 m/s (3)1s解析 (1)当轿厢向上的速度为 v1 m/s 时，由 P Fv 得重物 B 下端绳的拉力大小为FB10 N.根据牛顿第二定律得：8对 A： FA mAg mAa，对 B： FB mBg FA mBa联立解得： a2 m/s 2 (2)当电动机的拉力 F( mA mB)g 时轿厢的速度达到最大又由 P Fvm得： vm2 m/s(3)轿厢从开始运动到恰好达到最大速度的过程，对 A、 B 整体，由动能定理得：Pt mAgh mBgh (mA mB)v12 m2解得 t1 s.
