高三物理一轮复习限时训练[4]



高三物理一轮复习限时训练[4]
机械能

  1.无锡市 2007 年秋学期高中期末考试试卷 无锡市 年秋学期高中期末考试试卷水平飞行的子弹打穿固定在水平面上的木块,经 历时间△t
  1,机械能转化为内能的数值为△E
  1。同样的子弹以同样的速度击穿放在光滑水平面 上同样的木块,经历时间△t
  2,机械能转化为内能的数值为△E
  2,假定在两种情况下,子弹在 木块中受到的阻力大小是相同的,则下列结论正确的是 ( A ) △E1=△E2 B.△t1>△t2 △E1>△E2 A.△t1<△t2 C.△t1<△t2 △E1<△E2 D.△t1=△t2 △E1=△E2
  2. 无锡市 2007 年秋学期高中期末考试试卷 .无锡市 年秋学期高中期末考试试卷下列说法正确的是 ( BCD ) A.一质点受两个力作用而处于平衡状态(静止或匀速) ,则这两个力在相同时间内的冲量 一定相同 B.一质点受两个力的作用而处于平衡状态(静止或匀速) ,则这两个力在相同时间内做的 功或者都为零,或者一个做正功,一个做负功,且功的绝对值相等。 C.在相同时间内作用力和反作用力的冲量一定大小相同,方向相反 D.在相同时间内作用力和反作用力都有可能做正功
  3.2007 年苏州市高三教学情况调查在北戴河旅游景点之一的南戴河滑沙场有两个坡度不同的
' .甲、乙两名旅游者分别乘两个相同完全的滑沙撬从 A 点由静 滑道 AB 和 AB (均可看作斜面)
止开始分别沿 AB 和 AB 滑下,最后都停在水平沙面 BC 上,如图所示.设滑沙撬和沙面间的动 摩擦因数处处相同,斜面与水平面连接处均可认为是圆滑 的, 滑沙者保持一定姿势坐在滑沙撬上不动. 则下列说法中 正确的是(AB) A.甲在 B 点的速率一定大于乙在 B 点的速率 B.甲滑行的总路程一定大于乙滑行的总路程 C.甲全部滑行的水平位移一定大于乙全部滑行的水平位移 D.甲在 B 点的动能一定大于乙在 B ' 点的动能
  4、南京市 2007 届高三物理第二次调研性测试试卷光滑水平桌面上有一个静止的木块,枪 沿水平方向先后发射两颗质量和速度都相同的子弹, 两子弹分别从不同位置穿过木块。 假设 两子弹穿过木块时受到的阻力大小相同, 忽略重力和空气阻力的影响, 那么在两颗子弹先后 穿过木块的过程中(CD) A.两颗子弹损失的动能相同 B.木块每次增加的动能相同 C.因摩擦而产生的热量相同 D.木块每次移动的距离不相同
'
'
A
B 第 10 题图
B/
C
1

  5. 20 年南通市高三第二次调研测试 (20 年南通市高三第二次调研测试)如图所示,倾角 θ=37°的斜面底端 B 平滑连接着 2007 半径 r=
  0.40m 的竖直光滑圆轨道。质量 m=
  0.50kg 的小物块,从距地面 h=
  2.7m 处沿斜面由 静止开始下滑,小物块与斜面间的动摩擦因数 =
  0.
  25,求: (sin37°=
  0.
  6,cos37°=
  0.
  8, 2 g=10m/s ) (
  1)物块滑到斜面底端 B 时的速度大小。 A (
  2)物块运动到圆轨道的最高点 A 时,对圆轨道的压力 大小。 h O 解: (
  1)物块沿斜面下滑过程中,在重力、支持力和摩擦力作 θ 用下做匀加速运动,设下滑加速度为 a ,到达斜面底端 B 时 B 的速度为 v,则
mg sin θ mg cos θ = ma
① ②
v 2 = 2a
由①、②式代入数据解得: v =
  6.0 m/s ③ (
  2)设物块运动到圆轨道的最高点 A 时的速度为 vA,在 A 点受到圆轨道的压力为 N, 由机械能守恒定律得:
h sin θ
1 2 1 2 mv = mv A + mg 2r 2 2
物块运动到圆轨道的最高点 A 时,由牛顿第二定律得:
2 vA r

N + mg = m

由④、⑤式代入数据解得: N=20N ⑥ 由牛顿第三定律可知,物块运动到圆轨道的最高点 A 时,对圆轨道的压力大小 NA=N=20N ⑦
  6. 【选修 3-
  5】 20 年南通市高三第二次调研测试 (20 年南通市高三第二次调研测试) 2007 如图所示,劲度系数为 k 的轻弹簧,左端连着绝缘介质小 球 B,右端连在固定板上,放在光滑绝缘的水平面上.整 A B 个装置处在场强大小为 E、 方向水平向右的匀强电场中。 现有一质量为 m、带电荷量为+q 的小球 A,从距 B 球为 S S 处自由释放,并与 B 球发生碰撞。碰撞中无机械能损 失, A 球的电荷量始终不变。 且 已知 B 球的质量 M=3m, 弹簧振子的周期 T = 2π
E
M (A、B 小球均可视 k
v
为质点) 。 (
  1)求 A 球与 B 球第一次碰撞后瞬间,A 球的速 度 v1 和 B 球的速度 v
  2。 (
  2) 要使 A 球与 B 球第二次仍在 B 球的初始位置 迎面相碰,求劲度系数 k 的可能取值。 (
  3) A 球与 B 球每次都在 B 球的初始位置迎面 若 相碰。请你以 A 球自由释放的瞬间为计时起点,
0
t
2
速度方向向右为正方向,求作 A 球的 v?t 图线(要求至少画出小球 A 与 B 球发生第三次碰 撞前的图线,必须写出画图的依据) 。
  6.解: (
  1)设 A 球与 B 球碰撞前瞬间的速度为 v
  0, 由动能定理得,
qES =
1 2 mv0 2

解得:
v0 =
2qES m

碰撞过程中动量守恒 机械能无损失,有
mv0 = mv1 + Mv2
1 2 1 2 1 2 mv0 = mv1 + Mv2 2 2 2
负号表示方向向左 ⑤
③ ④
解得,
1 1 2qES v1 = v0 = 2 2 m 1 1 2qES v2 = v0 = 2 2 m
v1 = v0 (舍)
方向向右
v2 = 0
(舍)

  2)由(
  1)可知,碰撞后 A 球向左减速,B 球以初速
1 v0 向右做简谐运动,要使 m 与 M 2
第二次迎面碰撞仍发生在原位置,则必有 A 球重新回到 O 处所用的时间 t 恰好等于 B 球的
1 (n + )T 2 a= t=2 Eq m

v1 T = nT + (n=0 、1 、2 、3 ……)⑦ a 2
T = 2π
M k

解得:
k=
3π 2 Eq (2n +
  1) 2 (n=0 、1 、2 、3 ……) ⑨ 2S
' '

  3)A 球与 B 球的第二次前速度分别为-v
  1、-v
  2,碰撞后速度分别为 v1和v2 ,应满足 碰撞过程中动量守恒 机械能无损失,有 解得:
' mv1 Mv2 = mv1' + Mv2
⑩ 11 ○
1 2 1 1 1 2 '2 mv1 + Mv2 = mv1'2 + Mv2 2 2 2 2
3
v1' = 2v1 = v0 =
2qEH m
方向向左,
1 1 2qES v1' = v1 = v0 = 2 2 m
(舍)○ 12
' v2 = 0
1 1 2qES ' v2 = v2 = v0 = (舍) 2 2 m
可见,当 A 球再次回到 O 处与 B 球发生第三次碰撞时,第三次碰撞是第一次碰撞的重复, 此后过程将周而复始地进行,A 球的 v?t 图线如图所示, 。 v v0 v0/2 0 -v0/2 -v0 t’ 2t’ 3t’ 4t’ 5t’ t 其中 v0 =
2qES m
t' =
v0 2mS = a qE

  7.(20 年南通市高三第一次调研测试 2007 年南通市高三第一次调研测试)如图,质量 m=60kg 的高山滑雪运动员,从 A 点由 20 静止开始沿霄道滑下,从 B 点水平飞出后又落在与水平面成倾 角 θ = 37 的斜坡上 C 点.已知 AB 两点间的高度差为 h,B、 C
°
两点间的距离为 S=75m,(g 取 10m/s2 sin370=
  0.
  6),求: (
  1)运动员从 B 点飞出时的速度 vB 的大小. (
  2)运动员从 A 到 B 过程中克服摩擦力所做的功. 解:(
  1)由 B 到 C 平抛运动的时间为 t 竖直方向: hBc=Ssin37o= 1 gt2’ 2 (3 分) (2 分) (3 分)
水平方向: Scos370=-vBt 代得数据,解得 vB=20m/s (
  2)A 到 B 过程由动能定理有 mghAB+wf= 1 mvB2 。 2 (3 分)
代人数据,解得 wf-3000J (3 分) 所以运动员克服摩擦力所做的功为 3000J
  8. 【选修 3-
  5】 (南京市 2007 届物理第三次调研性测试试卷) 如图所示,在倾角为θ=37°的足够长的固定斜面上,物体 A 和 小车 B 正沿着斜面上滑,A 的质量为 mA=
  0.50 kg, B 的质量 为 mB=
  0.25kg,A 始终受到沿斜面向上的恒定推力 F 的作用。 当 A 追上 B 时, 的速度为 vA=
  1.8m/s, 方向沿斜面向上, B 的 A
4
B
A
θ
F
速度恰好为零,A、B 相碰,相互作用时间极短,相互作用力很大,碰撞后的瞬间,A 的速 度变为 v
  1=
  0.6m/s ,方向沿斜面向上。再经 T=
  0.6 s ,A 的速度大小变为 v
  2=
  1.8 m/s , 在这一段时间内 A、B 没有再次相碰。已知 A 与斜面间的动摩擦因数=
  0.
  15,B 与斜面间 的摩擦力不计,已知:sin3
  70=
  0.6 ,重力加速度 g=10m/s
  2,求: (
  1)A、B 第一次碰撞后 B 的速度 (
  2)恒定推力 F 的大小 (
  1)A、B 碰撞过程满足动量守恒:mAvA=mAv1+mBvB 得 vB=
  2.4m/s 方向沿斜面向上 (
  2)设经过 T =
  0.60s , A 的速度方向向上, 此时 A 的位移 SA= (3 分) (2 分) (1 分)
v 2 + v1 T =
  0.72m 2
B 的加速度 aB =gsinθ=6m/s2 B 的位移 SA =vBT -
1 aBT 2=
  0.36m 2
(2 分)
可见 A、B 将再次相碰,违反了题意,因此碰撞后 A 先做匀减速运动,速度减到零后, 再做匀加速运动。 (2 分) (直接由分析得出结论 v2 方向沿斜面向下,碰撞后 A 先做匀减速运动,速度减到零后, 再做匀加速运动同样给分) 对 A 列出牛顿第二定律:mAgsinθ+μmgcosθ-F =mAa1 (1 分) mAgsinθ-μmgcosθ-F =mAa2 (1 分) v1=a1t 1 (1 分) v2=a
  2(T - t1 ) (1 分) 解得:F =
  0.6N (2 分)
  9.(徐州市 2006?2007 学年度高三第二次质量检测 学年度高三第二次质量检测)如图所示,ab 面水平,bc 是位于竖直 徐州市 ? 平面内的半圆形光滑轨道,半径 R=
  0.225m 在 b 点与水平面相切,滑块从水平轨道上距离 b 点
  1.2m 的 a 点以初速发 v0=6 m/s 运动,经过水平和半圆轨道后从最高点 c 飞出,最后刚好 落回轨道上的 a 点 取重力加速度 g:10m/s
  2.求: (
  1)滑块从 c 点飞出时速度的大小; (
  2)水平轨道与滑块间的动摩擦因数.
解:(
  1)滑块从 c 点飞出后作平抛运动,其飞行时间为,
1 W fi = E Ai E Ai′ EBi′ = E Ai < E Ai′ 3 1 2 = EBi′ = E Ai′ = E Ai 2 9 B 2 B = B0 + t = (
  0.5 +
  0.2t )Tvi′ = vi t= 4 R / g =
  0.3s t 3 E I= R Bl 2 E= = ≈
  0.043sTT
  0.026 t t
所以 vc=4m/s (
  2)对于滑块从 b 到 c 的运动过程,由机械能守恒定律得:
5
1 2 1 2 mvc + mgh = mvb 2 2 mgs =
解得
vb=5m/s
对于滑块从 a 到 b 的运动过程,设动摩擦因数为 ,由动能定理得:
解得 =
  0.46
1 2 1 2 mvb mv0 2 2
6

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