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2013届高考一轮物理复习第五章 第1单元 课下综合提升

2013届高考一轮物理复习第五章  第1单元  课下综合提升

1.如图1,拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法。如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100 m ,那么下列说法正确的是( )

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图1

A .轮胎受到地面的摩擦力做了负功

B .轮胎受到的重力做了正功

C .轮胎受到的拉力不做功

D .轮胎受到地面的支持力做了正功

解析:根据力做功的条件,轮胎受到的重力和地面的支持力都与位移垂直,这两个力均不做功,B 、D 错误;轮胎受到地面的摩擦力与位移反向,做负功,A 正确;轮胎受到的拉力与位移夹角小于90°,做正功,C 错误。

答案:A

2.设匀速行驶的汽车,发动机功率保持不变,则( ) A .路面越粗糙,汽车行驶得越慢 B .路面越粗糙,汽车行驶得越快

C .在同一路面上,汽车不载货比载货时行驶得快

D .在同一路面上,汽车不载货比载货时行驶得慢

解析:汽车行驶过程中,若发动机功率保持不变,且匀速行驶,则由牛顿第二定律得F -f =0,又P =F v ,解得v =P /f ;又由f =μN 可知,当路面越粗糙或载货越多时,阻力f 越大,则v 越小,故A 、C 正确,B 、D 错误。

答案:AC

3.如图2所示,倾角为θ的斜劈放在水平面上,斜劈上用固定的竖直挡板挡住一个光滑的质量为m 的小球,当整个装置沿水平面以速度v 向左匀速运动时间t 时,以下说法正确的是( )

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图2

A .小球的重力做功为零

B .斜劈对小球的弹力做功为

mg v t

cos θ

C .挡板对小球的弹力做功为零

D .合力对小球做功为零

解析:分析A 球受力如图所示,可求得:

N 1=mg tan θ,N 2=

mg

cos θ

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,因此,斜劈对小球的弹力做功N 2v t cos(90°-θ)=mg v t tan θ。挡板对小球的弹力做功为-N 1v t =-mg v t tan θ,而重力和合外力对小球做功均为零。

答案:AD

4.如图3所示,图线表示作用在某物体上的合外力随时间变化的关系,若物体开始时是静止的,那么( )

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图3

A .从t =0开始,5 s 内物体的动能变化量为零

B .在前5 s 内只有第1 s 末物体的动能最大

C .在前5 s 内只有第5 s 末物体的速率最大

D .前3 s 内合外力对物体做的功为零

解析:由图像可知0~1 s 的合外力的大小是2~5 s 的合外力的大小的2倍,所以加速度大小的关系也是2∶1,物体的运动状态可描述为0~1 s 物体做匀加速运动到速度最大,3 s 末减速到零,5 s 末反向加速到最大,因此5 s 内动能变化量不为零,故选项A 错;第1 s 末和第5 s 末物体的动能和速率一样大,所以选项B 、C 都不对;3 s 末减速到零,所以前3 s 内合外力对物体做的功为零,所以正确选项为D 。

答案:D

5.放在地面上的物体受到水平拉力的作用,在0~6 s 内其速度与时间图像和拉力的功率与时间图像如图4所示,则物体的质量为(取g =10 m/s 2)( )

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图4

A.5

3

kg

B.109

kg

C.3

5

kg

D.9

10

kg 解析:物体在前2 s 内做匀加速直线运动,由P =F v ,2 s 末功率为30 W ,速度为6 m/s ,因此前2 s 内拉力F 1=5 N ;后4 s 内做匀速直线运动,拉力的功率等于阻力的功率,拉力大小和阻力大小都是P v =53 N ;再由前2 s 内a =3 m/s 2,且F 1-f =ma 得质量为10

9 kg ,B 项

正确。

答案:B

6.如图5甲所示,静止于光滑水平面上坐标原点处的小物块,在水平拉力F 作用下,沿x 轴方向运动,拉力F 随物块所在位置坐标x 的变化关系如图乙所示,图线为半圆。则小物块运动到x 0处时F 做的总功为( )

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图5

A .0 B.1

2F m x 0 C.π

4

F m x 0

D.π4

x 02 解析:F 为变力,但F -x 图像包围的面积在数值上表示拉力做的总功。由于图线为半圆,又在数值上F m =1

2

x 0,

故所求W =12π·F m 2=12π·F m ·12x 0=π

4F m x 0。

答案:C

7.如图6所示,质量为m 的小球以初速度v 0水平抛出,恰好垂直打在倾角为θ的斜面上,(不计空气阻力)则球落在斜面上时重力的瞬时功率为( )

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图6

A .mg v 0tan θ B.mg v 0

tan θ

C.mg v 0sin θ

D .mg v 0cos θ 解析:如图所示,由于v 垂直于斜面,可求出小球落在斜面上的速度

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v =

v 0

sin θ

,此时重力做功的瞬时功率P =mg ·v cos θ,由以上两式可得:P =mg v 0

tan θ

,B 正确。 答案:B

8.以初速度v 0做平抛运动的物体,重力在第1 s 末和第2 s 末的功率之比为α,重力在第1 s 内和第2 s 内的平均功率之比为β,则( )

A .α/β=3/2

B .α/β=2/3

C .α/β=1/2

D .α/β=2

解析:重力做功的功率可用P =mg ·v y 计算。第1 s 末重力的功率P 1=mg ·g ·1 s ,第2 s 末重力的功率P 2=mg ·g ·2 s ,故α=1

2,第1 s 内重力做功的平均功率P 1=mg ·1

2g ·(1 s )2

1 s ,第2

s 内重力做功的平均功率P 2=mg (12g ·(2 s )2-12g ·(1 s )2)

1 s ,故β=13,因此α/β=3

2

,A 正确。

答案:A

9.图7是一汽车在平直路面上启动的速度—时间图像,从t 1时刻起汽车的功率保持不变,由图像可知( )

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图7

A .0~t 1时间内,汽车的牵引力增大,加速度增大,功率不变

B .0~t 1时间内,汽车的牵引力不变,加速度不变,功率增大

C .t 1~t 2时间内,汽车的牵引力减小,加速度减小

D .t 1~t 2时间内,汽车的牵引力不变,加速度不变

解析:0~t 1时间内,v -t 图像是一条倾斜的直线,说明汽车的加速度不变,由汽车启动时的加速度a =F -f m =P /v 1-f

m 可知,汽车的牵引力不变,速度增大,功率增大,A 项错、B 项对;t 1~t 2时间内,v -t 图像是一条曲线,斜率逐渐减小,说明加速度减小,由a =F -f

m 知,此过程牵引力减小,C 项对、D 项错。

答案:BC

10.水平地面上有一木箱,木箱与地面之间的动摩擦因数为μ(0<μ<1)。现对木箱施加一拉力F ,使木箱做匀速直线运动。设F 的方向与水平面夹角为θ,如图8所示,在θ从0逐渐增大到90°的过程中,木箱的速度保持不变,则( )

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图8

A .F 先减小后增大

B .F 一直增大

C .F 的功率减小

D .F 的功率不变

解析:由木箱受力平衡可知:F cos θ=μ(G -F sin θ), 即F =

μG cos θ+μsin θ=μG

1+μ2cos (θ-φ)

故F 先减小后增大。根据P =F v cos θ=μG v

1+μtan θ

可知F 的功率减小。故A 、C 正确。

答案:AC

11.如图9所示,质量为m 的小球用长L 的细线悬挂而静止在竖直位置。在下列三种情况下,分别用水平拉力F 将小球拉到细线与竖直方向成θ角的位置。在此过程中,拉力F 做的功各是多少?

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图9

(1)用F 缓慢地拉; (2)F 为恒力;

(3)若F 为恒力,而且拉到该位置时小球的速度刚好为零。 解析:(1)若用F 缓慢地拉,则显然F 为变力,由动能定理得: W F -mgL (1-cos θ)=0

即W F=mgL(1-cosθ)

(2)对恒力F做的功,由公式

W=Fl cosα

得W F=FL sinθ

(3)法一:对恒力F做的功,由公式

W=Fl cosα

得W F=FL sinθ

法二:由动能定理得:

W F-mgL(1-cosθ)=0

故W F=mgL(1-cosθ)

答案:(1)mgL(1-cosθ)(2)FL sinθ

(3)FL sinθ或mgL(1-cosθ)

12.质量为3×106 kg的列车,在恒定的额定功率下,沿平直的轨道由静止出发,在运动过程中受到的阻力恒定,经1×103 s后达到最大行驶速度72 km/h。此时司机关闭发动机,列车继续滑行4 km停下来。求:

(1)关闭发动机后列车加速度的大小;

(2)列车在行驶过程中所受阻力的大小;

(3)列车的额定功率;

(4)列车在加速过程中通过的距离。

解析:(1)关闭发动机后列车在阻力的作用下,滑行了一段距离后才停下来,列车做匀减速运动

a=v2/(2l)=202/(2×4 000)m/s2=0.05 m/s2。

(2)所受阻力F f=ma=3×106×0.05 N=1.5×105 N。

(3)达到最大速度时,牵引力等于阻力,则

P额=F f v=1.5×105×20 W=3×106 W。

(4)对加速过程应用动能定理

P额t-F f l1=m v2/2,

代入数据解得l1=16 km。

答案:(1)0.05 m/s2(2)1.5×105 N(3)3×106 W

(4)16 km