高中物理学习材料
（马鸣风萧萧**整理制作）
应县一中高三年级物理后测反馈试题（4）
命题人:解文英审核人：杨培春班级________ 姓名__________ 测试时间：2016.3
选择题（每小题8分,共80分）
1．如图,拉格朗日点L1位于地球和月球连线上,处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下,可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此,科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站,使其与月球同周期绕地球运动。以a1、a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小,a3表示地球同步卫星向心加速度的大小。以下判断正确的是()
A.a2> a3> a1
B. a2> a1> a3
C. a3>a1> a2
D. a3> a2> a1
2. (多选) P1、P2为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星s1、s2做匀速圆周运动．图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生
的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，
两条曲线分别表示P1、P2周围的a与r2的反比关系，它们
左端点横坐标相同，则()
A．P1的平均密度比P2的大B．P1的“第一宇宙速度”
比P2的小
C．s1的向心加速度比s2的大D．s1的公转周期比s2的大
3.如图所示是测量运动员体能的一种装置，运动员的质量为m1，绳拴在腰间水平方向跨过定滑轮(不计滑轮摩擦)，绳的另一端悬吊的重物的质量为m2，人在水平传送带上用力向后蹬传送带，而人的重心不动，使得传送带以速度v匀速向右运动．人的脚与传送带间的动摩擦因素为μ，则( ) A．人对传送带不做功
B．传送带给人的摩擦力方向与传送带的速度v方向相同
C．由题意可知，μm1g＝m2g
D．人对传送带做功的功率为m2gv
4．一辆跑车在行驶过程中的最大输出功率与速度大小的关系如图，已知该车质量为2×103 kg ，在某平直路面上行驶，阻力恒为3×103 N ．若汽车从静止开始以恒定加速度2 m/s 2做匀加速运动，则此匀加速过程能持续的时间大约为( )
A ．8 s
B ．14 s
C ．26 s
D ．38 s
5．一个小物体竖直抛出，然后又回到抛出点，已知小物体抛出时的初动能为E ，返回抛出点时的速度为v ，该过程克服空气阻力做功为E
2.若小物体竖直上抛的初动能为2E ，设空气阻力大小恒定，
则物体返回抛出点时( ) A ．动能为
3E
2
B ．动能为E
C ．速度大小为v
D ．速度大小为2v 6.质量为m 的人造地球卫星与地心的距离为r 时，引力势能可表示为Ep ＝－GMm
r ，其中G 为引
力常量，M 为地球质量．该卫星原来在半径为R 1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R 2，此过程中因摩擦而产生的热量为( )
A ．GMm ????1R2－1R1
B ．GMm ????1R1－1R2 C.GMm 2????1R2－1R1 D.GMm 2????1R1－1R2 7.如图所示，在倾角为θ的光滑的斜面上，轻质弹簧一端与斜面底端固定，另一端与质量为M 的平板A 连接，一个质量为m 的物体B 靠在平板的右侧．开始时用手按住物体B ，现放手，A 和B 沿斜面向上运动的距离为L 时，同时达到最大速度v ，重力加速度为g ，则以下说法正确的是( ) A ．A 和B 达到最大速度v 时，弹簧是自然长度 B ．A 和B 达到最大速度v 时，A 和B 恰要分离
C ．从释放到A 和B 达到最大速度v 的过程中，弹簧对A 所做的功等于1
2
Mv 2＋MgLsin θ
D ．从释放到A 和B 达到最大速度v 的过程中，A 受到的合力对A 所做的功等于1
2Mv 2
8.一汽车在平直公路上行驶．从某时刻开始计时，发动机的功率P 随时间t 的变化如图所示．假定汽车所受阻力的大小F 阻恒定不变．下列描述该汽车的速度v 随时间t 变化的图线中，可能正确的是( )
9.如图所示，质量分别为2m 和m 的A 、B 两物体用不可伸长的轻绳绕过轻质定滑轮相连，开始两物体处于同一高度，绳处于绷紧状态，轻绳足够长，不计一切摩擦．现将两物体由静止释放，在A 落地之前的运动中，下列说法中正确的是( ) A ．A 物体的机械能增大
B ．A 、B 组成系统的重力势能增大
C ．下落时间t 过程中，A 的机械能减少了2
9mg 2t 2
D ．下落时间t 时，B 所受拉力的瞬时功率为1
3
mg 2t
10.(多选)如图所示，滑块以初速度v 0滑上表面粗糙的固定斜面，到达最高点后又返回到出发点．则能大致反映滑块整个运动过程中速度v 、加速度a 、动能E k 、重力对滑块所做的功W 与时间t 或位移x 关系的是(取初速度方向为正方向)( )
11. 如图，一质量为m 、电荷量为q(q ＞0)的粒子在匀强电场中运动，A 、B 为其运动轨迹上的两点．已知该粒子在A 点的速度大小为v 0，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到B 点时速度方向与电场方向的夹角为30°.不计重力．求A 、B 两点间的电势差．
12. 如图所示,弹簧的一端固定,另一端连接一个物块,弹簧质量不计。物块(可视为质点)的质量为m,在水平桌面上沿x轴运动,与桌面间的动摩擦因数为μ。以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O,当弹簧的伸长量为x时,物块所受弹簧弹力大小为F=kx,k为常量。
(1)请画出F随x变化的示意图;并根据F-x图像求物块沿x轴
从O点运动到位置x的过程中弹力所做的功。
(2)物块由x1向右运动到x3,然后由x3,返回到x2,在这个过程中,
求弹力所做的功,并据此求弹性势能的变化量;
13.如图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图，整个轨道在同一竖直平面内，表面粗糙的AB段轨道
与四分之一光滑圆弧轨道BC 在B 点水平相切．点A 距水面的高度为H ，圆弧轨道BC 的半径为R ，圆心O 恰在水面．一质量为m 的游客(视为质点)可从轨道AB 的任意位置滑下，不计空气阻力．
(1)若游客从A 点由静止开始滑下，到B 点时沿切线方向滑离轨道落在水面D 点，OD ＝2R ，求游客滑到B 点时的速度v B 大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功W f ；
(2)若游客从AB 段某处滑下，恰好停在B 点，又因受到微小扰动，继续沿圆弧轨道滑到P 点后滑离轨道，求P 点离水面的高度h.(提示：在圆周运动过程中任一点，质点所受的向心力与其速率的关系为F 向＝m v2
R )
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D
AC
D
B
B
C
D
A
C
AD
即vBsin 30°＝v0sin 60°① 由此得vB ＝3v0② 设A 、B 两点间的电势差为UAB ，由动能定理有
qUAB ＝12m(v2B －v20)③ 联立②③式得UAB ＝mv20
q ④
12(1)F-x 图像如图 -kx2 (2)a:k-k ΔEp=k -k
b.整个过程中,摩擦力做功 Wf=-μmg·(2x3-x1-x2)
与弹力做功比较:弹力做功与x3无关,即与实际路径无关,只与始末位置有关,所以,我们可以定义一个由物体之间的相互作用力(弹力)和相对位置决定的能量——弹性势能。而摩擦力做功与x3有关,即与实际路径有关,所以,不可以定义与摩擦力对应的“摩擦力势能”。 13. 答案：(1)－(mgH －2mgR) (2)2
3
R
解析：(1)游客从B 点做平抛运动，有2R ＝vBt ① R ＝1
2gt2 ②
由①②式得vB ＝2gR ③
从A 到B ，根据动能定理，有 mg(H －R)＋Wf ＝1
2mv2B －0 ④
由③④式得Wf ＝－(mgH －2mgR)． ⑤
(2)设OP 与OB 间夹角为θ，游客在P 点时的速度为vP ，受到的支持力为N ，从B 到P 由机械能守恒定律，有
mg(R －Rcos θ)＝1
2
mv2P －0 ⑥
过P 点时，根据向心力公式，有 mgcos θ－N ＝m v2P
R ⑦
又N ＝0 ⑧ cos θ＝h
R ⑨
由⑥⑦⑧⑨式解得h ＝2
3R.
1．(2015山东理综,15,6分)如图,拉格朗日点L1位于地球和月球连线上,处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下,可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此,科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站,使其与月球同周期绕地球运动。以a1、a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小,a3表示地球同步卫星向心加速度的大小。以下判断正确的是( )
A.a2>a3>a1
B.a2>a1>a3
C.a3>a1>a2
D.a3>a2>a1
答案 D
2. 1.(2015课标Ⅰ,21,6分)(多选)我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后,先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行;然后经过一系列过程,在离月面4 m 高处做一次悬停(可认为是相对于月球静止);最后关闭发动机,探测器自由下落。已知探测器的质量约为1.3×103 kg,地球质量约为月球的81倍,地球半径约为月球的
3.7倍,地球表面的重力加速度大小约为9.8 m/s2。则此探测器( ) A.在着陆前的瞬间,速度大小约为8.9 m/s B.悬停时受到的反冲作用力约为2×103 N
C.从离开近月圆轨道到着陆这段时间内,机械能守恒
D.在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度 答案 BD 3. (多选)
2015·天津理综(多选)P1、P2为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有
一颗卫星s1、s2做匀速圆周运动．图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a ，横坐标表示物体到行星中心的距离r 的平方，两条曲线分别表示P1、P2周围的a 与r2的反比关系，它们左端点横坐标相同，则( )
A ．P1的平均密度比P2的大
B ．P1的“第一宇宙速度”比P2的小
C ．s1的向心加速度比s2的大
D ．s1的公转周期比s2的大
解析：图线左端点横坐标为行星半径的平方，故P1、P2两行星半径相等，即R1＝R2.a 由万有引力产生，即G Mm
r2＝ma ，从图中可以看出，r2相同的情况下 P1产生的加速度大，说明P1质量
较大，即M1＞M2.密度ρ＝
M 43
πR3，可知ρ1＞ρ2，A 正确．第一宇宙速度为近地卫星运行速度，
由ma ＝m v2
R 得v ＝aR ，可知v1＞v2，B 错误．s1、s2到P1、P2各自球心距离相等，从图中可
以看出a1＞a2，C 正确．根据G Mm r2＝m 4π2
T2r ，得T ＝
4π2r3
GM
，可得T1＜T2，D 错误． 答案：AC
4.(2015·南昌模拟)如图所示是测量运动员体能的一种装置，运动员的质量为m1，绳拴在腰间水平方向跨过定滑轮(不计滑轮摩擦)，绳的另一端悬吊的重物的质量为m2，人在水平传送带上用力向
后蹬传送带，而人的重心不动，使得传送带以速度v匀速向右运动．人的脚与传送带间的动摩擦因素为μ，则(D)
A．人对传送带不做功
B．传送带给人的摩擦力方向与传送带的速度v方向相同
C．由题意可知，μm1g＝m2g
D．人对传送带做功的功率为m2gv
解析：人对传送带的摩擦力方向向右，传送带在力的作用下有位移，所以人对传送带做功，A错误；传送带给人的摩擦力方向向左，与传送带速度方向相反，B错误；人的脚与传送带间的摩擦力是静摩擦力，不是滑动摩擦力，不能用μmg表示，C错误；人的重心不动，绳对人的拉力和人与传送带间的摩擦力平衡，而拉力又等于m2g，所以人对传送带做功的功率为m2gv，D正确．5．4．(2015·银川模拟)一辆跑车在行驶过程中的最大输出功率与速度大小的关系如图，已知该车质量为2×103 kg，在某平直路面上行驶，阻力恒为3×103 N．若汽车从静止开始以恒定加速度2 m/s2做匀加速运动，则此匀加速过程能持续的时间大约为()
A．8 s B．14 s C．26 s D．38 s
答案：B
解析：由题图可知，跑车的最大输出功率大约为200 kW，根据牛顿第二定律得，牵引力F＝f＋
ma ＝3 000 N ＋2 000×2 N ＝7 000 N ，则匀加速过程中跑车的最大速度vm ＝P F ＝200 000
7 000 m/s ＝28.6
m/s ，则匀加速过程持续的时间t ＝
vm a ＝28.62
s ＝14.3 s ，B 正确． 6．(2015·上海十三校联考)一个小物体竖直抛出，然后又回到抛出点，已知小物体抛出时的初动能为E ，返回抛出点时的速度为v ，该过程克服空气阻力做功为E
2.若小物体竖直上抛的初动能为
2E ，设空气阻力大小恒定，则物体返回抛出点时( ) A ．动能为
3E
2
B ．动能为E
C ．速度大小为v
D ．速度大小为2v
答案：B
解析：小物体以初动能E 竖直上抛，运动至最高点的过程，有－(mg ＋f)h ＝0－E ，整个过程克服空气阻力做功Wf ＝E
2＝2fh ，若小物体以初动能2E 竖直上抛，有－(mg ＋f)h′＝0－2E ，整个过程
克服空气阻力做功Wf′＝2fh′，联立以上各式解得Wf′＝2Wf ＝E ，故物体返回抛出点时，动能为Ek ＝2E －Wf′＝E ，A 项错误，B 项正确；小物体以初动能E 竖直上抛，返回抛出点时动能为E
2，
速度大小为v ，即E 2＝1
2mv2，若小物体以初动能2E 竖直上抛，返回抛出点时动能为E ，速度为v′，
即E ＝1
2
mv′2，解得v′＝2v ，C 、D 项错误．
7.(多选) (2013·高考安徽卷)质量为m 的人造地球卫星与地心的距离为r 时，引力势能可表示为Ep ＝－GMm r ，其中G 为引力常量，M 为地球质量．该卫星原来在半径为R1的轨道上绕地球做匀
速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2，此过程中因摩擦而产生的热量为( )
A ．GMm ????1R2－1R1
B ．GMm ????1R1－1
R2 C.
GMm 2????1R2－1R1 D.GMm 2???
?1R1－1R2 解析：选C.人造卫星绕地球做圆周运动的向心力由万有引力提供． 根据万有引力提供向心力得G Mm r2＝m v2r ①
而动能Ek ＝1
2
mv2②
由①②式得Ek ＝GMm
2r ③
由题意知，引力势能Ep ＝－
GMm
r
④ 由③④式得卫星的机械能E ＝Ek ＋Ep ＝－
GMm
2r
由功能关系知，因摩擦而产生的热量Q ＝ΔE 减＝E1－E2＝GMm 2???
?1
R2－1R1，故选项C 正确．
8.(多选) (2014·安徽合肥二模)如图所示，在倾角为θ的光滑的斜面上，轻质弹簧一端与斜面底端固定，另一端与质量为M 的平板A 连接，一个质量为m 的物体B 靠在平板的右侧．开始时用手按住物体B ，现放手，A 和B 沿斜面向上运动的距离为L 时，同时达到最大速度v ，重力加速度为g ，则以下说法正确的是( )
A ．A 和
B 达到最大速度v 时，弹簧是自然长度
B ．A 和B 达到最大速度v 时，A 和B 恰要分离
C ．从释放到A 和B 达到最大速度v 的过程中，弹簧对A 所做的功等于1
2Mv2＋MgLsin θ
D ．从释放到A 和B 达到最大速度v 的过程中，A 受到的合力对A 所做的功等于1
2
Mv2
解析：选D.取A 、B 整体为研究对象，当二者加速度a ＝0时，速度最大．此时弹簧处于压缩状态，选项A 错误；弹簧原长时，A 、B 分离，选项B 错误；从释放到A 和B 达到最大速度v 的过程中，弹簧对A 做功转化为A 和B 的动能以及势能，选项C 错误；从释放到A 和B 达到最大速度v 的过程中，A 受到的合力对A 所做的功等于A 动能的增量，故选项D 正确．
9. ．(2014·芜湖一模)如图所示，质量分别为2m 和m 的A 、B 两物体用不可伸长的轻绳绕过轻质定滑轮相连，开始两物体处于同一高度，绳处于绷紧状态，轻绳足够长，不计一切摩擦．现将两物体由静止释放，在A 落地之前的运动中，下列说法中正确的是( ) A ．A 物体的机械能增大
B ．A 、B 组成系统的重力势能增大
C ．下落时间t 过程中，A 的机械能减少了2
9mg2t2
D ．下落时间t 时，B 所受拉力的瞬时功率为1
3
mg2t
解析：选C.在A 下落的过程中，拉力对A 做负功，对B 做正功，A 的机械能减小，B 的机械能增大，A 、B 系统的机械能守恒，所以A 、B 错误．释放后，A 、B 物体都做初速度为零的匀加速直线运动．由牛顿第二定律得2mg －mg ＝3ma ，故加速度a ＝13g ，t 时间内A 物体下降高度为1
6gt2，
绳子拉力大小为43mg.拉力对A 物体所做负功为29mg2t2，A 物体机械能减少2
9mg2t2，C 对．下落
时间t 时，B 物体的运动速度为13gt ，拉力功率大小为4
9mg2t ，D 错．
10.(多选) 1.(2015·新课标全国Ⅱ·17)一汽车在平直公路上行驶．从某时刻开始计时，发动机的功率P 随时间t 的变化如图所示．假定汽车所受阻力的大小F 阻恒定不变．下列描述该汽车的速度v 随时间t 变化的图线中，可能正确的是( )
11.(多选)(2014·烟台模拟)如图所示，滑块以初速度v0滑上表面粗糙的固定斜面，到达最高点后又返回到出发点．则能大致反映滑块整个运动过程中速度v 、加速度a 、动能Ek 、重力对滑块所做的功W 与时间t 或位移x 关系的是(取初速度方向为正方向)( )
解析：选AD.由牛顿第二定律可知，滑块上滑的加速度方向沿斜面向下，下滑的加速度也沿斜面向下，但a上＞a下，由于摩擦力做负功，滑块返回出发点的速度一定小于v0，故A正确，B错误；因上滑和下滑过程中合外力不同，且Ek不小于0，故C错误；重力对滑块做的负功先增大后减小，D正确．
11. 4．(2015·新课标全国Ⅱ·24)如图，一质量为m、电荷量为q(q＞0)的粒子在匀强电场中运动，
A、B为其运动轨迹上的两点．已知该粒子在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°.不计重力．求A、B两点间的电势差．
解析：设带电粒子在B点的速度大小为vB.粒子在垂直于电场方向的速度分量不变，即vBsin 30°＝v0sin 60°①
由此得vB＝3v0②
设A、B两点间的电势差为UAB，由动能定理有
qUAB＝1
2m(v2B－v20)③
联立②③式得UAB＝mv20 q④
12. (2015北京理综,23,18分)如图所示,弹簧的一端固定,另一端连接一个物块,弹簧质量不计。物块(可视为质点)的质量为m,在水平桌面上沿x轴运动,与桌面间的动摩擦因数为μ。以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O,当弹簧的伸长量为x时,物块所受弹簧弹力大小为F=kx,k为常量。(1)请画出F随x变化的示意图;并根据F-x图像求物块沿x轴从O点运动到位置x的过程中弹力所做的功。
(2)物块由x1向右运动到x3,然后由x3返回到x2,在这个过程中,
a.求弹力所做的功,并据此求弹性势能的变化量;
b.求滑动摩擦力所做的功;并与弹力做功比较,说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念。
答案(1)F-x图像如图-kx2
(2)a:k-k
ΔEp=k-k
b.整个过程中,摩擦力做功
Wf=-μmg·(2x3-x1-x2)
与弹力做功比较:弹力做功与x3无关,即与实际路径无关,只与始末位置有关,所以,我们可以定义一
个由物体之间的相互作用力(弹力)和相对位置决定的能量——弹性势能。而摩擦力做功与x3有关,即与实际路径有关,所以,不可以定义与摩擦力对应的“摩擦力势能”。
(2014·福建理综)如图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图，整个轨道在同一竖直平面内，表面粗糙的AB 段轨道与四分之一光滑圆弧轨道BC 在B 点水平相切．点A 距水面的高度为H ，圆弧轨道BC 的半径为R ，圆心O 恰在水面．一质量为m 的游客(视为质点)可从轨道AB 的任意位置滑下，不计空气阻力．
(1)若游客从A 点由静止开始滑下，到B 点时沿切线方向滑离轨道落在水面D 点，OD ＝2R ，求游客滑到B 点时的速度v B 大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功W f ；
(2)若游客从AB 段某处滑下，恰好停在B 点，又因受到微小扰动，继续沿圆弧轨道滑到P 点后滑离轨道，求P 点离水面的高度h .(提示：在圆周运动过程中任一点，质点所受的向心力与
其速率的关系为F 向＝m v 2
R
)
答案：(1)－(mgH －2mgR ) (2)2
3
R
解析：(1)游客从B 点做平抛运动，有2R ＝v B t ①
R ＝12
gt 2 ②
由①②式得v B ＝2gR ③ 从A 到B ，根据动能定理，有
mg (H －R )＋W f ＝1
2
mv 2B －0 ④
由③④式得W f ＝－(mgH －2mgR )． ⑤
(2)设OP 与OB 间夹角为θ，游客在P 点时的速度为v P ，受到的支持力为N ，从B 到P 由机械能守恒定律，有
mg (R －R cos θ)＝12
mv 2P －0 ⑥
过P 点时，根据向心力公式，有
mg cos θ－N ＝m v 2P
R
⑦
又N ＝0 ⑧ cos θ＝h R
⑨
由⑥⑦⑧⑨式解得h ＝2
3
R .