高考物理一轮总复习(人教版)课时作业16 含解析

第1页 共9页 课时作业

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一、选择题(1～6题为单项选择题，7～10题为多项选择题)

1.

如图所示，BC是竖直面内的四分之一圆弧形光滑轨道，下端C与水平直轨道相切。一个小物块从B点正上方R处的A点处由静止释放，从B点刚好进入圆弧形光滑轨道下滑，已知圆弧形轨道半径为R＝0.2 m，小物块的质量为m＝0.1 kg，小物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10 m/s2。小物块在水平面上滑动的最大距离是( )

A．0.1 m B．0.2 m

C．0.6 m D．0.8 m

解析： 设在水平面上滑动的最大距离为x，由动能定理得：mg·2R－μmgx＝0，解得：x＝2Rμ＝2×0.20.5 m＝0.8 m，故选项D正确。

答案： D

2．某同学用如图所示的装置测量一个凹形木块的质量m，弹簧的左端固定，木块在水平面上紧靠弹簧(不连接)将其压缩，记下木块右端位置A点，释放后，木块右端恰能运动到B1点。在木块槽中加入一个质量m0＝200 g的砝码，再将木块左端紧靠弹簧，木块右端位置仍然在A点，释放后木块离开弹簧，右端恰能运动到B2点。测得AB1、AB2长分别为36.0 cm和12.0 cm，则木块的质量m为(

)

A．100 g B．200 g

C．300 g D．400 g

解析： 两次木块均由同一位置释放，故弹簧恢复原长的过程中，弹簧所做的功相同，未加砝码时，由动能定理，可得W弹－μmg·AB1＝0，加上砝码m0时，有W弹－μ(m＋m0)g·AB2＝0，解得m＝100 g，选项A正确。

答案： A

3．质量m＝2 kg的物体在光滑水平面上以v1＝6 m/s的速度匀速向西运动，若有一个F

第2页 共9页 ＝8 N、方向向北的恒力作用于物体，在t＝2 s内物体的动能增加了( )

A．28 J B．64 J

C．32 J D．36 J

解析： 设物体沿F方向的加速度为a，由牛顿第二定律得：

a＝Fm＝82 m/s2＝4 m/s2

物体沿F方向做匀加速直线运动，2 s内的位移为：x＝12at2＝12×4×22 m＝8 m

力F所做的功为：W＝Fx＝8×8 J＝64 J

由动能定理得：W＝ΔEk＝64 J，故选B。

答案： B

4．一辆汽车以v1＝6 m/s的速度沿水平路面行驶时，急刹车后能滑行x1＝3.6 m，如果以v2＝8 m/s的速度行驶时，同样情况下急刹车后滑行的距离x2应为(不计空气阻力的影响)( )

A．6.4 m B．5.6 m

C．7.2 m D．10.8 m

解析： 刹车滑行时，汽车的动能消耗于克服路面摩擦力所做的功，由动能定理，有

－μmgx＝0－12mv2

由上式得滑行距离x＝v22μg，由此得两种情况下x1x2＝v21v22

解得x2＝v22v21x1＝6436×3.6＝6.4 m。选项A正确。

答案： A

5.

一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动。当物块的初速度为v时，上升的最大高度为H，如图所示；当物块的初速度为v2时，上升的最大高度记为h。重力加速度大小为g。物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为( )

A．tan θ和H2

B.v22gH－1tan θ和H2

第3页 共9页 C．tan θ和H4

D.v22gH－1tan θ和H4

解析： 设物块与斜坡之间的动摩擦因数为μ，由动能定理可得mgH＋μmgcos θHsin θ＝12mv2和mgh＋μmgcos θhsin θ＝12mv22，解得h＝H4，μ＝v22gH－1tan θ，所以选项D正确。

答案： D

6．有两条滑道平行建造，左侧相同而右侧有差异，一个滑道的右侧水平，另一个的右侧是斜坡。某滑雪者保持一定姿势坐在雪橇上不动，从h1高处的A点由静止开始沿倾角为θ的雪道下滑，最后停在与A点水平距离为x的水平雪道上。接着改用另一个滑道，还从与A点等高的位置由静止开始下滑，结果能冲上另一个倾角为α的雪道上h2高处的E点停下。若动摩擦因数处处相同，且不考虑雪橇在路径转折处的能量损失，则(

)

A．动摩擦因数为tan θ

B．动摩擦因数为h1x

C．倾角α一定大于θ

D．倾角α可以大于θ

解析： 第一次停在BC上的某点，由动能定理得

mgh1－μmgcos θ·h1sin θ－μmgx′＝0

mgh1－μmgh1tan θ＋x′＝0

mgh1－μmgx＝0

μ＝h1x

A错误，B正确。

在AB段由静止下滑，说明μmgcos θ

α>mgsin α；若α>θ，则雪橇不能停在E点，所以C、D错误。

答案： B

7.

第4页 共9页

用起重机提升货物，货物上升过程中的v -t图象如图所示，在t＝3 s到t＝5 s内，重力对货物做的功为W1，绳索拉力对货物做的功为W2，货物所受合力做的功为W3，则( )

A．W1>0 B．W2<0

C．W2>0 D．W3<0

解析： 分析题图可知，货物一直向上运动，根据功的定义式可得：重力做负功，拉力做正功，即W1<0，W2>0，A、B错误，C正确；根据动能定理得合力做的功W3＝0－12mv2，v＝2 m/s，即W3<0，D正确。

答案： CD

8.

光滑水平面上静止的物体，受到一个水平拉力作用开始运动，拉力F随时间t变化的图象如图所示，用Ek、v、x、P分别表示物体的动能、速度、位移和拉力F的功率，下列四个图象分别定性描述了这些物理量随时间变化的情况，其中正确的是(

)

解析： 由于拉力F恒定，所以物体有恒定的加速度a，则v＝at，即v与t成正比，选项B正确；由P＝Fv＝Fat可知，P与t成正比，选项D正确；由x＝12at2可知x与t2成正比，选项C错误；由动能定理可知Ek＝Fx＝12Fat2，Ek与t2成正比，选项A错误。

答案： BD

9．甲、乙两个质量相同的物体，用大小相等的力F分别拉它们在水平面上从静止开始运动相同的距离x。如图所示，甲在光滑面上，乙在粗糙面上，则下列关于力F对甲、乙做的功和甲、乙两物体获得的动能的说法中正确的是(

)

A．力F对甲做功多

B．力F对甲、乙两个物体做的功一样多

第5页 共9页 C．甲物体获得的动能比乙大

D．甲、乙两个物体获得的动能相同

解析： 由功的公式W＝Fxcos α可知，两种情况下力F对甲、乙两个物体做的功一样多，A错误，B正确；根据动能定理，对甲有Fx＝Ek1－0，对乙有Fx－Ffx＝Ek2－0，可知Ek1>Ek2，即甲物体获得的动能比乙大，C正确，D错误。

答案： BC

10.

如图所示为一滑草场。某条滑道由上下两段高均为h，与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为μ。质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。则( )

A．动摩擦因数μ＝67

B．载人滑草车最大速度为 2gh7

C．载人滑草车克服摩擦力做功为mgh

D．载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为35g

解析： 滑草车受力分析如图所示，在B点处有最大速度v，在上、下两段所受摩擦力大小分别为Ff1、Ff2

Ff1＝μmgcos 45°

Ff2＝μmgcos 37°

整个过程由动能定理列方程：

第6页 共9页 mg·2h－Ff1·hsin 45°－Ff2·hsin 37°＝0①

解得：μ＝67，A项正确。

滑草车在上段滑道运动过程由动能定理列方程：

mgh－Ff1·hsin 45°＝12mv2②

解得：v＝ 2gh7，B项正确。

由①式知：Wf＝2mgh，C项错误。

在下段滑道上，mgsin 37°－μmgcos 37°＝ma2

解得：a2＝－335g，故D项错误。

答案： AB

二、非选择题

11．如图甲所示，长为4 m的水平轨道AB与半径为R＝0.6 m的竖直半圆弧轨道BC在B处相连接，有一质量为1 kg的滑块(大小不计)，从A处由静止开始受水平向右的力F作用，F的大小随位移变化的关系如图乙所示，滑块与AB间的动摩擦因数为μ＝0.25，与BC间的动摩擦因数未知，g取10 m/s2，求：

(1)滑块到达B处时的速度大小；

(2)若到达B点时撤去力F，滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能到达最高点C，则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少？

解析： (1)因为F -x图象中图线与坐标轴围成的图形面积表示F做的功，

所以设0～2 m力F做功W1,3～4 m力F做功W2，则W1＝12×40×2＝40 J，W2＝－10×1＝－10 J

对滑块从A到B的过程，由动能定理得

W1＋W2－μmgx＝12mv2B

第7页 共9页 即：40－10－0.25×1×10×4＝12×1×v2B

解得vB＝210 m/s。

(2)当滑块恰好能到达最高点C时，有mg＝mv2CR

设摩擦力做功为W，对滑块从B到C的过程，由动能定理得：

W－mg×2R＝12mv2C－12mv2B

代入数值得W＝－5 J，

即克服摩擦力做的功为5 J。

答案： (1)210 m/s (2)5 J

12.

如图所示，在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆形轨道，外圆ABCD光滑，内圆的上半部分B′C′D′粗糙，下半部分B′A′D′光滑。一质量为m＝0.2 kg的小球从外轨道的最低点A处以初速度v0向右运动，小球的直径略小于两圆的间距，小球运动的轨道半径R＝0.2 m，g取10 m/s2。

(1)若要使小球始终紧贴着外圆做完整的圆周运动，初速度v0至少为多少？

(2)若v0＝3 m/s，经过一段时间后小球到达最高点，内轨道对小球的支持力FC＝2 N，则小球在这段时间内克服摩擦力做的功是多少？

(3)若v0＝3.1 m/s，经过足够长的时间后，小球经过最低点A时受到的支持力为多少？

解析： (1)设此情形下小球到达外轨道的最高点的最小速度为vC，由牛顿第二定律得：

mg＝mv2CR

由动能定理得：

－2mgR＝12mv2C－12mv20

解得：v0＝10 m/s

(2)设此时小球到达最高点的速度为vC′，克服摩擦力做的功为Wf，由牛顿第二定律得：