浙江省2013年高考物理 能力突破 第四、五章

第四、五章(90分鐘 100分)第卷(選擇題 共50分)一、單項選擇題(本大題共5小題，每小題5分，共25分，每小題只有一個選項符合題意)1.(2011·四川高考)如圖是“神舟”系列航天飛船返回艙返回地面的示意圖，假定其過程可簡化為：打開降落傘一段時間后，整個裝置勻速下降，為確保安全著陸，需點燃返回艙的緩沖火箭，在火箭噴氣過程中返回艙做減速直線運動，則( )A.火箭開始噴氣瞬間傘繩對返回艙的拉力變小B.返回艙在噴氣過程中減速的主要原因是空氣阻力C.返回艙在噴氣過程中所受合外力可能做正功D.返回艙在噴氣過程中處于失重狀態(tài)2.(滾動單獨考查)酒后駕駛會導(dǎo)致許多安全隱患,是因為駕駛員的反應(yīng)時間變長,反應(yīng)時間是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到采取制動的時間.表中“思考距離”是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到采取制動的時間內(nèi)汽車行駛的距離,“制動距離”是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止行駛的距離(假設(shè)汽車制動時的加速度大小都相同).速度(m/s)思考距離/m制動距離/m正常酒后正常酒后157.515.022.530.02010.020.036.746.72512.525.054.2x分析表格可知,下列說法不正確的是( )A.駕駛員酒后反應(yīng)時間比正常情況下多0.5 sB.若汽車以20 m/s的速度行駛時,發(fā)現(xiàn)前方40 m處有險情,酒后駕駛不能安全停車C.汽車制動時,加速度大小為10 m/s2D.表中x為66.73.(滾動單獨考查)如圖所示,頂端裝有定滑輪的斜面體放在粗糙水平面上,A、B兩物體通過細繩相連，并處于靜止?fàn)顟B(tài)(不計繩的質(zhì)量和繩與滑輪間的摩擦).現(xiàn)用水平向右的力F作用于物體B上,將物體B緩慢拉高一定的距離,此過程中斜面體與物體A仍然保持靜止.在此過程中( )A.水平力F一定變小B.斜面體所受地面的支持力一定變大C.物體A所受斜面體的摩擦力一定變大D.地面對斜面體的摩擦力一定變大4.如圖所示,用一根長桿和兩個定滑輪的組合裝置來提升重物M,長桿的一端放在地上通過鉸鏈連結(jié)形成轉(zhuǎn)軸,其端點恰好處于左側(cè)滑輪正下方O點處,在桿的中點C處拴一細繩,繞過兩個滑輪后掛上重物M.C點與O點距離為l,現(xiàn)在桿的另一端用力使其逆時針勻速轉(zhuǎn)動,由豎直位置以角速度緩緩轉(zhuǎn)至水平位置(轉(zhuǎn)過了90°角),此過程中下列說法正確的是( )A.重物M做勻速直線運動B.重物M做勻變速直線運動C.重物M的最大速度是lD.重物M的速度先減小后增大5.(滾動單獨考查)已知地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為地球半徑的7倍,某行星的同步衛(wèi)星軌道半徑約為該行星半徑的3倍,該行星的自轉(zhuǎn)周期約為地球自轉(zhuǎn)周期的一半,那么該行星的平均密度與地球平均密度之比約為( )A.B.C.D.二、不定項選擇題(本大題共5小題，每小題5分，共25分，每小題至少一個選項符合題意)6.如圖所示,現(xiàn)有兩個完全相同的可視為質(zhì)點的物塊都從靜止開始運動,一個自由下落,一個沿光滑的固定斜面下滑,最終它們都到達同一水平面上,空氣阻力忽略不計,則( )A.重力做的功相等,重力做功的平均功率相等B.它們到達水平面上時的動能相等C.重力做功的瞬時功率相等D.它們的機械能都是守恒的7.(2012·杭州模擬)如圖所示的水平傳送帶靜止時,一個小物塊A以某一水平初速度從傳送帶左端沖上傳送帶,然后從傳送帶右端以一個較小的速度v滑出傳送帶;若傳送帶在皮帶輪帶動下運動時,A物塊仍以相同的水平速度沖上傳送帶,且傳送帶的速度小于A的初速度,則( ) A.若皮帶輪逆時針方向轉(zhuǎn)動,A物塊仍以速度v離開傳送帶B.若皮帶輪逆時針方向轉(zhuǎn)動,A物塊不可能到達傳送帶的右端C.若皮帶輪順時針方向轉(zhuǎn)動,A物塊離開傳送帶的速度仍可能為vD.若皮帶輪順時針方向轉(zhuǎn)動,A物塊離開傳送帶右端的速度一定大于v8.(滾動交匯考查)山東電視臺“快樂向前沖”欄目最后一關(guān),選手需要抓住固定在支架上的繩子向上攀登,才可沖上領(lǐng)獎臺,如圖所示.如果某選手剛剛勻速攀爬到接近繩子頂端時，突然因抓不住繩子而加速滑下，對該過程進行分析(不考慮腳蹬墻壁的作用)，下述說法正確的是( ) A.上行時,人受到繩子的拉力與重力和摩擦力平衡B.上行時,繩子拉力對人做的功等于人重力勢能的增加量C.下滑時,人受到的重力大于摩擦力,加速度小于gD.下滑時,重力勢能的減少量大于動能的增加量,機械能的減少量等于克服摩擦力做的功9.(2012·臺州模擬)一個做勻加速直線運動的物體,先后經(jīng)過a、b兩點時的速度分別為v和7v,經(jīng)過ab的時間是t,則下列判斷正確的是( )A.經(jīng)過ab中點的速度是4vB.經(jīng)過ab中間時刻的速度是4vC.前時間通過的位移比后時間通過的位移少1.5vtD.前一半位移所用的時間是后一半位移所用時間的2倍10.(滾動交匯考查)如圖所示為汽車在水平路面上啟動過程中的速度圖象,Oa為過原點的傾斜直線,ab段表示以額定功率行駛時的加速階段,bc段是與ab段相切的水平直線,則下述說法正確的是( )A.0t1時間內(nèi)汽車做勻加速運動且功率恒定B.t1t2時間內(nèi)汽車牽引力做功為mv22-mv12C.t1t2時間內(nèi)的平均速度為(v1+v2)D.在全過程中t1時刻的牽引力及其功率都是最大值,t2t3時間內(nèi)牽引力最小第卷(非選擇題 共50分)三、實驗題(本大題共2小題,共12分)11.(滾動交匯考查)(2012·揚州模擬)(6分)(1)驗證機械能是否守恒時,實驗中計算某一點的速度,甲同學(xué)用v=gt來計算,乙同學(xué)用vn=來計算.其中_同學(xué)的計算方法更符合實驗要求.重力加速度g的數(shù)值,甲同學(xué)用9.8 m/s2代入,乙同學(xué)用通過對紙帶分析計算出重物下落的實際加速度代入,丙同學(xué)用當(dāng)?shù)氐膶嶋H重力加速度代入,其中_同學(xué)的做法是正確的.(2)甲同學(xué)計算實驗結(jié)果時發(fā)現(xiàn)重物重力勢能的減少量Ep略大于動能的增加量Ek,乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)Ep<Ek,實驗過程中肯定存在錯誤的是同學(xué).本實驗中引起誤差的主要原因是_.(3)在一次實驗中,重物自由下落時紙帶上打出一系列的點,如圖所示,紙帶中相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為0.04 s,那么重物下落過程中的實際加速度a=_ m/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)12.(2012·德州模擬)(6分)某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗證“動能定理”,他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置,另外他們還找到了打點計時器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、滑塊、細沙.當(dāng)滑塊連接上紙帶,用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時,釋放小桶,滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài).若你是小組中的一位成員,要完成該項實驗,則(1)你認為還需要的實驗器材有_.(2)實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙桶的總重力大小基本相等,沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實驗條件是_,實驗時首先要做的步驟是平衡摩擦力.(3)在(2)的基礎(chǔ)上,某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量為M.往沙桶中裝入適量的細沙,用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量為m.讓沙桶帶動滑塊加速運動.用打點計時器記錄其運動情況,在打點計時器打出的紙帶上取兩點,測出這兩點的間距L和滑塊通過這兩點的速度大小v1與v2(v1<v2).則本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達式為_.(用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量)四、計算題(本大題共4小題，共38分，要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)13.(8分)如圖所示，水平軌道AB與位于豎直面內(nèi)半徑為R=0.90 m的半圓形光滑軌道BCD相連，半圓形軌道的BD連線與AB垂直.質(zhì)量為m=1.0 kg可看做質(zhì)點的小滑塊在恒定外力F作用下從水平軌道上的A點由靜止開始向右運動，滑塊與水平軌道AB間的動摩擦因數(shù)=0.5.到達水平軌道的末端B點時撤去外力，滑塊繼續(xù)沿半圓形軌道運動，且恰好能通過軌道最高點D，滑塊脫離半圓形軌道后又剛好落到A點.g取10 m/s2，求：(1)滑塊經(jīng)過B點進入半圓形軌道時對軌道的壓力大小.(2)滑塊在AB段運動過程中恒定外力F的大小.14.(10分)如圖所示,質(zhì)量為m=1 kg的滑塊,在水平力作用下靜止在傾角為=30°的光滑斜面上,斜面的末端B與水平傳送帶相接(滑塊經(jīng)過此位置滑上傳送帶時速度大小不變),傳送帶的運行速度為v0=3 m/s,長為L=1.4 m;今將水平力撤去,當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端C時,恰好與傳送帶速度相同.滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為=0.25，g=10 m/s2,求:(1)水平作用力F的大??；(2)滑塊下滑的高度.15.(滾動交匯考查)(10分)為了研究過山車的原理，物理小組提出了下列設(shè)想：取一個與水平方向夾角為37°、長為L=2.0 m的粗糙的傾斜軌道AB，通過水平軌道BC與豎直圓軌道相連，出口為水平軌道DE，整個軌道除AB段以外都是光滑的.其中AB與BC軌道以微小圓弧相接,如圖所示.一個小物塊以初速度v0=4.0 m/s,從某一高處水平拋出,到A點時速度方向恰沿AB方向,并沿傾斜軌道滑下.已知小物塊與傾斜軌道的動摩擦因數(shù)=0.5(g取10 m/s2,sin37°=0.60, cos37°=0.80)求:(1)小物塊的拋出點和A點的高度差;(2)為了讓小物塊不離開軌道,并且能夠滑回傾斜軌道AB,則豎直圓軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件.(3)要使小物塊不離開軌道,并從水平軌道DE滑出,求豎直圓軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件.16.(2012·玉溪模擬)(10分)如圖所示，固定斜面的傾角=30°，物體A與斜面之間的動摩擦因數(shù)為，輕彈簧下端固定在斜面底端，彈簧處于原長時上端位于C點，用一根不可伸長的輕繩通過輕質(zhì)光滑的定滑輪連接物體A和B，滑輪右側(cè)繩子與斜面平行，A的質(zhì)量為2m，B的質(zhì)量為m，初始時物體A到C點的距離為L.現(xiàn)給A、B一初速度v0使A開始沿斜面向下運動，B向上運動，物體A將彈簧壓縮到最短后又恰好能回到C點.已知重力加速度為g，不計空氣阻力，求此過程中：(1)物體A向下運動剛到達C點時的速度.(2)彈簧的最大壓縮量.(3)彈簧中的最大彈性勢能.答案解析1.【解析】選A.點火前，降落傘和返回艙做勻速直線運動.對返回艙,返回艙的重力等于傘繩拉力F;點火后瞬間,返回艙立刻獲得向上的反沖力,使傘繩對返回艙的拉力變小,選項A正確;返回艙做減速運動的主要原因是反沖力,選項B錯誤;返回艙所受合力向上,處于超重狀態(tài),選項D錯誤;由于噴氣過程中,動能減小,由動能定理可知合力做負功,選項C錯誤.2.【解析】選C.“思考距離”是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到采取制動的時間內(nèi)汽車行駛的距離,這段時間車是勻速運動的,駕駛員酒后反應(yīng)時間t1=1 s,駕駛員正常反應(yīng)時間t2=0.5 s,所以駕駛員酒后反應(yīng)時間比正常情況下多0.5 s,A對;“制動距離”是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止行駛的距離,由表格可知,速度為20 m/s時,制動距離為46.7 m,故B對;汽車制動時的加速度大小都相同,按速度為15 m/s時計算:a= =7.5 m/s2,故C錯;表中x=+25.0 m=66.7 m,因此D對.3.【解析】選D.這是典型的相互作用中的靜力學(xué)問題,取物體B為研究對象,分析其受力情況如圖所示.則有F=mgtan, FT=,在物體B緩慢拉高的過程中,增大,則水平力F隨之變大,A錯誤;對A、B兩物體與斜面體這個整體而言，由于斜面體與物體A仍然保持靜止，則地面對斜面體的摩擦力一定變大，但是因為整體豎直方向并沒有其他力，故斜面體所受地面的支持力不變,B錯誤,D正確；在這個過程中盡管繩子張力變大，但是由于物體A所受斜面體的摩擦力開始并不知道其方向，故物體A所受斜面體的摩擦力的變化情況無法確定，C錯誤.4.【解析】選C.由題意知，C點的速度大小為vC=l，設(shè)vC與繩之間的夾角為，把vC沿繩和垂直繩方向分解可得，v繩=vCcos，在轉(zhuǎn)動過程中先減小到零再增大，故v繩先增大后減小，重物M做變加速運動，其最大速度為l，C正確.5.【解析】選A.設(shè)地球和該行星的半徑分別為r地、r行，質(zhì)量分別為M地、M行，兩者的同步衛(wèi)星的周期分別為T地、T行，對地球的同步衛(wèi)星有：=·7r地，地球的平均密度：地=，可得：地=，同理有：行=，再考慮到T地=2T行，故該行星的平均密度與地球的平均密度之比約為，A對.6.【解析】選B、D.兩物塊從同一高度下落,根據(jù)機械能守恒定律知,它們到達水平面上時的動能相等,自由下落的物塊先著地,重力做功的平均功率大,而著地時重力做功的瞬時功率等于重力與重力方向上的速度的乘積,故重力做功的瞬時功率不相等,選B、D.7.【解析】選A、C.皮帶輪逆時針方向轉(zhuǎn)動時,物塊A在傳送帶上一直受滑動摩擦力,與傳送帶靜止時A的運動情況完全相同,A仍能以速度v離開傳送帶右端,A對,B錯.當(dāng)皮帶輪順時針轉(zhuǎn)動時,若傳送帶速度小于或等于v,則物塊A仍以速度v離開傳送帶右端,若傳送帶速度大于v,物塊A離開傳送帶右端時的速度大于v,C對,D錯.8.【解析】選C、D.選手勻速向上攀爬時,人受到繩子的拉力與人的重力是一對平衡力,A錯誤;此過程中人對自身做功,繩子的拉力并不對人做功,B錯誤;加速下滑時,人受到的重力大于摩擦力,其加速度豎直向下,小于g,C正確;重力勢能的減少一部分用于克服摩擦力做功,另一部分轉(zhuǎn)化為人的動能,故D正確.9.【解析】選B、C、D.若物體的加速度為a,經(jīng)ab中點的速度為.中間時刻的速度.則故,A錯；,B對;前時間內(nèi)的位移x1=后時間內(nèi)的位移x2=C對；由于a=.前一半位移用時t1=后一半位移用時t2=t1=2t2,D對.10.【解析】選D.0t1時間內(nèi)汽車做勻加速運動,牽引力恒定,但速度增加,故功率增加,A錯;汽車水平方向受到牽引力和阻力作用,根據(jù)動能定理,t1t2時間內(nèi)合力做功為mv22-mv12,故B錯;公式 (v1+v2)適用于勻變速直線運動,故C錯;t1時刻達到額定功率,不再增加,t1t2時間內(nèi)功率恒定,但牽引力減小,t2t3時間內(nèi)牽引力最小,與阻力相等,所以D對.11.【解析】(1)因有阻力作用，重物下落的實際加速度a<g,故甲同學(xué)的計算方法不正確,乙同學(xué)應(yīng)用計算速度的方法是正確的,求重物重力勢能的減少量時,應(yīng)當(dāng)用當(dāng)?shù)氐膶嶋H重力加速度來計算,g的大小不一定為9.8 m/s2,但一定大于重物下落的實際加速度,故丙同學(xué)做法正確.(2)因阻力對重物做負功,故Ep一定大于Ek,乙同學(xué)出現(xiàn)Ep<Ek的結(jié)果一定是實驗過程中存在錯誤,實驗引起誤差的主要原因是重物下落過程存在阻力.(3)由xCD-xBC=aT2可得:a=9.38 m/s2答案：(1)乙 丙 (2)乙 重物下落過程中存在著阻力作用 (3)9.3812.【解析】該實驗中的研究對象是滑塊,目的是比較合外力對滑塊所做的功與滑塊動能的增量的關(guān)系.要分別測出沙和沙桶的質(zhì)量、滑塊的質(zhì)量，還要測出滑塊移動的距離，便于計算做的功和速度.實驗時應(yīng)注意平衡摩擦力，以減小誤差，從實驗方便性上考慮要把沙和沙桶的重力看做滑塊的合外力，故m遠遠小于M，故實驗表達式為答案：(1)天平、刻度尺 (2)沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量(3)mgL=13.【解析】(1)滑塊恰好通過最高點,則有:mg=(1分)設(shè)滑塊到達B點時的速度為vB,滑塊由B到D過程由動能定理得:-2mgR= (1分)對B點:FN-mg=(1分)聯(lián)立以上各式，代入數(shù)據(jù)得:FN=60 N由牛頓第三定律知滑塊對軌道的壓力大小為60 N.(1分)(2)滑塊從D點離開軌道后做平拋運動,則2R=xAB=vDt(1分)滑塊從A運動到B有:vB2=2axAB(1分)由牛頓第二定律有:F-mg=ma(1分)聯(lián)立以上各式，代入數(shù)據(jù)得:F=17.5 N.(1分)答案：(1)60 N (2)17.5 N14.【解析】(1)滑塊受到水平推力F、重力mg和支持力FN處于平衡，如圖所示，水平推力F=mgtan(2分)F=(1分)(2)設(shè)滑塊從高為h處下滑，到達斜面底端速度為v下滑過程機械能守恒：mgh=，所以v=(1分)若滑塊沖上傳送帶時的速度小于傳送帶速度，則滑塊在帶上由于受到向右的滑動摩擦力而做勻加速運動；根據(jù)動能定理有：mgL= (2分)所以h=-L,h=0.1 m(1分)若滑塊沖上傳送帶時的速度大于傳送帶的速度，則滑塊由于受到向左的滑動摩擦力而做勻減速運動；根據(jù)動能定理：-mgL= (2分)h= +L，h=0.8 m(1分)答案：(1) (2)0.1 m或0.8 m15.【解析】(1)設(shè)從拋出點到A點的高度差為h,到A點時豎直方向的速度為vy,則有:h=gt2 (1分)tan37°= (1分)聯(lián)立以上兩式代入數(shù)據(jù)解得h=0.45 m (1分)(2)小物塊到達A點時的速度:vA= =5 m/s (1分)從A到B,由動能定理:mgLsin37°-mgLcos37°=mv B 2-mvA2 (1分)要使小物塊不離開軌道并且能夠滑回傾斜軌道AB,則小物塊沿圓軌道上升的最大高度不能超過圓心,即:mvB2mgR (1分)所以R1.65 m(1分)(3)小物塊從B到豎直圓軌道最高點,由機械能守恒:mvB2=mvP2+2mgR(1分)在最高點有:mg(1分)由以上幾式解得R0.66 m(1分)答案：(1)0.45 m (2)大于等于1.65 m(3)小于等于0.66 m16.【解析】(1)A和斜面間的滑動摩擦力Ff=2mgcos(1分)物體A向下運動到C點的過程中，根據(jù)能量守恒有2mgLsin+·3mv02=·3mv2+mgL+FfL(2分)得v=(1分)(2)從物體A接觸彈簧到將彈簧壓縮到最短后又恰好回到C點，對系統(tǒng)應(yīng)用動能定理-Ff·2x=0-·3mv2(2分)x=(1分)(3)彈簧從壓縮到最短到恢復(fù)原長的過程中，根據(jù)能量守恒有Ep+mgx=2mgxsin+Ffx(2分)又因為mgx=2mgxsin所以Ep=Ffx=(1分)答案：(1) (2)(3)