浙江專用2025版高考物理二輪復(fù)習(xí)專題二綜合集訓(xùn)練含解析

PAGE17-專題二綜合集訓(xùn)練A組一、單項(xiàng)選擇題1.我們學(xué)過的物理量中，有的對(duì)應(yīng)的是一個(gè)過程，比如：平均速度、路程等，我們稱之為過程量；有的對(duì)應(yīng)的是一個(gè)狀態(tài)，比如：瞬時(shí)速度、動(dòng)能等，我們稱之為狀態(tài)量。以下物理量中屬于狀態(tài)量的是()A.功 B.重力勢(shì)能C.平均功率 D.位移解析物體的重力勢(shì)能是屬于狀態(tài)量，而功、平均功率和位移都對(duì)應(yīng)于一個(gè)過程，稱為過程量，B正確，A、C、D錯(cuò)誤。答案B2.質(zhì)量為m、初速度為零的物體，在不同變更的合外力F作用下都通過位移x0。下列各種狀況中合外力做功最多的是()解析力F隨位移x變更的圖象面積表示做功，合外力做功最多的是圖C。答案C3.在籃球競(jìng)賽中，某位同學(xué)獲得罰球機(jī)會(huì)，他站在罰球線處用力將籃球投出，籃球以約1m/s的速度撞擊籃筐。已知籃球質(zhì)量約為0.6kg，籃筐離地高度約為3m，忽視籃球受到的空氣阻力，則該同學(xué)罰球時(shí)對(duì)籃球做的功大約為()圖1A.1JB.10JC.50J D.100J解析由功能關(guān)系，該同學(xué)罰球時(shí)對(duì)籃球做的功大約為W＝mgh＋eq\f(1,2)mv2＝0.6×10×1.5J＋eq\f(1,2)×0.6×12J＝9.3J，B正確。答案B4.中國(guó)已成為世界上高鐵系統(tǒng)技術(shù)最全、集成實(shí)力最強(qiáng)、運(yùn)營(yíng)里程最長(zhǎng)、運(yùn)行速度最高、在建規(guī)模最大的國(guó)家。報(bào)道稱，新一代高速列車牽引功率達(dá)9000kW，持續(xù)運(yùn)行速度為350km/h，則新一代高速列車沿全長(zhǎng)約1300km的京滬線從北京到上海，在動(dòng)力上耗電約為()圖2A.3.3×104kW·h B.3.1×106kW·hC.1.8×104kW·h D.3.3×105kW·h解析新一代高速列車沿全長(zhǎng)約1300km的京滬線從北京到上海時(shí)間大約為t＝eq\f(x,v)＝3.71h，E＝Pt＝9000kW×3.71h＝3.3×104kW·h，選項(xiàng)A正確。答案A5.如圖3所示為江西藝人茅榮榮，他在7個(gè)半小時(shí)內(nèi)連續(xù)顛球5萬次成為新的吉尼斯紀(jì)錄創(chuàng)建者，而這個(gè)世界紀(jì)錄至今無人超越。若足球用頭頂起，某一次上上升度為80cm，足球的質(zhì)量為400g，與頭頂作用時(shí)間Δt為0.1s，則足球本次在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t和足球給頭部的作用力F的大小分別是(空氣阻力不計(jì)，g＝10m/s2)()圖3A.t＝0.4s；F＝40NB.t＝0.4s；F＝68NC.t＝0.8s；F＝36ND.t＝0.8s；F＝40N解析足球自由下落時(shí)有h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)，解得t1＝0.4s豎直上拋運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為自由落體的2倍，足球本次在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝2t1＝0.8s。設(shè)豎直向上為正方向，由動(dòng)量定理得(FN－mg)Δt＝mv－(－mv)v＝gt＝4m/s解得FN＝36N，即足球給頭部的作用力F的大小為36N，選項(xiàng)C正確。答案C6.圖4中ABCD是一條長(zhǎng)軌道，其中AB段是傾角為θ的斜面，CD段是水平的。BC是與AB和CD都相切的一小段圓弧，其長(zhǎng)度可以略去不計(jì)。一質(zhì)量為m的小滑塊在A點(diǎn)從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，沿軌道滑下，最終停在D點(diǎn)，A點(diǎn)和D點(diǎn)的位置如圖所示。現(xiàn)用一沿著軌道方向的力推滑塊，將它緩慢地由D點(diǎn)推回到A點(diǎn)時(shí)停下。設(shè)滑塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則推力對(duì)滑塊做的功等于()圖4A.mgh B.2mghC.μmgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(s＋\f(h,sinθ))) D.μmgs＋μmgh·eq\f(1,tanθ)解析物體由A點(diǎn)下滑至D點(diǎn)。設(shè)克服摩擦力做功為WAD，由動(dòng)能定理mgh－WAD＝0，即mgh＝WAD，由于緩慢推，說明動(dòng)能變更量為零，設(shè)克服摩擦力做功為WDA，當(dāng)物體從D點(diǎn)被推回A點(diǎn)，由動(dòng)能定理WF－mgh－WDA＝0，而摩擦力做的功WAD＝WDA＝－μmgcosθ·eq\f(h,sinθ)－μmgs，聯(lián)立得WF＝2mgh，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確。答案B7.如圖5所示，豎直平面內(nèi)放始終角桿MON，OM水平，ON豎直且光滑，用不行伸長(zhǎng)的輕繩相連的兩小球A和B分別套在OM和ON桿上，B球的質(zhì)量為2kg，在作用于A球的水平力F的作用下，A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)OA＝0.3m，OB＝0.4m，變更水平力F的大小，使A球向右加速運(yùn)動(dòng)，已知A球向右運(yùn)動(dòng)0.1m時(shí)速度大小為3m/s，則在此過程中繩對(duì)B球的拉力所做的功為(取g＝10m/s2)()圖5A.11J B.16JC.18J D.9J解析A球向右運(yùn)動(dòng)0.1m時(shí)，vA＝3m/s，OA′＝0.4m，OB′＝0.3m，設(shè)此時(shí)∠BAO＝α，則有tanα＝eq\f(3,4)。vAcosα＝vBsinα，解得vB＝4m/s。此過程中B球上上升度h＝0.1m，由動(dòng)能定理W－mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)，解得繩對(duì)B球的拉力所做的功為W＝mgh＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝2×10×0.1J＋eq\f(1,2)×2×42J＝18J，選項(xiàng)C正確。答案C8.蹦極是一項(xiàng)考驗(yàn)體力、智力和心理承受實(shí)力的空中極限運(yùn)動(dòng)。跳動(dòng)者站在約50m高的塔臺(tái)上，把一根原長(zhǎng)為L(zhǎng)的彈性繩的一端綁在雙腿的踝關(guān)節(jié)處，另一端固定在塔臺(tái)上，跳動(dòng)者頭朝下跳下去。若彈性繩的彈力遵守胡克定律，不計(jì)空氣阻力，則在跳動(dòng)者從起跳到第一次下落到最低點(diǎn)的過程中，跳動(dòng)者的動(dòng)能Ek(圖線①)和彈性繩的彈性勢(shì)能Ep(圖線②)隨下落高度的變更圖象中，大致正確的是()圖6解析在跳動(dòng)者起跳到下落到彈性繩剛伸直(0～L)的過程中動(dòng)能隨下落高度h的增加線性增大；再往下落時(shí)動(dòng)能和彈性勢(shì)能都增大，當(dāng)彈性繩的彈力等于跳動(dòng)者的重力時(shí)，速度最大，動(dòng)能最大；接著向下落時(shí)動(dòng)能減小，彈性繩的彈性勢(shì)能增大，圖象B正確。答案B9.2024年春晚在舞《春?！分欣_帷幕。如圖7所示，五名領(lǐng)舞者在鋼絲繩的拉動(dòng)下以相同速度緩緩升起，若五名領(lǐng)舞者的質(zhì)量(包括衣服和道具)相等，下列說法中正確的是()圖7A.觀眾欣賞表演時(shí)可把領(lǐng)舞者看作質(zhì)點(diǎn)B.2號(hào)和4號(hào)領(lǐng)舞者的重力勢(shì)能相等C.3號(hào)領(lǐng)舞者處于超重狀態(tài)D.她們?cè)谏仙^程中機(jī)械能守恒解析觀眾欣賞表演時(shí)，要看動(dòng)作，不能把領(lǐng)舞者看作質(zhì)點(diǎn)，A錯(cuò)誤；2號(hào)和4號(hào)領(lǐng)舞者的質(zhì)量相等，高度相同，則重力勢(shì)能相等，B正確；3號(hào)領(lǐng)舞者緩緩升起，處于平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；她們?cè)谏仙^程中，鋼絲繩的拉力對(duì)她們做功，所以她們的機(jī)械能不守恒，D錯(cuò)誤。答案B10.(2024·高考大綱調(diào)研卷8)如圖8所示，傳送帶以v＝10m/s的速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，兩輪中心點(diǎn)AB間水平距離為8m，可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊質(zhì)量m＝1kg，以v0＝6eq\r(2)m/s的速度從光滑平臺(tái)滑上傳送帶，滑塊與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.6(重力加速度g＝10m/s2)。關(guān)于滑塊的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()圖8A.滑塊將從B端滑落B.滑塊將返回光滑平臺(tái)上，回到平臺(tái)上的速度大小為6eq\r(2)m/sC.滑塊在傳送帶上的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，摩擦力對(duì)其做功不為零D.滑塊向右運(yùn)動(dòng)過程中其機(jī)械能的削減量等于此過程中滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量解析設(shè)滑塊速度減至零時(shí)向右滑行的距離為x，依據(jù)動(dòng)能定理得－μmgx＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，解得x＝6m＜8m，所以滑塊不會(huì)從B端滑落，A錯(cuò)誤；滑塊速度減至零后向左勻加速運(yùn)動(dòng)，由于v0＝6eq\r(2)m/s<v＝10m/s，依據(jù)對(duì)稱性可知，滑塊回到平臺(tái)時(shí)速度與傳送帶相同，速度大小為6eq\r(2)m/s，B正確；滑塊在傳送帶上的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，動(dòng)能的變更量為零，依據(jù)動(dòng)能定理得摩擦力對(duì)其做功為零，C錯(cuò)誤；滑塊向右運(yùn)動(dòng)過程中其機(jī)械能的削減量等于此過程中滑塊克服摩擦力做功，而滑塊克服摩擦力做功等于摩擦力與滑塊對(duì)地位移的乘積，滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量等于摩擦力與兩者相對(duì)位移的乘積，由于滑塊對(duì)地位移小于兩者相對(duì)位移，所以滑塊向右運(yùn)動(dòng)過程中其機(jī)械能的削減量小于此過程中滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量，D錯(cuò)誤。答案B11.如圖9所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與一質(zhì)量為m、套在光滑豎直固定桿A處的圓環(huán)相連，彈簧水平且處于原長(zhǎng)。圓環(huán)從A處由靜止起先下滑，經(jīng)過B處的速度最大，到達(dá)C處的速度為零，重力加速度為g，則下列說法不正確的是()圖9A.由A到C的過程中，圓環(huán)的加速度先減小后增大B.由A到C的過程中，圓環(huán)的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和先增大后削減C.由A到B的過程中，圓環(huán)動(dòng)能的增加量小于重力勢(shì)能的削減量D.在C處時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為mgh解析圓環(huán)從A處由靜止起先下滑，經(jīng)過B處的速度最大，到達(dá)C處的速度為零，所以圓環(huán)先做加速運(yùn)動(dòng)，再做減速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過B處的速度最大，所以經(jīng)過B處的加速度為零，所以加速度先減小，后增大，A正確；圓環(huán)的動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能之和守恒，因由A到C的過程中，彈性勢(shì)能漸漸變大，則圓環(huán)的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和漸漸削減，B錯(cuò)誤；由A到B的過程中，因圓環(huán)的動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能之和守恒，則彈性勢(shì)能和動(dòng)能增加量之和等于重力勢(shì)能的減小量，則圓環(huán)動(dòng)能的增加量小于重力勢(shì)能的削減量，C正確；探討圓環(huán)從A處由靜止起先下滑到C過程，由動(dòng)能定理得mgh－W彈＝0－0＝0，則W彈＝mgh，故D正確。答案B12.用起重機(jī)將地面上靜止的貨物豎直向上吊起，貨物由地面運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)的過程中，其v－t圖象如圖10所示，下列說法正確的是()圖10A.在0～t1時(shí)間內(nèi)，起重機(jī)拉力漸漸變大B.在t1～t2時(shí)間內(nèi)，起重機(jī)拉力的功率保持不變C.在t1～t2時(shí)間內(nèi)，貨物的機(jī)械能保持不變D.在t2～t3時(shí)間內(nèi)，起重機(jī)拉力對(duì)貨物做負(fù)功解析v－t圖象的斜率表示加速度大小，在0～t1時(shí)間內(nèi)貨物加速上升，加速度漸漸減小，起重機(jī)拉力漸漸變小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在t1～t2時(shí)間內(nèi)，貨物勻速上升，拉力方向向上，拉力等于重力，由P＝Fv可知起重機(jī)拉力的功率保持不變，選項(xiàng)B正確；在t1～t2時(shí)間內(nèi)，貨物勻速上升，動(dòng)能不變，重力勢(shì)能增大，所以機(jī)械能增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在t2～t3時(shí)間內(nèi)，貨物勻減速上升，拉力方向向上，起重機(jī)拉力對(duì)貨物做正功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案B二、不定項(xiàng)選擇題13.(2024·高考大綱調(diào)研卷2)把質(zhì)量是0.2kg的小球放在直立的彈簧上，并把球往下按至A的位置，如圖11甲所示；快速松手后，彈簧把球彈起，球升至最高位置C(圖丙)途中經(jīng)過位置B時(shí)彈簧正好處于自由狀態(tài)(圖乙)。已知B、A的高度差為0.1m，C、B的高度差為0.2m，彈簧的質(zhì)量和空氣阻力均忽視不計(jì)。重力加速度g＝10m/s2，則有()圖11A.小球從A上升至B的過程中，彈簧的彈性勢(shì)能始終減小，小球的動(dòng)能始終增加B.小球從B上升到C的過程中，小球的動(dòng)能始終減小，勢(shì)能始終增加C.小球在位置A時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為0.6JD.小球從位置A上升至C的過程中，小球的最大動(dòng)能為0.4J解析球從A上升到B位置的過程中，先加速，當(dāng)彈簧的彈力kΔx＝mg時(shí)，合力為零，加速度減小到零，速度達(dá)到最大，之后小球接著上升彈簧彈力小于重力，球做減速運(yùn)動(dòng)，故小球從A上升到B的過程中，動(dòng)能先增大后減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；小球從B到C的過程中，小球只受重力，故小球的動(dòng)能始終減小，因小球高度增加，故小球的重力勢(shì)能增加，選項(xiàng)B正確；依據(jù)能量的轉(zhuǎn)化與守恒，小球在圖甲中時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能等于小球由A到C位置時(shí)增加的重力勢(shì)能Ep＝mghAC＝0.2×10×0.3J＝0.6J，選項(xiàng)C正確；由于無法確定小球受力平衡時(shí)的彈簧的形變量，故無法求出小球的最大動(dòng)能，故D錯(cuò)誤。答案BC14.如圖12甲所示，在傾角為θ的光滑斜面上，有一個(gè)質(zhì)量為m的物體在沿斜面方向的力F的作用下由靜止起先運(yùn)動(dòng)，物體的機(jī)械能E隨位移x的變更關(guān)系如圖乙所示。其中0～x1過程的圖線是曲線，x1～x2過程的圖線為平行于x軸的直線，則下列說法中正確的是()圖12A.物體在沿斜面對(duì)下運(yùn)動(dòng)B.在0～x1過程中，物體的加速度始終減小C.在0～x2過程中，物體先減速再勻速D.在x1～x2過程中，物體的加速度為gsinθ解析依據(jù)功能關(guān)系：除重力以外其他力所做的功等于機(jī)械能的增量，在0～x1過程中物體機(jī)械能在減小，知拉力在做負(fù)功，機(jī)械能與位移圖線的斜率表示拉力。當(dāng)機(jī)械能守恒時(shí)，拉力等于零，通過拉力的變更推斷其加速度的變更。在0～x1過程中物體機(jī)械能在減小，知拉力在做負(fù)功，拉力方向向上，所以位移方向向下，故物體在沿斜面對(duì)下運(yùn)動(dòng)，A正確；在0～x1過程中圖線的斜率漸漸減小到零，知物體的拉力漸漸減小到零。依據(jù)a＝eq\f(mgsinθ－F,m)，可知加速度漸漸增大，B錯(cuò)誤；在0～x2過程中，加速度的方向與速度方向相同，都沿斜面對(duì)下，所以物體做加速運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；在x1～x2過程中，機(jī)械能守恒，拉力F＝0，此時(shí)a＝eq\f(mgsinθ,m)＝gsinθ，D正確。答案AD15.汽車在平直馬路上以速度v0勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P，牽引力為F0，t1時(shí)刻，司機(jī)減小了油門，使汽車的功率馬上減小一半，并保持該功率接著行駛，到t2時(shí)刻，汽車又復(fù)原了勻速直線運(yùn)動(dòng)，下列能正確表示這一過程中汽車牽引力隨時(shí)間t、速度v隨時(shí)間t變更的圖象是()解析汽車以功率P、速度v0勻速行駛時(shí)，牽引力與阻力平衡，當(dāng)司機(jī)減小油門，汽車的功率減為eq\f(P,2)的瞬間，速度v不變，由P＝Fv可知，汽車的牽引力突然減小到原來的一半，即為F＝eq\f(1,2)F0，阻力f沒有變更，汽車的牽引力小于阻力，汽車起先做減速運(yùn)動(dòng)，速度v減小，功率保持為eq\f(P,2)，由P＝Fv可知，隨v減小，牽引力漸漸增大，汽車受到的合力變小，由牛頓其次定律得知，汽車的加速度漸漸減小，汽車做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)汽車牽引力再次等于阻力，汽車再次勻速運(yùn)動(dòng)，由P＝Fv得知，此時(shí)汽車的速度為原來的一半，由圖象可知，A、D正確。答案AD16.如圖13甲所示，為測(cè)定物體沖上粗糙斜面能達(dá)到的最大位移x與斜面傾角θ的關(guān)系，將某一物體每次以不變的初速率沿足夠長(zhǎng)的斜面對(duì)上推出，調(diào)整斜面與水平方向的夾角θ，試驗(yàn)測(cè)得x與斜面傾角θ的關(guān)系如圖乙所示，g取10m/s2，依據(jù)圖象可求出()圖13A.物體的初速率v0＝3m/sB.物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.75C.取不同的傾角θ，物體在斜面上能達(dá)到的位移x的最小值x?。?.44mD.當(dāng)某次θ＝300時(shí)，物體達(dá)到最大位移后將沿斜面下滑解析由圖可知，當(dāng)傾角θ＝0°時(shí)，位移為2.40m；而當(dāng)傾角為90°時(shí)，位移為1.80m；則由豎直上拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知veq\o\al(2,0)＝2gh；解得v0＝eq\r(2gh)＝eq\r(2×10×1.80)m/s＝6m/s，A錯(cuò)誤；當(dāng)傾角為0°時(shí)，由動(dòng)能定理可得－μmgx＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，解得μ＝eq\f(36,2×10×2.4)＝0.75，B正確；－mgxsinθ－μmgxcosθ＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，解得x＝eq\f(veq\o\al(2,0),2g（sinθ＋μcosθ）)＝eq\f(18,10\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(sinθ＋\f(3,4)cosθ)))＝eq\f(18,10×\f(5,4)×sin（θ＋α）)，當(dāng)θ＋α＝90°時(shí)，sin(θ＋α)＝1，此時(shí)位移最小，x＝1.44m，C正確；若θ＝30°時(shí)，物體受到的重力的分力為mgsin30°＝eq\f(1,2)mg，摩擦力f＝μmgcos30°＝0.75×mg×eq\f(\r(3),2)＝eq\f(3\r(3),8)mg，一般認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，故小球達(dá)到最高點(diǎn)后，不會(huì)下滑，D錯(cuò)誤。答案BCB組非選擇題(需寫出規(guī)范的解題步驟)1.我國(guó)在貴州省黔南州平塘縣大窩凼凹地建設(shè)的“500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡”(FivehundredmetersApertureSphericalTelescope，簡(jiǎn)稱FAST)，是世界上最大口徑的射電望遠(yuǎn)鏡。饋源是FAST用來接受宇宙信號(hào)的裝置系統(tǒng)，饋源艙用于安放這個(gè)系統(tǒng)。2015年11月21日，首次進(jìn)行“饋源艙”升艙試驗(yàn)，由等間距固定在半徑為250米的圓周上的6座最高168米的支撐塔通過6條鋼索將30噸重的饋源艙緩緩拉升，懸吊在巨大球面的中心。專家創(chuàng)新性地提出了“輕型索支撐饋源平臺(tái)”，通過卷?yè)P(yáng)機(jī)收放鋼索，可以驅(qū)動(dòng)安裝好的饋源艙在一個(gè)距離地面高140米至180米、直徑為207米的球冠面上緩慢運(yùn)動(dòng)，最大定位精度將小于10毫米。取eq\f(250,144)＝eq\r(3)，g＝10m/s2。圖14(1)假設(shè)6條鋼索等長(zhǎng)，分別固定在各支撐塔的最高點(diǎn)，拉升過程中拉力大小相等。當(dāng)饋源艙離地面高24m時(shí)，求每條鋼索與饋源艙連接處拉力的大?。?2)饋源艙在球冠面上緩慢運(yùn)動(dòng)，求饋源艙最大機(jī)械能與最小機(jī)械能之差。解析(1)設(shè)當(dāng)饋源艙離地面高h(yuǎn)＝24m時(shí)，每條鋼索與豎直方向的夾角為θ，拉力大小為F，圓周半徑為r，支撐塔高為H，饋源艙質(zhì)量為m，則tanθ＝eq\f(r,H－h(huán))。6Fcosθ＝mg解得F＝1.0×105N。(2)饋源艙在球冠面上緩慢運(yùn)動(dòng)過程中，機(jī)械能就只有重力勢(shì)能，設(shè)最大機(jī)械能與最小機(jī)械能之差為ΔE，則ΔE＝mg(h2－h(huán)1)解得ΔE＝1.2×107J。答案(1)1.0×105N(2)1.2×107J2.節(jié)能混合動(dòng)力車是一種可以利用汽油及所儲(chǔ)存電能作為動(dòng)力來源的汽車。有一質(zhì)量m＝1000kg的混合動(dòng)力轎車，在平直馬路上以速度v1＝90km/h勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為P＝50kW。當(dāng)駕駛員看到前方有80km/h的限速標(biāo)記時(shí)，保持發(fā)動(dòng)機(jī)功率不變，馬上啟動(dòng)利用電磁阻尼帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)工作給電池充電，使轎車做減速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)L＝72m后，速度變?yōu)関2＝72km/h。此過程中發(fā)動(dòng)機(jī)功率的eq\f(1,5)用于轎車的牽引，eq\f(4,5)用于供應(yīng)發(fā)電機(jī)工作，發(fā)動(dòng)機(jī)輸送給發(fā)電機(jī)的能量最終有50%轉(zhuǎn)化為電池的電能。假設(shè)轎車在上述運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力保持不變。求：(1)轎車以90km/h的速度在平直馬路上勻速行駛時(shí)，所受阻力f阻的大??；(2)轎車從90km/h減速到72km/h過程中，電池獲得的電能E電；(3)轎車僅用上述減速過程中獲得的電能E電，在同樣的道路上以72km/h的速度能勻速行駛的距離L′。解析(1)汽車牽引力與輸出功率的關(guān)系P＝F牽v將P＝50kW，v1＝90km/h＝25m/s代入得F牽＝eq\f(P,v)＝2×103N當(dāng)轎車勻速行駛時(shí)，牽引力與阻力大小相等，有f阻＝F牽＝2×103N。(2)在減速過程中，依據(jù)動(dòng)能定理有eq\f(1,5)Pt－f阻L＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，代入數(shù)據(jù)得Pt＝1.575×105J電源獲得的電能為E電＝0.5×eq\f(4,5)Pt＝6.3×104J。(3)依據(jù)題設(shè)，轎車在同樣道路上勻速行駛時(shí)受到的阻力仍為f阻＝2×103N。此過程中，由能量轉(zhuǎn)化及守恒定律可知，僅有電能用于克服阻力做功E電＝f阻L′，代入數(shù)據(jù)得L′＝31.5m。答案(1)2×103N(2)6.3×104J(3)31.5m3.如圖15所示，質(zhì)量m＝6.0kg的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，在水平牽引功率恒為P＝42W的力作用下從A點(diǎn)由靜止起先運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后撤去牽引力。當(dāng)滑塊由平臺(tái)邊緣B點(diǎn)飛出后，恰能以5m/s的速度從豎直光滑圓弧軌道CDE上C點(diǎn)的切線方向切入軌道，并從軌道邊緣E點(diǎn)豎直向上拋出。已知∠COD＝53°，AB間距離L＝3m，滑塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，圓弧軌道半徑R＝1.0m。不計(jì)空氣阻力。取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g＝10m/s2，求：圖15(1)滑塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大?。?2)圓弧軌道對(duì)滑塊的最大支持力；(3)滑塊在平臺(tái)上運(yùn)動(dòng)時(shí)水平牽引力的作用時(shí)間。解析(1)C點(diǎn)水平分速度v′＝vCcosα＝5×0.6m/s＝3m/sB點(diǎn)的速度vB＝v′＝3m/s。(2)在D點(diǎn)軌道對(duì)滑塊的支持力最大滑塊從C點(diǎn)到D點(diǎn)，由機(jī)械能守恒定律得mgR(1－cos53°)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,D)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)在D點(diǎn)，F(xiàn)N－mg＝meq\f(veq\o\al(2,D),R)得FN＝258N。(3)滑塊從A點(diǎn)到B點(diǎn)，由動(dòng)能定理，得Pt－μmgL＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)－0得t＝1.5s。答案(1)3m/s(2)258N(3)1.5s4.(2024·福建三校聯(lián)考)如圖16所示，一質(zhì)量m＝1kg的小滑塊(體積很小，可視為質(zhì)點(diǎn))靜止在水平軌道上的A點(diǎn)，在水平向右的恒定拉力F＝4N的作用下，從A點(diǎn)起先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)作用一段時(shí)間t后撤去，滑塊接著運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)進(jìn)入半徑為R＝0.3m的光滑豎直圓形軌道，在圓軌道上運(yùn)行一周后從B處的出口(未畫出，且入口和出口稍稍錯(cuò)開)出來后向C點(diǎn)滑動(dòng)，C點(diǎn)右側(cè)有一壕溝，C、D兩點(diǎn)的豎直高度h＝0.2m，水平距離s＝0.6m。已知滑塊運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力剛好為滑塊重力的3倍，BC長(zhǎng)為L(zhǎng)＝2m，小滑塊與水平軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.5，重力加速度g＝10m/s2。圖16(1)求小滑塊通過圓形軌道的最高點(diǎn)P的速度大小；(2)試通過計(jì)算推斷小滑塊能否到達(dá)壕溝的右側(cè)；(3)若AB段光滑，水平拉力F的作用時(shí)間范圍可變，要使小滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中，既不脫離豎直圓軌道，又不掉進(jìn)壕溝，試求水平拉力F作用時(shí)間t的范圍。解析(1)設(shè)小滑塊通過圓形軌道的最高點(diǎn)P時(shí)軌道對(duì)小滑塊的壓力為FN，由題意可知，F(xiàn)N＝3mg，在P點(diǎn)，由牛頓其次定律，F(xiàn)N＋mg＝meq\f(veq\o\al(2,P),R)解得vP＝2eq\r(3)m/s。(2)對(duì)小滑塊由B到P運(yùn)動(dòng)的過程，由機(jī)械能守恒定律eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,P)＋mg·2R對(duì)小滑塊由B到C運(yùn)動(dòng)的過程，由動(dòng)能定理－μmgL＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)對(duì)小滑塊由C點(diǎn)拋出，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律h＝eq\f(1,2)gt2x＝vCt聯(lián)立解得x＝0.4m<s＝0.6m所以不能。(3)探討(Ⅰ)恰好運(yùn)動(dòng)到豎直圓的最右側(cè)，則Ft1＝mvB1mgR＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B1)解得t1＝eq\f(\r(6),4)s所以0<t≤eq\f(\r(6),4)s。(Ⅱ)恰好通過豎直圓軌道的最高點(diǎn)mg＝meq\f(veq\o\al(2,P),R)eq\f(1,2)mveq\o\al(2,P)＋mg×2R＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B2)Ft2＝mvB2，所以t2＝eq\f(\r(15),4)s又恰好運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)－μmgL＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B3)Ft3＝mvB3，所以t3＝eq\f(\r(5),2)s所以eq\f(\r(15),4)s<t<eq\f(\r(5),2)s。(Ⅲ)恰好過壕溝－μmgL＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B4)Ft4＝mvB4s＝vCth＝eq\f(1,2)gt2所以t4＝eq\f(\r(29),4)s，所以F作用時(shí)間t>eq\f(\r(29),4)s。答案見解析5.如圖17所示，在2010上海世博會(huì)上，拉脫維亞館的風(fēng)洞飛行表演，令參觀者大開眼界，最吸引眼球的就是正中心那個(gè)高為H＝10m，直徑D＝4m的透亮“垂直風(fēng)洞”。風(fēng)洞是人工產(chǎn)生和限制的氣流，以模擬飛行器或物體四周氣體的流淌。在風(fēng)力作用的正對(duì)面積不變時(shí)，風(fēng)力F＝0.06v2(v為風(fēng)速)。在本次風(fēng)洞飛行上升表演中，表演者的質(zhì)量m＝60kg，為提高表演的欣賞性，限制風(fēng)速v與表演者上升的高度h間的關(guān)系如圖18所示。g＝10m/s2。求：圖17圖18(1)設(shè)想：表演者起先靜臥于h＝0處，再打開氣流，請(qǐng)描述表演者從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；(2)表演者上升達(dá)最大速度時(shí)的高度h1；(3)表演者上升的最大高度h2；(4)為防止停電停風(fēng)事故，風(fēng)洞備有應(yīng)急電源，若在本次表演中表演者在最大高度h2時(shí)突然停電，為保證表演者的人身平安，則留給風(fēng)洞自動(dòng)接通應(yīng)急電源滯后的最長(zhǎng)時(shí)間tm。(設(shè)接通應(yīng)急電源后風(fēng)洞始終以最大風(fēng)速運(yùn)行)解析(1)表演者起先靜臥于h＝0處，再打開氣流，受到向上的風(fēng)力和重力作用，先向上做加速運(yùn)動(dòng)。由圖知，v2(v為風(fēng)速)減小，風(fēng)力F＝0.06v2，則風(fēng)力減小，故表演者的加速度減小。當(dāng)風(fēng)力小于重力時(shí)，表演者做減速運(yùn)動(dòng)，加速度增大，故先向上做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，后向上做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度為零。(2)由圖18可知veq\o\al(2,2)＝1.2×104－500h則風(fēng)力F＝0.06v2＝7.2×102－30h當(dāng)表演者在上升過程中的最大速度為vm時(shí)有F＝mg代入數(shù)據(jù)得h1＝4m。(3)對(duì)表演者，由動(dòng)能定理得WF－mgh2＝0因WF與h成線性關(guān)系，風(fēng)力做功WF＝eq\f(1,2)(F0＋Fh2)h2由F＝0.06v2＝7.2×102－30h得h＝0時(shí)，F(xiàn)0＝7.2×102Nh＝h2時(shí)，F(xiàn)h2＝7.2×102－30h2，m＝60kg代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得h2＝8m。(4)當(dāng)應(yīng)急電源接通后風(fēng)洞以最大風(fēng)速運(yùn)行時(shí)滯后時(shí)間最長(zhǎng)，由Fm－mg＝ma解得表演者減速的加速度為a＝2m/s2表演者從最高處到落地過程有H＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,m)＋eq\f(（gtm）2,2a)代入數(shù)據(jù)化簡(jiǎn)得tm＝eq\f(2\r(15),15)s≈0.52s。答案(1)設(shè)想：表演者起先靜臥于h＝0處，再打開氣流，表演者先向上做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，后向上做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度為零(2)4m(3)8m(4)0.52s6.低空跳傘是一種極限運(yùn)動(dòng)，一般在高樓、懸崖、高塔等固定物上起跳。人在空中著陸過程中所受空氣阻力隨下落速度的增大而增大，而且速度越大空氣阻力增大得越快。因低空跳傘下落的高度有限，導(dǎo)致在空中調(diào)整姿態(tài)、打開傘包的時(shí)間較短，所以其危急性比高空跳傘還要高。一名質(zhì)量為70kg的跳傘運(yùn)動(dòng)員背有質(zhì)量為10kg的傘包從某高層建筑頂層跳下，且始終沿豎直方向下落，其整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的v－t圖象如圖19乙所示。已知2.0s末的速度為18m/s，10s末拉開繩索開啟著陸傘，16.2s時(shí)平安落地，并穩(wěn)穩(wěn)地站立在地面上。g取10m/s2，請(qǐng)依據(jù)此圖象估算：圖19(1)起跳后2s內(nèi)運(yùn)動(dòng)員(包括其隨身攜帶的全部裝備)所受平均阻力的大?。?2)運(yùn)動(dòng)員從腳觸地到最終速度減為零的過程中，若不計(jì)傘的質(zhì)量及此過程中的空氣阻力，則運(yùn)動(dòng)員所需承受地面的平均沖擊力多大；(3)開傘前空氣阻力對(duì)跳傘運(yùn)動(dòng)員(包括其隨身攜帶的全部裝備)所做的功(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。解析(1)由v－t圖可知，起跳后前2