(衡水萬卷)高三物理二輪復習 周測卷九 功和機械能1(含解析)-人教版高三物理試題

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1、功和機械能1 一 、單選題(本大題共5小題 。在每小題給出的四個選項中,只有一個選項是符合題目要求的) 1.30° m h 如圖所示,一固定斜面的傾角為30°,質量為m的小物塊以某一初速度從底端沿斜面向上運動,其加速度大小為g,在小物塊上升高度為h的過程中,下列判斷正確的是 A.小物塊的動能減少了mgh B.小物塊的機械能減少了mgh C.小物塊的重力勢能增加了mgh D.小物塊克服摩擦力做功的功率隨時間均勻減小 2. 把動力裝置分散安裝在每節(jié)車廂上,使其既具有牽引動力,又可以載客,這樣的客車車廂叫做動車.而動車組就是幾節(jié)自帶動力的車廂加幾節(jié)不帶動力的車廂編成一組.帶

2、動力的車廂叫動車,不帶動力的車廂叫拖車.設動車組運行過程中的阻力與質量成正比,每節(jié)動車與拖車的質量都相等,每節(jié)動車的額定功率都相等,若開動一節(jié)動車帶三節(jié)拖車,最大速度可達到150km/h.當開動二節(jié)動車帶三節(jié)拖車時,最大速度可達到(  )   A. 200km/h B. 240km/h C. 280km/h D. 300km/h   3. 如右圖所示,質量為M、長度為l的小車靜止在光滑的水平面上.質量為m的小物塊(可視為質點)放在小車的最左端.現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上,使物塊從靜止開始做勻加速直線運動.物塊和小車之間的摩擦力為Ff,物塊滑到小車的最右端時,小車運動

3、的距離為x,在這個過程中,以下結論不正確的是( ) A.物塊到達小車最右端時具有的動能為(F -Ff)(l+x) B.物塊到達小車最右端時,小車具有的動能為Ff x C.物塊克服摩擦力所做的功為Ff(l+x) D.物塊和小車增加的機械能為Fx 4. 如圖所示,將小球a從地面以初速度v0豎直上拋的同時,將另一相同質量的小球b從距地面h處以初速度v0水平拋出,兩球恰好同時到達同一水平高度處(不計空氣阻力)。下列說法中正確的是( ) A.兩小球落地時的速度相同 B.兩小球落地時,重力的瞬時功率相同 C.到達同一水平的高度后的任意時刻,重力對球a做功功率和

4、對球b做功功率相等 D.從開始運動到兩球到達同一水平高度,球a動能的減少量等于球b動能的增加量 5. 如圖所示,在空間中存在豎直向上的勻強電場,質量為m、電荷量為+q的物塊從A點由靜止開始下落,加速度為g,下落高度H到B點后與一輕彈簧接觸,又下落 h后到達最低點C,整個過程中不計空氣阻力,且彈簧始終在彈性限度內,重力加速度為g,則帶電物塊在由A點運動到C點過程中,下列說法正確的是(  )   A. 該勻強電場的電場強度為   B. 帶電物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能減少量為   C. 帶電物塊電勢能的增加量為mg(H+h)   D. 彈簧的彈性勢能的增加量為

5、 二 、多選題(本大題共2小題 ) 6. 如圖所示,細繩的一端繞過定滑輪與木箱相連,現(xiàn)以大小恒定的拉力F拉動細繩,將靜置于A點的木箱經(jīng)B點移到C點(AB=BC),地面平直且與木箱的動摩擦因數(shù)處處相等.設從A到B和從B到C的過程中,F(xiàn)做功分別為W1、W2,克服摩擦力做功分別為Q1、Q2,木箱經(jīng)過B、C時的動能和F的功率分別為EkB、EkC和PB、PC,則下列關系一定成立的有(  )   A. W1>W(wǎng)2 B. Q1>Q2 C. EkB<EkC D. PB>PC 7.(2015?普陀區(qū)一模)小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上(如圖甲),在剛接觸輕彈簧的瞬間(如圖乙)

6、,速度是5m/s,將彈簧壓縮到最短(如圖丙)的整個過程中,小球的速度v和彈簧縮短的長度△x之間的關系如圖丁所示,其中A為曲線的最高點.已知該小球重為2N,彈簧在受到撞擊至壓縮到最短的過程中始終發(fā)生彈性形變,彈簧的彈力大小與形變成正比.下列說法正確的是( ?。?   A. 在撞擊輕彈簧到輕彈簧壓縮至最短的過程中,小球的動能先變大后變小   B. 從撞擊輕彈簧到它被壓縮至最短的過程中,小球的機械能先增大后減小   C. 小球在速度最大時受到的彈力為2N   D. 此過程中,彈簧被壓縮時產(chǎn)生的最大彈力為12.2N 三 、簡答題(本大題共2小題 )

7、 8. 如圖所示,固定在水平地面上的工件,由AB和BD兩部分組成,其中AB部分為光滑的圓弧,AOB=37o,圓弧的半徑R=0.5m;BD部分水平,長度為0.2m,C為BD的中點。現(xiàn)有一質量m=lkg,可視為質點的物塊從A端由靜止釋放,恰好能運動到D點。(g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)求: (1)物塊運動到B點時,對工件的壓力大??; (2)為使物塊恰好運動到C點靜止,可以在物塊運動到B點后,對它施加一豎直向下的恒力F,F(xiàn)應為多大?

8、 9. 如圖所示,水平面的動摩擦因數(shù)μ=0.4,一輕質彈簧,左端固定在A點,自然狀態(tài)時其右端位于O點.水平面右側有一豎直光滑圓形軌道在C點與水平面平滑連接,圓心O′,半徑R=0.4m.另一輕質彈簧一端固定在O′點的軸上,一端拴著一個小球,彈簧的原長為l0=0.5m,勁度系數(shù)k=100N/m.用質量m1=0.4kg的物塊將彈簧緩慢壓縮到B點(物體與彈簧不拴接),釋放后物塊恰運動到C點停止,BC間距離L=2m.換同種材料、質量m2=0.2kg的物塊重復上述過程.(物塊、小球均視為質點,g=10m/s2)求: (1)物塊m2到C點時的速度大小vC; (2)若小球的質量也為m2,若物

9、塊與小球碰撞后交換速度,論證小球是否能通過最高點D.若能通過,求出軌道最高點對小球的彈力N;若不能通過,求出小球離開軌道時的位置和O′連線與豎直方向的夾角θ的余弦值; (3)在(2)問的基礎上,若將拴著小球的彈簧換為勁度系數(shù)k'=10N/m,再次求解. 0.2016萬卷周測卷(九)答案解析 一 、單選題 1.【答案】D 2.【答案】B. 考點: 功率、平均功率和瞬時功率.. 專題: 功率的計算專題. 分析: 當功率一定時,當牽引力等于阻力時,速度達到最大.根據(jù)P=Fv=fv去求最大速度. 解答: 解:若開動一節(jié)動車帶三節(jié)拖車,最大速度可

10、達到150km/h.汽車的功率為P,設每節(jié)車廂所受的阻力為f,則有 P=4fv,當開動二節(jié)動車帶三節(jié)拖車時,有2P=5fv′,聯(lián)立兩式解得v′=240km/h.故B正確,A、C、D錯誤. 故選B. 點評: 解決本題的關鍵知道功率與牽引力的關系,以及知道功率一定,當牽引力與阻力相等時,速度最大. 3.【答案】D 4.【答案】D 5.【答案】D. 【考點】:功能關系;電勢能. 【分析】:根據(jù)牛頓第二定律求出電場強度的大小,根據(jù)除重力和彈力以外其它力做功得出系統(tǒng)機械能的變化量.根據(jù)電場力做功求出電勢能的變化量.根據(jù)動能定理求出彈簧彈力做功,從而得出彈性勢能的變化量. 【解析】

11、: 解:A、物體靜止開始下落時的加速度為,根據(jù)牛頓第二定律得:mg﹣qE=ma,解得:E=,故A錯誤. B、從A到C的過程中,除重力和彈力以外,只有電場力做功,電場力做功為:,可知機械能減小量為.故B錯誤. C、從A到C過程中,電場力做功為,則電勢能增加量為.故C錯誤. D、根據(jù)動能定理得:=0,解得彈力做功為:,即彈性勢能增加量為,故D正確. 故選:D. 【點評】:本題考查了功能關系,知道合力做功等于動能的變化量,電場力做功等于電勢能的減小量,重力做功等于重力勢能的減小量,除重力或彈力以外其它力做功等于機械能的增量.   二 、多選題 6.【答案】AB 考點: 動能定

12、理的應用;功率、平均功率和瞬時功率.. 專題: 動能定理的應用專題. 分析: 根據(jù)功的計算公式,分析W1與W2的大小關系.對物體進行受力分析,根據(jù)豎直方向上平衡狀態(tài)求出正壓力,根據(jù)滑動摩擦力的公式表示出該力.根據(jù)細繩與水平方向夾角θ角增大去判斷摩擦力的變化.運用功的定義式定性分析功的變化.分析木箱的運動情況,判斷EkB與EkC、PB與PC的大小 解答: 解:A、根據(jù)功的定義式W=FLcosθ,θ增大,F(xiàn)不變,在相同位移L上拉力F做的功減小.由于物體被繞過光滑定滑輪的輕繩系著,拉力為恒力,所以拉力做的功等于細繩對物體所做的功.即有W1>W(wǎng)2.故A正確. B、物體受力如圖所示,將F在

13、水平和豎直方向上分解,由物體在豎直方向上平衡得:N+Fsinθ=mg 因此滑動摩擦力f=μN=μ(mg﹣Fsinθ),物體從A向C運動的過程中細繩與水平方向夾角θ角增大,所以滑動摩擦力減小,位移相等,則克服摩擦力做功的大小為Q1>Q2.故B正確. C、D、由于Fcosα與摩擦力f的大小關系無法確定,木箱的運動情況無法確定,木箱經(jīng)過B、C兩點的速度大小無法確定,則EkB與EkC、及PB與PC的大小關系無法確定.故CD錯誤. 故選:AB 點評: 判斷一個力的變化,我們應該先把這個力運用物理規(guī)律表示出來,再根據(jù)關系式里的物理量的變化找出這個力的變化.功的定義式雖然不能定量求解功的大小,但可

14、以定性分析功的變化. 7.【答案】ACD. 考點: 功能關系;彈性勢能. 分析: 小球的速度先增加后減小,故其動能先增大后減小,在整個過程中只有重力和彈簧彈力對小球做功,故小球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒,在壓縮彈簧的過程中彈簧的彈性勢能增加故小球的機械能減小,小球速度最大時彈力大小與小球的重力平衡,根據(jù)胡克定律求彈簧壓縮時產(chǎn)生的最大彈力. 解答: A、由圖可知,小球的速度先增加后減小,故小球的動能先增大后減小,故A正確; B、在小球下落過程中至彈簧壓縮最短時,只有重力和彈簧彈力做功,故小球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒,在壓縮彈簧的過程中彈簧的彈性勢能增加,故小球的機械能減小,

15、所以B錯誤; C、小球下落時,當重力與彈簧彈力平衡時小球的速度最大,據(jù)此有:小球受到的彈力大小與小球的重力大小平衡,故此時小球受到的彈力為2N,故C正確; D、小球速度最大時,小球的彈力為2N,此時小球的形變量為0.1m,故可得彈簧的勁度系數(shù)k=20N/m,故彈簧彈力最大時形變量最大,根據(jù)胡克定律知,小球受到的最大彈力為Fmax=kxmax=20×0.61N=12.2N,故D正確. 故選:ACD. 點評: 本題考查學生對圖象的認識,知道小球落在彈簧上后先做加速運動達到最大速度后再做減速運動,這是解決問題的根本,能根據(jù)速度最大的條件求得彈簧的勁度系數(shù)是關鍵. 三 、簡答題

16、8. (1)物塊運動到由A運動到B點的過程中,由機械能守恒定律有: 在B點由牛頓第二定律有: 解得 由牛頓第三定律有: (2)物塊運動到由B運動到C點的過程中,由動能定理有: 物塊運動到由B運動到C點的過程中,由動能定理有: 解得: 說明:若用其它方法解題全部正確的給滿分,部分正確的給步驟分,酌情適當放寬標準給分,牛頓第三定律沒寫的放寬標準給分(老師講課時強調一下就可以了) 9. 考點: 動能定理;向心力.. 專題: 動能定理的應用專題. 分析: (1)從B到C有動能定理可求得到達C點速度; (2)假設通過最高點,從C到D由動能定理求的D點速度,在D點

17、由牛頓第二定律即可判斷; (3)假設通過最高點,從C到D由動能定理求的D點速度,在D點由牛頓第二定律即可判斷,在利用動能定理即可求的夾角 解答: 解:(1)m1從B到C的過程:EP=μm1gL m2從B到C的過程: 聯(lián)立解得:vC=4m/s (2)碰后交換速度,小球以vC=4m/s向上運動,假設能到高點,從C到D的過程: 解得:vD=0m/s 對D點:N+m2g﹣k(l0﹣R)=0 解得:N=8N,求解結果的合理性,說明假設是正確的,小球可以通過最高點 (3)假設能到高點,最高點彈力:N'+m2g﹣k'(l0﹣R)=0 解得:N=﹣1N,求解結果的不合理,說明假設是錯誤的,小球不可以通過最高點) 小球離開軌道時的位置E和O'連線與豎直方向的夾角θ,此時小球速度vE 由動能定理: 對E點: 聯(lián)立解得:, 即: 答:(1)物塊m2到C點時的速度大小vC4m/s (2)若小球的質量也為m2,若物塊與小球碰撞后交換速度,小球能通過最高點D.軌道最高點對小球的彈力N為8N; (3)若將拴著小球的彈簧換為勁度系數(shù)k'=10N/m,小球不能通過最高點D.夾角為 點評: 題是動能定理與向心力公式的綜合應用來處理圓周運動問題.利用功能關系解題的優(yōu)點在于不用分析復雜的運動過程,只關心初末狀態(tài)即可,平時要加強訓練深刻體會這一點.

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