上海各区高考物理模拟试题汇编功和能

上海各区高考物理模拟试题汇编功和能

‎2011上海各区高考模拟试题汇编—功和能 O ‎1（2011宝山上学期期末）．如图所示，质量为M的直木棒悬挂在O点，一只质量为m的猴子抓住木棒。剪断悬挂木棒的细绳，木棒开始下落，同时猴子开始沿木棒向上爬。设在猴子与木棒接触的时间内木棒沿竖直方向下落，并且猴子相对于地面的高度保持不变，忽略空气阻力。从剪断细绳起计时，若猴子沿木棒向上爬了时间t，则在这段时间内木棒的机械能的改变量为__________，在t时刻猴子做功的功率为_____________。‎ ‎1答案． ；‎ ‎2（2011宝山上学期期末）．关于能量耗散下列说法中正确的是（ ）‎ A．能量耗散说明能量在不停地减少 B．能量耗散遵循能量守恒定律 C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可凭空消失 D．能量耗散从能量的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 答案：BD ‎3（2011宝山二模）．下列关于能源的说法中正确的是 ‎ ‎（A）二次能源是指可重复利用的能源 （B）新能源是指新开采的能源 ‎（C）一次能源是直接来自自然界的能源 （D）石油是二次能源 答案：C ‎4（2011宝山二模）．某人用长绳将一重物从井口送到井下，物体匀速下降一段时间后，改为匀减速下降，到达井底时速度恰好为0，如果匀速下降和匀减速下降所经历的时间相同，重物克服拉力做的功分别为W1和W2，则 ‎（A） （B） （C） （D）‎ 答案：A ‎5（2011上海奉贤二模）.如图所示，在O点处放置一个正电荷．在过O点的竖直平面内的A点，自由释放一个带正电的小球，小球的质量为m、电荷量为q．小球落下的轨迹如图中虚线所示，它与以O为圆心、R为半径的圆（图中实线表示）相交于B、C两点，O、C在同一水平线上，∠BOC=30°，A距离OC的竖直高度为h．若小球通过B点的速度为v，则下列说法正确的是 （ ）‎ ‎（A）小球通过C点的速度大小是 ‎（B）小球在B、C两点的电势能不等 ‎（C）小球由A点到C点的过程中电势能一直都在减少 ‎（D）小球由A点到C点机械能的损失是 答案：D ‎6(2011虹口二模)．关于能量转化与守恒的理解，下列说法中正确的是 （ ）‎ ‎（A）凡是能量守恒的过程就一定会发生 ‎（B）摩擦生热的过程是不可逆过程 ‎（C）空调机既能致热又能制冷，说明热传递不存在方向性 ‎（D）由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机 答案：B ‎7（2011宝山二模）．（6分）某学生小组使用DIS做“测定电动机效率”实验，实验装置如左图。‎ ‎（1）用电流传感器和电压传感器（图中电流表和电压表）测量的是电动机__________电流电压值（填“输入”或“输出”）‎ ‎（2）右图是用位移传感器测定重物匀速上升时的位移——时间图线，同时电流传感器和电压传感器的读数基本不变，约为‎0.14A和3.3V，已知重物质量。则在2.4～2.8s时间段，重物克服重力做功的功率为_______W；该电动机的工作效率约为________。‎ ‎7答案． （1）输入；（2）0.213（0.210——0.225）；46%（45.5%——48.7%） ‎ ‎8（2011宝山二模）.（14分）如图所示为某娱乐场的滑道示意图，其中AB为曲面滑道，BC为水平滑道，水平滑道BC与半径为‎1.6 m的1/4圆弧滑道CD相切，DE为放在水平地面上的海绵垫。某人从坡顶滑下，经过高度差为‎20m的A点和B点时的速度分别为‎2m/s和‎12m/s，在C点做平抛运动，最后落在海绵垫上E点。人的质量为‎70kg，在BC段的动摩擦因数为0.2。问：‎ ‎（1）从A到B的过程中，人克服阻力做的功是多少？‎ ‎（2）为保证在C点做平抛运动，BC的最大值是多少？‎ ‎（3）若BC取最大值，则DE的长是多少？‎ ‎8．（14分）解：‎ ‎（1）由动能定理：‎ ‎ ‎ ‎ 得： （3分）‎ ‎（2）BC段加速度为： （1分）‎ 设在C点的最小速度为，由， （3分） ‎ BC的最大值为： ， BC的长度范围是0—— （2分）‎ ‎（3）平抛运动的时间： （2分）‎ BC取最大长度，对应平抛运动的初速度为 平抛运动的水平位移：，（2分）‎ ‎ DE的长： （1分）‎ ‎9（2011长宁二模）．一个小物块从斜面底端冲上足够长的斜面后又返回到斜面底端，已知小物块的初动能为E，它返回到斜面底端时共克服摩擦力做功为E/2，若小物块以4E的初动能冲上斜面，则返回斜面底端时的动能为_______；小物块在前后两次往返过程中所经历的时间之比是________ ．‎ ‎22答案． 2E； 1:2‎ ‎10（2011长宁二模）．（12分）如图所示，质量为m的木块压缩轻质弹簧静止在O点，水平面ON段光滑，长为L的NN/段粗糙，木块与NN/间的动摩擦因数为m．现释放木块，若木块与弹簧相连接，则木块最远到达NN/段中点，然后在水平面上做往返运动，且第一次回到N时速度大小为v；若木块与弹簧不相连接，木块与弹簧在N点即分离，通过N/点时以水平速度飞出，木块落地点P到N/的水平距离为s．求：‎ P m m s O ‎（1）木块通过N/点时的速度； ‎ ‎（2）木块从O运动到N的过程中弹簧弹力做的功； ‎ ‎（3）木块落地时速度vp的大小和方向．‎ ‎ ‎ ‎10．（l2分）‎ 解答：(1) （3分） 木块从N到NN/中点，再回到N点，此过程弹簧弹力做功代数和为零，克服摩擦力做的功为W克；若木块与弹簧不相连接，木块从N到达N/过程中，弹簧弹力不做功，克服摩擦力做的功也为W克，又因为两种情况木块到达N时的速度相同，所以到达N/的速度v/应等于第一次回到N时速度v，即v/＝v （3分）‎ ‎ ( 列式表达得出v/＝v 同样给分，如只写出v/＝v 没有文字说明的，不能得分)‎ ‎（2）（3分）木块从O运动到N的过程中弹簧弹力做的功为W W – W克＝mv2/2 （2分） ‎ W＝mv2/2+mgL （1分）‎ ‎（3）（6分） 木块落地时速度为vp ‎ ‎ t＝s/v h＝gt2/2＝gs2/2v2 （1分）‎ ‎ mgh＝mvp2/2 – mv2/2 ‎ ‎ 得 （3分）‎ vp与水平方向夹角为，‎ cos （2分）（用其他三角函数表达正确的同样给 ‎11(2011上海崇明二模)．某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．弧形轨道末端水平，离地面的高度为H．将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s．‎ ‎⑴若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2＝　　　　　　（用H、h表示）．‎ ‎⑵该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：‎ h（10－‎1m）‎ ‎2.00‎ ‎3.00‎ ‎4.00‎ ‎5.00‎ ‎6.00‎ s2 （10－‎1m2‎）‎ ‎2.62‎ ‎3.89‎ ‎5.20‎ ‎6.53‎ ‎7.78‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎0‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ ‎8‎ ‎10‎ ‎12‎ ‎14‎ 理论 h/10－‎‎1 m s2/10－‎‎1 m2‎ ‎ ‎ 请在坐标纸上作出s2－h关系图．‎ ‎⑶对比实验结果与理论计算得到的s2－h关系图线（图中已画出），自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率 （填“小于”或“大于”）理论值．‎ ‎⑷从s2－h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是 ．‎ ‎ 11 4Hh 小于 摩擦阻力 ‎12（2011上海卢湾二模）．下列关于能量转化或转移过程的说法中正确的是 Ａ．摩擦生热的过程是不可逆过程 Ｂ．所有能量守恒的过程都能自发地发生 Ｃ．空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性 Ｄ．能的转化过程符合能量守恒定律，因此不会发生能源危机 答案：A ‎13（2011上海浦东二模）．下列单位不属于能量单位的是（ ）‎ ‎（A）焦耳（J） （B）毫安时（mAh）‎ ‎（C）电子伏（eV） （D）千瓦时（kW·h）‎ 答案：B ‎14（2011上海浦东二模）．地球的大气层中，基本不变的成分为氧、氮、氩等，占大气总量的99.96%，可变气体成分主要有二氧化碳（CO2），水气和臭氧等，这些气体的含量很少，但对大气物理状况影响却很大。据研究：人类大量燃烧矿物燃料放出大量CO2，使大气中的CO2浓度不断增大，是导致“温室效应”的主要原因，即：使大气的平均温度上升，从而导致一系列生态环境问题，由此可判断CO2（ ）‎ ‎（A）对可见光的吸收作用很强 （B）对无线电波的吸收作用很强 ‎（C）对紫外线的吸收作用很强 （D）对红外线的吸收作用很强 答案：D F G ‎15（2011上海普陀区二模）、如图，用F＝20N 的力将重物G由静止开始以‎0.2m/s2的加速度上升，则5s末时F的功率是（ ）‎ A． 10W B． 20W C． 30W D． 40W 答案：D F ‎2F‎0‎ F0‎ T0 2T0‎ t ‎0‎ ‎16（2011上海普陀区二模）、一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力的方向不变，大小随时间的变化如图所示。设该物体在T0和2T0时刻相对于出发点的位移分别为X1和X2，速度分别为V1和V2；合外力在0-T0和T0-2T0时间内做的功分别为W1和W2，在T0和2T0时刻的功率分别为P1和P2，则（ ）‎ A. X1:X2＝1:5，V1:V2＝1:3 WWW.KS5U.COM B. X1:X2＝1:4，V1:V2＝1:2‎ C. W1:W2＝1:10，P1:P2＝1:4 WWW.KS5U.COM D. W1:W2＝1:8，P1:P2＝1:6‎ 答案：AD A B O F ‎17（2011上海普陀区二模）、（12分）AB两个质量均为m的小球，被一轻杆AB固定，轻杆长AB＝L，OA＝L/3，杆可绕O点的水平轴无摩擦地转动，初始时杆静止在竖直位置，如图所示，今在B球上施加一水平方向恒力F＝mg，试求：‎ ‎（1）转过900过程中恒力做了多少功？‎ ‎（2）在转动过程中B球获得的最大速度时AB杆与竖直方向夹角为多大？‎ ‎（3）在转动过程中B球获得的最大速度是多少？‎ ‎17答案（1W=mgL (3分)‎ ‎（2）B球获得最大速度时，系统处于力矩平衡状态，如图所示，设杆和竖直方向夹角为θ，应有：mgsinθ＋Flcosθ＝mgsinθ，（2分）‎ 可得θ＝60°（2分）；‎ ‎（3）设B球最大速度为v，则此时A球的速度应为v/2，根据动能定理：‎ F×l sinθ－mg(1－cosθ)＋mg(1－cosθ)＝mv2＋m(v)2，（3分）v＝‎2‎m/s（2分）。‎ ‎15（2011上海徐汇区二模）．如图所示，绳子一端系一物体，另一端跨过光滑小滑轮用力F拉，使物体沿水平面匀速向右运动，在此过程中（ ） ‎ ‎（A）拉力F一定逐渐增大 ‎ ‎（B）拉力F一定逐渐减小 ‎（C）拉力F的功率一定逐渐增大 ‎ ‎（D）拉力 ‎19（2011上海闸北）.在合理节约能源的同时，还要大力开发新能源，下列能源中不属于新能源的是 A.天然气 B.核能 C.太阳能 D.地热能 答案：A A B C ‎20（2011上海闸北）.如图所示，斜面除AB段粗糙外，其余部分都是光滑的，一个物体从顶点滑下，经过A、C两点时的速度相等，且AB＝BC，（物体与AB段动摩擦因数处处相等，斜面与水平面始终相对静止），则物体在AB段和BC段运动过程中 A.加速度相等 B.速度改变量相等 C.重力的平均功率相等 D.合外力对物体做功相等 答案：C A B ‎21（2011上海闸北）.如图所示，空间中存在竖直向上的匀强电场，一个质量为m的小球沿虚线作直线运动，轨迹上A、B两点的竖直高度差为H，重力加速度为g，则在小球从B到A的过程中 A.电场力对小球做功－mgH ‎ B.小球的动能保持不变 ‎ C.小球的机械能增加mgH ‎ D.小球的重力势能和电势能的和增加mgH 答案：BC ‎22（2011宝山上学期期末）．（12分）如图所示为放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置图，滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成，其中水平直轨AB与倾斜直轨CD两者的长L均为‎6m，圆弧形轨道AQC和BPD均光滑，AQC的半径r=‎1m，AB、CD与两圆弧形轨道相切，O2D、O‎1C与竖直方向的夹角θ均为37°。现有一质量m=‎1kg的小球穿在滑轨上，以30J的初动能Ek0从B点开始水平向右运动，小球与两段直轨道间的动摩擦因素μ均为1/6，设小球经过轨道连接处无能量损失。（g=‎10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：‎ v0‎ ‎（1）小球第二次到达A点时的动能。‎ ‎（2）小球在CD段上运动的总路程。‎ ‎22．（共12分）‎ 解：‎ ‎（1）‎ ‎ 32.1（2分）‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎（2）‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎23(2011上海长宁期末)．滑块以某初速度从固定的粗糙斜面底端向上运动，然后又滑回到斜面底端，若滑块向上运动的位移中点为A，取斜面底端重力势能为零，则滑块 ‎ A．上滑过程机械能减小，下滑过程机械能增大 B．上滑过程机械能减小，下滑过程机械能也减小 C．上滑至A点时动能大于势能 D．下滑至A点时动能大于势能 答案：BC ‎24(2011上海长宁期末)．（10分）如图所示，斜面的倾角θ为37°，一物块从斜面A点由静止释放．物块与水平面和斜面的动摩擦因数μ均为0.2，AB=‎2.2m，不计物块滑至B点时由于碰撞的能量损失，取g=‎10m/s2．（sin37°= 0.6,cos37°= 0.8）‎ ‎（1）物块从A点滑至B点的时间为多少？‎ ‎（2）若物块最终滑至C点停止，BC间的距离为多大？‎ ‎24． 解答：‎ (1) 物块先沿斜面匀加速下滑的加速度 ‎ 到达B点的时间为t ， 解得t=1 s （2分） ‎ ‎(2) 在水平面上物块做匀减速运动，初速度为 （2分） ‎ 在水平面上运动的距离为，根据动能定理得： （3分）‎ ‎ 解得 m （1分）‎ 本小题也可以对A、C直接用动能定理求解 H h 地面 ‎25（2011上海崇明期末）．如图所示，‎ 质量为m的小球，从离地面H高处从静止开始释放，落到地面后继续陷入泥中h深度而停止，设小球受到空气阻力为f，则下列说法正确的是…………………………（　　）‎ ‎（A）小球落地时动能等于mgH ‎（B）小球陷入泥中的过程中克服泥土阻力所做的功小于刚落到地面时的动能 ‎（C）整个过程中小球克服阻力做的功等于mg（H+h）‎ ‎（D）小球在泥土中受到的平均阻力为mg（1+H/h）‎ 答案：C ‎26（2011上海崇明期末）．质量为kg的汽车在以W的额定功率下沿平直公路前进，某一时刻汽车的速度为m/s，再 经s达到最大速度，设汽车受恒定阻力，其大小为N．求：‎ ‎（1）m/s时汽车的加速度a；‎ ‎（2）汽车的最大速度； ‎ ‎（3）汽车在s内经过的路程s． ‎ ‎26答案、（共10分 ‎ （1分）‎ ‎ （1分）‎ ‎ （2分）‎ ‎ （3分）‎ ‎ ‎ ‎27（2011上海奉贤12月调研）．如图所示，乒乓球上下振动，振动的幅度愈来愈小，关于乒乓球的机械能下列说法中正确的是 （ ）‎ ‎（A）机械能守恒 （B）机械能增加 ‎（C）机械能减少 （D）机械能有时增加，有时减少 答案：C ‎28（2011上海奉贤12月调研）．（12分）图中滑块和小球的质量均为m，滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动，小球与滑块上的悬点O由一不可伸长的轻绳相连，轻绳长为 ‎．开始时，轻绳处于水平拉直状态，小球和滑块均静止．现将小球由静止释放，当小球到达最低点时，滑块刚好被一表面涂有粘住物质的固定挡板粘住，在极短的时间内速度减为零，小球继续向左摆动，当轻绳与竖直方向的夹角θ＝60°时小球到达最高点．求 ‎（1）小球到达最低点时速度的大小；‎ ‎（2）滑块与挡板刚接触的瞬时，滑块速度的大小；‎ ‎（3）小球从释放到第一次到达最低点的过程中，绳的拉力对小球所做的功．‎ ‎28．（12分）‎ 解：（1）设滑块与挡板碰前滑块和小球的速度分别为、，对上摆过程中的小球机械能守恒： （2分）‎ 解得： （2分）‎ ‎（2）开始阶段下摆过程中，根据系统机械能守恒有： ‎ ‎ （2分）‎ 联立两式解得： （2分）‎ ‎（3）对开始阶段下摆过程中的小球应用动能定理有：‎ ‎ （2分）‎ 得绳子拉力对小球做功： （2分）‎ ‎29（2011上海虹口期末）．分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上推同一物体，如图（a）、（b）、（c）所示。如果所用的图示推力大小相等，在物体发生大小相等位移的过程中，推力对物体所做的功( )‎ ‎（A）在光滑水平面上较大 （B）在粗糙水平面上较大 ‎（C）在粗糙斜面上较大 yjw （D）相等 F 图（c）粗糙斜面 F 图（b）粗糙水平面 F 图（a）光滑水平面 答案：D 图（a）‎ 图（b）‎ ‎30（2011上海虹口期末）．如图（a）所示，一根质量为M的链条一半放在光滑的水平桌面上，另一半挂在桌边，将链条由静止释放，链条刚离开桌面时的速度为v1。然后在链条两端各系一个质量为m的小球，把链条一半和一个小球放在光滑的水平桌面上，另一半和另一个小球挂在桌边，如图（b）所示。又将系有小球的链条由静止释放，当链条和小球刚离开桌面时的速度为v2 （设链条滑动过程中始终不离开桌面）。下列判断中正确的是 ( )‎ ‎（A）若M=‎2m，则v1= v2 ‎ ‎（B）若M>‎2m，则v1< v2‎ ‎（C）若M<‎2m，则v1< v2 ‎ A L L θ B O m F ‎（D）无论M与m大小关系如何，均有v1> v2‎ 答案：D ‎31（2011上海虹口期末）．如图所示，轻绳通过定滑轮的一端与质量为m、可看成质点的小物体相连，另一端受到大小为F的恒力作用，开始时绳与水平方向夹角为θ。当小物体从水平面上的A点被拖动到水平面上的B点时，发生的位移为L，随后从B点沿斜面被拖动到滑轮O处，BO间距离也为L。小物体与水平面及斜面间的动摩擦因数均为μ，若小物体从A运动到O的过程中，F对小物体做的功为WF，小物体在BO段运动过程中克服摩擦力做的功为Wf ，则以下结果正确的是 ( )‎ ‎（A）WF=FL(cosθ+1) （B）WF=2FLcosθ ‎（C）Wf =μmgLcos2θ （D）Wf =FL-mgLsin2θ 答案：BC ‎32（2011上海虹口期末）.（14分）某日有雾的清晨，一艘质量为m=500t的轮船，从某码头由静止起航做直线运动，并保持发动机的输出功率等于额定功率不变，经t0=10min后，达到最大行驶速度vm=‎20m/s，雾也恰好散开，此时船长突然发现航线正前方S=‎480m处，有一只拖网渔船以v=‎5m/s的速度沿垂直航线方向匀速运动，且此时渔船船头恰好位于轮船的航线上，轮船船长立即下令采取制动措施，附加了恒定的制动力F=1.0×105N，结果渔船的拖网越过轮船的航线时，轮船也恰好从该点通过，从而避免了事故的发生。已知渔船连同拖网总长度L=‎200m（不考虑拖网渔船的宽度），假定水对船阻力的大小恒定不变，求：‎ ‎（1）轮船减速时的加速度a；‎ 轮船 渔船 渔网 S L ‎（2）轮船的额定功率P；‎ ‎（3）发现渔船时，轮船离开码头的距离。‎ ‎ ‎ ‎32. (14分) 解答与评分标准：‎ ‎（1）渔船通过的时间t==40s （1分）‎ 由运动学公式， （2分）‎ 得到 =-0.4m/s2 （1分）‎ ‎(2)轮船做减速运动时，牛顿第二定律：-( F+ Ff) =ma （2分）‎ 解得Ff = 1.0 ´ 105 N （1分）‎ 最大速度行驶时，牵引力F=Ff = 1.0´105N，‎ 功率P=Fvm= Ff vm=1.0´105´20W=2.0 ´106 W （1分）‎ ‎(3) 由动能定理得 （4分） ‎ 解得S1=m=1.1´104 （2分）‎