2015高考物理功和能复习试题及答案

2015高考物理功和能复习试题及答案

专题四 功和能 一、选择题 ‎1. 质量为m的物块，在几个共点力的作用下静止在光滑的水平桌面上．现把其中一个水平方向的力从F突然增大到4F,保持其他力不变，则在t秒末该力的功率为 （ ）www.ks5u.com ‎ A. B. Ｃ. D.www.ks5u.com F L ‎2. 如图所示，质量m=1kg、长L=0.8m的均匀矩形薄板静止在水平桌面上，其右端与桌子边缘相平．板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.4．现用F=5N的水平力向右推薄板，使它翻下桌子，力F做的功至少为（g取10m/s2）（ ）‎ A．1J B．1.6J C．2J D．4J ‎3. 某科技创新小组设计制作出一种全自动升降机模型，用电动机通过钢丝绳拉着升降机由 静止开始匀加速上升，已知升降机的质量为m，当升降机的速度为v1时，电动机的有作www.ks5u.com 功率达到最大值p，以后电动机保持该功率不变，直到升降机以最大速度v2匀速上升为 止，整个过程中忽略摩擦阻力及空气阻力，重力加速度为g。有关此过程下列说法正确 的是（ ）‎ A．钢丝绳的最大拉力为 www.ks5u.com B．升降机的最大速度 C．钢丝绳的拉力对升降机所做的功等于升降机克服重力所做的功 D．升降机速度由v1增大至v2过程中，钢丝绳的拉力不断减小 www.ks5u.com ‎4. 物体在水平拉力和大小恒定的摩擦力作用下，在水平面上沿直线运动的 关系如图所示，已知第1秒内合外力对物体做功为，摩擦力对物体做功为，则（ ）‎ ‎ www.ks5u.com A．从第1秒末到第3秒合外力做功为，摩擦力做功为 www.ks5u.com B．从第4秒末到第6秒合外力做功为0，摩擦力做功也为0‎ C．从第5秒末到第7秒合外力做功为，摩擦力做功为2‎ D．从第3秒末到第4秒合外力做功为，摩擦力做功为 www.ks5u.com www.ks5u.com ‎5． ‎ ‎6. 下列说法正确的是(   )‎ A．合外力对质点做的功为零，则质点的动能、动量都不变www.ks5u.com B．合外力对质点施的冲量不为零，则质点动量必将改变，动能也一定变 C．某质点受到合力不为零，其动量、动能都改变 D．某质点的动量、动能都改变，它所受到的合外力一定不为零www.ks5u.com ‎7. 物体m从倾角为α的固定的光滑斜面由静止开始下滑，斜面高为h，当物体滑至斜面底端，重力做功的瞬时功率为(    )‎ ‎ www.ks5u.com ‎8. 如图3-18所示，轻质弹簧竖直放置在水平地面上，它的正上方有一金属块从高处自由下落，从金属块自由下落到第一次速度为零的过程中( )‎ A．重力先做正功，后做负功 B．弹力没有做正功 C．金属块动能最大时，弹力与重力相平衡 D．金属块的动能为零时，弹簧的弹性势能最大。‎ ‎ www.ks5u.com ‎9. 一物块以150J的初动能由地面沿一个很长的斜面往上滑行，当它到达最高点 时，重力势能等于120J，而后物块开始沿斜面往下滑行，设物块与斜面的动摩擦因www.ks5u.com 数处处相同，则当物块下滑到离地高度等于最高度的三分之一时( 取斜面最低点为 重力势能为零)，物块的( )‎ A、 机械能等于110J B、 机械能等于100J　　‎ C、 动能等于60J D　动能等于30J www.ks5u.com ‎10. 将一物体从地面竖直上抛，设物体在地面时的重力势能为零，则从抛出到落回原地的过程中，物体的机械能E与物体距地面高度h的关系正确的是　　（ ）www.ks5u.com ‎(a)‎ ‎(b)‎ ‎(c)‎ ‎(d)‎ A．如果上抛运动过程中所受的空气阻力恒定，则可能为图（a），‎ B．如果上抛运动过程中所受的空气www.ks5u.com阻力恒定，则可能为图（b），‎ C．如果上抛运动过程中所受的空气阻力与速度成正比，则可能为图（d），www.ks5u.com D．如果上抛运动过程中所受的空气阻力与速度成正比，则四图都不对。‎ ‎ www.ks5u.com ‎11. 为了探究能量转化和守恒，小明将小铁块绑在橡皮筋中部，并让橡皮筋穿入铁罐、两端分别固定在罐盖和罐底上，如图所示。让该装置从不太陡的斜面上A处滚下，到斜面上B处停下，发现橡皮筋被卷紧了，接着铁罐居然能从B处自动滚了上去。下列关于该装置能量转化的判断正确的是　　　　　　（　　）www.ks5u.com A．从A处滚到B处，主要是重力势能转化为动能 B．从A处滚到B处，主要是弹性势能转化为动能 C．从B处滚到最高处，主要是动能转化为重力势能 D．从B处滚到最高处，主要是弹性势能转化为重力势能 www.ks5u.com 二、计算题www.ks5u.com ‎12. 质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上。平衡时，弹簧的压缩量为x0，如图3-15所示。物块从钢板正对距离为3X0的A处自由落下，打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动，但不粘连，它们到达最低点后又向上运动 已知物体质量也为m时，它们恰能回到O点，若物块质量为2m，仍从A处自由落下，则物块与钢板回到O点时，还具有向上的速度，求物块向上运动到最高点与O点的距离。‎ ‎13. 长为6L质量为6m的匀质绳，置于特制的水平桌面上，绳的一端悬垂于桌边外，另一端系有一个可视为质点的质量为M的木块，如图所示。木块在AB段与桌面无摩擦，在BE段与www.ks5u.com桌面有摩擦，匀质绳与桌面的摩擦可忽略。初始时刻用手按住木块使其停在A处，绳处于绷紧状态，AB=BC=CD=DE=L，放手后，木块最终停在C处。桌www.ks5u.com面距地面高度大于6L ‎ ‎(1)求木块刚滑至B点时的速度v和木块与BE段的动摩擦因数μ；www.ks5u.com ‎(2)若木块在BE段与桌面的动摩擦因数变为则木块最终停在何处?‎ ‎′‎ www.ks5u.com www.ks5u.com ‎14. 如图所示，轻杆长为3L，在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B，杆上距球www.ks5u.com www.ks5u.comwww.ks5u.com A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上，杆和球在竖直面内转动，已知球B运动到最高点时，球B对杆恰好无作用力．求：‎ ‎(1)球B在最高点时，杆对水平轴的作用力大小．‎ ‎(2）球B转到最低点时，球A和球B对杆的作用力分别是多大？方向如何？‎ ‎2R O A B C m2‎ m1‎ 地面 ‎15. 如图，半径为R的1/4圆弧支架竖直放置，支架底AB离地的距离为2R，圆弧边缘C处有一小定滑轮，一轻绳两端系着质量分别为m1与m2的物体，挂在定滑轮两边，且m1＞m2，www.ks5u.com www.ks5u.com开始时m1、m2均静止，m1、m2可视为质点，不计一切摩擦。求：‎ ‎⑴ m1释放后经过圆弧最低点A时的速度；‎ ‎⑵ 若m1到最低点时绳突然断开，求m1落地点离A点水平距离；‎ ‎⑶ 为使m1能到达A点，m1与m2之间必须满足什么关系?‎ www.ks5u.com ‎16．汽车在平直的公路上由静止启动，开始做直线运动，图中曲线1表示汽车运动的速度和www.ks5u.com时间的关系，折线2表示汽车的功率和时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变，在16s末汽车的速度恰好达到最大 ‎ ‎（1）定性描述汽车的运动状态 ‎（2）汽车受到的阻力和最大牵引力www.ks5u.com ‎（3）汽车的质量 ‎（4）汽车从静止到匀速运动的总位移 参考答案 一、选择题 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ www.ks5u.com D B BD CD CD D C BCD BC BD D 二、计算题 ‎12. 解：物块从3x0位置自由落下，与地球构成的系统机械能守恒。则有 ‎ www.ks5u.com v0为物块与钢板碰撞时的的速度。因为碰撞板短，内力远大于外力，钢板与物块间动量www.ks5u.com守恒。设v1为两者碰撞后共同速 mv0=2mv1                                                     (2)‎ 两者以vl向下运动恰返回O点，说明此位置速度为零。运动过程中机械能守恒。设接触位置弹性势能为Ep，则www.ks5u.com 同理2m物块与m物块有相同的物理过程 碰撞中动量守恒2mv0=3mv2                      (4) www.ks5u.com 所不同2m与钢板碰撞返回O点速度不为零，设为v则 因为两次碰撞时间极短，弹性形变未发生变化www.ks5u.com Ep=E’p                                                           (6)‎ 由于2m物块与钢板过O点时弹力为零 两者加速度相同为g，之后钢板被弹簧牵制，则其加速度大于g，所以与物块分离，物块以v竖直上抛。‎ ‎ www.ks5u.com ‎13. 解（1）木块从A处释放后滑至B点的过程中，由机械能守恒得： ‎ ‎ （1） 2分www.ks5u.com 则木块在B点的速度为 （2）2分www.ks5u.com 木块从A到C的过程中，由动能定理得：‎ ‎ （3） 2分 由（3）得 （4）2分 ‎（2）若，设木块能从B点向右滑动x最终停止，由动能定理得：www.ks5u.com ‎ （5） 2分 将 代入得： 2分 解得x=2L(x=2.5L不合题意舍去) 。即木块最终停在D处 2分www.ks5u.com ‎14. 解：(1)球B在最高点时速度为v0，有 ‎ ，得.‎ 此时球A的速度为，设此时杆对球A的作用力为FA，则 ‎ , www.ks5u.com A球对杆的作用力为.‎ 水平轴对杆的作用力与A球对杆的作用力平衡，再据牛顿第三定律知，杆对水平轴的作用www.ks5u.com力大小为F0=1. 5 mg.‎ ‎(2)设球B在最低点时的速度为，取O点为参考平面，据机械能守恒定律有 ‎ ‎ 解得。www.ks5u.com 对A球有 解得杆对A球的作用力.‎ 对B球有 解得杆对B球的作用力. www.ks5u.com 据牛顿第三定律可知：A球对杆的作用力大小为0.3mg,方向向上；B对杆的作用力大小为3. 6mg，方向向下．‎ ‎ ‎ ‎15. 解：⑴设m1运动到最低点时速度为v1，此时m2的速度为v2，速度分解 如图，得： www.ks5u.com v2=v1sin45°（2分）www.ks5u.com O v1‎ R C v2‎ v2‎ ‎ 由m1与m2组成系统，机械能守恒，有 ‎（2分） ‎ 由上述两式求得（2分）‎ ‎⑵ 断绳后m1做平抛运动（2分）‎ s = v1t（1分）‎ 由③④得 s=4R（2分）www.ks5u.com ‎⑶ m1能到达A点满足条件v1≥0（2分）‎ 又 ‎ 解得：（2分）www.ks5u.com ‎16.解 （1）汽车开始做初速度为0匀加速运动，6S末再做加速度减小的变加速运动，16s后匀速运动。（2分）‎ ‎（2） （2分）‎ ‎ （2分）www.ks5u.com ‎（3） （2分）‎ ‎（4） （2分）‎ ‎ www.ks5u.com ‎ S2=105m（2分）‎ ‎ S总= （2分）‎