【物理】2020届二轮复习专题7功和能专题练（信阳高中）

【物理】2020届二轮复习专题7功和能专题练（信阳高中）

专题7功和能专题练 ‎1．质量相同的小球A和B分别悬挂在长为L和2L不伸长的绳的末端,将绳的另一端悬挂在等高的天花板上,如图将小球拉直至水平位置,从静止释放,则当两球达到最低点时( )‎ A．速度一样大 B．动能一样大 C．机械能一样大 D．A所受的拉力小于B所受的拉力 ‎2．一台电动机以额定功率0.5 kW正常工作半小时，输出的功为(　　)‎ A．0.25 J B．250 J C．900 J D．9×105 J ‎3．汽车质量为3000kg、发动机的额定功率为60KW，在水平路面上行驶时受到的阻力为车重的0.1倍，则发动机在额定功率下汽车行驶的最大速度为（g取10m/s2）‎ A．5m/s B．10m/s C．15 m/s D．20 m/s ‎4．应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如人原地起跳时，总是身体弯曲，略下蹲，再猛然蹬地，身体打开，同时获得向上的初速度，双脚离开地面。从开始蹬地到双脚离开地面的整个过程中，下列分析正确的是：‎ A．地面对人的支持力等于重力 B．地面对人的支持力大于重力 C．人原地起跳过程中获得的动能来自于地面 D．人与地球所组成的系统的机械能是守恒的 ‎5．如图所示，有一根长为L，质量为M的均匀链条静止在光滑水平桌面上，其长度的悬于桌边外，如果在链条的A端施加一个拉力使悬着的部分以0.1g（g为重力加速度）的加速度拉回桌面。设拉动过程中链条与桌边始终保持接触，则拉力最少需做功（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎6．如图所示,光滑水平面上有一小车,小车上有一物体,用一细线将物体系于小车的A端,物体与小车A端之间有一压缩的弹簧,某时刻线断了,物体沿车滑动到B端粘在B端的油泥上。则下述说法中正确的是( )‎ ‎①若物体滑动中不受摩擦力作用，则全过程机械能守恒 ‎②即使物体滑动中有摩擦力，全过程物块、弹簧和车组成的系统动量守恒 ‎③小车的最终速度与断线前相同 ‎④无论物块滑动是否受到摩擦力作用，全过程物块、弹簧和车组成的系统的机械能不守恒。‎ A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④‎ ‎7．在下列实例中（不计空气阻力）机械能不守恒的是 A．拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升 B．物体沿光滑斜面自由下滑 C．物体做竖直上抛运动 D．投掷出手的铅球在空中飞行的过程 ‎8．下列能源中属于常规能源的是（ ）‎ A．太阳能 B．煤炭 C．核能 D．地热能 ‎9．如图所示，在一光滑的水平面上，彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块。由静止释放后，两个物块向相反方向运动。在物块的运动过程中，下列表述正确的是（　　）‎ A．质量小的物块所受的冲量大些 B．任一时刻，两个物块的动量大小总是相等的 C．两个物块的机械能不守恒 D．两个物块构成的系统动量守恒 ‎10．请你利用已经学过的物理知识进行判断,下列说法错误的是( )‎ A．伽利略通过逻辑推理，推翻了“重物比轻物落的快”的观点 B．牛顿通过“理想斜面实验”得出“力不是维持物体运动的原因”的观点 C．汽车上坡时，司机应该使用较低转速比的档位来行驶 D．超速行驶是安全行车的大敌，其原因是汽车的速度越大其惯性也越大 ‎11．如图所示，斜面ABC竖直固定放置，斜边AC与一光滑的圆弧轨道DEG相切，切点为D，AD长为L=，圆弧轨道圆心为O半径为R，∠DOE=θ，OG水平。现有一质量为m可看为质点的滑块从A点无初速下滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则 A．滑块经过E点时对轨道的最小压力为mg B．滑块下滑后将会从G点飞出 C．滑块第二次经过E点时对轨道的压力为3mg D．滑块在斜面上经过的总路程为s=‎ ‎12．如图所示，光滑细杆MN倾斜固定,与水平方向夹角为，一轻质弹簧一端固定在0点， 另一端连接一小球，小球套在细杯上，O与杆MN在同一竖直平面内，P为MN的中点，且OP垂直于MN，已知小球位于杆上M、P两点时，弹簧的弹力大小相等且在弹性限度内。现将小球从细杆顶端M点由静止释放，则在小球沿细杆从M点运动到N点的过程中（重力加速度为g)，以下判断正确的是 A．弹簧弹力对小球先做正功再做负功 B．小球加速度大小等于gsinθ的位置有三个 C．小球运动到P点时的速度最大 D．小球运动到N点肘的动能是运动到P点时动能的两倍 ‎13．小周同学利用如图 1所示的装置完成“验证机械能守恒定律”的实验。‎ ‎（1）关于本实验，下列说法正确的是_____。‎ A．纸带越短，阻力的影响越小，实验效果越好 B．纸带上端用固定的夹子夹住再释放纸带的效果比用手更好 C．必须利用天平准确测量出重物的质量，否则无法进行验证 ‎（2）下列作为重物最合适的是_____。‎ A．400g 的木球 B．400g 的铝球 C．400g 的铅球 ‎（3）某次实验，小周同学选用（2）中所选的球作为重物，经正确 操作后得到一条清晰的纸带（局部）如图 2 所示，A、B、C…G 各点对应的数据是该点到起始点的距离（单位：cm），打点计时器所接电源频率为 50Hz，则打下 F 点时，重物的动能为_____J（保留三位有效数字）。‎ ‎14．下列关于必修2教材中“研究平抛运动”和“探究功与速度变化的关系”的实验，下列表述正确的是 A．“研究平抛运动”的实验中，必须让小球每次都从同一高度由静止开始滚下 B．“研究平抛运动”的实验中，减小钢球与斜槽之间的摩擦可以减小实验误差 C．“探究功与速度变化的关系”的实验中，使用的橡皮筋的规格不必相同 D．“探究功与速度变化的关系”的实验中，需要平衡摩擦力 E．“研究平抛运动”和“探究功与速度变化的关系”两个实验器材都需要刻度尺 ‎15．如图所示，足够长的平直轨道AO和OB底端平滑对接，将它们固定在同一竖直平面内，两轨道与水平地面间的夹角分别为α（固定不变）和β（可取不同的值），且α＞β，现将可视为质点的一小滑块从左侧轨道的P点由静止释放，若小滑块经过两轨道的底端连接处的速率没有变化。已知AO轨道光滑，空气阻力可以忽略不计。‎ ‎（1）论证：滑块在AO轨道下滑时的加速度与滑块的质量无关；‎ ‎（2）运用牛顿运动定律和运动学规律，论证：若OB光滑，取不同的β角，滑块在OB上能到达的最高点总与P等高；‎ ‎（3）运用动能定理和机械能的相关定义，论证：若OB光滑，保持β角不变，滑块在OB上运动的过程中机械能守恒。‎ ‎16．如图所示，有水平边界的匀强磁场的磁感应强度为B，其上、下边界间的距离为H，一个由同种材料，粗细均匀的导线做成的质量为m、边长为l（l＜H）、总电阻为R的正方形导线框abcd，从磁场上方的某个位置处，由静止开始下落，下落过程中，线框平面始终保持在同一个竖直面内，ab边与磁场的水平边界线平行，当ab边刚进入磁场和ab边刚穿出磁场时，线框加速度的大小都是，方向都竖直向上，在线框运动过程中，不计空气阻力。求：‎ ‎（1）ab边刚进入磁场时，线框cd边两端的电势差 ‎（2）cd边刚进入磁场时，线框速度的大小 ‎（3）从ab边刚进入磁场到cd边刚进入磁场的过程中，线框中产生的热量。‎ ‎17．木星的卫星之—叫艾奥。艾奥上面的珞珈火山在一次火山喷发中，喷出的一块岩块初速度为19m/s，上升高度可达100m，到最高点时速度方向变为水平方向，大小为1m/s。已知艾奥的半径为R=1800km，引力常量G=6.67x10-11 N.m2 /kg2，忽略艾奥的自转及岩块运动过程中受到稀薄气体的阻力作用，求(结果保留两位有效数字)。‎ ‎(1)艾奥表面附近的重力加速度大小；‎ ‎(2)艾奥的质量；‎ ‎(3)艾奥的第一宇宙速度。‎ ‎18．如图所示，一长木板B的质量M=4kg，静止在光滑水平地面上。现有一质量m=1kg的小滑块A以v0=3m/s的初速度向右滑上长木板，同时对滑块施加一个大小F=2N的水平向右的恒定拉力。当木板与滑块的速度达到相等的瞬间，木板恰好碰到右方的固定挡板P并立刻停止运动，滑块继续运动一段时间后停在木板上。已知A、B间的动摩擦因数μ=0.4，取重力加速度g=10 m/s2。求：‎ ‎（1）滑块与木板各自的加速度 ‎（2）木板右端与挡板P之间的初始距离d。‎ ‎（3）整个过程滑块和木板组成的系统克服摩擦力做的功。‎ 参考答案 ‎1．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A项：小球从水平方向下落到竖直方向，由机械能守恒可得：，解得：，由于半径不同，所以速度不一样，故A错误；‎ B项：由于两条绳的长度不相等由可知在最低点时动能不相等，故B错；‎ C项：两个小球有相同的质量并且初状态在同一高度处于静止状态，所以两球初状态的机械能相等，小球A、B在下落的过程中只有重力做功，所以A、B机械能都是守恒的，则当两球达到最低点时，具有相同的机械能，故C正确；‎ D项：在最低点由牛顿第二定律且知，故D错误。‎ ‎2．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ W＝Pt＝0.5×1 000×0.5×60×60 J＝9×105 J，ABC错误D正确。‎ ‎3．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 当F=f=0.1mg=3000N时，速度最大，则最大速度，故选D.‎ ‎4．B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 分析人的运动情况，根据受力分析明确人的受力情况，则可根据牛顿第二定律得出力的关系；由功能的转化可得出能量转化关系。‎ ‎【详解】‎ A、B、人在上升过程中经历了先加速再减速过程，加速过程中人受到的支持力大于人的重力；故A错误，B正确.‎ C、人起跳时，地面对人不做功，人的动能来自于本身的生物能；故C错误.‎ D、由于有人体生物能转化为机械能，故机械能不守恒；则D错误.‎ 故选B.‎ ‎【点睛】‎ 本题考查牛顿运动定律及功能转化，要注意明确支持力对人作用的位移为零，故支持力对人不做功，人是利用自身的能量得以增加机械能的。‎ ‎5．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 设链条悬着的部分被拉回x时，拉力为F，对整个链条，根据牛顿第二定律得：‎ 可得 ‎……①‎ 则刚开始拉链条时 x＝0，F1＝0.3Mg 链条全部拉回桌面的瞬间 ‎，F2＝0.1Mg 所以F的平均值为 拉力最少需做功 ‎ A. 与分析结果不符，故A错误。‎ B. 与分析结果不符，故B错误。‎ C. 与分析结果不符，故C错误。‎ D. 与分析结果相符，故D正确。‎ ‎6．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎①物体与橡皮泥粘合的过程，发生非弹性碰撞第统机械能有损失，所以全过程的机械能不守恒，故①错误，④正确；‎ ‎②取小车，物体和弹簧为一个系统，则系统水平方向不受外力，（若物体在滑动中有摩擦力，为系统内力），全过程动量守恒，故②正确；‎ ‎③取系统的初速度方向为正方向，由动量守恒定律可知，物体沿车滑动B端粘在B端的油泥上后系统共同的速度与初速度是相同的，故③正确。‎ 故应选:B。‎ ‎7．A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功。或者通过动能和势能之和是否保持不变，判断机械能是否守恒。‎ ‎【详解】‎ 拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升时，由于拉力做正功，机械能增加；故机械能不守恒；物体沿光滑斜面自由下滑，只有重力做功，故机械能守恒；物体竖直上抛时只有重力做功；机械能守恒；投掷出手的铅球在空中飞行的过程，只有重力做功；故机械能守恒；本题选择机械能不守恒的；故选A。‎ ‎【点睛】‎ 解决本题的关键掌握判断机械能守恒的方法，一是根据机械能守恒的条件进行判断，二是通过动能和势能之和是否保持不变进行判断。‎ ‎8．B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 常规能源是已能大规模生产和广泛利用的一次能源．又称传统能源．如煤炭、石油、天然气、水力，是促进社会进步和文明的主要能源．新能源是在新技术基础上系统地开发利用的能源，如太阳能、风能、海洋能、地热能等，与常规能源相比，新能源生产规模较小，使用范围较窄．‎ ‎【详解】‎ 常规能源是已能大规模生产和广泛利用的一次能源，故天然气是常规能源；太阳能和地热能、核能还没有大规模使用，是新能源；故B正确，ACD错误 ‎9．BCD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据牛顿第三定律和冲量的定义分析冲量关系。两物组成的系统合外力为零，系统的动量守恒。根据电场力做功情况分析系统机械能的变化。‎ ‎【详解】‎ A.根据牛顿第三定律知，两个物块间库仑力大小相等，作用时间相等，由I＝Ft知，两个物块所受的冲量大小相等，故A不符合题意。‎ BD.对于两物块组成的系统合外力为零，则系统的动量守恒，初始系统总动量为零，根据动量守恒定律知，任一时刻，两个物块的动量大小总是相等，方向相反。故BD符合题意。‎ C.电场力对物块做正功，系统的电势能逐渐减少，则系统的机械能增加，故C符合题意。‎ ‎【点睛】‎ 本题首先考查分析物块受力情况和运动情况的能力，要抓住库仑力随距离增大而减小的特点。要注意库仑力是内力，系统的合外力为零，系统的动量是守恒的。‎ ‎10．BD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 伽利略通过逻辑推理和实验认为：重物与轻物下落一样快，推翻了“重物比轻物落的快”的观点，A正确；伽利略根据理想斜面实验，首先提出力不是维持物体运动的原因，B错误；由P=Fv可知，在功率一定的情况下，当速度减小时，汽车的牵引力就会增大，加速度也会增大，此时更容易上坡，C正确；惯性与速度无关，只与质量有关，D错误。‎ ‎11．CD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 滑块从A点滑下后在AD部分轨道上要克服摩擦力做功，则返回到AD斜面上时的高度逐渐降低，最终滑块将在以E点为最低点，D为最高点来回滚动，此时经过E点时对轨道的压力最小，根据动能定理结合牛顿第二定律求解各项.‎ ‎【详解】‎ 滑块从A点滑下后在AD部分轨道上要克服摩擦力做功，则返回到AD斜面上时的高度逐渐降低，最终滑块将在以E点为最低点，D为最高点来回滚动，此时经过E点时对轨道的压力最小，则从D到E点，由机械能守恒定律：，在E点：，联立解得N=mg(3-2cosθ) ，选项A错误；从A到G由动能定理： 其中 ，解得：，则滑块下滑后不能从G点飞出，选项B错误；滑块第一次到达E点时，根据动能定理： ，解得，第二次到达E点的速度与第一次相同，则由牛顿第二定律：NE-mg=m，解得NE=3mg，选项C正确；由以上的分析可知，滑块最终 将在以E点为最低点，D为最高点来回滚动，则由动能定理：，解得，选项D正确；故选CD.‎ ‎【点睛】‎ 此题的运算和物理过程都比较复杂，根据是搞清滑块运动的物理过程，并能分析出滑块最终的状态这是解题的关键.‎ ‎12．BD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A项：由题意不能确定在M点和在N点时弹簧是压缩还是拉伸状态，所以弹簧对小球可能先做正功后做负功，也可能先做负功后做正功，故A错误；‎ B项：由于MP之间和PN之间各有一位置弹簧弹力为零，当弹力为零时小球的加速度为，在P点时由于弹簧的弹力与杆垂直，所以小球的加速度也为，所以小球加速度大小等于gsinθ的位置有三个，故B正确；‎ C项：由于小球在P点的加速度为，所以小球的速度一定不为最大，故C错误；‎ D项：从M到P由能量守恒得：，从P到N由能量守恒得：，联立解得：小球运动到N点肘的动能是运动到P点时动能的两倍，故D正确。‎ 故选：BD。‎ ‎13．B C 1.75 ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）A、实验中摩擦是不可避免的，纸带越短，克服摩擦力做的功就越少，但是通过测量长度来求出变化的高度与瞬时速度，因为纸带太短导致误差就越大，故纸带不是越短越好，故A错误；‎ B、为了避免手提纸带因抖动而造成摩擦的增大，上端用夹子夹住要比用手拉住要好，故B正确；‎ C、验证机械能守恒需要验证的方程：，得，可知，重锤的质量不需要测量，故不需要天平；故C错误。‎ ‎（2）一般选用体积较小但质量较大的物体作为重物，即选用密度较大的材料，来减小阻力的影响，故选C；‎ ‎（3）由纸带可得：，则重物在F点的动能为。‎ ‎14．ADE ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎“研究平抛运动”的实验中，必须让小球每次都从同一高度由静止开始滚下，以保证小球到达底端时的速度相同，选项A正确；“研究平抛运动”的实验中，钢球与斜槽之间的摩擦对实验无影响，选项B错误；“探究功与速度变化的关系”的实验中，为了保证橡皮筋对小车做功的大小与橡皮筋的个数成正比，则使用的橡皮筋的规格必须相同，选项C错误；“探究功与速度变化的关系”的实验中，需要平衡摩擦力，从而才能认为合外力的功等于橡皮筋做的功，选项D正确；“研究平抛运动”和“探究功与速度变化的关系”两个实验器材都需要刻度尺，选项E正确.‎ ‎15．（1）论证过程如解析过程；（2）论证过程如解析过程所示；（3）论证过程如解析过程。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）滑块的受力图（如下面左图），沿斜面和垂直斜面建坐标轴（如下面右图），‎ 根据牛顿第二定律可得：mgsinα＝maA，‎ 解得aA＝gsinα，可知与质量无关；‎ ‎（2）设P点的高度为H，滑块到O点时的速度大小为v0，则根据匀变速直线运动规律有： ‎ 类似（1）受力分析，运用牛顿第二定律，可得滑块在OB上滑时的加速度大小为：aB＝gsinβ 设上升的最大高度为h，则由匀变速直线运动规律可知：‎ ‎ ‎ 解得 ‎ 所以有h＝H，这一结论与β无关，故滑块在OB上能到达的最高点总与P等高；‎ ‎（3）设滑块到O点时的速度大小为v0，从O到OB上的某点K的过程中，上升的高度为hx，根据动能定理：‎ ‎ ‎ 即 也即 ‎ 上式左边即为滑块在任意点K所具有的机械能，右边为在O点的动能。‎ ‎16．（1）（2）（3）mgH ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）ab刚进入磁场时，假设速度大小为，加速度为，方向竖直向上，根据牛顿第二定律得：‎ 根据法拉第电磁感应定律得：‎ 则 ‎，‎ 又 由以上式子得：‎ 根据闭合电路的欧姆定律可得：‎ ‎（2）假设cd边刚进入磁场时导线框速度大小为，ab边刚穿出磁场时的速度为，由题意可知：‎ 在cd边刚进入磁场到ab边刚穿出磁场的过程中，导线框只受到重力，机械能守恒，即：‎ 由上式可得：‎ ‎（3）在曲边刚进入磁场到cd边刚进入磁场的过程中，根据能量守恒，导线框产生的热量Q等于导线框损失的机械能。即：‎ ‎17．(1) 1.8m/s2(2)kg (3) m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1) 岩块做斜上抛运动，由动能定理得:‎ 解得: ‎ g=1.8m/s2‎ ‎(2) 忽略艾奥的自转则有: ‎ 解得：‎ kg ‎(3) 某卫星在艾奥表面绕其做圆周运动时：‎ 代入解得:‎ v=m/s ‎18．（1）木块的加速度为，木板的加速度为（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）A、B间的摩擦力 可知，所以A做匀减速运动 由牛顿第二定律可得 加速度大小 对B由牛顿第二定律可得 ‎（2）设经过时间两者速度相等，由运动学公式可得 解得 所以木板右端与挡板P之间的初始距离 ‎（3）木板停下后，A继续做匀减速运动直至停下，A全过程相对地面的位移为，则有 解得 所以整个过程系统克服摩擦力做功为