（衡水万卷）高三物理二轮复习 周测卷九 功和机械能1（含解析）-人教版高三物理试题

功和机械能1一 、单选题（本大题共5小题 。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）1.30mh 如图所示，一固定斜面的倾角为30，质量为m的小物块以某一初速度从底端沿斜面向上运动，其加速度大小为g，在小物块上升高度为h的过程中，下列判断正确的是A小物块的动能减少了mghB小物块的机械能减少了mghC小物块的重力势能增加了mghD小物块克服摩擦力做功的功率随时间均匀减小2. 把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车厢叫做动车而动车组就是几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组带动力的车厢叫动车，不带动力的车厢叫拖车设动车组运行过程中的阻力与质量成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等，若开动一节动车带三节拖车，最大速度可达到150km/h当开动二节动车带三节拖车时，最大速度可达到（）A200km/hB240km/hC280km/hD300km/h3. 如右图所示，质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上质量为m的小物块（可视为质点）放在小车的最左端现用一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动物块和小车之间的摩擦力为Ff,物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x，在这个过程中，以下结论不正确的是（ ）A物块到达小车最右端时具有的动能为（F -Ff）（l+x）B物块到达小车最右端时，小车具有的动能为Ff xC物块克服摩擦力所做的功为Ff(l+x）D物块和小车增加的机械能为Fx4. 如图所示，将小球a从地面以初速度v0竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球b从距地面h处以初速度v0水平抛出，两球恰好同时到达同一水平高度处（不计空气阻力）。下列说法中正确的是（ ）A两小球落地时的速度相同B两小球落地时，重力的瞬时功率相同C到达同一水平的高度后的任意时刻，重力对球a做功功率和对球b做功功率相等D从开始运动到两球到达同一水平高度，球a动能的减少量等于球b动能的增加量5. 如图所示，在空间中存在竖直向上的匀强电场，质量为m、电荷量为+q的物块从A点由静止开始下落，加速度为g，下落高度H到B点后与一轻弹簧接触，又下落 h后到达最低点C，整个过程中不计空气阻力，且弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，则带电物块在由A点运动到C点过程中，下列说法正确的是（） A 该匀强电场的电场强度为 B 带电物块和弹簧组成的系统机械能减少量为 C 带电物块电势能的增加量为mg（H+h） D 弹簧的弹性势能的增加量为二 、多选题（本大题共2小题 ）6. 如图所示，细绳的一端绕过定滑轮与木箱相连，现以大小恒定的拉力F拉动细绳，将静置于A点的木箱经B点移到C点（AB=BC），地面平直且与木箱的动摩擦因数处处相等设从A到B和从B到C的过程中，F做功分别为W1、W2，克服摩擦力做功分别为Q1、Q2，木箱经过B、C时的动能和F的功率分别为EkB、EkC和PB、PC，则下列关系一定成立的有（）AW1W2BQ1Q2CEkBEkCDPBPC7.（2015普陀区一模）小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲），在刚接触轻弹簧的瞬间（如图乙），速度是5m/s，将弹簧压缩到最短（如图丙）的整个过程中，小球的速度v和弹簧缩短的长度x之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点已知该小球重为2N，弹簧在受到撞击至压缩到最短的过程中始终发生弹性形变，弹簧的弹力大小与形变成正比下列说法正确的是（）A在撞击轻弹簧到轻弹簧压缩至最短的过程中，小球的动能先变大后变小B从撞击轻弹簧到它被压缩至最短的过程中，小球的机械能先增大后减小C小球在速度最大时受到的弹力为2ND此过程中，弹簧被压缩时产生的最大弹力为12.2N三 、简答题（本大题共2小题 ）8. 如图所示，固定在水平地面上的工件，由AB和BD两部分组成，其中AB部分为光滑的圆弧，AOB=37o，圆弧的半径R=05m；BD部分水平，长度为02m，C为BD的中点。现有一质量m=lkg，可视为质点的物块从A端由静止释放，恰好能运动到D点。（g=10m/s2，sin37o=06，cos37o=08）求： （1）物块运动到B点时，对工件的压力大小； （2）为使物块恰好运动到C点静止，可以在物块运动到B点后，对它施加一竖直向下的恒力F，F应为多大?9. 如图所示，水平面的动摩擦因数=0.4，一轻质弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于O点水平面右侧有一竖直光滑圆形轨道在C点与水平面平滑连接，圆心O，半径R=0.4m另一轻质弹簧一端固定在O点的轴上，一端拴着一个小球，弹簧的原长为l0=0.5m，劲度系数k=100N/m用质量m1=0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到B点（物体与弹簧不拴接），释放后物块恰运动到C点停止，BC间距离L=2m换同种材料、质量m2=0.2kg的物块重复上述过程（物块、小球均视为质点，g=10m/s2）求：（1）物块m2到C点时的速度大小vC；（2）若小球的质量也为m2，若物块与小球碰撞后交换速度，论证小球是否能通过最高点D若能通过，求出轨道最高点对小球的弹力N；若不能通过，求出小球离开轨道时的位置和O连线与竖直方向的夹角的余弦值；（3）在（2）问的基础上，若将拴着小球的弹簧换为劲度系数k=10N/m，再次求解0.2016万卷周测卷（九）答案解析一 、单选题1.【答案】D2.【答案】B考点：功率、平均功率和瞬时功率.专题：功率的计算专题分析：当功率一定时，当牵引力等于阻力时，速度达到最大根据P=Fv=fv去求最大速度解答：解：若开动一节动车带三节拖车，最大速度可达到150km/h汽车的功率为P，设每节车厢所受的阻力为f，则有P=4fv，当开动二节动车带三节拖车时，有2P=5fv，联立两式解得v=240km/h故B正确，A、C、D错误故选B点评：解决本题的关键知道功率与牵引力的关系，以及知道功率一定，当牵引力与阻力相等时，速度最大3.【答案】D4.【答案】D5.【答案】D【考点】：功能关系；电势能【分析】：根据牛顿第二定律求出电场强度的大小，根据除重力和弹力以外其它力做功得出系统机械能的变化量根据电场力做功求出电势能的变化量根据动能定理求出弹簧弹力做功，从而得出弹性势能的变化量【解析】： 解：A、物体静止开始下落时的加速度为，根据牛顿第二定律得：mgqE=ma，解得：E=，故A错误B、从A到C的过程中，除重力和弹力以外，只有电场力做功，电场力做功为：，可知机械能减小量为故B错误C、从A到C过程中，电场力做功为，则电势能增加量为故C错误D、根据动能定理得：=0，解得弹力做功为：，即弹性势能增加量为，故D正确故选：D【点评】：本题考查了功能关系，知道合力做功等于动能的变化量，电场力做功等于电势能的减小量，重力做功等于重力势能的减小量，除重力或弹力以外其它力做功等于机械能的增量二 、多选题6.【答案】AB考点：动能定理的应用；功率、平均功率和瞬时功率.专题：动能定理的应用专题分析：根据功的计算公式，分析W1与W2的大小关系对物体进行受力分析，根据竖直方向上平衡状态求出正压力，根据滑动摩擦力的公式表示出该力根据细绳与水平方向夹角角增大去判断摩擦力的变化运用功的定义式定性分析功的变化分析木箱的运动情况，判断EkB与EkC、PB与PC的大小解答：解：A、根据功的定义式W=FLcos，增大，F不变，在相同位移L上拉力F做的功减小由于物体被绕过光滑定滑轮的轻绳系着，拉力为恒力，所以拉力做的功等于细绳对物体所做的功即有W1W2故A正确B、物体受力如图所示，将F在水平和竖直方向上分解，由物体在竖直方向上平衡得：N+Fsin=mg因此滑动摩擦力f=N=（mgFsin），物体从A向C运动的过程中细绳与水平方向夹角角增大，所以滑动摩擦力减小，位移相等，则克服摩擦力做功的大小为Q1Q2故B正确C、D、由于Fcos与摩擦力f的大小关系无法确定，木箱的运动情况无法确定，木箱经过B、C两点的速度大小无法确定，则EkB与EkC、及PB与PC的大小关系无法确定故CD错误故选：AB点评：判断一个力的变化，我们应该先把这个力运用物理规律表示出来，再根据关系式里的物理量的变化找出这个力的变化功的定义式虽然不能定量求解功的大小，但可以定性分析功的变化7.【答案】ACD考点：功能关系；弹性势能分析：小球的速度先增加后减小，故其动能先增大后减小，在整个过程中只有重力和弹簧弹力对小球做功，故小球与弹簧组成的系统机械能守恒，在压缩弹簧的过程中弹簧的弹性势能增加故小球的机械能减小，小球速度最大时弹力大小与小球的重力平衡，根据胡克定律求弹簧压缩时产生的最大弹力解答：A、由图可知，小球的速度先增加后减小，故小球的动能先增大后减小，故A正确；B、在小球下落过程中至弹簧压缩最短时，只有重力和弹簧弹力做功，故小球与弹簧组成的系统机械能守恒，在压缩弹簧的过程中弹簧的弹性势能增加，故小球的机械能减小，所以B错误；C、小球下落时，当重力与弹簧弹力平衡时小球的速度最大，据此有：小球受到的弹力大小与小球的重力大小平衡，故此时小球受到的弹力为2N，故C正确；D、小球速度最大时，小球的弹力为2N，此时小球的形变量为0.1m，故可得弹簧的劲度系数k=20N/m，故弹簧弹力最大时形变量最大，根据胡克定律知，小球受到的最大弹力为Fmax=kxmax=200.61N=12.2N，故D正确故选：ACD点评：本题考查学生对图象的认识，知道小球落在弹簧上后先做加速运动达到最大速度后再做减速运动，这是解决问题的根本，能根据速度最大的条件求得弹簧的劲度系数是关键三 、简答题8. （1）物块运动到由A运动到B点的过程中，由机械能守恒定律有：在B点由牛顿第二定律有：解得由牛顿第三定律有：（2）物块运动到由B运动到C点的过程中，由动能定理有：物块运动到由B运动到C点的过程中，由动能定理有：解得：说明：若用其它方法解题全部正确的给满分，部分正确的给步骤分，酌情适当放宽标准给分，牛顿第三定律没写的放宽标准给分（老师讲课时强调一下就可以了）9.考点：动能定理；向心力.专题：动能定理的应用专题分析：（1）从B到C有动能定理可求得到达C点速度；（2）假设通过最高点，从C到D由动能定理求的D点速度，在D点由牛顿第二定律即可判断；（3）假设通过最高点，从C到D由动能定理求的D点速度，在D点由牛顿第二定律即可判断，在利用动能定理即可求的夹角解答：解：（1）m1从B到C的过程：EP=m1gLm2从B到C的过程：联立解得：vC=4m/s（2）碰后交换速度，小球以vC=4m/s向上运动，假设能到高点，从C到D的过程：解得：vD=0m/s对D点：N+m2gk（l0R）=0解得：N=8N，求解结果的合理性，说明假设是正确的，小球可以通过最高点（3）假设能到高点，最高点弹力：N+m2gk（l0R）=0解得：N=1N，求解结果的不合理，说明假设是错误的，小球不可以通过最高点）小球离开轨道时的位置E和O连线与竖直方向的夹角，此时小球速度vE由动能定理：对E点：联立解得：，即：答：（1）物块m2到C点时的速度大小vC4m/s（2）若小球的质量也为m2，若物块与小球碰撞后交换速度，小球能通过最高点D轨道最高点对小球的弹力N为8N；（3）若将拴着小球的弹簧换为劲度系数k=10N/m，小球不能通过最高点D夹角为点评：题是动能定理与向心力公式的综合应用来处理圆周运动问题利用功能关系解题的优点在于不用分析复杂的运动过程，只关心初末状态即可，平时要加强训练深刻体会这一点