2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 階段訓(xùn)練（二）功和能.doc

2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 階段訓(xùn)練（二）功和能一、選擇題(本題共8小題,每小題7分,共56分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,16題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,78題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得7分,選對(duì)但不全的得4分,有選錯(cuò)的得0分)1.游樂(lè)場(chǎng)有一“摩天輪”如圖所示。輪面與水平面成一定的角度。一游客隨“摩天輪”一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則()A.游客的機(jī)械能守恒B.重力對(duì)游客始終做負(fù)功C.任意相等時(shí)間內(nèi),游客的重力勢(shì)能變化量相等D.游客的重力功率最大時(shí),游客與輪的輪心等高2.(xx山西運(yùn)城統(tǒng)考)如圖所示,水平傳送帶兩端點(diǎn)A、B間的距離為L(zhǎng)。若傳送帶處于靜止?fàn)顟B(tài),把一個(gè)小物塊放到右端的A點(diǎn),某人用恒定的水平拉力F1使小物塊以速度v1勻速滑到左端的B點(diǎn)。若傳送帶的上表面以v2的速度勻速向左運(yùn)動(dòng),此人用水平恒力F2拉物塊,使物塊以相對(duì)于傳送帶為v1的速度從A滑到B,下列說(shuō)法正確的是()A.F2大于F1B.F2做的功等于F1做的功C.F2的功率等于F1的功率D.兩種情況下物塊與皮帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量相同3.(xx上海青浦一模)如圖,豎直平面內(nèi)的軌道和都由兩段細(xì)直桿連接而成,兩軌道長(zhǎng)度相等,用相同的水平恒力將穿在軌道最低點(diǎn)B的靜止小球,分別沿和推至最高點(diǎn)A,所需時(shí)間分別為t1、t2,動(dòng)能增量分別為Ek1、Ek2。假定球在經(jīng)過(guò)軌道轉(zhuǎn)折點(diǎn)前后速度大小不變,且球與和軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等,則()A.Ek1>Ek2,t1>t2B.Ek1=Ek2,t1>t2C.Ek1>Ek2,t1<t2D.Ek1=Ek2,t1<t24.質(zhì)量為10 kg的物體,在變力F的作用下沿x軸做直線運(yùn)動(dòng),力F隨坐標(biāo)x的變化情況如圖所示。物體在x=0處,速度為1 m/s,不計(jì)一切摩擦,則物體運(yùn)動(dòng)到x=16 m處時(shí),速度大小為()A.2 m/sB.3 m/sC.4 m/sD. m/s5.一升降機(jī)的底部裝有若干彈簧,如圖所示,設(shè)在某次事故中,升降機(jī)吊索在空中斷裂,忽略摩擦阻力,則升降機(jī)在從彈簧下端觸地后直到最低點(diǎn)的一段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中()A.先處于失重狀態(tài)然后處于超重狀態(tài)B.重力的功率不斷減小C.機(jī)械能不斷減小D.機(jī)械能保持不變6.如圖所示,物體A、B通過(guò)細(xì)繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪兩側(cè),物體B的質(zhì)量為2m,放置在傾角為30的光滑斜面上,物體A的質(zhì)量為m。用手托著物體A使彈簧處于原長(zhǎng),細(xì)繩伸直,A與地面的距離為h,物體B靜止在斜面上的擋板P處,放手后物體A下落,與地面即將接觸時(shí)速度大小為v,此時(shí)物體B對(duì)擋板恰好無(wú)壓力,則下列說(shuō)法正確的是()A.彈簧的勁度系數(shù)為B.此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能等于mgh-mv2C.此時(shí)物體A的加速度大小為g,方向豎直向上D.此后物體B可能離開(kāi)擋板沿斜面向上運(yùn)動(dòng)7.(xx山東滕州高三期末)如圖所示,在一個(gè)固定的十字架上(橫豎兩桿連結(jié)點(diǎn)為O),小球A套在豎直桿上,小球B套在水平桿上,A、B通過(guò)轉(zhuǎn)軸用長(zhǎng)度為L(zhǎng)的剛性輕桿連接,并豎直靜止。由于微小擾動(dòng),B從O點(diǎn)開(kāi)始由靜止沿水平桿向右運(yùn)動(dòng)。A、B的質(zhì)量均為m,不計(jì)一切摩擦,小球A、B視為質(zhì)點(diǎn)。在A下滑到O點(diǎn)的過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是()A.在A下滑到O點(diǎn)之前輕桿對(duì)B一直做正功B.小球A的機(jī)械能先減小后增大C.A運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的速度為D.B的速度最大時(shí),B對(duì)水平桿的壓力大小為2mg8.如圖所示,滑塊A、B的質(zhì)量均為m,A套在固定豎直桿上,A、B通過(guò)轉(zhuǎn)軸用長(zhǎng)度為L(zhǎng)的剛性輕桿連接,B放在水平面上并緊靠豎直桿,A、B均靜止。由于微小擾動(dòng),B開(kāi)始沿水平面向右運(yùn)動(dòng)。不計(jì)一切摩擦,滑塊A、B視為質(zhì)點(diǎn)。在A下滑的過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是()A.A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B.在A落地之前輕桿對(duì)B一直做正功C.A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的速度為D.當(dāng)A的機(jī)械能最小時(shí),B對(duì)水平地面的壓力大小為2mg二、非選擇題(本題共3小題,共44分)9.(14分)如圖所示,軌道ABC被豎直地固定在水平桌面上,A距離水平地面高H=0.75 m,C距離水平地面高h(yuǎn)=0.45 m。一質(zhì)量m=0.10 kg的小物塊自A點(diǎn)從靜止開(kāi)始下滑,從C點(diǎn)以水平速度飛出后落在水平地面上的D點(diǎn)?，F(xiàn)測(cè)得C、D兩點(diǎn)的水平距離為x=0.60 m。不計(jì)空氣阻力,g取10 m/s2。求:(1)小物塊從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間;(2)小物塊從C點(diǎn)飛出時(shí)速度的大小;(3)小物塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中克服摩擦力做的功。10.(15分)如圖所示,質(zhì)量為m0=4 kg的木板靜止在光滑的水平面上,在木板的右端放置一個(gè)質(zhì)量m=1 kg、大小可以忽略的鐵塊,鐵塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.4,在鐵塊上加一個(gè)水平向左的恒力F=8 N,鐵塊在長(zhǎng)L=6 m的木板上滑動(dòng)。g取10 m/s2。求:(1)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板的左端;(2)在鐵塊到達(dá)木板左端的過(guò)程中,恒力F對(duì)鐵塊所做的功;(3)在鐵塊到達(dá)木板左端時(shí),鐵塊和木板的總動(dòng)能。11.(15分)如圖所示,有一半徑為R=0.30 m的光滑半圓形細(xì)管AB,將其固定在豎直墻面并使B端切線水平,一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為0.50 kg的小物體m由細(xì)管上端沿A點(diǎn)切線方向進(jìn)入細(xì)管,從B點(diǎn)以速度vB=4.0 m/s飛出后,恰好能從一傾角為=37的傾斜傳送帶頂端C無(wú)碰撞地滑上傳送帶。已知傳送帶長(zhǎng)度為L(zhǎng)=2.75 m(圖中只畫(huà)出了傳送帶的部分示意圖),物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.50(取sin 37=0.60,cos 37=0.80,g取10 m/s2,不計(jì)空氣阻力,不考慮半圓形管AB的內(nèi)徑)。(1)求物體在A點(diǎn)時(shí)的速度大小及對(duì)軌道的壓力大小與方向;(2)若傳送帶以v1=2.5 m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),求物體從C到底端的過(guò)程中,由于摩擦而產(chǎn)生的熱量Q;(3)若傳送帶逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)且速度為v2,物體到達(dá)底端時(shí)動(dòng)能為EkD,請(qǐng)?jiān)谙旅娴淖鴺?biāo)系中畫(huà)出EkD隨v2變化的關(guān)系圖線。要求在坐標(biāo)軸上標(biāo)出圖線關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)值,并說(shuō)明是什么曲線。(不要求寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程,只按畫(huà)出的圖線評(píng)分)參考答案1.D解析:游客做勻速圓周運(yùn)動(dòng),動(dòng)能不變,重力勢(shì)能不斷變化,故游客的機(jī)械能不守恒,A錯(cuò)誤;游客由最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn),重力對(duì)游客做負(fù)功,由最高點(diǎn)到最低點(diǎn),重力對(duì)游客做正功,B錯(cuò)誤;游客在上升和下降的兩個(gè)過(guò)程中,相等時(shí)間內(nèi)上升和下降的距離不等,重力做功不等,由功能關(guān)系可得游客重力勢(shì)能變化量不等,C錯(cuò)誤;重力的瞬時(shí)功率P=mgvcos (為重力與速度的夾角),當(dāng)游客與輪的輪心等高時(shí),重力與速度的夾角最小,故此時(shí)的瞬時(shí)功率最大,D正確。2.B解析:兩種情況下物體都做勻速直線運(yùn)動(dòng),物體處于平衡狀態(tài),由平衡條件可知,拉力等于滑動(dòng)摩擦力,由于兩種情況下滑動(dòng)摩擦力Ff相等,則拉力相等,即F1=F2,故A錯(cuò)誤;設(shè)AB的長(zhǎng)度為L(zhǎng),拉力大小為F,滑動(dòng)摩擦力大小為Ff。當(dāng)傳送帶不運(yùn)動(dòng)時(shí),拉力做功W1=FL,物體從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間t1=,因摩擦而產(chǎn)生的熱量Q1=FfL。當(dāng)傳送帶運(yùn)動(dòng)時(shí),拉力做功W2=FL,物體從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間t2=<t1,因摩擦而產(chǎn)生的熱量Q2=Ffv1t2。拉力做功功率P1=,P2=,比較可知W1=W2,P1<P2。又v1t2<v1t1,v1t1=L,得Q1>Q2。故B正確,C、D錯(cuò)誤。故選B。3.B解析:因?yàn)槟Σ亮ψ龉f=(mgcos +Fsin )s=mgx+Fh,可知沿兩軌道運(yùn)動(dòng),摩擦力做功相等,根據(jù)動(dòng)能定理得WF-mgh-Wf=Ek,知兩次情況拉力做功相等,摩擦力做功相等,重力做功相等,則動(dòng)能的變化量相等。作出在兩個(gè)軌道上運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖線如圖所示,由于路程相等,則圖線與時(shí)間軸圍成的面積相等,由圖可知,t1>t2。故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。故選B。4.B解析:本題考查動(dòng)能定理,意在考查F-x圖象中圖線與橫軸圍成的面積表示功的知識(shí)。由題圖可知F-x圖線與橫軸圍成的面積表示功,由動(dòng)能定理可知W=mv2-,經(jīng)計(jì)算可得v=3 m/s,B正確。5.AC解析:升降機(jī)在下落過(guò)程中,受到豎直向下的重力和豎直向上的彈簧的彈力作用,且彈力逐漸增大,則升降機(jī)先向下加速,后減速,故升降機(jī)先處于失重狀態(tài)然后處于超重狀態(tài),選項(xiàng)A正確;升降機(jī)的重力的功率P=mgv,其先增大后減小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;除重力做功外,彈簧的彈力對(duì)其做負(fù)功,機(jī)械能減小,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。6.AB解析:物體B對(duì)擋板恰好無(wú)壓力時(shí),其仍處于靜止?fàn)顟B(tài),其合力為零,由平衡條件可得kh-2mgsin 30=0,k=,選項(xiàng)A正確;由功能關(guān)系可得,此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能等于mgh-mv2,選項(xiàng)B正確;此時(shí)對(duì)物體A受力分析,其合力為零,無(wú)加速度,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;此后物體B仍處于靜止?fàn)顟B(tài),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7.BC解析:依題意知,當(dāng)A到達(dá)底端時(shí),B的速度為零,B的速度在整個(gè)過(guò)程中,先增大后減小,動(dòng)能先增大后減小,所以輕桿對(duì)B先做正功,后做負(fù)功,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;A、B組成的系統(tǒng)只有重力做功,系統(tǒng)機(jī)械能守恒,因B的機(jī)械能先增大后減小,所以小球A的機(jī)械能先減小后增大,選項(xiàng)B正確;A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),B的速度為零,根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律得mgl=,解得v=,選項(xiàng)C正確;A有向下的加速度,說(shuō)明水平桿的支持力小于2mg,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。8.AC解析:A、B組成的系統(tǒng)中只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,故A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,選項(xiàng)A正確;分析B的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況:B先受到桿向右的推力,使其向右做加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)B的速度達(dá)到一定值時(shí),桿對(duì)B有向左的拉力作用,使B向右做減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)A落地時(shí),B的速度減小為零,所以桿對(duì)B先做正功,后做負(fù)功,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由于A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,且A到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)B的速度為零,根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知選項(xiàng)C正確;B先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)B的速度最大時(shí)其加速度為零,此時(shí)桿的彈力為零,故B對(duì)水平面的壓力大小為mg,由于A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,故此時(shí)A的機(jī)械能最小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。9.答案:(1)0.3 s(2)2 m/s(3)0.1 J解析:(1)小物塊從C水平飛出后做平拋運(yùn)動(dòng),由h=gt2得小物塊從C到D運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=0.3 s。(2)從C到D,小物塊水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),v=得v=2 m/s此速度即小物塊從C點(diǎn)飛出時(shí)的速度。(3)物塊從A運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理得mg(H-h)-Wf=mv2-0則克服摩擦力做功Wf=0.1 J。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):本題共14分。其中每式5分,每式2分。10.答案:(1)2 s(2)64 J(3)40 J解析:(1)鐵塊與木板間的滑動(dòng)摩擦力Ff=mg=0.4110 N=4 N鐵塊的加速度a1= m/s2=4 m/s2木板的加速度a2= m/s2=1 m/s2鐵塊滑到木板左端的時(shí)間為t則a1t2-a2t2=L代入數(shù)據(jù)解得t=2 s。(2)鐵塊位移s1=a1t2=422 m=8 m木板位移s2=a2t2=122 m=2 m恒力F對(duì)鐵塊做的功W=Fs1=88 J=64 J。(3)鐵塊的動(dòng)能EkA=(F-Ff)s1=(8-4)8 J=32 J木板的動(dòng)能EkB=Ffs2=42 J=8 J鐵塊和木板的總動(dòng)能Ek總=EkA+EkB=32 J+8 J=40 J。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):本題共15分。其中每式2分,其余每式1分。11.答案:(1)2 m/s1.67 N,豎直向上(2)8 J(3)見(jiàn)解析解析:(1)由mg2R=得vA=2 m/s設(shè)物體在A點(diǎn)所受軌道作用力為FA則由mg+FA=m,可得FA= N=1.67 N由牛頓第三定律得物體在A點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為1.67 N方向?yàn)樨Q直向上。(2)物體落到傳送帶頂端C時(shí)的速度大小為vC=5 m/s傳送帶順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),對(duì)物體施加的摩擦力沿傳送帶上表面向上,則由mg(sin -cos )=ma1可得物體勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a1=2 m/s2由L=vCt+a1t2,得物體從C到底端的時(shí)間t=0.5 s此過(guò)程中,由于摩擦而產(chǎn)生的熱量為Q=Ff(L+s帶)=mgcos (L+v1t)=8 J。(3)說(shuō)明:中間段曲線及起始點(diǎn)要正確(方程可以不寫(xiě)在圖線上);v25 m/s時(shí),EkD=9 J或在圖上標(biāo)出點(diǎn)(5,9),且圖線要正確;v24 m/s時(shí),EkD=20 J或在圖上標(biāo)出點(diǎn)(4,20),且圖線要正確。分情況討論:a.當(dāng)v2vC=5 m/s時(shí),物體一直以a1=2 m/s2勻加速下滑,到達(dá)底端時(shí)的速度大小為vD=6 m/s,即EkD=9 Jb.若物體所受傳送帶摩擦力沿傳送帶上表面向下,則物體加速度大小為a2=g(sin +cos )=10 m/s2若一直以a2勻加速,則vD= m/s=4 m/s所以:當(dāng)v24 m/s時(shí),EkD=20 Jc.當(dāng)5 m/s<v2<4 m/s時(shí),物體先以a2=10 m/s2勻加速,與傳送帶速度相同后,再以a1=2 m/s2勻加速運(yùn)動(dòng)到底端。則+2a1+16EkD=+4 (J)。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):本題共15分。其中式4分,式每式2分,其余每式1分。