高考物理大二轮复习 阶段训练2 功和能 动量.doc

阶段训练(二)功和能动量(时间:45分钟满分: 100分)一、选择题(本题共8小题,每小题7分,共56分。在每小题给出的四个选项中,15题只有一个选项符合题目要求,68题有多个选项符合题目要求。全部选对的得7分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)1.(2018全国卷)高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动。在启动阶段,列车的动能()a.与它所经历的时间成正比b.与它的位移成正比c.与它的速度成正比d.与它的动量成正比2.小球p和q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,p球的质量大于q球的质量,悬挂p球的绳比悬挂q球的绳短。将两球拉起,使两绳均被水平拉直,如图所示。将两球由静止释放。在各自轨迹的最低点,()a.p球的速度一定大于q球的速度b.p球的动能一定小于q球的动能c.p球所受绳的拉力一定大于q球所受绳的拉力d.p球的向心加速度一定小于q球的向心加速度3.如图所示,水平传送带两端点a、b间的距离为l。若传送带处于静止状态,把一个小物块放到右端的a点,某人用恒定的水平拉力f1使小物块以速度v1匀速滑到左端的b点。若传送带的上表面以v2的速度匀速向左运动,此人用水平恒力f2拉物块,使物块以相对于传送带为v1的速度从a滑到b,下列说法正确的是()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.两种情况下物块与皮带之间因摩擦而产生的热量相同4.如图所示,竖直平面内的轨道和都由两段细直杆连接而成,两轨道长度相等,用相同的水平恒力将穿在轨道最低点b的静止小球,分别沿和推至最高点a,所需时间分别为t1、t2,动能增量分别为ek1、ek2。假定球在经过轨道转折点前后速度大小不变,且球与和轨道间的动摩擦因数相等,则()a.ek1ek2,t1t2b.ek1=ek2,t1t2c.ek1ek2,t1t2d.ek1=ek2,t1t25.质量为10 kg的物体,在变力f的作用下沿x轴做直线运动,力f随坐标x的变化情况如图所示。物体在x=0处,速度为1 m/s,不计一切摩擦,则物体运动到x=16 m处时,速度大小为()a.22 m/sb.3 m/sc.4 m/sd.17 m/s6.一升降机的底部装有若干弹簧,如图所示,设在某次事故中,升降机吊索在空中断裂,忽略摩擦阻力,则升降机在从弹簧下端触地后直到最低点的一段运动过程中()a.先处于失重状态然后处于超重状态b.重力的功率不断减小c.机械能不断减小d.机械能保持不变7.如图所示,质量为m的一辆小汽车从水平地面ac上的a点沿斜坡匀速行驶到b点,b距水平面高h,以水平地面为零势能面,重力加速度为g。小汽车从a点运动到b点的过程中(空气阻力不能忽略),下列说法正确的是()a.合外力做功为零b.合外力做功为mghc.小汽车的机械能增加量为mghd.牵引力做功为mgh8.如图甲所示,在竖直平面内固定一光滑的半圆形轨道abc,小球以一定的初速度从最低点a冲上轨道,图乙是小球在半圆形轨道上从a运动到c的过程中,其速度的二次方与其对应高度的关系图象。已知小球在最高点c受到轨道的作用力为1.25 n,空气阻力不计,g取10 m/s2,b点为ac轨道的中点,下列说法正确的是()a.小球质量为0.5 kgb.小球在b点受到轨道作用力为4.25 nc.图乙中x=25 m2/s2d.小球在a点时重力的功率为5 w二、非选择题(本题共3小题,共44分)9.(14分)如图所示,轨道abc被竖直地固定在水平桌面上,a距离水平地面高h=0.75 m,c距离水平地面高h=0.45 m。一质量m=0.10 kg的小物块自a点从静止开始下滑,从c点以水平速度飞出后落在水平地面上的d点。现测得c、d两点的水平距离为x=0.60 m。不计空气阻力,g取10 m/s2。求:(1)小物块从c点运动到d点经历的时间;(2)小物块从c点飞出时速度的大小;(3)小物块从a点运动到c点的过程中克服摩擦力做的功。10.(15分)如图所示,质量为m0=4 kg的木板静止在光滑的水平面上,在木板的右端放置一个质量m=1 kg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板之间的动摩擦因数=0.4,在铁块上加一个水平向左的恒力f=8 n,铁块在长l=6 m的木板上滑动。g取10 m/s2。求:(1)经过多长时间铁块运动到木板的左端;(2)在铁块到达木板左端的过程中,恒力f对铁块所做的功;(3)在铁块到达木板左端时,铁块和木板的总动能。11.(15分)如图所示,ab是倾角为=30的粗糙直轨道,bcd是光滑的圆弧轨道,ab恰好在b点与圆弧相切,圆弧的半径为r。一个质量为m的物体(可以看作质点)从直轨道上的p点由静止释放,结果它能在两轨道上做往返运动。已知p点与圆弧的圆心o等高,物体与轨道ab间的动摩擦因数为,重力加速度为g。(1)求物体对圆弧轨道最大压力的大小。(2)求物体滑回轨道ab上距b点的最大距离。(3)释放点距b点的距离l应满足什么条件,才能使物体顺利通过圆弧轨道的最高点d?答案：1.b解析 高铁列车启动阶段可看作初速度为零的匀加速运动,则列车所受合外力恒定,由动能定理ek=fx,ek与位移成正比。另外,ek=12mv2=12ma2t2=p22m,故选项b正确,a、c、d错误。2.c解析 设绳长为l,从水平位置到最低点,根据动能定理,mgl=12mv2,可得 v=2gl。已知lplq,所以vpmq,又 vpmq,所以ftpftq,c选项正确;向心加速度a=v2l=2g,与质量和绳长均无关系,d选项错误。3.b解析 两种情况下物体都做匀速直线运动,物体处于平衡状态,由平衡条件可知,拉力等于滑动摩擦力,由于两种情况下滑动摩擦力ff相等,则拉力相等,即f1=f2,故a错误;设ab的长度为l,拉力大小为f,滑动摩擦力大小为ff。当传送带不运动时,拉力做功w1=fl,物体从a运动到b的时间t1=lv1,因摩擦而产生的热量q1=ffl。当传送带运动时,拉力做功w2=fl,物体从a运动到b的时间t2=lv1+v2t1,因摩擦而产生的热量q2=ffv1t2。拉力做功功率p1=w1t1,p2=w2t2,比较可知w1=w2,p1p2。又v1t2q2。故b正确,c、d错误。故选b。4.b解析 因为摩擦力做功wf=(mgcos +fsin )s=mgx+fh,可知沿两轨道运动,摩擦力做功相等,根据动能定理得wf-mgh-wf=ek,知两次情况拉力做功相等,摩擦力做功相等,重力做功相等,则动能的变化量相等。作出在两个轨道上运动的速度时间图线如图所示,由于路程相等,则图线与时间轴围成的面积相等,由图可知,t1t2。故b正确,a、c、d错误。故选b。5.b解析 本题考查动能定理,意在考查f-x图象中图线与横轴围成的面积表示功的知识。由题图可知f-x图线与横轴围成的面积表示功,由动能定理可知w=12mv2-12mv02,经计算可得v=3 m/s,b正确。6.ac解析 升降机在下落过程中,受到竖直向下的重力和竖直向上的弹簧的弹力作用,且弹力逐渐增大,则升降机先向下加速,后减速,故升降机先处于失重状态然后处于超重状态,选项a正确;升降机的重力的功率p=mgv,其先增大后减小,选项b错误;除重力做功外,弹簧的弹力对其做负功,机械能减小,选项c正确,选项d错误。7.ac解析 汽车匀速运动,动能不变,则根据动能定理可知,合外力做功为零,故a正确、b错误;小汽车动能不变,重力势能增加了mgh,则可知小汽车机械能增加量为mgh,故c正确;对上升过程由动能定理可知,牵引力的功等于重力势能的增加量和克服阻力做功之和,故牵引力做功一定大于mgh,故d错误。8.bc解析 由题图乙可知,小球在c点的速度大小为v=3 m/s,轨道半径r=0.4 m,因小球所受重力与弹力的合力提供向心力,所以小球在c点有mg+f=mv2r,代入数据得m=0.1 kg,选项a错误;由机械能守恒可知,小球在b点的速度12mv2+mgr=12mvb2,解得vb2=17 m2/s2,因在b点是弹力提供向心力,所以有fb=mvb2r,解得f=4.25 n,选项b正确;再由机械能守恒定律可得,12mv2+2mgr=12mv02,解得小球在a点的速度v0=5 m/s,所以题图乙中x=25 m2/s2,选项c正确;因小球在a点时重力与速度方向垂直,所以重力的功率为0,选项d错误。9.答案 (1)0.3 s(2)2 m/s(3)0.1 j解析 (1)小物块从c水平飞出后做平抛运动,由h=12gt2得小物块从c到d运动的时间t=2hg=0.3 s。(2)从c到d,小物块水平方向做匀速直线运动,v=xt得v=2 m/s此速度即小物块从c点飞出时的速度。(3)物块从a运动到c的过程中,根据动能定理得mg(h-h)-wf=12mv2-0则克服摩擦力做功wf=0.1 j。10.答案 (1)2 s(2)64 j(3)40 j解析 (1)铁块与木板间的滑动摩擦力ff=mg=0.4110 n=4 n铁块的加速度a1=f-ffm=8-41 m/s2=4 m/s2木板的加速度a2=ffm0=44 m/s2=1 m/s2铁块滑到木板左端的时间为t则12a1t2-12a2t2=l代入数据解得t=2 s。(2)铁块位移s1=12a1t2=12422 m=8 m木板位移s2=12a2t2=12122 m=2 m恒力f对铁块做的功w=fs1=88 j=64 j。(3)铁块的动能eka=(f-ff)s1=(8-4)8 j=32 j木板的动能ekb=ffs2=42 j=8 j铁块和木板的总动能ek总=eka+ekb=32 j+8 j=40 j。11.答案 (1)3mg(1-)(2)3-33+1r(3)l3+31-3r解析 (1)根据几何关系可得pb=rtan=3r从p点到e点根据动能定理,有mgr-mgcos pb=12mve2-0代入数据解得ve=(2-3)gr在e点,根据牛顿第二定律有fn-mg=mve2r解得fn