【志鸿优化设计】高考物理二轮总复习 阶段特训 功、能、动量（含解析）.doc

阶段(二)功、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6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)1.动车组由动力车和不带动力的车厢按照一定规律编组而成。已知动力车与车厢质量相同,每节动力车提供的额定功率相同,动车组受到的阻力与速率成正比。现有一动车组,当只有一节动力车时,最大行驶速率为v,若要使其最大行驶速率提升为2v,则将非动力车厢改为动力车的数量应是()a.2b.3c.4d.82.游乐场有一“摩天轮”如图所示。轮面与水平面成一定的角度。一游客随“摩天轮”一起做匀速圆周运动,则()a.游客的机械能守恒b.重力对游客始终做负功c.任意相等时间内,游客的重力势能变化量相等d.游客的重力功率最大时,游客与轮的轮心等高3.如图所示,光滑的水平地面上有一上表面水平的小车c,a、b中间用一段轻绳相连接并有一被压缩的轻质弹簧,a、b、c均处于静止状态。若细绳被剪断后,a、b滑离c之前,a、b在c上向相反方向滑动,设a与c、b与c之间的摩擦力大小分别用ff1、ff2表示,用p表示a、b、弹簧组成的系统,用q表示a、b、c、弹簧组成的系统。关于a、b在c上滑动的过程中,下列说法中正确的是()a.若ff1=ff2,则p和q动量均不守恒b.若ff1=ff2,则p动量守恒,q动量不守恒c.若ff1ff2,则p动量守恒,q动量守恒d.若ff1ff2,则p动量不守恒,q动量守恒4.质量为10kg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1m/s,不计一切摩擦,则物体运动到x=16m处时,速度大小为()a.2m/sb.3 m/sc.4 m/sd.m/s5.(2014江西南昌调研)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.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6.质量为m的物块甲以3 m/s的速度在光滑水平面上运动,有一轻弹簧固定在物块左侧,另一质量也为m的物块乙以4 m/s的速度与甲相向运动,如图所示,则()a.甲、乙两物块在弹簧压缩过程中,动量守恒,动能总和不变b.当两物块相距最近时,甲物块的速度为零c.当甲物块的速度为1 m/s时,乙物块的速率可能为2 m/s,也可能为0d.甲物块的速度可能达到5 m/s7.质量为1 kg的物体被人用手由静止向上提高1 m(忽略空气阻力),这时物体的速度是2 m/s,下列说法中不正确的是(g取10 m/s2)()a.手对物体做功12 jb.合外力对物体做功2 jc.合外力对物体做功12 jd.物体克服重力做功10 j8.(2014四川广安三诊改编)如图,在水平地面上固定一倾角为的光滑绝缘斜面,斜面处于电场强度大小为e、方向沿斜面向下的匀强电场中。一劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端,整根弹簧处于自然状态。一质量为m、带电荷量为q(q0)的滑块从距离弹簧上端为s0处静止释放,滑块在运动过程中电荷量保持不变,设滑块与弹簧接触后粘在一起不分离且没有机械能损失,物体刚好返回到s0段中点,弹簧始终处在弹性限度内,重力加速度大小为g。则()a.滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间为t1=b.滑块运动过程中的最大动能等于(mgsin+qe)(+s0)c.弹簧的最大弹性势能为(mgsin+qe)s0d.运动过程中物体和弹簧系统机械能和电势能总和一直减少二、非选择题(本题共3小题,共52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.(18分)(2014江西师大附中联考)如图所示,一对杂技演员(都质为质点)荡秋千时从a点(秋千绳oa处于水平位置)由静止出发,绕悬点o下摆,当摆到最低点b时,男女演员在极短的时间内互相将对方沿水平方向推出,两人向相反方向做平抛运动,并能安全落到地面。若女演员的落地点刚好在初始位置a点的正下方,且已知男演员质量是女演员质量的2倍,秋千的质量不计,秋千的绳长为l,o点距地面高度为5l,不计空气阻力。求男演员落地点c与o点的水平距离。11.(20分)如图所示,有一半径为r=0.30 m的光滑半圆形细管ab,将其固定在竖直墙面并使b端切线水平,一个可视为质点的质量为0.50 kg的小物体m由细管上端沿a点切线方向进入细管,从b点以速度vb=4.0 m/s飞出后,恰好能从一倾角为=37的倾斜传送带顶端c无碰撞地滑上传送带。已知传送带长度为l=2.75 m(图中只画出了传送带的部分示意图),物体与传送带之间的动摩擦因数为=0.50(取sin 37=0.60,cos 37=0.80,g取10 m/s2,不计空气阻力,不考虑半圆形管ab的内径)。(1)求物体在a点时的速度大小及对轨道的压力大小与方向;(2)若传送带以v1=2.5 m/s顺时针匀速转动,求物体从c到底端的过程中,由于摩擦而产生的热量q;(3)若传送带逆时针匀速转动且速度为v2,物体到达底端时动能为ekd,请在下面的坐标系中画出ekd随v2变化的关系图线。要求在坐标轴上标出图线关键点的坐标值,并说明是什么曲线。(不要求写出计算过程,只按画出的图线评分)答案与解析阶段(二)功、能、动量1.b解析:设一节动力车提供的功率为p,则只有一节动力车时,p=ff1v=kv2;若有n节动力车时,np=ff22v=4kv2,联立解得n=4,故将非动力车厢改为动力车的数量为3,选项b对。2.d解析:游客做匀速圆周运动,动能不变,重力势能不断变化,故游客的机械能不守恒,a错误;游客由最低点运动到最高点,重力对游客做负功,由最高点到最低点,重力对游客做正功,b错误;游客在上升和下降的两个过程中,相等时间内上升和下降的距离不等,重力做功不等,由功能关系可得游客重力势能变化量不等,c错误;重力的瞬时功率p=mgvcos (为重力与速度的夹角),当游客与轮的轮心等高时,重力与速度的夹角最小,故此时的瞬时功率最大,d正确。3.d解析:对p,弹簧弹力为内力,而c对a、c对b的摩擦力均为外力,若ff1=ff2,则p所受合外力为零,动量守恒,a选项错误;若ff1ff2,则p所受合外力不为零,动量不守恒,c选项错误;而对q,由于弹簧的弹力、a与c、b与c之间的摩擦力均为内力,无论ff1与ff2是否相等,q所受合外力均为零,动量守恒,b选项错误,d选项正确。4.b解析:本题考查动能定理,意在考查fx图象中图线与横轴围成的面积表示功的知识。由题图可知fx图线与横轴围成的面积表示功,由动能定理可知w=mv2-,经计算可得v=3m/s,b正确。5.c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错误;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。6.c解析:由于弹簧是轻质的,甲、乙在水平方向上除相互作用外不受其他力,故水平方向上二者组成的系统动量守恒,在压缩过程中,一部分动能转化为弹簧的弹性势能,选项a错误;当甲、乙相距最近时应有v甲=v乙=v,故由动量守恒定律有mv乙-mv甲=2mv(其中以物块乙的初速度为正),代入数据有v=0.5m/s,选项b错误;又二者作用过程中,总机械能也守恒,当二者分离时甲获得最大速度,则由动量守恒和能量守恒有mv乙-mv甲=mvm-mv(v为物块分离时乙的速度大小),mv2,解得vm=v乙=4m/s,v=v甲=3 m/s,选项d错误;当甲物块的速度为向左的1m/s时,由动量守恒可求得乙的速率为2m/s,当甲物块的速度为向右的1m/s时,同样可求得乙的速率为0,选项c正确。7.c解析:对物体由动能定理:w合=w人-mgh=mv2-0,可得w人=12j,选项a正确。w合=2j,选项b正确,选项c错误。由wg=-mgh=-10j,重力做负功10j,选项d正确。考点:本题考查了动能定理、功能关系。8.a解析:由牛顿第二定律qe+mgsin=ma,又s0=,联立解得t1=,选项a正确;当滑块合力为0时速度最大,即qe+mgsin=kx,根据动能定理可得(qe+mgsin)(x+s0)-w弹=ekm,选项b错误;当滑块的速度减为0,弹簧被压缩最短时弹性势能最大,设此时弹簧的形变量为x0,根据能量守恒可求最大的弹性势能epm=(qe+mgsin)(x0+s0),选项c错误;物体运动的过程中有重力、弹力和电场力做功,物体和弹簧系统机械能和电势能总和始终保持不变,选项d错误。9.答案:(1)0.3s(2)2m/s(3)0.1j解析:(1)小物块从c水平飞出后做平抛运动,由h=gt2得小物块从c到d运动的时间t=0.3s。(2)从c到d,小物块水平方向做匀速直线运动,v=得v=2m/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=mv2-0则克服摩擦力做功:wf=0.1j。10.答案:6.5l解析:设女演员质量为m,则男演员质量为2m。当两杂技演员由a点摆到最低点b时,由机械能守恒,可得(m+2m)gl=(m+2m)设两演员互推后瞬间,女演员获得的速度大小为v1,男演员获得的速度大小为v2,设向右为正方向,由水平方向动量守恒,可得(m+2m)vb=-mv1+2mv2推开后女演员做平抛运动,可得(5l-l)=l1=l=v1t推开后男演员也做平抛运动,可得(5l-l)=l2=v2t2联立解得l2=6.5l11.答案:(1)2m/s1.67n,竖直向上(2)8j(3)见解析解析:(1)由mg2r=得va=2m/s设物体在a点所受轨道作用力为fa则由mg+fa=m,可得fa=n=1.67n由牛顿第三定律得物体在a点时对轨道的压力大小为1.67n方向为竖直向上。(2)物体落到传送带顶端c时的速度大小为vc=5 m/s传送带顺时针匀速转动时,对物体施加的摩擦力沿传送带上表面向上,则由mg(sin -cos )=ma1可得物体匀加速运动的加速度大小为a1=2m/s2由l=vct+a1t2,得物体从c到底端的时间t=0.5s此过程中,由于摩擦而产生的热量为q=ff(l+s带)=mgcos (l+v1t)=8j。(3)说明:中间段曲线及起始点要正确(方程可以不写在图线上);v25m/s时,ekd=9 j或在图上标出点(5,9),且图线要正确;v24m/s时,ekd=20 j或在图上标出点(4,20),且图线要正确。分情况讨论