高考物理二轮典型例题冲刺测试《专题4功和能》（含解析）.doc

2013年高考物理二轮典型例题冲刺测试专题4功和能（含解析）1.质量相等的均质柔软细绳a、b平放于水平地面，绳a较长分别捏住两绳中点缓慢提起，直至全部离开地面，两绳中点被提升的高度分别为ha、hb，上述过程中克服重力做功分别为wa、wb.若()ahahb，则一定有wawbbhahb，则可能有wawbchahb，则一定有wawb解析当hahb时则一定有wahb时，有wawb、wawb三种可能，故选项b正确，d错误当hahb时一定有wa.一初速度为v0的小物块沿斜面ab向上运动，经时间t0后到达顶点b时，速度刚好为零；然后让小物块立即从静止开始沿斜面bc下滑在小物块从a运动到c的过程中，可能正确描述其速度大小v与时间t的关系的图象是()解析物块在整个运动过程中，由能量守恒知，物块在c点的动能小于初动能，即va2，故b、d错误，c正确答案c4.将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，vt图象如图所示以下判断正确的是()a前3s内货物处于超重状态b最后2s内货物只受重力作用c前3s内与最后2s内货物的平均速度相同d第3s末至第5s末的过程中，货物的机械能守恒解析前3s内货物向上做匀加速直线运动，加速度方向竖直向上，货物处于超重状态，a正确；最后2s内货物的加速度am/s23m/s2，说明货物还受拉力作用，b错误；物体做匀变速直线运动时，平均速度，故前3s内与最后2s内货物的平均速度都是3m/s，c正确；第3s末到第5s末货物做匀速直线运动，说明还受拉力作用，货物机械能不守恒，d错误答案ac5.如图，可视为质点的小球a、b用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为r的光滑圆柱，a的质量为b的两倍当b位于地面时，a恰与圆柱轴心等高将a由静止释放，b上升的最大高度是 ()a2r b5r/3c4r/3 d2r/3解析如图所示，以ab为系统，以地面为零势能面，设a质量为2m，b质量为m，根据机械能守恒定律有：2mgrmgr3mv2，a落地后b将以v做竖直上抛运动，即有mv2mgh，解得hr.则b上升的高度为rrr，故选项c正确答案c6.如图所示，倾斜的传送带始终以恒定速率v2运动一小物块以v1的初速度冲上传送带，v1v2.小物块从a到b的过程中一直做减速运动，则()a小物块到达b端的速度可能等于v2b小物块到达b端的速度不可能等于零c小物块的机械能一直在减少d小物块所受合力一直在做负功解析小物块一直做减速运动，到b点时速度为小于v1的任何值，故a正确，b错误当小物块与传送带共速后，再向上运动摩擦力对小物块做正功，机械能将增加，故c错误w合ek0，d正确答案ad7.如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物体接触(未连接)，弹簧水平且无形变用水平力f缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，此时物体静止撤去f后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4x0.物体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g.则()a撤去f后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动b撤去f后，物体刚运动时的加速度大小为gc物体做匀减速运动的时间为2d物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为mg(x0)解析撤去f以后，由于弹力kx为变力而滑动摩擦力fmg为恒力，由牛顿第二定律kxmgma知物体做变加速运动，故a错误撤掉f时，加速度最大，由kx0mgmam得，amg，故b正确物体做匀减速运动的位移为4x0x03x0，时间t，c错误当kxmg0时，即x时速度最大，这一过程中克服摩擦力做功wmg(x0x)mg(x0)，故d正确答案bd8.如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块a、b用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)初始时刻，a、b处于同一高度并恰好处于静止状态剪断轻绳后a下落、b沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块() a速率的变化量不同b机械能的变化量不同c重力势能的变化量相同d重力做功的平均功率相同解析剪断轻绳后两物块运动中机械能守恒着地时的速率皆为，故a、b皆错误由剪断轻绳前的平衡状态可得magmbgsin，故重力势能变化量maghmbghsinmbgh，c错误由fcos及得amag，bmbgcos(90)mbgsin，故可知ab，d正确答案d9.如图所示，在竖直平面内有一半径为r的圆弧轨道，半径oa水平、ob竖直，一个质量为m的小球自a的正上方p点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点b时恰好对轨道没有压力已知ap2r，重力加速度为g，则小球从p到b的运动过程中()a重力做功2mgrb机械能减少mgrc合外力做功mgrd克服摩擦力做功mgr解析小球从p到b的运动过程中，重力做功mgr，a错误；小球在b点恰好对轨道没有压力，只有重力提供向心力：mg，故vb，从p到b，对小球由动能定理：mgrwfmv0mgr，wfmgr，c错误，d正确；克服摩擦力做的功等于机械能的减少量，b错误答案d10.如图所示，倾角为的光滑斜面上放有两个质量均为m的小球a和b，两球之间用一根长为l的轻杆相连，下面的小球b离斜面底端的高度为h.两球从静止开始下滑，不计球与地面碰撞时的机械能损失，且地面光滑，求：(1)两球在光滑水平面上运动时的速度大小；(2)整个运动过程中杆对a球所做的功解析(1)由于不计摩擦及碰撞时的机械能损失，因此两球组成的系统机械能守恒两球在光滑水平面上运动时的速度大小相等，设为v，根据机械能守恒定律有mg(2hlsin)2mv2解得v. (2)因两球在光滑水平面上运动时的速度v比b从h处自由滑下的速度大，增加的动能就是杆对b做正功的结果b增加的动能为ekbmv2mghmglsin 因系统的机械能守恒，所以杆对b球做的功与杆对a球做的功的数值应该相等，杆对b球做正功，对a做负功所以杆对a球做的功为wmglsin.11.额定功率为80 kw的汽车，在平直公路上行驶的最大速度是20m/s，汽车的质量是2 t，如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小是2m/s2，运动过程中阻力不变求： (1)汽车受到的阻力多大？ (2)3s末汽车的瞬时功率多大？ (3)汽车维持匀加速运动的时间多长？解析(1)当牵引力等于阻力时，汽车的速度达到最大 设汽车的最大速度为vm，则汽车所受阻力为f阻p额/vm4103n. (2)设汽车匀加速运动需要的牵引力为f，由牛顿第二定律得ff阻ma fmaf阻8103n 汽车匀加速阶段达到的最大速度为vm10m/s 匀加速阶段所用的时间t5s 所以3s末汽车仍处于匀加速阶段，故 3s末汽车的瞬时速度为：v3at6m/s 3s末汽车的瞬时功率为：p3fv348 kw. (3)由(2)中可知t5s.答案(1)4103n (2)48 kw (3)5s12.如图所示，固定光滑圆弧轨道ab，半径为r0.8m，末端水平水平面上质量为m12kg、高h0.4m的方凳紧靠在圆弧ab的末端，方凳上表面与圆弧相切现有一个质量为m22kg的滑块(视为质点)从a端由静止沿圆弧下滑，在b点滑上方凳，经过一段时间后从方凳右端滑落已知：方凳与地面、滑块与凳面间的动摩擦因数分别为10.2、20.5；方凳从开始运动到停止运动，在水平面上运动的位移x27cm.(取g10m/s2)，求：(1)滑块滑上方凳时的速度；(2)滑块与方凳分离时，方凳的速度； (3)滑块刚落地时，滑块与方凳右端之间的距离(结果保留三位有效数字)解析(1)滑块从a滑到b的过程，机械能守恒，设滑块滑到b时的速度为v0 m2grm2v 解得：v04m/s. (2)方凳由静止开始做匀加速直线运动，直至滑块从其右端滑落，设此段位移为x11；然后做匀减速直线运动直至停止，设此段位移为x12，中间最大速度为v1，即滑块与方凳分离时，方凳的速度，依据动能定理：2m2gx111(m1m2)gx11m1v1m1gx12m1vx11x12x 解得：v10.6m/sx110.18mx120.09m. (3)设滑块在凳面上运动的时间为t1，滑块从方凳右端滑落时的速度为v2 对方凳：v1a1t12m2g1(m