高中物理功和能复习-习题-中等难度-附答案详细解析

第 1 页 共 8 页 高中物理功能专题练习高中物理功能专题练习 中等难度 一 单选题 本大题共 1 小题 共 4 0 分 1 飞流直下三千尺 疑是银河落九天 是唐代诗人李白描写庐山瀑布的佳句 瀑布 中的水从高处落下的过程中 A 重力势能增加 B 重力势能减少 C 重力对水做的功大于水重力势能的改变量 D 重力对水做的功小于水重力势能的改变量 二 多选题 本大题共 3 小题 共 12 0 分 2 关于功的正负 下列叙述中正确的是 A 正功表示功的方向与物体运动方向相同 负功为相反 B 正功大于负功 C 正功表示力和位移两者之间夹角小于 负功表示力和位移两者之间夹角大 90 于90 D 正功表示做功的力为动力 负功表示做功的力为阻力 3 物体从某一高度处自由下落 落到直立于地面的轻弹簧上 在 A 点 物体开始与弹簧接触 到 B 点物体的速度为零 然后被弹回 下列 说法中正确的是 A 物体从 A 下落到 B 的过程中 弹性势能不断增大 B 物体从 A 下落到 B 的过程中 重力势能不断减小 C 物体从 A 下落到 B 以及从 B 上升到 A 的过程中 动能都是先变 小后变大 D 物体在 B 点的速度为零 处于平衡状态 4 如图所示 竖直光滑杆固定不动 套在杆上的弹簧下端固定 将套在杆上的滑块 向下压缩弹簧至离地高度处 滑块与弹簧不拴接 现由静止释放滑块 通 0 1 过传感器测量到滑块的速度和离地高度 h 并作出滑块的图象 其中高度从 上升到范围内图象为直线 其余为曲线 以地面为零势能面 取 0 2 0 35 由图象可知 10 2 A 小滑块的质量为0 2 B 轻弹簧原长为0 1 C 弹簧最大弹性势能为0 32 D 小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0 38 三 填空题 本大题共 2 小题 共 8 0 分 5 如图 倾角为 的斜面上一物体 竖直向上的恒力 F 通过滑 轮把物体拉着沿斜面向上移动了 S 的位移 则此过程拉了 F 做功 第 2 页 共 8 页 6 质量的汽车以的额定功率沿平直公路行驶 某时刻汽 5 103 6 104 车的速度大小为 设汽车受恒定阻力则时汽 10 2 5 103 10 车的加速度 a 的大小为 汽车能达到的最大速度大小为 2 四 计算题 本大题共 1 小题 共 10 0 分 7 如图所示 长为 4m 的水平轨道 AB 与半径为的竖直的半圆弧轨道 BC 0 5 在 B 处相连接 有 质量为 2kg 的滑块 可视为质点 在水平向右 大小为 14N 的恒力 F 作用下 从 A 点由静止开始运动到 B 点 滑块与 AB 间的动摩擦因数为 间粗糙 取求 0 25 10 2 滑块到达 B 处时的速度大小 1 若到达 B 点时撤去力 F 滑块沿半圆弧轨道内侧上滑 并洽好能到达最高点 2 C 则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少 五 简答题 本大题共 3 小题 共 24 0 分 8 如图所示 水平面与倾角为的斜面在 B 处平滑连接 图中未画出 斜面足 37 够长 一质量为的小物块在水平面上从 A 处以初速度水平向 1 0 20 右运动 AB 间距离己知物块与水平面和斜面的动摩擦因数均为 30 0 5 重力加速变求 10 2 37 06 37 0 8 物块在斜面上运动离 B 点的最大距离 1 物块最终静止位置与 A 点距离 2 第 3 页 共 8 页 9 如图 N P 为直角三角形的三个顶点 中点处固定一电 37 量为的正点电荷 M 点固定一轻质弹簧是一光滑绝缘杆 其 1 2 0 10 8 中 ON 长为 杆上穿有一带正电的小球 可视为点电荷 将弹簧压缩到 O 1 点由静止释放 小球离开弹簧后到达 N 点的速度为零 沿 ON 方向建立坐标轴 取 O 点处 图中 和 图线分别为小球的重力势能和电势能随位置坐标 x 0 变化的图象 其中J 静电 0 1 24 10 3 1 1 92 10 3 2 6 2 10 4 力恒量 取 重力加速度 9 0 109 2 2 37 0 6 37 0 8 10 2 求电势能为时小球的位置坐标和小球的质量 m 1 1 1 已知在处时小球与杆间的弹力恰好为零 求小球的电量 2 1 2 求小球释放瞬间弹簧的弹性势能 3 10 如图所示 光滑水平面上有三个滑块 A B C 其质量分别为 其 2 3 中两滑块用一轻质弹簧连接 某时刻给滑块 A 向右的初速度 使其在水平面 0 上匀速运动 一段时间后与滑块 B 发生碰撞 碰后滑块 A 立即以的速度反弹 0 5 求 发生碰撞过程中系统机械能的损失为多少 1 碰后弹簧所具有的最大弹性势能 2 第 4 页 共 8 页 第 5 页 共 8 页 答案和解析答案和解析 答案答案 1 B2 CD3 AB4 AD 5 6 24 0 7 7 解 滑块从 A 到 B 的过程中 由动能定理有 1 1 2 2 即 14 4 0 25 2 10 4 1 2 2 2 得 6 当滑块恰好能到达 C 点时 应有 3 2 滑块从 B 到 C 的过程中 由动能定理 2 1 2 2 1 2 2 联立解得 即克服摩擦力做功为 11J 11 答 滑块到达 B 处时的速度大小是 1 6 滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是 11J 2 8 解 当物块在斜面上速度减为零时 离 B 点的距离最大 设为 L 整个过程中 1 根据动能定理得 0 1 2 2 0 37 37 解得 5 因为 则物块速度减为零后不能保持静止 沿斜面下滑 2 37 37 最后静止在水平面上 此过程中 根据动能定理得 37 37 0 0 解得 0 2 则物块最终静止位置与 A 点距离 30 0 2 29 8 答 物块在斜面上运动离 B 点的最大距离为 5m 1 物块最终静止位置与 A 点距离为 2 29 8 9 解 电势能为是最大 所以应是电荷对小球做负功 1 1 1 和正功的分界点 即应该是图中过作的 ON 的垂线 1 1 37 1 2 37 0 32 0 32 根据图象得到 1 1 1 37 1 92 10 3 10 0 32 0 6 1 10 3 小球受到重力 G 库仑力 F 2 则有 1 2 2 37 其中 1 37 0 24 第 6 页 共 8 页 带入数据 得 2 2 56 10 6 对 O 到 N 小球离开弹簧后到达 N 点的速度为零 根据能量守恒 得到 3 37 2 0 带入数据解得 5 38 10 3 答 电势能为时小球的位置坐标为 小球的质量 1 1 1 0 32 1 10 3 小球的电量为 2 2 2 56 10 6 小球释放瞬间弹簧的弹性势能为J 3 5 38 10 3 10 解 碰撞瞬间 组成系统动量守恒 规定向右为正方向有 1 0 0 5 2 解得 3 5 0 碰撞过程中系统机械能的损失 1 2 2 0 1 2 0 5 2 1 2 2 3 0 5 2 3 25 2 0 当弹簧具有最大弹性势能时 具有共同速度 设为 则根据动量守恒定律 2 有 2 2 3 由机械能守恒定律有 1 2 2 2 1 2 3 2 解得 27 125 2 0 答 发生碰撞过程中系统机械能的损失为 1 3 25 2 0 碰后弹簧所具有的最大弹性势能为 2 27 125 2 0 解析解析 1 解 根据可知 瀑布中的水从高处落下的过程中重力做正功 重力势 能减小 重力对水做的功等于水重力势能的改变量 故选 B 瀑布中的水从高处落下重力做正功 重力势能减小 本题主要考查了重力做功与重力势能的变化量的关系 难度不大 属于基础题 2 解 A 功是标量 只有大小 没有方向 而正负表示动力做功 负号表示阻力做 功 故 A 错误 D 正确 B 功的正负不表示做功的大小 故 B 错误 C 由可知 正功表示力和位移两者之间夹角小于 负功表示力和位 90 移两者之间夹角大于 故 C 正确 90 故选 CD 功是标量 只有大小 没有方向 由可知 做功正负的条件 正功表示动 力对物体做功 负功表示阻力对物体做功 本题主要考查了对功的理解 注意功是标量 只有大小 没有方向 明确正功和负功 的意义 第 7 页 共 8 页 3 解 A 物体从 A 下落到 B 的过程中 弹簧的形变量增大 弹性势能不断增大 故 A 正确 B 物体从 A 下落到 B 的过程中 高度降低 重力势能不断减小 故 B 正确 C 物体从 A 下落到 B 以及从 B 上升到 A 的过程中 当弹簧的弹力和重力平衡时 速 度最大 动能最大 所以动能都是先变大后变小 故 C 错误 D 物体在 B 点时 速度为零 但速度为零 合力不为零 不是处于平衡状态 故 D 错误 故选 AB 动能的大小与物体的速度有关 知道速度的变化规律可以知道动能的变化规律 重力势能与物体的高度有关 根据高度的变化来判断重力势能的变化 弹簧的弹性势能看的是弹簧形变量的大小 首先要明确物体的整个的下落过程 知道在下降的过程中各物理量之间的关系 在对 动能和势能的变化作出判断 需要学生较好的掌握基本知识 4 解 A 在从上升到范围内 图线的斜率绝对 0 2 0 35 值为 则 故 A 正确 0 3 0 35 0 2 2 0 2 B 在图象中 图线的斜率表示滑块所受的合外力 由于高度从上升到 0 2 范围内图象为直线 其余部分为曲线 说明滑块从上升到范围内所受 0 35 0 2 0 35 作用力为恒力 所示从 滑块与弹簧分离 弹簧的原长的故 B 错误 0 2 0 2 C 根据能的转化与守恒可知 当滑块上升至最大高度时 增加的重力势能即为弹簧最 大弹性势能 所以 故 C 错误 0 2 10 0 35 0 1 0 5 D 由图可知 当时的动能最大 在滑块整个运动过程中 系统的动能 重 0 18 力势能和弹性势能之间相互转化 因此动能最大时 滑块的重力势能与弹簧的弹性势 能总和最小 根据能的转化和守恒可知 故 D 正确 0 5 0 2 10 0 1 0 32 0 38 故选 AD 根据图象的斜率表示滑块所受的合外力 高度从上升到范围内图象为 0 2 0 35 直线 其余部分为曲线 结合能量守恒定律求解 本题考查了能量守恒定律和图象的理解与应用问题 根据该图象的形状得出滑块从 上升到范围内所受作用力为恒力 说明物体不再受到弹簧的弹力的作用是 0 2 0 35 解题的关键 5 解 由图可知 F 通过绳子对滑轮产生了两个拉力的作用 一个是沿斜面上的拉力 另一个是竖直向上的拉力 两拉力所做的总功为 90 故答案为 对滑轮分析 根据滑轮受力情况 利用功的公式可求得 F 所做的功 本题通过力 F 的实际效果进行分析求解 也可以直接分析拉力 F 的作用 要注意明确 F 的位移与物体位移的关系 6 解 由可知 牵引力 6 104 10 6000 由牛顿第二定律得 代入数据解得 0 7 2 当汽车匀速运动时速度最大 由平衡条件得 2500 由可知 最大速度 6 104 2500 24 故答案为 24 0 7 应用功率公式的变形公式求出汽车的牵引力 然后应用牛顿第二定律求出加速 度 第 8 页 共 8 页 汽车匀速运动是速度最大 应用平衡条件求出牵引力 然后由功率公式求出最大速 度 本题考查了功率公式的应用 分析清楚汽车的运动过程 应用 平衡条 件 牛顿第二定律可以解题 7 对滑块从 A 到 B 的过程作为研究的过程 运用动能定理求出滑块到达 B 处时的 1 速度大小 滑块沿半圆弧轨道内侧上滑 并恰好能达到最高点 C 知在最高点 C 所受的弹力为 2 零 根据牛顿第二定律求出临界的速度 根据动能定理求出滑块在半圆轨道上克服摩 擦力所做的功 分析清楚滑块的运动过程 知道涉及力在空间的效果 运用动能定理求出速度是常用 的方法 还要明确最高点的临界条件 重力等于向心力 8 当物块在斜面上速度减为零时 离 B 点的距离最大 整个过程中 根据动能定理 1 列式即可求解 因为 则物块速度减为零后不能保持静止 沿斜面下滑 2 37 37 最后静止在水平面上 此过程中 根据动能定理列式求解即可 本题主要考查了动能定理的直接应用 要求同学们能正确分析物块的受力情况 特别 注意物块速度减为零后不能保持静止 而要沿斜面下滑 难度适中 9 判断出的位置 利用即可求的质量 1 1 1 根据受力分析利用垂直于斜面方向合力为零即可求的电