2012高考物理名师预测试题 知识点04 动能定理与能量守恒

1 20122012 高考物理预测专题高考物理预测专题 4 4 动能定理与能量守恒动能定理与能量守恒 高考预测高考预测 动能定理与能量守恒知识点 在 2012 年高考中大约占总分的百分十六左右 对于动能 定理与能量守恒可能以单独命题出现 也可以结合牛顿运动定律 曲线运动 动量守恒定 律 电磁学等方面知识考综合题 命题特点 一般过程复杂 难度大 能力要求高 还常 考查考生将物理问题经过分析 推理转化为数学问题 然后运用数学知识解决物理问题的 能力 一 选择题 共一 选择题 共 1010 小题 在每小题给出的四个选项中 有的小题只有一个选项正确 小题 在每小题给出的四个选项中 有的小题只有一个选项正确 有的小题有多个选项正确 全部选对的得有的小题有多个选项正确 全部选对的得 4 4 分 选不全的得分 选不全的得 2 2 分 有选错的或不答的得分 有选错的或不答的得 0 0 分 分 1 一物体在竖直平面内做圆匀速周运动 下列物理量一定不会发生变化的是 A 向心力 B 向心加速度 C 动能 D 机械能 答案 D 2 静置在光滑水平面上坐标原点处的小物块 在水平拉力F作用下 沿x轴方向运动 拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图 5 所示 图线为半圆 则小物块运动到 x0处 时的动能为 A 0 B C D 00 2 1 xF 00 4 xF 2 0 8 x 答案 CD 3 下列是一些说法中 正确的是 A 一质点受两个力作用且处于平衡状态 静止或匀速 这两个力在同一段时间内的冲 量一定相同 B 一质点受两个力作用且处于平衡状态 静止或匀速 这两个力在同一段时间内做的 功或者都为零 或者大小相等符号相反 C 在同样的时间内 作用力和反作用力的功大小不一定相等 但正负号一定相反 D 在同样的时间内 作用力和反作用力的功大小不一定相等 但正负号也不一定相反 答案 BD 4 质量为 m 的物体静止在粗糙的水平地面上 若物体受水平力 F 的作用从静止开始通 过位移时的动能为 E1 当物体受水平力 2F 作用 从静止开始通过相同位移 它的动能为 E2 则 A E2 E1 B E2 2E1 C E2 2E1 D E1 E2 2E1 答案 C 5 如图 2 所示 传送带以的初速度匀速运动 将质量为 m 的物体无初速度放在传 0 送带上的 A 端 物体将被传送带带到 B 端 已知物体到达 B 端之间已和传送带相对静止 则下列说法正确的是 A 传送带对物体做功为 2 2 1 m B 传送带克服摩擦做功 2 2 1 m C 电动机由于传送物体多消耗的能量为 2 2 1 m 2 D 在传送物体过程产生的热量为 2 2 1 m 答案 AD 6 物体 m 从倾角为 的固定的光滑斜面由静止开始下滑 斜面高为 h 当物体滑至 斜面底端时 重力做功的功率为 A B C D ghmg 2ghamg2sin 2 1 aghmgsin2aghmgsin2 答案 C 7 利用传感器和计算机可以测量快速变化的力的瞬时值 如图 3 中的右图是用这种方 法获得的弹性绳中拉力随时间的变化图线 实验时 把小球举高到绳子的悬点O处 然后 放手让小球自由下落 由此图线所提供的信息 以下判断正确的是 A t2时刻小球速度最大 B t1 t2期间小球速度先增大后减小 C t3时刻小球动能最小 D t1与t4时刻小球速度一定相同 答案 B 8 如图 4 所示 斜面置于光滑水平地面上 其光滑斜面 上有一物体由静止沿斜面下滑 在物体下滑过程中 下列说法正确的是 A 物体的重力势能减少 动能增加 B 斜面的机械能不变 C 斜面对物体的作用力垂直于接触面 不对物体做功 D 物体和斜面组成的系统机械能守恒 答案 AD 9 如图 5 所示 粗糙的水平面上固定一个点电荷 Q 在 M 点 无初速度是放一带有恒定电量的小物块 小物块在 Q 的电场中运动到 N 点静止 则从 M 点 运动到 N 点的过程中 A 小物块所受的电场力逐渐减小 B 小物块具有的电势能逐渐增大 C M 点的电势一定高于 N 点的电势 D 小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦 力做的功 答案 AD 10 如图 6 所示 在竖直平面内有一半径为 1m 的半圆形轨道 质量为 2kg 的物体自与 圆心 O 等高的 A 点由静止开始滑下 通过最低点 B 时的速度为 3m s 物体自 A 至 B 的过程 中所受的平均摩擦力为 A 0N B 7N C 14N D 28N 答案 B 二 填空题 共二 填空题 共 2 2 小题 共小题 共 1818 分 把答案填在题中的横线上 分 把答案填在题中的横线上 11 某一在离地面 10m 的高处把一质量为 2kg 的小球以 10m s 的速率抛 出 小球着地时的速率为 15m s g 取 10m s2 人抛球时对球做功是 100 J 球在运动中克服空气阻力做功是 75 J 12 质量 m 1 5kg 的物块在水平恒力 F 作用下 从水平面上 A 点由静止开始运动 运 动一段距离撤去该力 物块继续滑行 t 2 0s 停在 B 点 已知 A B 两点间的距离 s 5 0m 物块与水平面间的动摩擦因数 0 20 恒力 F 等于 15N 物块视为质点 g 取 10m s2 3 12 1 Fm gm g a m 三 计算题 共三 计算题 共 6 6 小题 共小题 共 9292 分 解答下列各题时 应写出必要的文字说明 表达式分 解答下列各题时 应写出必要的文字说明 表达式 和重要步骤 只写最后答案的不得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位 和重要步骤 只写最后答案的不得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位 13 12 分 某市规定 卡车在市区内行驶速度不得超过 40km h 一次一辆卡车在市区 路面紧急刹车后 量得刹车痕迹 s 18m 假设车轮与路面的滑动摩擦系数为 0 4 问这辆车 是否违章 试通过计算预以证明 14 13 分 如图 7 所示 质量为m1 的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为 m2 的物体B相连 弹簧的劲度系数为k A B都处于静止状态 一条不可伸长的轻绳绕过 轻滑轮 一端连物体A 另一端连一轻挂钩 不计滑轮的摩擦 开始时各段绳都处于伸直 状态 A上方的一段绳沿竖直方向 重力加速度为g 1 求弹簧的压缩量 2 现用一恒力F沿竖直方向向下拉挂钩 求物块B刚要离开地面时物块A的加速度 a 3 第 2 问中 若物块B刚要离开地面时 物块A的速度为v 求从开始施加拉力到物 块B刚要离开地面过程中 弹簧弹力对物块A所做的功 4 若在挂钩上挂一质量为m3 的物体C并从静止状态释放 已知它恰好能使B离开地 面但不继续上升 求此过程中弹簧弹力对物块A所做的功 解 1 A 处于平衡状态 弹簧的弹力等于 A 物体的重力 即 F1 m1g 设弹簧压缩量为 x1 根据胡克定律 F1 kx1 得 x1 k gm1 2 B刚要离开地面时 B受弹簧弹力F2 和重力作用处于静止状态 即 F2 m2g A受重力 绳的拉力F和弹簧弹力F2 作用 根据牛顿第二定律 F F2 m1g m1a 解得 3 设 B 刚要离开地面时 弹簧的伸长量为 x2 则kx2 m2g 此过程中以 A 为研究对象 根据动能定理有 WF WG W弹 mv2 0 重力和拉力做功分别为 WG m1g x1 x2 WF F x1 x2 联立可得 W弹 mv2 m1g F 4 分析题意可知 B不再上升 表明此时 A 和 C 的速度为零 C已降到最低点 以 A C和弹簧为研究对象 根据机械能守恒定律 弹簧的弹性势能增加量为 E m3g x1 x2 m1g x1 x2 得 E m3g m1g 1 2 12 mm g k 12 mm g k 12 mm g k 4 弹簧弹力对A所做的功 W E m1g m3g 15 15 15 分 一半径 R 1 米的 1 4 圆弧导轨与水平导轨相连 从圆弧导轨顶端 A 静止释 放一个质量 m 20 克的木块 测得其滑至底端 B 的速度 vB 3 米 秒 以后又沿水平导轨滑行 BC 3 米而停止在 C 点 如图 8 所示 试求 1 圆弧导轨摩擦力的功 2 BC 段导轨摩擦 力的功以及滑动摩擦系数 取 g 10 米 秒 2 16 16 分 如图 9 所示 在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮 K 一条不可伸 长的轻绳绕过 K 分别与 A B 连 A B 的质量分别为 开始时系统处于静止状 A m B m 态 现用一水平恒力 F 拉物体 A 使物体 B 上升 已知当 B 上升距离时 B 的速度h 为 求此过程中物体 A 克服摩擦力所做的功 重力加速度为 vg 16 解 在此过程中 B 的重力势能的增量为 A B 动ghmB 能增量为 恒力 F 所做的功为 用表示 A 克 2 2 1 vmm BA FhW 服摩擦力所做的功 根据功能关系有 ghmvmmWFh BBA 2 2 1 解得 ghmvmmFhW BBA 2 2 1 17 如图 10 所示 某要乘雪橇从雪坡经 A 点滑到 B 点 接着沿水平路面滑至 C 点停止 人与雪橇的总质量为 右表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据 开始时人与雪橇kg70 距水平路面的高度 请根据右表中的数据解决下列问题 mh20 1 人与雪橇从 A 到 B 的过程中 损失的机械能为多少 2 设人与雪橇在 BC 段所受阻力恒定 求阻力的大小 3 人与雪橇从 B 运动到 C 的过程中所对应的距离 取 2 10smg 位置 ABC 速度 m s 2 012 00 时刻 s 04 010 0 5 图 10 17 解析 1 从 A 到 B 的过程中 人与雪橇损失的机械能为 22 2 1 2 1 BA mvmvmghE 代入数据解得 JE 3 101 9 2 人与雪橇在 BC 段做减速运动的加速度大小 t vv a CB 根据牛顿第二定律有 maFf 解得 N 2 104 1 f F 3 人与雪橇从 B 运动到 C 的过程中由动能定得得 2 2 1 0 Bf mvsF 代入数据解得 ms36 18 19 分 质量为的汽车 沿倾角为的斜坡由静止开始运动 汽 车在kg 3 100 1 30 运动过程中所受摩擦阻力大小恒为 汽车发动机的额定输出功率为 开N2000W 4 106 5 始时以的加速度做匀加速运动 求 1 汽车做匀加速运动的 2 1sma 2 10smg 时间 2 汽车所能达到的最大速率 3 若斜坡长 且认为汽车达到坡顶之前 1 tm 5 143 已达到最大速率 则汽车从坡底到坡顶需多少时间 18 解 1 根据牛顿第二定律有 mafmgF 30sin 设匀加速的末速度为 则有 vF