2011年高考物理 考点7 功和能考点精练精析 新人教版

考点考点 7 7 功和能 功和能 1 2010 莆田模拟 神舟三号 顺利发射升空后 在离地面 340km 的圆轨道上运行了 108 圈 运行中 需要多次进行 轨道维持 所谓 轨道维持 就是通过控制飞船上发动机的点火时间和推力的大小方 向 使飞船能保持在预定轨道上稳定运行 如果不进行轨道维持 由于飞船受轨道上稀薄空气的摩擦阻 力 轨道高度会逐渐降低 在这种情况下飞船的动能 重力势能和机械能变化情况将会是 A 动能 重力势能和机械能都逐渐减小 B 重力势能逐渐减小 动能逐渐增大 机械能不变 C 重力势能逐渐增大 动能逐渐减小 机械能不变 D 重力势能逐渐减小 动能逐渐增大 机械能逐渐减小 答案 D 2 2010 湖南师大附中模拟 质量为 1kg 的物体被人用手由静止向上提高 1m 这时物体的速度是 2m s g 10m 2 s 下列说法中正确的是 A 手对物体做功 12J B 合外力对物体做功 12J C 合外力对物体做功 2J D 物体克服重力做功 10J 解析 选 ACD 运用动能定理合 合 合 合k EW 可求合外力对物体做功 2J 根据合 合 PG EW 可求物体克服重 力做功 10J 根据受力分析 G WWW 人合 可求手对物体做功 12J 可得 ACD 正确 3 2010 天津模拟 如图 7 所示 一根轻弹簧下端固定 竖立在水平面上 其正上方A位置有一只小 球 小球从静止开始下落 在B位置接触弹簧的上端 在C位置小球所受弹力大小等于重力 在D位置 小球速度减小到零 则在小球下降阶段 下列说法中正确的是 A 在B位置小球动能最大 B 在D位置小球机械能最小 C 从A C位置小球重力势能的减少大于小球动能的增加 D 从A D位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加 解析 选 BCD 从 A 点到 B 点 小球做自由落体运动 从 B 点到 C 点 小球做加速度越来越小的加速运动 从 C 点到 D 点 小球做加速度越来越大的减速运动 所以小球在 C 位置时速度最大 动能最大 A 错误 D 位置 小球的动能为零 重力势能最小 所以小球机械能最小 B 正确 从 A C 位置 小球的重力势 能转化为小球的动能和弹簧的弹性势能 所以小球重力势能的减少大于小球动能的增加 C 正确 从 A D 位置 小球的重力势能完全转化为弹簧的弹性势能 小球的动能变为零 所以小球重力势能的减少等于 弹簧弹性势能的增加 D 正确 4 2010 诸城模拟 在奥运比赛项目中 高台跳水是我国运动员的强项 质量为m的跳水运动员进入 水中后受到水的阻力而做减速运动 设水对他的阻力大小恒为F 那么在他减速下降高度为h的过程中 下列说法正确的是 g为当地的重力加速度 A 他的动能减少了Fh B 他的重力势能增加了mgh C 他的机械能减少了 Fmg h D 他的机械能减少了Fh 答案 D 5 2010 济南模拟 光滑的水平面上固定着一个螺旋形光滑水平轨道 俯视如图所示 一个小球以一 定速度沿轨道切线方向进入轨道 以下关于小球运动的说法中正确的是 A 轨道对小球做正功 小球的线速度不断增大 B 轨道对小球做正功 小球的角速度不断增大 C 轨道对小球不做功 小球的角速度不断增大 D 轨道对小球不做功 小球的线速度不断增大 解析 选 C 小球的运动方向始终与轨道对它的弹力方向垂直 所以轨道对小球不做功 根据动能定理 小球的动能不变 所以小球的线速度不变 A D 错误 根据 v r 轨道半径越来越小 所以小球的角 速度不断增大 B 错 C 对 6 2010 屯溪模拟 在风景旖旎的公园往往都有喷泉以增加观赏性 现有一喷泉喷出的水柱高达 h 已 知水的密度为 喷泉出口的面积为 S 则空中水的质量为 A hS B 2 hS C 3 hS D 4 hS 答案 D 7 2010 普宁模拟 游乐场中的一种滑梯如图所示 小朋友从轨道顶端由静止开始下滑 沿水平轨道 滑动了一段距离后停下来 则 A 下滑过程中支持力对小朋友做功 B 下滑过程中小朋友的重力势能减少 C 整个运动过程中小朋友的机械能守恒 D 在水平面滑动过程中没有摩擦力对小朋友做功 答案 B 8 2010 临朐模拟 关于力对物体做功 下列说法正确的是 A 滑动摩擦力对物体一定做负功 B 静摩擦力对物体可能做正功 C 作用力的功与反作用力的功其代数和一定为零 D 合外力对物体不做功 物体一定处于平衡状态 答案 B 9 2010 浙江模拟 一个小物块从斜面底端冲上足够长的斜面后 返回到斜面底端 已知小物块的初 动能为E 它返回斜面底端的速度大小为V 克服摩擦阻力做功为E 2 若小物块冲上斜面的初动能变为 2E 则有 A 返回斜面底端的动能为 E B 返回斜面底端时的动能为 3E 2 C 返回斜面底端的速度大小为 2V D 返回斜面底端的速度大小为 2V 答案 A D 10 2010 杭州模拟 一物体放在升降机底板上 随同升降机由静止开始竖直向下运动 运动过程中物 体的机械能 E 与物体位移 S 关系的图像如图所示 其中 1 Os 过程的图线为曲线 12 ss 过程的图线为直 线 根据该图像 下列判断正确的是 A 1 Os 过程中物体所受合力一定是变力 B 12 ss 过程中物体不可能做匀速直线运动 C 12 ss 过程中物体一定做匀减速直线运动 D 2 Os 过程中物体的动能一定不断增大 答案 11 2010 丹阳模拟 如图所示 是汽车牵引力 F 和车速倒数v 1 的关系图像 若汽车质量为 2 103kg 由静止开始沿平直公路行驶 阻力恒定 最大车速为 30m s 则以下说法正确的是 A 汽车的额定功率为 6 104W B 汽车运动过程中受到的阻力为 6 103N C 汽车先做匀加速运动 然后再做匀速直线运动 D 汽车先做匀加速运动 然后再做变加速直线运动 解析 选 AD 由图像可知 随着汽车速度的增加 即随着v 1 的减小 牵引力先是恒定不变 后逐渐减小 汽车先做匀加速启动 后做额定功率下的变加速启动 C 错误 D 正确 由图象可知v 30m s 时 F 2 103N 所以P Fv 6 104W A 正确 汽车运动过程中受到的阻力f P Vm 2 103N B 错误 12 2010 嘉兴模拟 如图所示 在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧 上端 O 点与管口的距离为 2X0 一质量为 m 的小球从管口由静止下落 将弹簧压缩至最低点 B 压缩量为 x0 不计空气阻力 则 A 小球运动的最大速度等于 0 gx2 B 小球运动中最大加速度为 g C 弹簧的劲度系数为 mg x0 D 弹簧的最大弹性势能为 3mgx0 答案 D 13 2010 浏阳模拟 一带电小球在空中由 A 点运动到 B 点的过程中 受重力和电场力作用 若重力做 功 3J 电场力做功 1J 则小球的 A 重力势能增加 3J B 电势能增加 1J C 动能减少 3J D 机械能增加 1J 答案 A D 14 2010 嘉兴模拟 如图所示 质量为 m 的物体 可视为质点 以某一速度从点冲上倾角为 30 的固定斜面 其运动的加速度大小为 g 4 3 此物体在斜面上上升的最大高度为 h 则在这个过程中物体 A 重力势能增加了mgh B 机械能损失了 mgh 2 1 C 动能损失了 mgh D 克服摩擦力做功 mgh 4 1 答案 A B 15 2010 安徽模拟 如图所示 光滑圆弧轨道与光滑斜面在 B 点平滑连接 圆弧半径为 R 0 4m 一半 径很小 质量为 m 0 2kg 的小球从光滑斜面上 A 点由静止释放 恰好能通过圆弧轨道最高点 D g 取 10m s2 求 1 小球最初自由释放位置 A 离最低点 C 的高度h 2 小球运动到 C 点时对轨道的压力大小FN 3 若斜面倾斜角与图中 相等 均为 53 小球离开 D 点至落到斜面上运动了多长时间 解析 1 设小球在 D 点速度为 vD 则 由 A 运动到 D 点 机械能守恒 mg h 2R mv2D 2 mh1 2 由 A 运动到 C 点 机械能守恒 mgh mv2C 2 设小球在 C 点速度为 vC则 FN mg mv2C R NFN12 1 分 3 设撞到斜面上 E 点离 B 点的距离为 x 飞行时间为 t 由位移公式得 tvxR D 53cos53sin 2 53sin53cos 2 gtxRR 由上面两式得 st 15 4 答案 1 1m 2 12N 3 2 2 gt 16 2010 浏阳模拟 环保节能问题是现今世界各国共同关注的课题 科学家们设计并制造了一艘太阳 能帆船 它既有普通的柴油发动机作为动力系统 又有四个特殊的风帆 每个高 6m 宽 1 5m 表面布满 太阳能电池 这样它既可以利用风力航行 又可以利用太阳能发电再利用电能驱动 已知船在行驶中所 受阻力跟船速的平方成正比 某次试航时关闭柴油发动机 仅靠风力匀速航行时速度 smv 2 1 阻力 大小 6 1 1 f 3 10 N 开动太阳能电池驱动的发动机后船匀速运动的速度增加到 smv 3 2 当时在落 日照射下每平方米风帆实际获得的太阳能功率为 600W 电动机的效率 80 设风力的功率不受船速的影 响 则 1 风力的功率是多少 2 电动机提供的机械功率是多大 3 太阳能电池把太阳能转化为电能的效率是多少 解析 1 WvfP 3 11 102 3 风 2 2 11 kvf 3 111 kvvfP 风 可得 K 400 3 3 m S W 同理 2 22 kvf 风电提供的总功率为 3 222 kvvfP 总 电动机提供的机械功率为 WkvkvPPP 33 1 3 2 106 7 风总 3 电动机从太阳能电池获得的功率为 W P P 3 1 1 105 9 接收到的太阳能功率为 P2 4 6 1 5 600W 2 16 104W 100 2 1 2 P P 44 答案 1 3 3 2 10 W 2 3 9 5 10 W 3 44 17 2010 丹阳模拟 某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛 比赛路径如图所示 赛车从起点 A 出 发 沿水平直线轨道运动 L 后 由 B 点进入半径为 R 的光滑竖直圆轨道绕行一周 离开竖直圆轨道后继 续在光滑平直轨道上运动到 C 点 并能越过壕沟 已知赛车质量 m 0 1kg 通电后以额定功率 P 2 0w 工 作 进入竖直轨道前受到阻力恒为 0 3N 随后在运动中受到的阻力均可不计 图中 L 5 26m R 0 50m h 1 25m S 1 80m 求 1 赛车越过壕沟在 C 点应具有的最小速度 2 要使赛车完成比赛 电动机至少工作多长时间 取 g 10 m s2 解析 1 设赛车越过壕沟在 C 点的最小速度为 v1 由平抛运动的规律 tvS 1 2 2 1 gth 解得 1 3 6 2 g vSm s h 2 设赛车恰好越过圆轨道 对应圆轨道最高点的速度为 v2 最低点的速度为 v3 由牛顿第二定律及机 械能守恒定律 R v mmg 2 2 Rmgmvmv2 2 1 2 1 2 2 2 3 解得 3 55 vgRm s 通过分析比较 赛车要完成比赛 在进入圆轨道前的速度最小应该是 min 5 vm s 设电动机工作时间至少为 t 根据功能原理 min 2 2 1 mvfLPt 由此可得 t 1 414s 答案 1 3 6m s 2 1 414s 18 2010 济南模拟 如图甲所示 一质量为 m 1kg 的物块静止在粗糙水平面上的 A 点 从 t 0 时 刻开始 物体在受按如图乙所示规律变化的水平力 F 作用下向右运动 第 3s 末物块运动到 B 点时速度刚 好为 0 第 5s 末物块刚好回到 A 点 已知物块与粗糙水平间的动摩擦因数 0 2 求 g 取 10m s2 1 AB 间的距离 2 F 做的功 解析 1 在 3s 5s 物块在水平恒力 F 作用下由 B 点匀加速直线运动到 A 点 设加速度为 a AB 间的距离为 s 则 mamgF m mgF a 22 2 1 1012 04 smsm mats t 4 2 1 2 设整个过程中 F 所做功为 WF 物块回到 A 点的速度为 VA 由动能定理得 2 F A mv 2 1 mgs2W as A 2 2 JmasmgsWF242 答案 1 4m 2 24J 19 2010 宁波模拟 滑板运动是一项陆地上的 冲浪运动 滑板运动员可在不同的斜坡上滑行 做 出各种动作给人以美的享受 如图甲所示 abcdef 为同一竖直平面上依次平滑连接的滑行轨道 其中 ab 段水平 3Hm bc 段和 cd 段均为斜直轨道 倾角 370 de 段是一半径 2 5Rm 的四分之一圆孤 轨道 O 点为圆心 其正上方的 d 点为圆孤的最高点 滑板及运动员总质量 60mkg 运动员滑经 d 点 时轨道对滑板支持力用 d N 表示 忽略摩擦阻力和空气阻力 取 g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 运动员从 bc 段紧靠 b 处无初速度滑下 求 d N 的大小 解解析析 解解析析 答案 360N 20 2010 聊城模拟 如图所示 皮带始终保持 v 6m s 的速度顺时针运转 一个质量为 m 1 0kg 初速 度为零的小物体放在传送带的左端 若物体与传送带之间的动摩擦因数 0 15 传送带左右两端距离为 s 6 75m g 取 10m s2 1 求物体从左端运动到右端的时