高考物理总复习巩固练习能量方法及其应用

【巩固练习】一、选择题1、(2015 新课标全国卷)一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小f恒定不变。下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中，可能正确的是()2、从地面竖直上抛一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为H，设上升过程中空气阻力Ff恒定。在小球从抛出到上升至最高处的过程中，下列说法正确的是（ ）A小球的动能减少mgH B小球的动能减少C小球的机械能减少 D小球的机械能减少 3、如图，质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上质量为m的小物块（可视为质点）放在小车的最左端现用一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动物块和小车之间的摩擦力为Ff物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为s在这个过程中，以下结论正确的是（ ）物块到达小车最右端时具有的动能为物块到达小车最右端时，小车具有的动能为物块克服摩擦力所做的功为物块和小车增加的机械能为 4、质量为M kg的物体初动能为100 J，从倾角为的足够长的斜面上的A点，向上匀变速滑行，到达斜面上B点时物体动能减少80J，机械能减少32 J，若，则当物体回到A点时的动能为（ ）A60 JB20 J C50 J D40 J5、如图所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30的固定斜面，其运动的加速度大小为，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克服摩擦力做功mghC动能损失了mgh D机械能损失了6、(2014 新课标全国卷)一物体静止在粗糙水平地面上。现用一大小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v。若将水平拉力的大小改为F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v。对于上述两个过程，用WF1、WF2分别表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则()AWF24WF1，Wf22Wf1 BWF24WF1，Wf22Wf1CWF24WF1，Wf22Wf1 DWF24WF1，Wf22Wf17、一带电小球在空中由A点运动到B点的过程中，只受重力和电场力作用.若重力做功-3 J，电场力做功1 J，则小球的 （ ）A. 重力势能增加3 J B. 电势能增加1 JC. 动能减少3 J D. 机械能增加1 J8、一个带负电的小球从空中的a点运动至b点的过程中，受重力、空气阻力和电场力作用，重力对小球做功3.5J，小球克服空气阻力做功0.5J，电场力对小球做功1J，则下列说法中正确的是：（ ）A小球在a点的重力势能比在b点大 3.5J B小球在a点的机械能比在b点大 0.5JC小球在a点的电势能比在b点少 1JD小球在a点的动能比在b点少4J9、如图所示，a、b带等量异种电荷，MN为a、b连线的中垂线，现有一带电粒子从M点以一定的初速度v射出，开始时的一段轨迹如图中细线所示，若不计重力的作用，则在飞越该电场的过程中，下列说法中正确的是（ ）A该粒子带负电B该粒子的动能先增大后减小C该粒子的电势能先增大后减小D该粒子运动到无穷远处后，其速度大小一定仍为v 10、如图是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置，当太阳光照射到小车上方的光电板，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进。若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间t 前进距离s，速度达到最大值 ，设这一过程中电动机的功率恒为P，小车所受阻力恒为F，那么这段时间内 （ ）A小车做匀加速运动 B电动机所做的功为 Pt C电动机所做的功为D电动机所做的功为二、填空题 1、以10m/s的初速度竖直向上抛出一个质量为0.5kg的物体，它上升的最大高度为4m。设空气对物体的阻力大小不变，则物体落回抛出点时的动能为_J。2、如图、一根长为l、质量为m的绳子搭在光滑的桌子上，绳子一半垂在桌面以下。在受到一扰动后从桌边下滑，则绳子离开桌边时的速度为_。 3、如图所示，电动机带动绷紧的传送皮带，始终保持v0=2m/s的速度运行。传送带与水平面的夹角为300。先把质量为m=10的工件轻放在皮带的底端，经一段时间后，工件被传送到高h=2m的平台上。则在传送过程中产生的内能是_J，电动机增加消耗的电能是_J。（已知工件与传送带之间的动摩擦因数=，不计其他损耗，取g=10m/s2） 三、计算题 1、(2015 四川卷) 严重的雾霾天气，对国计民生已造成了严重的影响，汽车尾气是形成雾霾的重要污染源，“铁腕治污”已成为国家的工作重点。地铁列车可实现零排放，大力发展地铁，可以大大减少燃油公交车的使用，减少汽车尾气排放。若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，先匀加速运动20s达最高速度72km/h，再匀速运动80s，接着匀减速运动15s到达乙站停住。设列车在匀加速运动阶段牵引力为1106N，匀速运动阶段牵引力的功率为6103 kW，忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功。(1)求甲站到乙站的距离；(2)如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同，求公交车排放气态污染物的质量。(燃油公交车每做1焦耳功排放气态污染物310-6克)2、如图所示，斜面轨道AB与水平面之间的夹角=53O，BD为半径R = 4 m的圆弧形轨道，且B点与D点在同一水平面上，在B点，轨道AB与圆弧形轨道BD相切，整个轨道处于竖直平面内且处处光滑，在A点处的一质量m=1kg的小球由静止滑下，经过B、C点后从D点斜抛出去，最后落在地面上的S点处时的速度大小vS = 8m/s，已知A点距地面的高度H = 10m，B点距地面的高度h =5 m，设以MDN为分界线，其左边为一阻力场区域，右边为真空区域，g取10m/s2， （1）小球经过B点的速度为多大？（2）小球经过圆弧轨道最低处C点时对轨道的压力多大？（3）小球从D点抛出后，受到的阻力f与其瞬时速度方向始终相反，求小球从D点至S点的过程中，阻力f所做的功在此过程中小球的运动轨迹是抛物线吗？3、如图所示，一条轨道固定在竖直平面内，粗糙的ab段水平，bcde段光滑，cde段是以O为圆心、R为半径的一小段圆弧可视为质点的物块A和B紧靠在一起，静止于b处，A的质量是B的3倍两物块在足够大的内力作用下突然分离，分别向左、右始终沿轨道运动B到b点时速度沿水平方向，此时轨道对B的支持力大小等于B所受重力的，A与ab段的动摩擦因数为，重力加速度g，求：(1)物块B在d点的速度大小 ；(2)物块A滑行的距离s4、如图甲所示，在水平面上固定有长为、宽为的金属“U”型导轨，在“U”型导轨右侧范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。在时刻，质量为的导体棒以的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为，导轨与导体棒单位长度的电阻均为，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响（取）。（1）通过计算分析4s内导体棒的运动情况；（2）计算4s内回路中电流的大小，并判断电流方向；（3）计算4s内回路产生的焦耳热。【答案与解析】一、选择题1、【答案】A【解析】当汽车的功率为P1时，汽车在运动过程中满足P1F1v，因为P1不变， v逐渐增大，所以牵引力F1逐渐减小，由牛顿第二定律得F1fma1，f不变，所以汽车做加速度减小的加速运动，当F1f时速度最大，且。当汽车的功率突变为P2时，汽车的牵引力突增为F2，汽车继续加速，由P2F2v可知F2减小，又因F2fma2，所以加速度逐渐减小，直到F2f时，速度最大，以后匀速运动。综合以上分析可知选项A正确。2、【答案】C 【解析】小球的机械能的减少量等于阻力做的功。阻力做了多少功，机械能就减少多少。3、【答案】BC 【解析】物块到达小车最右端时具有的动能为 A错。小车具有的动能等于物块对小车的摩擦力做的功为，此时为小车的位移， B对。对物块摩擦力的位移为，做功大小为，C对。增加的总机械能 ，D错。4、【答案】B【解析】由题意物体从斜面上的A点滑到P点，动能减少了80J，机械能损失了32J，剩下的动能为20J，重力势能为48J。剩下的20J的动能要滑到最高点还要损失焦的机械能。列出比例式 ，还要损失8J的机械能，要滑到最高点一共损失32+8=40J的机械能，回到A点时还要损失相同的机械能40J，总机械能减少了80焦，物体回到A点时的动能为20J。5、【答案】CD 【解析】重力势能增加了mgh，A错。根据牛顿第二定律，求得 阻力做功 ，机械能损失了 D对。损失的动能等于增加的重力势能与损失的机械能之和，即mgh C对。正确选项为CD。6、【答案】C【解析】两次物体均做匀加速运动，由于时间相等，两次的末速度之比为12，则由v=at可知两次的加速度之比为12，故两次的平均速度分别为、v，两次的位移之比为12，由于两次的摩擦阻力相等，故由Wf = f x可知，W2f = 2W1f ；因为W合=WF-Wf ，故WF =W合+Wf ；故WF2 =W2合+W2f=4W1合+ 2W1f4W1合+4W1f=4WF1，选项C 正确。【考点】动能定理；牛顿第二定律。7、【答案】AD 【解析】重力做功，重力势能增加3 J， A对。电场力做功1 J，重力以外的力做功，机械能增加1 J，D对。电场力做正功，电视能减少了1 J，B错。根据动能定理 , 动能减少了2J，C错。答案为AD。8、【答案】A D【解析】重力做的功等于重力势能的减少量。A对。机械能的增加量为非重力做功。非重力做了0.5J的功，机械能增加了0.5J。小球在b点的机械能比在a点大 0.5J。电场力做了正功，电势能应减小。小球在a点的电势能比在b点大 1J。动能的增加量为合外力做功，D对。 9、【答案】ABD【解析】由带电粒子运动的轨迹，可以判断它带负电荷，故A正确；该粒子受到的电场力先做正功，后做负功，所以，其动能是先增大后减小，电势能先减小后增大，B项正确，C项错误；粒子在M点电势能为0，在无穷远处电势能为0，根据能量守恒定律可知，粒子速度一定为v，D项正确。10、【答案】BD【解析】电动机的功率恒为P，小车做加速度减小的加速运动，A错。B对。根据动能定理 所以电动机所做的功 ，D对。答案为BD。二、填空题1、【答案】【解析】上抛过程，根据动能定理 （1）下落过程 （2） 联立解得 2、【答案】 【解析】取桌面为重力势能参考平面，桌面下一半绳长具有的重力势能为 刚要离开桌面时具有的重力势能为 重力势能减少量为 重力势能减少量等于动能的增加量 解得3、【答案】60J；280J；【解析】在传送过程中产生的内能就是摩擦力做的功，一开始，工件要加速运动，速度达到传送带速度以后，与传送带相对静止。加速运动时： 工件加速运动的位移： 加速的时间： （或） 传送带的位移： 摩擦力做功的相对位移： 摩擦力做功： 传送带对工件做的功等于工件动能的增加量和重力势能的增加量之和。 电动机增加消耗的电能等于以上两部分功之和 三、计算题1、【答案】(1)1 950 m(2)2.04 kg【解析】(1)设列车匀加速直线运动阶段所用的时间为t1，距离为s1；在匀速直线运动阶段所用的时间为t2，距离为s2，速度为v；在匀减速直线运动阶段所用的时间为t3，距离为s3；甲站到乙站的距离为s。则 s2=vt2 s=s1+s2+s3 联立式并代入数据得 s=1950m (2) 设列车在匀加速直线运动阶段的牵引力为F，所做的功为W1；在匀速直线运动阶段的牵引力的功率为P，所做的功为W2。设燃油公交车做与该列车从甲站到乙站相同的功W，将排放气态污染物质量为M。则 W1=Fs1 W2=Pt2 W=W1+W2 M=(310-9kgJ-1) W 联立式并代入数据得 M=2.04kg 2、【答案】 10m/s 43N 18J 不是抛物线【解析】（1）设小球经过B点时的速度大小为vB，由机械能守恒得： 求得：vB=10m/s. （2）设小球经过C点时的速度为vC，对轨道的压力为N，则轨道对小球的压力N=N， 根据牛顿第二定律可得： Nmg = 由机械能守恒得： 由以上两式及N= N求得：N = 43N. （3）设小球受到的阻力为f，到达S点的速度为vS，在此过程中阻力所做的功为W，易知vD= vB，由动能定理可得： 求得W=18J. 小球从D点抛出后在阻力场区域内的运动轨迹不是抛物线。3、【答案】（1） （2） 【解析】（1