物理ⅱ沪科版第四章能量守恒与可持续发展练习

1、物理沪科版第四章能量守恒与可持续发展练习( 时间 90 分钟，总分值120 分 )【一】单项选择题( 此题共 5 小题，每题5 分，共 25 分)1、物体沿直线运动的v t 关系如图 1 所示，在第1 秒内合外力对物体做的功为W，那么()图 1A、从第 1 秒末到第3秒末合外力做功为4WB、从第 3 秒末到第5秒末合外力做功为2WC、从第 5 秒末到第7秒末合外力做功为WD、从第 3 秒末到第4秒末合外力做功为0.75 W2、在竖直平面内，有根光滑金属杆弯成如图2 所示形状，相应的曲线方程为y cosx，A将一个光滑小环套在该金属杆上，并从x 0、 y A 处以某一初速度沿杆向x 方向运动、运

2、动过程中 ()图 2A、小环在D点的加速度为零B、小环在B 点和 D点的加速度相同C、小环在C点的速度最大D、小环在C点和 E点的加速度方向相同3、光滑斜面上有一个小球自高为h的A 处由静止开始滚下，抵达光滑的水平面上的B 点时的速度大小为动阻挡条，如图v0. 光滑水平面上每隔相等的距离设置了一个与小球运动方向垂直的活3 所示，小球越过n 条活动挡条后停下来、假设让小球从h 高处以初速度 v0 滚下，那么小球能越过的活动阻挡条的条数是失的动能相等)()( 设小球每次越过活动阻挡条时损图 3A、 nB、 2nC、 3nD、 4n4、小球由地面竖直上抛，上升的最大高度为 H，设所受阻力大小恒定，地

3、面为零势能面、在上升至离地高度 h 处，小球的动能是势能的 2 倍，在下落至离地高度 h 处，小球的势能是动能的2 倍，那么 h 等于 ()H2H3H4HA.9B. 9 C. 9 D. 95、如图 4 甲所示，足够长的固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，沿杆方向给环施加一个拉力F，使环由静止开始运动，拉力 F 及小环速度2化的规律如图乙所示，重力加速度g 取 10m/s . 那么以下判断正确的选项是v 随时间()t变图 4A、小环的质量是1kgB、细杆与地面间的倾角是30C、前 3s 内拉力 F 的最大功率是2.25WD、前 3s 内小环机械能的增加量是6.75J【二】多项选

4、择题( 此题共5 小题，每题6 分，共 30 分，每题有多个选项符合题意，全部选对的得6 分，选对但不全的得3 分，错选或不答的得0 分 )6、带电荷量为q、质量为m的滑块，沿固定的斜面匀速下滑，现加上一竖直向上的匀强电场 ( 如图 5 所示 ) ，电场强度为E，且 qE mg，对物体在斜面上的运动，以下说法正确的选项是()A、滑块将沿斜面减速下滑图 5B、滑块仍沿斜面匀速下滑C、加电场后，重力势能和电势能之和不变D、加电场后，重力势能和电势能之和减小7. 半径为 R的圆桶固定在小车上，有一光滑小球静止在圆桶的最低点，如图6 所示、小车以速度 v 向右匀速运动，当小车遇到障碍物突然停止时，小球

5、在圆桶中上升的高度可能是()v2v2A、等于 2gB、大于 2g图 6v2C、小于 2gD、等于 2R8. 如图 7 所示为某探究活动小组设计的节能运动系统，斜面轨道倾角为 30，质量为 M的3m的货物装木箱与轨道的动摩擦因数为6. 木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量为入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下，当轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置赶忙将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程、以下选项正确的选项是()图 7A、 m MB、 m 2MC、木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度D、在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能

6、9. 静止在粗糙水平面上的物块 A 受方向始终水平向右、大小先后为F1、 F2、 F3 的拉力作用做直线运动， t 4s 时停下，其 v t 图象如图 8 所示，物块 A 与水平面间的动摩擦因数处处相同，下列判断正确的选项是()图8A、全过程中拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功B、全过程拉力做的功等于零C、一定有F1F3 2F2D、有可能F1F3 2F210、如图 9 所示，一物体m在沿斜面向上的恒力F 作用下，由静止从底端沿光滑的斜面向上做匀加速直线运动，经时间t 力 F 做功为60J，此后撤去恒力 F，物体又经时间t 回到动身点，假设以地面为零势能点，那么以下说法正确的选项是()图9A、物

7、体回到动身点时的动能是60JB、开始时物体所受的恒力F 2mgsin C、撤去力 F 时，物体的重力势能是45JD、动能与势能相同的位置在撤去力F 之前的某位置【三】简答题 ( 此题共 2 小题，共 18分、请将解答填写在相应的位置)11、 (9 分 ) 在“验证机械能守恒定律”的实验中，假设重物质量为0.50kg ，选择好的纸带如图 10所示， O、 A 之间有几个点未画出、相邻两点时间间隔为0.02s ，长度单位是cm，g 取2B时，重物的速度 v _m/s ；从起点9.8m/s . 那么打点计时器打下点BO到打下点 B 的过程中，重物重力势能的减少量Ep _J ，动能的增加量Ek _J

8、、( 结果保留三位有效数字)图 1012、 (9 分 ) 某兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验：用天平测出电动小车的质量为0.4kg ；将电动小车、纸带和打点计时器按如图11 所示安装；图 11接通打点计时器 ( 其打点周期为 0.02s) ；使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源、待小车静止时再关闭打点计时器( 设在整个过程中小车所受的阻力恒定) 、在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的点迹如图12 甲、乙所示，图中计时器打的第一个点、O点是打点图 12请你分析纸带数据，回答以下问题：(1)该电动小车运动的最大速度为_m/s ；(2)该电动小车运动

9、过程中所受的阻力大小为_N；(3) 该电动小车的额定功率为 _W.【四】计算题 ( 此题共 4 小题，共 47 分、解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤、只写出最后答案的不能得分、有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13、 (10 分 ) 如图 13 所示，质量为m的物体从倾角为 的斜面上的A 点以速度 v0沿斜面上滑，由于 mgcos mgsin ，因此它滑到最高点后又滑下来，当它下滑到 B 点时，速度大小恰好也是v0，设物体与斜面间的动摩擦因数为，求AB间的距离、图 1314、(12 分 ) 一劲度系数k800N/m 的轻质弹簧两端分别连接着质量均为12kg 的物体

10、、 ，A B将它们竖直静止放在水平面上，如图14 所示、现将一竖直向上的变力F作用在 A上，使 A开始向上做匀加速运动，经0.40s 物体 B 刚要离开地面、 g10.0m/s 2，试求：(1) 物体 B刚要离开地面时， A 物体的速度 vA；图 14(2) 物体 A重力势能的改变量；1(3) 弹簧的弹性势能公式：Ep kx2，x 为弹簧的形变量， 那么此过程中拉力 F 做的功为2多少？15、 (10 分) 某校物理兴趣小组决定进行遥控赛车竞赛、竞赛路径如图15 所示，赛车从起点 A 动身，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，离开竖直圆轨道后接着在光滑平直轨道

11、上运动到C点，并能越过壕沟、 赛车质量 m 0.1kg ，通电后以额定功率 1.5W 工作，进入竖直轨道前受到阻力恒为0.3N ，随后在运动中PL 10.00m ，R 0.32m， h 1.25m，x 1.50m、问：要使赛受到的阻力均可不计、图中车完成竞赛，电动机至少工作多长时间？( 取 g 10m/s2)图 1516、(15 分 ) 如图 16 甲所示，水平传送带的长度L 6m，皮带轮以速度v 顺时针匀速转动，现在一质量为1kg 的小物块 ( 可视为质点 ) 以水平速度v0 从 A 点滑上传送带，越过B 点后做平抛运动，其水平位移为x，保持物块的初速度v0 不变，多次改变皮带轮的速度v依次

12、测量水平位移x，得到如图16 乙所示的x v 图象、图 16(1) 当 0 v 1m/s 时，物块在 A、 B 之间做什么运动？当 v 7m/s 时，物块在 A、 B 之间做什么运动？(2) 物块的初速度 v0 多大？第五章机械能及其守恒定律【参考答案与详细解析】【一】单项选择题( 此题共5 小题，每题 5 分，共 25分)1、解析：由题图知，第1 秒末速度、第3 秒末速度、第 7 秒速度大小关系：v1 v3111v7，由题知21 秒末到第3 秒末合外力做功2221 0，那么由动能定理知第3 1W2mvW 2mv2mv10，故 A 错、第3 秒末到第 5 秒末合外力做功 W 02错、第 5秒末

13、到第2mv W，故 B33117 秒末合外力做功2秒末到第 4 秒末合外力做功2W 2mv 0 W，故 C 正确、第 3W2mv47541132；因v42v3，因此5 0.75 、故 D 错误、2mvWW答案： C2、解析：小环在 D点和 B 点的加速度是由环的重力沿杆切向分力产生的，由对称性可知，小环在两点的加速度的大小相同，方向不同，故A、 B 均错误；因点最低，小环的重C力势能最小，由机械能守恒知，小环在C点的速度最大， C 正确；小环在 C点和 E点的加速度均为向心加速度，故方向相反，D错误、答案： C3、解析：设每条阻挡条对小球做的功为W，当小球在水平面上滚动时，由动能定理有1112

14、22 NW，0 2mv nW，对第二次有 0 2mv 0 ( 2mv mgh)0201又因为 2mv02 mgh，联立以上三式解得N 2n.答案： Bh 时，速度为 v1，由地面上抛时速度为v0，下落至4、解析：设小球上升至离地面高度离地面高度h处速度为v2，空气阻力为f .F12上升阶段： mgH Ff H 2mv01 1 mgh Ff h2mv122mv02122mgh 2mv11下降阶段： mg( H h) F2( Hh) 2mv2f 2122mgh2mv4由以上各式联立得： h9H. 应选 D.答案： D5、解析：设小环的质量为，细杆与地面间的倾角为 ，由题图乙知，小环在第1s 内m0

15、.5m/s2 0.5m/s2，由牛顿第二定律得： 5 mgsin ma，又 4.5 mgsin ，的加速度 a 1得 m 1kg ， A 正确； sin 0.45 ，B 错误；分析可得前3s 内拉力 F 的最大功率以 1s末为0.5最大， Pm Fv 50.5W 2.5W，C 错误；前3s 内小环沿杆上升的位移x 2 1m 0.5 12m 1.25m，前 3s 内小环机械能的增加量E 2mv2 mgxsin 5.75J，故 D错误、答案： A【二】多项选择题(此题共 5小题，每题 6分，共 30分，每题有多个选项符合题意，全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，错选或不答的得0 分 )6

16、、解析：没加电场时，滑块匀速下滑，有：sin cos ，加上电场后，因 (mgmgmgEq)sin ( mg Eq)cos ，故滑块仍匀速下滑，B 正确、加电场后，因重力做正功比电场力做负功多，因此重力势能减少得多，电势能增加得少，重力势能和电势能之和减小，图 5C错误， D正确、答案： BD7. 解析：小球沿圆桶上滑机械能守恒，由机械能守恒分析知A、 C、 D 是可能的、答案： ACD8. 解析：自木箱下滑至弹簧压缩到最短的过程中，由能量守恒有：h( m M) gh( m M) g cos30 sin30 E 弹 在木箱反弹到轨道顶端的过程中，由能量守恒有：hE弹 Mg cos30 sin3

17、0 Mgh联立得： m 2M， A 错误， B 正确、下滑过程中：( M m) gsin ( M m) gcos ( M m) a1上滑过程中： Mgsin Mg cos Ma2解之得： a2g(sin cos ) a1 g(sin cos ) ，故 C 正确、在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和内能，因此D 错误、答案： BC9. 解析：由动能定理知A 正确， B 错误、第1s 内 F1 mg ma,1s 末至 3s 末， F2 mg，第 4s 内， mg F3 ma，因此 F1 F3 2F2，故 C 正确， D错误、答案： AC10、解析：由功能关系可

18、知，前一个时间t 内，力 F 做的功等于此过程中物体机械能的增量，也等于前一个时间t 末时刻物体的机械能；撤去外力F 后，物体的机械能守恒，故物体回到动身点时的动能是60J，A 正确；设前一个时间t 末时刻物体速度为 v1，后一个v1v v12时间 t 末时刻物体速度为 v2，由 2 t 2t ( 两段时间内物体位移大小相等) 得： v2 2v1，1122 15J，因此撤去F 时，物体的重力势能为60J 15J 45J ， C正确；由2mv 60J知， 2mv21动能和势能相同时，重力势能为30J，故它们相同的位置一定在撤去力F 之前的某位置， DF mgsin v1 mgsin v2 ( v

19、1)4正确；由m t ，mt可得： F 3mgsin ，故 B 错误、答案： ACD【三】简答题 ( 此题共2 小题，共18 分、请将解答填写在相应的位置)(7.02 3.13)10211、解析： v 2 0.02m/s 0.973m/sB动能的增量k1210.5 2B 0.973 0.237JE2mv2重力势能的减少量pB 9.8 4.86 102E mgh 0.5J 0.238J.答案： 0.9730.2380.23712、解析： (1) 速度恒定时x 6.00 102v t 2 0.02m/s 1.50m/s.(2) 匀减速运动阶段xa t 2 4.00m/s 2Ff ma 1.60N(

20、3) F Ff电动小车的额定功率P Fv 1.60 1.50W 2.40W.答案： (1)1.50(2)1.60(3)2.40【四】计算题 ( 此题共 4 小题，共 47 分、解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤、只写出最后答案的不能得分、有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13、解析：设物体m从 A 点到最高点的位移为x，对此过程由动能定理得：1 ( mgsin mgcos ) x 0 2mv02对全过程由动能定理得：mgsin xAB mgcos (2 x xAB) 0 v02cos 由得： xABg(sin 2 2cos 2 ) . v02cos 答案： g(sin 2 2cos 2 )14、解析： (1) 开始时 mAg kx 1当物体 B 刚要离地面时kx2 mBg可得： x1 x2 0.15m1由 x1 x2 2at 2vA at得： vA 1.5m/s.(