优化设计2016高考物理二轮专题复习版阶段训练二

1、阶段训练(二)功和能(时间:45 分钟满分:100 分)一、选择题(本题共 8 小题,每小题 7 分,共 56 分。在每小题给出的四个选项中,16 题只有一个选项符合题目要求,78 题有多个选项符合题目要求,全部选对的得 7 分,选对但不全的得 4分,有的得 0 分)1.游乐场有一“摩天轮”。轮面与水平面成一定的角度。一游客随“摩天轮”一起做匀速圆周运动,则()游客的机械能守恒重力对游客始终做负功任意相等时间内,游客的重力势能变化量相等 D.游客的重力功率最大时,游客与轮的轮心等高2.(2015山西运城统考),水平传送带两端点 A、B 间的距离为 L。若传送带处于状态,把一个小物块放到右端的

2、A 点,用恒定的水平拉力 F1 使小物块以速度 v1 匀速滑到左端的 B 点。若传送带的上表面以 v2 的速度匀速向左运动,此人用水平恒力 F2 拉物块,使物块以相对于传送带为 v1 的速度从 A 滑到 B,下列说法正确的是()A.F2 大于 F1B.F2 做的功等于 F1 做的功C.F2 的功率等于 F1 的功率D.两种情况下物块与皮带之间因摩擦而产生的热量相同3.(2015青浦一模)如图,竖直平面内的轨道和都由两段细直杆连接而成,两轨道长度相等,用相同的水平恒力将穿在轨道最低点 B 的小球,分别沿和推至最高点 A,所需时间分别为 t1、t2,动能增量分别为 Ek1、Ek2。假定球在经过轨道

3、转折点前后速度大小不变,且球与和轨道间的动摩擦因数相等,则()A.Ek1Ek2,t1t2C.Ek1Ek2,t1t2D.Ek1=Ek2,t1t24.质量为 10 kg 的物体,在变力 F 的作用下沿 x 轴做直线运动,力 F 随坐标 x 的变化情况如图所示。物体在 x=0 处,速度为 1 m/s,不计一切摩擦,则物体运动到 x=16 m 处时,速度大小为()A.2 m/sC.4 m/s5.B.3 m/sD. m/s一升降机的底部装有若干弹簧,设在某次事故中,升降机吊索在空中断裂,忽略摩擦阻力,则升降机在从弹簧下端触地后直到最低点的一段运动过程中( A.先处于失重状态然后处于超重状态B.重力的功率

4、不断减小 C.机械能不断减小D.机械能保持不变)6.,物体 A、B 通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧,物体 B 的质量为 2m,放置在倾角为 30的光滑斜面上,物体 A 的质量为 m。用手托着物体 A 使弹簧处于原长,细绳伸直,A 与地面的距离为 h,物体 B在斜面上的挡板 P 处,放手后物体 A 下落,与地面即将接触时速度大小为 v,此时物体 B 对挡板恰好无压力,则下列说法正确的是( A.弹簧的劲度系数为此时弹簧的弹性势能等于 mgh-mv2此时物体 A 的加速度大小为 g,方向竖直向上此后物体 B 可能离开挡板沿斜面向上运动7.)(2015山东滕州高三期末),在一个固定的上(横竖两杆连

5、结点为 O),小球 A 套在竖直杆上,小球 B 套在水平杆上,A、B 通过转轴用长度为 L 的刚性轻杆连接,并竖直。由于微小扰动,B 从 O 点开始由沿水平杆向右运动。A、B 的质量均为 m,不计一切摩擦,小球 A、B 视为质点。在 A 下滑到 O 点的过程中,下列说法中正确的是( A.在 A 下滑到 O 点之前轻杆对 B 一直做正功小球 A 的机械能先减小后增大A 运动到 O 点时的速度为B 的速度最大时,B 对水平杆的压力大小为 2mg8.),滑块 A、B 的质量均为 m,A 套在固定竖直杆上,A、B 通过转轴用长度为 L 的刚性轻杆连接,B 放在水平面上并紧靠竖直杆,A、B 均。由于微小

6、扰动,B 开始沿水平面向右运动。不计一切摩擦,滑块 A、B 视为质点。在 A 下滑的过程中,下列说法中正确的是(A.A、B 组成的系统机械能守恒)B.在 A之前轻杆对 B 一直做正功C.A 运动到最低点时的速度为D.当 A 的机械能最小时,B 对水平地面的压力大小为 2mg二、非选择题(本题共 3 小题,共 44 分)9.(14 分),轨道 ABC 被竖直地固定在水平桌面上,A 距离水平地面高 H=0.75 m,C 距离水平地面高 h=0.45 m。一质量 m=0.10 kg 的小物块自 A 点从开始下滑,从 C 点以水平速度飞出后落在水平地面上的 D 点。现测得 C、D 两点的水平距离为 x

7、=0.60力,g 取 10 m/s2。求:m。不计空气阻(1)小物块从 C 点运动到 D 点经历的时间; (2)小物块从 C 点飞出时速度的大小;(3)小物块从 A 点运动到 C 点的过程中克服摩擦力做的功。10.(15 分),质量为 m0=4 kg 的木板在光滑的水平面上,在木板的右端放置一个质量 m=1 kg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板之间的动摩擦因数 =0.4,在铁块上加一个水平向左的恒力 F=8 N,铁块在长 L=6 m 的木板上滑动。g 取 10 m/s2。求:经过多长时间铁块运动到木板的左端;在铁块到达木板左端的过程中,恒力 F 对铁块所做的功; (3)在铁块到达木板左端时,铁

8、块和木板的总动能。11.(15 分),有一半径为 R=0.30 m 的光滑半圆形细管 AB,将其固定在竖直并使 B 端切线水平,一个可视为质点的质量为 0.50 kg 的小物体 m 由细管上端沿 A 点切线方向进入细管,从 B 点以速度 vB=4.0 m/s 飞出后,恰好能从一倾角为 =37的倾斜传送带顶端 C 无碰撞地滑上传送带。已知传送带长度为 L=2.75 m(图中只画出了传送带的部分示意图),物体与传送带之间的动摩擦因数为 =0.50(取 sin 37=0.60,cos 37=0.80,g 取 10 m/s2,不计空气阻力,不考虑半圆形管 AB 的内径)。求物体在 A 点时的速度大小及

9、对轨道的压力大小与方向;若传送带以 v1=2.5 m/s 顺时针匀速转动,求物体从 C 到底端的过程中,由于摩擦而产生的热量 Q;若传送带逆时针匀速转动且速度为 v2,物体到达底端时动能为 EkD,请在下面的坐标系中画出 EkD 随 v2 变化的关系图线。要求在坐标轴上标出图线关键点的坐标值,并说明是什么曲线。(不要求写出计算过程,只按画出的图线评分)参考1.D:游客做匀速圆周运动,动能不变,重力势能不断变化,故游客的机械能不守恒,A 错误;游客由最低点运动到最高点,重力对游客做负功,由最高点到最低点,重力对游客做正功,B错误;游客在上升和下降的两个过程中,相等时间内上升和下降的距离不等,重力

10、做功不等,由功能关系 游客重力势能变化量不等,C 错误;重力的瞬时功率P=mgvcos ( 为重力与速度的夹角),当游客与轮的轮心等高时,重力与速度的夹角最小,故此时的瞬时功率最大,D 正确。2.B:两种情况下物体都做匀速直线运动,物体处于平衡状态,由平衡条件可知,拉力等于滑动摩擦力,由于两种情况下滑动摩擦力 Ff 相等,则拉力相等,即 F1=F2,故 A 错误;设 AB 的长度为 L,拉力大小为 F,滑动摩擦力大小为 Ff。当传送带不运动时,拉力做功 W1=FL,物体从 A运动到 B 的时间 t1=,因摩擦而产生的热量 Q1=FfL。当传送带运动时,拉力做功 W2=FL,物体从 A 运动到

11、B 的时间 t2=t1,因摩擦而产生的热量 Q2=Ffv1t2。拉力做功功率 P1=,P2=,比较可知W1=W2,P1P2。又 v1t2Q2。故 B 正确,C、D 错误。故选 B。3.B:因为摩擦力做功 Wf=(mgcos +Fsin )s=mgx+Fh,可知沿两轨道运动,摩擦力做功相等,根据动能定理得 WF-mgh-Wf=Ek,知两次情况拉力做功相等,摩擦力做功相等,重力做功相等,则动能的变化量相等。作出在两个轨道上运动的速度时间图线,由于路程相等,则图线与时间轴围成的面积相等,由图可知,t1t2。故 B 正确,A、C、D 错误。故选 B。4.B:本题考查动能定理,意在考查 F-x 图象中图

12、线与横轴围成的面积表示功的知识。由题图可知 F-x 图线与横轴围成的面积表示功,由动能定理可知 W=mv2-,经计算正确。v=3 m/s,B5.AC:升降机在下落过程中,受到竖直向下的重力和竖直向上的弹簧的弹力作用,且弹力逐渐增大,则升降机先向下加速,后,故升降机先处于失重状态然后处于超重状态,选项A 正确;升降机的重力的功率 P=mgv,其先增大后减小,选项B 错误;除重力做功外,弹簧的弹力对其做负功,机械能减小,选项 C 正确,选项 D 错误。6.AB:物体 B 对挡板恰好无压力时,其仍处于状态,其合力为零,由平衡条件kh-2mgsin 30=0,k=,选项A 正确;由功能关系,此时弹簧的

13、弹性势能等于 mgh-mv2,选项 B正确;此时对物体 A 受力分析,其合力为零,无加速度,选项C 错误;此后物体 B 仍处于选项 D 错误。状态,7.BC:依题意知,当 A 到达底端时, B 的速度为零,B 的速度在整个过程中,先增大后减小,动能先增大后减小,所以轻杆对 B 先做正功,后做负功,选项 A 错误;A、B 组成的系统只有重力做功,系统机械能守恒,因B 的机械能先增大后减小,所以小球A 的机械能先减小后增大,选项B正确;A 运动到最低点时,B 的速度为零,根据系统机械能守恒定律得 mgl=,解得 v=,选项 C 正确;A 有向下的加速度,说明水平杆的支持力小于 2mg,选项 D 错

14、误。8.AC:A、B 组成的系统中只有动能和势能相互转化,故 A、B 组成的系统机械能守恒,选项A 正确;分析B 的受力情况和运动情况:B 先受到杆向右的推力,使其向右做加速运动,当B的速度达到一定值时,杆对 B 有向左的拉力作用,使 B 向右做运动,当 A时,B 的速度减小为零,所以杆对 B 先做正功,后做负功,选项B 错误;由于 A、B 组成的系统机械能守恒,且 A到达最低点时 B 的速度为零,根据机械能守恒定律可知选项C 正确;B 先做加速运动后做运动,当 B 的速度最大时其加速度为零,此时杆的弹力为零,故 B 对水平面的压力大小为 mg,由于 A、B 组成的系统机械能守恒,故此时 A

15、的机械能最小,选项 D 错误。9.:(1)0.3 s(2)2 m/s(3)0.1 J:(1)小物块从 C 水平飞出后做平抛运动,由 h=gt2 得小物块从 C 到 D 运动的时间 t=0.3 s。从 C 到 D,小物块水平方向做匀速直线运动,v=得 v=2 m/s此速度即小物块从 C 点飞出时的速度。物块从 A 运动到 C 的过程中,根据动能定理得mg(H-h)-Wf=mv2-0则克服摩擦力做功 Wf=0.1 J。评分标准:本题共 14 分。其中每式 5 分,每式 2 分。10.:(1)2 s(2)64 J(3)40 J:(1)铁块与木板间的滑动摩擦力Ff=mg=0.4110 N=4 N铁块的

16、加速度 a1= m/s2=4 m/s2木板的加速度 a2= m/s2=1 m/s2铁块滑到木板左端的时间为 t则 a1t2-a2t2=L代入数据解得 t=2 s。 (2)铁块位移 s1=a1t2=422 m=8 m木板位移 s2=a2t2=122 m=2 m恒力 F 对铁块做的功 W=Fs1=88 J=64 J。(3)铁块的动能 EkA=()s1=(8-4)8 J=32 J木板的动能 EkB=Ffs2=42 J=8 J铁块和木板的总动能Ek 总=EkA+EkB=32 J+8 J=40 J。评分标准:本题共 15 分。其中 每式 2 分,其余每式 1 分。11.:(1)2 m/s1.67 N,竖

17、直向上(2)8 J(3)见:(1)由 mg2R=得 vA=2 m/s设物体在 A 点所受轨道作用力为 FA则由 mg+FA=m,FA= N=1.67 N由第三定律得物体在 A 点时对轨道的压力大小为 1.67 N方向为竖直向上。(2)物体落到传送带顶端 C 时的速度大小为 vC=5 m/s传送带顺时针匀速转动时,对物体施加的摩擦力沿传送带上表面向上,则由mg(sin -cos )=ma1物体匀加速运动的加速度大小为 a1=2 m/s2由 L=vCt+a1t2,得物体从 C 到底端的时间 t=0.5 s此过程中,由于摩擦而产生的热量为Q=Ff(L+s 带)=mgcos (L+v1t)=8 J。 (3)说明:中间段曲线及起始点要正确(方程可以不写在图线上);v25 m/s 时,EkD=9 J 或在图上标出点(5,9),且图线要正确;v24 m/s 时,EkD=20 J 或在图上标出点(4,20),且图线要正确。分情况:当 v2vC=5 m/s 时,物体一直以 a1