2021年高考物理三轮冲刺《功和机械能》练习二（含答案详解）

2021年高考物理三轮冲刺

《功和机械能》练习二

一、单选题

1.三位同学准备进行爬楼比赛，看看谁的功率大。他们展开了如下的讨论：

甲：只有测出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度，才能进行比较；

乙：在爬楼的时间相同时，只要测出各自的体重、爬楼的高度，就可以进行比较；

丙：在爬楼的高度相同时，只要测出各自的体重、爬楼的时间，就可以进行比较。

正确的是(　　)

A.甲、乙和丙        B.甲和乙         C.甲和丙        D.乙和丙

2.人造地球卫星广泛应用于全球通信、军事侦察、气象观测、资源普查、环境监测、大地测量等方面。如图所示，当卫星从近地点向远地点运动时，它的(     )

A.重力势能减小           B.速度增大

C.机械能增大             D.动能转化为重力势能

3.司机开车上坡前，往往加大油门，以提高汽车的速度。这是为了(　　)

A.增大动能                             B.增大势能             

C.增大惯性                             D.减小阻力

4.跳伞运动员在空中匀速下落的过程中，他的(　　)

A.动能增大，重力势能不变

B.动能不变，重力势能增大

C.动能、重力势能都不变

D.动能不变，重力势能减小

5.如图所示，两根相同的轻质弹簧，沿足够长的光滑斜面放置，下端固定在斜面底部挡板上，斜面固定不动．质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端．现用外力作用在物块上，使两弹簧具有相同的压缩量，若撤去外力后，两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧，则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程，两物块(　　)

A．最大速度相同

B．最大加速度相同

C．上升的最大高度不同

D．重力势能的变化量不同

6.如图所示，属于省力杠杆的是(     )

二、多选题

7. (多选)如图甲所示,在竖直平面内固定一光滑的半圆形轨道ABC,小球以一定的初速度从最低点A冲上轨道,图乙是小球在半圆形轨道上从A运动到C的过程中,其速度的二次方与其对应高度的关系图像。已知小球在最高点C受到轨道的作用力为1.25 N,空气阻力不计,g取10 m/s2,B点为AC轨道的中点,下列说法正确的是(　　)

A.小球质量为0.5 kg

B.小球在B点受到轨道作用力为4.25 N

C.图乙中x=25 m2/s2

D.小球在A点时重力的功率为5 W

8. (多选)如图所示，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，放在小车的最左端，现用一水平力F作用在小物块上，小物块与小车间的摩擦力为Ff，经过一段时间小车运动的位移为x，小物块刚好滑到小车的右端，则下列说法中正确的是(　　)

A．此时物块的动能为F(x＋L)

B．此时小车的动能为Ffx

C．这一过程中，物块和小车增加的机械能为Fx－FfL

D．这一过程中，因摩擦而产生的热量为FfL

三、填空题

9.如图甲所示的铁块重力G=4 N,被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上,当它在沿竖直方向向上的拉力F=6 N的作用下向上运动时,铁块受到的摩擦力为　　　N;此时铁块速度v与时间t的关系图像如图乙所示,4 s内拉力F做的功是　　　　J。 

10.下图是用滑轮组提升物体A的示意图,物体A受到的重力大小为GA=100 N。在匀速竖直提升物体A的过程中,物体A上升的速度大小为v=0.4 m/s,滑轮质量、绳重及一切摩擦忽略不计。

(1)绳子自由端的拉力大小F=　　　　N。 

(2)拉力F做功的功率P=　　　　W。 

(3)物体A的机械能　　　　(选填“增加”“减少”或“不变”)。 

四、实验题

11.某小组进行“探究动能大小与质量是否有关”的活动。

(1)小明用两辆相同的小车,在其中一辆小车上放一个砝码,然后让它们从同一斜面的同一位置由静止释放,撞击置于水平面上的木块,如图甲所示。

①将小车从同一位置处释放,目的是控制小车到达水平面的　　　　相同。 

②通过比较　　　　　　　　来比较小车动能大小。根据实验得出结论:动能大小与质量大小有关。 

(2)小红改变实验方案:让同一小车,从同一斜面的不同高度由静止释放,撞击水平面上的木块,如图乙所示。发现:木块滑行的距离不一样远。根据这一现象,能做出以下哪个判断?　　　。(填写正确选项前的字母) 

A.动能大小与质量无关,一定还与其他因素有关

B.动能大小除了与质量有关外,一定还与其他因素有关

C.不能判断物体动能大小是否与质量有关,动能大小一定与质量外的其他因素有关

五、计算题

12.如图甲所示，重500N的小车受到80N的水平推力，在水平地面上做直线运动，其距离随时间变化的图象如图乙所示。

(1)小车运动的速度多大？

(2)10s内重力对小车做多少功？

(3)10s内人对小车做多少功？功率是多大？

0.参考答案

1.答案为：D；

2.答案为：D；

3.答案为：A；

4.答案为：D；

5.答案为：C；

解析：

当加速度等于零，即kx=mgsin θ时，速度最大，又两物块的质量不同，故速度最大的位置不同，最大速度也不同，所以A错误；在离开弹簧前加速度先减小后增大，离开弹簧后加速度不变，刚开始运动时，物块加速度最大，根据牛顿第二定律kx－mgsin θ=ma，弹力相同，质量不同，故加速度不同，故B错误；根据能量守恒Ep=mgh，弹性势能相同，重力势能的增加量等于弹性势能的减少量，故重力势能的变化量是相同的，由于物块质量不同，故上升的最大高度不同，故C正确，D错误．

6.答案为：A；

7.答案为：BC；

解析：

由题图乙可知,小球在C点的速度大小为v=3m/s,轨道半径R=0.4m,因小球所受重力与弹力的合力提供向心力,所以小球在C点有mg+F=,代入数据得m=0.1kg,选项A错误;由机械能守恒可知,小球在B点的速度mv2+mgR=,解得=17m2/s2,因在B点是弹力提供向心力,所以有FB=,解得F=4.25N,选项B正确;再由机械能守恒定律可得,mv2+2mgR=,解得小球在A点的速度v0=5m/s,所以题图乙中x=25m2/s2,选项C正确;因小球在A点时重力与速度方向垂直,所以重力的功率为0,选项D错误。

8.答案为：BD；

解析：对小物块由动能定理得F(L＋x)－Ff(L＋x)=ΔEk，A错误；

对小车由动能定理知W=Ff·x=Ek，故Ek=Ffx，B正确；

物块和小车增加的机械能ΔE=ΔEk＋Ek=F(L＋x)－FfL，C错误；

摩擦产生的热量Q=FfL，D正确．

9.答案为：2　4.8

10.答案为：(1)50　(2)40　(3)增加

11.答案为：(1)①速度　②木块滑行的距离　(2)C

[解析] (1)①将小车从同一位置处释放,目的是控制小车到达水平面的速度相同。②通过比较木块滑行的距离,来比较小车动能的大小。

(2)让同一小车从同一斜面的不同高度由静止释放,木块滑行的距离不一样,这个实验不能判断动能是否与质量有关,但可以判断动能大小一定与质量外的其他因素有关,故选C。

12.解：

(1)由图象可知，小车在推力的作用下做匀速直线运动，

当t=10s时，对应的路程s=12m，则小车的速度为：v===1.2m/s。

(2)10s内小车在重力的方向上没有移动距离，因此，重力对小车做功为0J。

(3)由图象可知，10s内小车通过的路程为12m，

则推力对小车做的功：W=Fs=80N×12m=960J，

功率：P===96W。