《功和能》單元測(cè)試題及答案(共6頁)

1、廈門大學(xué)附屬科技中學(xué)2013屆物理一輪復(fù)習(xí)單元過關(guān)檢測(cè)（五）：功和能(時(shí)間：45分鐘滿分：100分)一、選擇題(本大題共7個(gè)小題，每小題7分，共49分，每小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi))1(2011年江蘇單科)如圖所示，演員正在進(jìn)行雜技表演由圖可估算出他將一只雞蛋拋出的過程中對(duì)雞蛋所做的功最接近于()A0.3 JB3 JC30 J D300 J解析：一只雞蛋重約為1 N，人的身高一般為1.6 m，則雞蛋被拋出的高度約為0.6 m，則雞蛋獲得的最大機(jī)械能約為Emgh10.60.6 J，故人對(duì)雞蛋做的功約為0.6 J，最接近0.3 J，故A正確，其他選項(xiàng)錯(cuò)誤答案：A2如

2、圖所示，把小車放在光滑的水平桌面上，用輕繩跨過定滑輪使之與盛有砂子的小桶相連，已知小車的質(zhì)量為M，小桶與砂子的總質(zhì)量為m，把小車從靜止?fàn)顟B(tài)釋放后，在小桶下落豎直高度h的過程中，若需考慮滑輪及空氣的阻力，小車未與滑輪相撞，下列說法中正確的是()A小車獲得的動(dòng)能為mghB小車獲得的動(dòng)能小于Mmgh/(Mm)C小桶與砂子的機(jī)械能減少M(fèi)mgh/(Mm)D小車的機(jī)械能增加mgh解析：整體除動(dòng)能和勢(shì)能轉(zhuǎn)化外，還有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以機(jī)械能不守恒，小桶和砂子的重力勢(shì)能mgh轉(zhuǎn)化為整體的動(dòng)能和內(nèi)能，所以小車獲得的動(dòng)能(或機(jī)械能增加)小于Mmgh/(Mm)，選項(xiàng)A、D錯(cuò)，B錯(cuò)；小桶的機(jī)械能減少量大于小車獲得的

3、動(dòng)能，選項(xiàng)C錯(cuò)誤答案：B3質(zhì)量為10 kg的物體，在變力F作用下沿x軸做直線運(yùn)動(dòng)，力隨坐標(biāo)x的變化情況如圖所示物體在x0處，速度為1 m/s，一切摩擦不計(jì)，則物體運(yùn)動(dòng)到x16 m處時(shí)，速度大小為()A2 m/s B3 m/sC4 m/s D. m/s解析：力位移圖象下的面積表示功，由圖象可知，一部分正功與另一部分負(fù)功抵消，外力做的總功WFx40 J，根據(jù)動(dòng)能定理Wmv2mv，得v3 m/s.答案：B4(2011年上海綜合)用圖示裝置可以研究動(dòng)能和重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化中所遵循的規(guī)律在擺錘從A位置由靜止開始向下擺動(dòng)到D位置的過程中()重力做正功，重力勢(shì)能增加重力的瞬時(shí)功率一直增大動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能擺線對(duì)擺

4、錘的拉力不做功若忽略阻力，系統(tǒng)的總機(jī)械能為一恒量A BC D解析：擺錘向下運(yùn)動(dòng)，重力做正功，重力勢(shì)能減小，故錯(cuò)誤由于開始靜止，所以開始重力功率為零，在D位置物體v的方向與重力垂直，PGGv cos ，可知PG0，而在從A位置擺動(dòng)到D位置的過程中，重力功率不為零，所以所受重力的瞬時(shí)功率先增大后減小，錯(cuò)誤在向下運(yùn)動(dòng)的過程中，重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，故錯(cuò)誤擺線拉力與v方向始終垂直，不做功，只有重力做功，故機(jī)械能守恒，故正確，選D.答案：D5如圖所示，兩光滑斜面的傾角分別為30和45，質(zhì)量分別為2m和m的兩個(gè)滑塊用不可伸長(zhǎng)的輕繩通過滑輪連接(不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦)，分別置于兩個(gè)斜面上并由靜止釋放；若交

5、換兩滑塊位置，再由靜止釋放則在上述兩種情形中正確的有()A質(zhì)量為2m的滑塊受到重力、繩的張力、沿斜面下滑的力和斜面的支持力的作用B質(zhì)量為m的滑塊均沿斜面向上運(yùn)動(dòng)C繩對(duì)質(zhì)量為m的滑塊的拉力均大于該滑塊對(duì)繩的拉力D系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)中機(jī)械能均不守恒解析：質(zhì)量為2m的物體受到重力、斜面支持力、繩的拉力共三個(gè)力，沒有下滑力，所以A錯(cuò)誤；2m、m的物體互換前，2m的物體重力沿斜面的分力為2mgsin 30，大于m的重力沿斜面的分力mgsin 45，所以m上滑(2m下滑)，2m、m互換后，2m重力沿斜面的分力更要大于m的重力沿斜面的分力，所以仍是m上滑(2m下滑)，因此B正確；繩對(duì)滑塊的拉力與滑塊對(duì)繩的拉力是作用

6、力與反作用力應(yīng)等大反向，所以C錯(cuò)誤；對(duì)2m、m與地球構(gòu)成的系統(tǒng)，只有重力做功，繩的拉力是系統(tǒng)內(nèi)部彈力，能量沒有向外界傳遞，機(jī)械能是守恒的，故D錯(cuò)誤答案：B6如圖甲所示，質(zhì)量為m1 kg的物體置于傾角為37固定的粗糙斜面上，對(duì)物體施以平行于斜面向上的拉力F，t11 s時(shí)撤去拉力，物體運(yùn)動(dòng)的部分vt圖象如圖乙，下列說法正確的是(g10 m/s2)()A拉力F的大小為20 NB物體運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的時(shí)間為3 sC.01 s內(nèi)重力的平均功率為100 WDt4 s時(shí)物體的速度大小為10 m/s解析：由乙圖可知，物體加速時(shí)，a120 m/s2，撤去F后，a210 m/s2，方向沿斜面向下，由牛頓第二定律得Fm

7、gsin mgcos ma1，mgsin mgcos ma2，得F30 N，物體減速的時(shí)間t22 s，故B正確、A錯(cuò)誤；mgmgsin 60 W，C錯(cuò)誤；物體至最高點(diǎn)后mgsin mgcos ma3，得a32 m/s2，故t4 s時(shí)物體的速度va3(t3)2 m/s，D錯(cuò)誤答案：B7(2012年淮南模擬)一質(zhì)點(diǎn)豎直向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能與高度的關(guān)系的圖象如圖所示，其中Oh1過程的圖線為水平線，h1h2過程的圖線為傾斜直線根據(jù)該圖象，下列判斷正確的是()A質(zhì)點(diǎn)在Oh1過程中除重力外不受其他力的作用B質(zhì)點(diǎn)在Oh1過程中動(dòng)能始終不變C質(zhì)點(diǎn)在h1h2過程中合外力與速度的方向一定相同D質(zhì)點(diǎn)在h

8、1h2過程不可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)解析：質(zhì)點(diǎn)豎直向上運(yùn)動(dòng)，在Oh1過程中機(jī)械能守恒，機(jī)械能守恒的條件是系統(tǒng)除重力做功外無其他外力做功或其他外力做功之和為零質(zhì)點(diǎn)在Oh1過程中可能受其他外力作用，但外力做功之和為零，A錯(cuò)誤Oh1過程中機(jī)械能守恒，重力勢(shì)能增加，動(dòng)能減小，B錯(cuò)誤質(zhì)點(diǎn)在h1h2過程中機(jī)械能不斷減小，除重力外，其他力做負(fù)功，合外力與速度的方向一定相反，C錯(cuò)誤質(zhì)點(diǎn)在h1h2過程中重力勢(shì)能不斷增加，機(jī)械能不斷減小，動(dòng)能不斷減小，不可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，D正確答案：D二、非選擇題8質(zhì)量為m的滑塊與傾角為的斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，tan ，斜面底端有一個(gè)和斜面垂直放置的彈性擋板，滑塊滑到底端與它碰撞時(shí)沒

9、有機(jī)械能損失，如圖所示若滑塊從斜面上高為h處以速度v0開始沿斜面下滑，設(shè)斜面足夠長(zhǎng)，求：(1)滑塊最終停在何處？(2)滑塊在斜面上滑行的總路程是多少？解析：(1)對(duì)滑塊受力分析，重力沿斜面的分力F1mgsin ，又滑動(dòng)摩擦力FfFNmgcos ，由題意，tan ，即cos sin ，故mgcos mgsin .即最大靜摩擦力小于重力沿斜面的分力，所以最終一定停在斜面底端(2)設(shè)滑塊在斜面上滑行的總路程為s，全過程由動(dòng)能定理，有：mghmgcos s0mv解得s.答案：(1)斜面底端(2)9如圖所示，讓擺球從圖中C點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，正好擺到懸點(diǎn)正下方D處時(shí)，線被拉斷，緊接著，擺球恰好能沿豎直放置

10、的光滑半圓形軌道內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)，已知擺球質(zhì)量m0.5 kg，擺線長(zhǎng)l2.0 m，軌道半徑R2.0 m，不計(jì)空氣阻力(g10 m/s2)(1)求擺球剛開始擺動(dòng)時(shí)，擺線與豎直方向的夾角.(2)如僅在半圓形軌道內(nèi)側(cè)E點(diǎn)下方圓弧有摩擦，擺球到達(dá)最低點(diǎn)F時(shí)的速度為6 m/s，求摩擦力對(duì)擺球做的功解析：(1)擺球由CD，由機(jī)械能守恒定律得：mgl(1cos )mv，又因?yàn)榍蚯『媚茏鰣A周運(yùn)動(dòng)，所以v0，解得：60.(2)對(duì)擺球由D到F點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理得：mg2RWFfmvmv，代入數(shù)據(jù)解得：WFf16 J.答案：(1)60(2)16 J10汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為60 kW，汽車的質(zhì)量為4000kg，當(dāng)它行駛在坡

11、度為0.02(sin0.02)的長(zhǎng)直公路上時(shí)，如圖K2212所示，所受摩擦阻力為車重的0.1倍(g10 m/s2)(1)求汽車所能達(dá)到的最大速度vm；(2)若汽車從靜止開始以0.6 m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則此過程能維持多長(zhǎng)時(shí)間？(3) 汽車在勻加速運(yùn)動(dòng)階段行駛階段做的功為多少？圖K221213(1)12.5 m/s(2)13.9 s(3)4.16105 J解析 (1)汽車在坡路上行駛，所受阻力由兩部分構(gòu)成，即fkmgmgsin4000 N800 N4800 N.因?yàn)楫?dāng)Ff時(shí)，Pfvm，所以vm12.5 m/s.(2)汽車從靜止開始以a0.6 m/s2的加速度勻加速行駛，由牛頓第二定

12、律，有Ffma所以Fmaf7.2103 N保持這一牽引力，汽車可達(dá)到勻加速行駛的最大速度vm8.33 m/s由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可以求出勻加速行駛的時(shí)間與位移勻加速行駛的時(shí)間t13.9 s勻加速行駛的位移x57.82 m.(3)汽車在勻加速運(yùn)動(dòng)階段行駛時(shí)牽引力做功WFx4.16105 J.選做題11如圖所示，一條輕質(zhì)彈簧左端固定在水平桌面上，右端放一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊，小物塊的質(zhì)量為m1.0 kg，當(dāng)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，小物塊靜止于O點(diǎn)，現(xiàn)對(duì)小物塊施加一個(gè)外力，使它緩慢移動(dòng)，壓縮彈簧(壓縮量為x0.1 m)至A點(diǎn)，在這一過程中，所用外力與壓縮量的關(guān)系如圖所示然后釋放小物塊，讓小物塊沿桌面運(yùn)動(dòng)，已知O點(diǎn)至桌邊B點(diǎn)的距離為L(zhǎng)2x.水平桌面的高為h5.0 m，計(jì)算時(shí)，可用滑動(dòng)摩擦力近似等于最大靜摩擦力(g取10 m/s2)求：(1)在壓縮彈簧過程中，彈簧存儲(chǔ)的最大彈性勢(shì)能；(2)小物塊到達(dá)桌邊B點(diǎn)時(shí)，速度的大小解析：(1