2020屆高考物理復(fù)習(xí)：功和能專項練習(xí)

1、2020屆 高考物理 功和能專項練習(xí)（含答案）1.如圖所示，輕質(zhì)彈簧的左端固定，并處于自然狀態(tài).小物塊的質(zhì)量為m,從A點向左沿水平地面運動，壓縮彈簧后被彈回，運動到A點恰好靜止.物塊向左運動的最大距離為s,與地面間的動摩擦因數(shù)為 由重力加速度為g,彈簧未超出彈性限度.在上述過程中A.彈簧的最大彈力為科mgB.物塊克服摩擦力做的功為2科mgsC.彈簧的最大彈性勢能為mgsD.物塊在A點的初速度為J2pgs【答案】BC2.下列關(guān)于功和機械能的說法，正確的是（）A.在有阻力作用的情況下，物體重力勢能的減少不等于重力對物體所做的功B.合力對物體所做的功等于物體動能的改變量C.物體的重力勢能是物體與地球

2、之間的相互作用能，其大小與勢能零點的選取有關(guān)D.運動物體動能的減少量一定等于其重力勢能的增加量3.如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為 R的圓弧軌道，半彳5OA水平、 OB豎直，一個質(zhì)量為 m的小球自A的正上方P點由靜止開始自由 下落，小球沿軌道到達最高點 B時恰好對軌道沒有壓力。已知AP=2R, 重力加速度為g,則小球從P到B的運動過程中A.重力彳功2mgRB.機械能減少mgR1-C.合外力做功mgRD.克服摩擦力做功一mgR2答：D4.目前，在地球周圍有許多人造地球衛(wèi)星繞著它轉(zhuǎn)，其中一些衛(wèi)星的軌道可近似為圓，且軌道半 徑逐漸變小。若衛(wèi)星在軌道半徑逐漸變小的過程中，只受到地球引力和稀薄氣體阻力的

3、作用， 則下列判斷正確的是A.衛(wèi)星的動能逐漸減小B.由于地球引力做正功，引力勢能一定減小C.由于氣體阻力做負(fù)功，地球引力做正功，機械能保持不變D.衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢能的減小答：BD5.靜止在地面上的物體在豎直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力。不計空氣阻力，在EEEEttC沿斜面向上HAC7彈簧盒12C.墊塊的動能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能C.機械能損失了 mgHH,則此過程中，物塊的B.摩擦力做功消耗機械能A.動能損失了 2mgHD .彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為動能B.動能損失了 mgH做勻減速運動，加速度的大小等于重力加速度的大小6.如圖，一固定斜面傾角為30, 一質(zhì)量為m的小物塊自

4、斜面底端以一定的初速度D,機械能損失了 -mgH2m30o. O上tCJ O BO AO D圖9整個上升過程中，物體機械能隨時間變化關(guān)系是8.如圖，光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，左端由導(dǎo)線相連，導(dǎo)體棒垂直靜置于導(dǎo)軌上構(gòu)成回路。在外力F作用下，回路上方的條形磁鐵豎直向上做勻速運動。在勻速運動過程中外力 F做功Wf,磁場力對導(dǎo)體棒做功W-,磁鐵克服磁場力做功W2,重力對磁鐵做功Wg,回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q,導(dǎo)體棒獲得的動能為Ek。則(BCD )(8) W2-Wi=Q(C) W尸Ek(D) Wf+Wg=Q+Eq9 .如圖，一質(zhì)量為 m,長度為l的均勻柔軟細繩 PQ豎直懸掛。用外力將繩的下端Q緩慢地

5、豎直向上拉起至 M點，M點與繩的上端 P相距11。重力加速度大小為 go在此3過程中，外力做的功為1mgl B. 1mgl C. 1mgl D. 1mgl 9632答:10 .火箭發(fā)射回收是航天技術(shù)的一大進步。如圖所示，火箭在返回地面前的某段運動，可看成先勻速后減速的直線運動，最后撞落在地面上。不計火星質(zhì)量的變化，則A.火箭在勻速下降過程中機械能守恒B.火箭在減速下降過程中攜帶的檢測儀器處于失重狀態(tài)C.火箭在減速下降過程中合力做功，等于火箭機械能的變化D.火箭著地時，火箭對地的作用力大于自身的重力【答案】D11 .如圖所示，固定的豎直光滑長桿上套有質(zhì)量為m的小圓環(huán)，圓環(huán)與水平狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧一端

6、連接，彈簧的另一端連接在墻上，并且處于原長狀態(tài)，現(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開始下滑，已知彈簧原長為L,圓環(huán)下滑到最大距離時彈簧的長度變?yōu)?L (未超過彈性限度)，則在圓環(huán)下滑到最大距離的過程中(B )5ULJL mA、圓環(huán)的機械能守恒B、彈簧彈性勢能變化了 73mgLUC、圓環(huán)下滑到最大距離時，所受合力為零D、圓環(huán)重力勢能與彈簧彈性勢能之和保持不變12 .如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與一質(zhì)量為 m、套在粗糙豎直固定桿 A處的圓環(huán)相連，彈簧水平且處于原長。圓環(huán)從A處由靜止開始下滑，經(jīng)過 B處的速度最大，到達 C處的速度為零，AC = h.圓環(huán)在C處獲得一豎直向上的速度v,恰好能g.則圓環(huán)(BD )回到

7、A.彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度為(A)下滑過程中，加速度一直減小(B)下滑過程中，克服摩擦力做的功為1mv24(C)在C處，彈簧的彈性勢能為 1 mv2 -mgh4(D)上滑經(jīng)過B的速度大于下滑經(jīng)過B的速度13.如圖，一半徑為 R,粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置，直徑POQ水平。一質(zhì)量為m的質(zhì)點自P點上方高度R處由靜止開始下落，恰好從 P點進入軌道。質(zhì)點滑到軌道最低點N時，對軌道的壓力為 4mg, g為重力加速度的大小。用 W表示質(zhì)點從P點運動到N點的過程中克服摩擦力所做的功。則A.1一一 一一.= -mgR,質(zhì)點恰好可以到達 Q點B.1 mgR ,質(zhì)點不能到達Q點 2C.QB

8、,繼續(xù)上升一段距離D.1 -mgR ,質(zhì)點到達 2QB,繼續(xù)上升一段距離14.如圖，質(zhì)量相同的兩物體a、b,用不可伸長的輕繩跨接在同一光滑的輕質(zhì)定滑輪兩側(cè),a在水a(chǎn)開始則從撤去外力到物塊速度第一次減為零的過程，兩物塊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 .重力勢能的變化量不同平桌面的上方，b在水平粗糙桌面上。初始時用力壓住b使a、b靜止，撤去此壓力后,運動，在a下降的過程中，b始終未離開桌面。在此過程中（A . a的動能小于b的動能B.兩物體機械能的變化量相等C. a的重力勢能的減小量等于兩物體總動能的增加量D.繩的拉力對a所做的功與對b所做的功的代數(shù)和為零【答案】AD1

9、5 .如圖，兩根相同的輕質(zhì)彈簧，沿足夠長的光滑斜面放置，下端固定在斜面底部擋板上，斜面固定不動。質(zhì)量不同、形狀相同的兩物塊分別置于兩彈簧上端?，F(xiàn)用外力作用在物塊上， 使兩彈簧具有相同的壓縮量,若撤去外力后，兩物塊由靜止沿斜面向上彈出并離開彈簧,答案：C16 .如圖所示，水平桌面上的輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與小物塊相連.彈簧處于自然長度時物塊位于。點（圖中未標(biāo)出）.物塊的質(zhì)量為m, AB =a,物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為現(xiàn)用水平向右經(jīng)O點到達的力將物塊從O點拉至A點，拉力做的功為 W.撤去拉力后物塊由靜止向左運動,B點時速度為零.重力加速度為g.則上述過程中1(A)物塊在A點時，彈簧的彈性勢能等

10、于 W - kmga3(B)物塊在B點時,彈簧的彈性勢能小于 W - Nmga2(C)經(jīng)。點時物塊的動能小于 W - Nmga(D)物塊動能最大時彈簧的彈性勢能小于物塊在B點時彈簧的彈性勢能答案：BC17 .如圖，小球套在光滑的豎直桿上，輕彈簧一端固定于。點，另一端與小球相連?，F(xiàn)將小球從M點由靜止釋放，它在下降的過程中經(jīng)過了N點。已知M、N兩點處，彈簧對小球的彈力大小相等，且/ ONM/OMNE。在小球從 M點運動到N點的過程中A .彈力對小球先做正功后做負(fù)功B .有兩個時刻小球的加速度等于重力加速度C.彈簧長度最短時，彈力對小球做功的功率為零D.小球到達N點時的動能等于其在M、N兩點的重力勢

11、能差【答案】BCD18 .題7圖為“嫦娥三號”探測器在月球上著陸最后階段的示意圖。首先在發(fā)動機作用下，探測器受到推力在距月面高度為 “處懸停(速度為0, %遠小于月球半徑);接著推力改變，探測器開始豎直下降，到達距月面高度為h2處的速度為v；此后發(fā)動機關(guān)閉，探測器僅受重力下落到月面。已知探測器總質(zhì)量為(不包括燃料)，地球和月球的半徑比為 刈，質(zhì)量比為k2,地球表面附近的重力加速度為 g。求:hih2vI 題7圖關(guān)閉發(fā)動機(1)月球表面附近的重力加速度大小及探測器剛接觸月面時的速度大小;(2)從開始豎直下降到剛接觸月面時，探測器機械能的變化?！敬鸢浮?1)k2：v2+2k12 gh2 k2k21

12、2(2) - mv mg(h1一h2)2k219.節(jié)能混合動力車是一種可以利用汽油及所儲存電能作為動力來源的汽車。有一質(zhì)量m=1000kg的混合動力轎車，在平直公路上以vi=90km/h勻速行駛，發(fā)動機的輸出功率為P=50kW。當(dāng)駕駛員看到前方有 80km/h的限速標(biāo)志時，保持發(fā)動機功率不變，立即啟動利用電磁阻尼帶動的發(fā)電機工作給電池充電，使轎車做減速運動，運動L=72m后，速度變?yōu)閂2=72km/h。此過程中發(fā)動機功率的1/5用于轎車的牽引，4/5用于供給發(fā)電機工作，發(fā)動機輸送給發(fā)電機的能量最后有50%轉(zhuǎn)化為電池的電能。假設(shè)轎車在上述運動過程中所受阻力保持不變。求 轎車以90km/h在平直公

13、路上勻速行駛時，所受阻力 F阻的大小;轎車從90km/h減速到72km/h過程中，獲得的電能 E電；轎車僅用其在上述減速過程中獲得的電能E電維才I 72km/h勻速運動的距離 L。答案：（1） 2M03N（2） 6.3 104 J（3） 31.5m【解析】（1）汽車牽引力與輸出功率的關(guān)系P=F牽vP3將 P =50kW , v1 =90km/ h = 25m/s代入得 F牽=一 =2 父 103 NVl當(dāng)轎車勻速行駛時，牽引力與阻力大小相等，有F阻=2m103N1（2）在減速過程中，注意到發(fā)動機只有1P用于汽車的牽引，根據(jù)動能定理有51 1c 1一 Pt F阻L =mv； -mv2，代入數(shù)據(jù)得

14、 Pt = 1.575父 105 J5 224 _電源獲得的電能為 E申=0.5 Pt =6.3 104 J53（3）根據(jù)題設(shè)，轎車在平直公路上勻速行駛時受到的阻力仍為F阻=2M10 N。此過程中，由能量轉(zhuǎn)化及守恒定律可知，僅有電能用于克服阻力做功E電=5阻L,代入數(shù)據(jù)得 L=31.5m20.如圖所示，彈簧的一端固定，另一端連接一個物塊，彈簧質(zhì)量不計，物塊（可視為質(zhì)點）的質(zhì) 量為m,在水平桌面上沿 x軸運動，與桌面間的動摩擦因數(shù)為叢以彈簧原長時物塊的位置為坐標(biāo)原點O,當(dāng)彈簧的伸長量為 x時，物塊所受彈簧彈力大小為F=kx, k為常量。請畫出F隨x變化的示意圖；并根據(jù) F-x圖 像求物塊沿x軸從

15、O點運動到位置x的過程中 彈力所做的功。物塊由x1向右運動到x3,然后由x3返回到x2, 在這個過程中,a.求彈力所做的功，并據(jù)此求彈性勢能的變化量;b.求滑動摩擦力所做的功；并與彈力做功比較，說明為什么不存在與摩擦力對應(yīng)的摩擦力勢能” 的概念。12,1212【答案】（1） W = - kx , （2） a、AEP = kx2 - kx1 ;仄 Wf = -mg（2 處一用 一 x1） 222解析：（1） F隨x變化的示意圖如圖示，在 F -x圖象中，面積為外力拉彈簧時外力所做的功Fxx1F 12W x kx 22彈簧的彈力對物塊做負(fù)功，W - -1 kx22 1c c（2） a.分段研究：從

16、X1到X3過程中，彈簧的彈力做負(fù)功，為 W1 =- k（x32-x2）2從X3到X2過程中，彈簧的彈力做正功，為W2 =1k（x2-x2），2122則全過程彈簧的彈力作功為 W1+W2 = k（ x2- X1） 2122由功能關(guān)系 AEp =-W ,得 iEp = -k（X2-Xi） 2b.物體向右由Xi運動到X3的過程摩擦力作功 Wf1 =Nmg（X3-為）物體由由X3返回到X2的過程摩擦力做功 Wf2 = Nmg（X3 X2）全程摩擦力做功 Wf =Wf1 Wf2 =-mg（2X3 -x2 -x1）若物體直接由x1位置運動到x2位置，摩擦力做功為 Wf = -M-mg（x2 -x1）可知，

17、兩次沿不同路徑從相同出發(fā)點運動到同一位置，摩擦力做功不同，說明摩擦力做功與路徑有 關(guān)。而彈簧彈力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān)，因此存在彈性勢能的概念，摩擦力做功與路程成 正比，而非像彈簧彈力做功一樣與路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān)， 所以不存在 摩擦勢能”的概念。21.如圖（a）,磁鐵A、B的同名磁極相對放置，置于水平氣墊導(dǎo)軌上。A固定于導(dǎo)軌左端，B的質(zhì)量m=0.5kg ,可在導(dǎo)軌上無摩擦滑動。將 B在A附近某一位置由靜止釋放，由于能量守恒，可 通過測量B在不同位置處的速度，得到B的總勢能隨位置x的變化規(guī)律，見圖（c）中曲線I。若將導(dǎo)軌右端抬高，使其與水平面成一定角度（如圖（b）所示），則B的

18、總勢能曲線如圖（c）中II所示。將B在x=20cm處由靜止釋放，求：（解答時必須寫出必要的推斷說明。取g=9.8m/s2）B在運動過程中動能最大的位置； 運動過程中B的最大速度和最大位移；圖（c）中直線III為曲線II的漸近線，求導(dǎo)軌的傾角；若A、B異名磁極相對放置，導(dǎo)軌的傾角不變，在圖（c）上畫出B的總勢能隨x的變化曲線。導(dǎo)軌I (0)解析：(1)勢能最小處動能最大，由圖線 II得x=6.1(cm)。(在5.9 6.3cm間均視為正確)(2)由圖讀得釋放處勢能 Ep =0.90J ,此即B的總能量。出于運動中總能量守恒，因此在勢能最小處動能最大，由圖像得最小勢能為0.47J,則最大動能為 Ekm =0.90.47 = 0.43(J),(Ekm在0.422E2 0.43. 0.44J 間均視為正確)，最大速度為 Vm=J =J =1.31(m/s), (Vm 在 1.29 1.33 m/s.m ,0.5間均視為正確)x=20.0 cm處的總能量為0.90J,最大位移由E=0.90J的水平直線與曲線II的左側(cè)交點確定，由圖中讀 出交