《2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 新題重組練專題二 功和能專題小循環(huán)練》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 新題重組練專題二 功和能專題小循環(huán)練(7頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 新題重組練專題二 功和能專題小循環(huán)練
一、選擇題(本題共8小題,每小題8分,共64分,其中第2、3、6、7、8小題為多選題。)
1.運(yùn)輸人員要把質(zhì)量為m,體積較小的木箱拉上汽車?,F(xiàn)將長(zhǎng)為L(zhǎng)的木板搭在汽車尾部與地面間,構(gòu)成一固定斜面,然后把木箱沿斜面拉上汽車。斜面與水平地面成30°角,拉力與斜面平行。木箱與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g。則將木箱運(yùn)上汽車,拉力至少做功( )
A.mgL B.mg
C.mgL(1+μ) D.μmgL+mgL
[解析] 以木箱為研究對(duì)象,木箱受重力、支持力、摩擦力和拉力作用,由平衡條件得:F=m
2、gsin30°+μmgcos30°,可知拉力至少做功WF=mgL(1+μ),C項(xiàng)正確。
[答案] C
2.如圖所示,傾斜的傳動(dòng)帶以恒定的速度v2向上運(yùn)動(dòng),一個(gè)小物塊以初速度v1從底端沖上傳動(dòng)帶,且v1大于v2,小物塊從傳動(dòng)帶底端到達(dá)頂端的過(guò)程中一直做減速運(yùn)動(dòng),則( )
A.小物塊到達(dá)頂端的速度可能等于零
B.小物塊到達(dá)頂端的速度不可能等于v2
C.小物塊的機(jī)械能一直在減小
D.小物塊所受的合外力一直做負(fù)功
[解析] 當(dāng)物塊速度大于傳送帶速度時(shí),摩擦力沿斜面向下,當(dāng)物塊速度小于等于傳送帶速度時(shí),摩擦力沿斜面向上,如摩擦力大于重力向下的分力時(shí),物塊最終與傳送帶速度相同,B錯(cuò);如
3、摩擦力小于重力向下的分力時(shí),物塊一直減速,速度可能為0,A對(duì);當(dāng)摩擦力向上時(shí),摩擦力和物體運(yùn)動(dòng)方向相同,做正功,小物塊的機(jī)械能增加,C錯(cuò);因物塊一直做減速運(yùn)動(dòng),所以合外力方向與物塊運(yùn)動(dòng)方向相反,合外力做負(fù)功,D對(duì),選A、D。
[答案] AD
3.將一物體以一定的初速度從某一高度處豎直上拋,一段時(shí)間后物體回到原出發(fā)點(diǎn),已知空氣阻力與其速度成正比,則下面說(shuō)法正確的是( )
A.上升過(guò)程所用時(shí)間與下降過(guò)程所用時(shí)間相等
B.上升過(guò)程所用時(shí)間小于下降過(guò)程所用時(shí)間
C.上升和下降過(guò)程,小球的機(jī)械能都減少,且上升過(guò)程機(jī)械能的減少量大于下降過(guò)程
D.在出發(fā)點(diǎn),上升時(shí)重力的瞬時(shí)功率小于下降時(shí)的瞬時(shí)
4、功率
[解析] 由于空氣阻力、上升過(guò)程合外力為F上=mg+kv,下降過(guò)程合外力為F下=mg-kv′,所以加速度a上>a下,上升下降位移大小相同,知t上
5、物動(dòng)能的增量
C.重物克服重力所做的功等于重物重力勢(shì)能的增量
D.外力對(duì)重物做功的代數(shù)和等于重物機(jī)械能的增量
[解析] 起重機(jī)拉力對(duì)重物所做的功等于重物機(jī)械能的增加,可能是重力勢(shì)能的增加,也可能是動(dòng)能的增加,還可能是二者能量的增加,所以A、B均錯(cuò);改變重力勢(shì)能的只有重力做功,C對(duì);外力對(duì)重物做功的代數(shù)和等于重物動(dòng)能的增量,D錯(cuò);選C。
[答案] C
5.從地面上以初速度v0=10 m/s豎直向上拋出一質(zhì)量為m=0.2 kg的小球,若運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球受到的空氣阻力大小與其速率成正比,小球運(yùn)動(dòng)的速率隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示,t1時(shí)刻到達(dá)最高點(diǎn),再落回地面,落地時(shí)速率為v1=2 m/s,且
6、落地前小球已經(jīng)做勻速運(yùn)動(dòng)(g=10 m/s2)。則以下說(shuō)法正確的是( )
A.小球在上升階段速度大小為2 m/s時(shí),其加速度大小為20 m/s2
B.小球在t1時(shí)刻的加速度為零
C.小球拋出瞬間的加速度大小為10 m/s2
D.小球從拋出到落地過(guò)程中空氣阻力所做的功為9.6 J
[解析] 最終的收尾速度為2 m/s,此時(shí)有:mg=kv1,得k=1 kg/s;球在上升階段速度大小變?yōu)? m/s時(shí),mg+kv1=ma,得其加速度大小為20 m/s2,故A正確;球在t1時(shí)刻的加速度為10 m/s2,球拋出瞬間的加速度大小為60 m/s2,球從拋出到落地過(guò)程中空氣阻力所做的功為ΔEk=mv
7、-mv=-9.6 J。故B、C、D均錯(cuò)誤。
[答案] A
6.如圖所示,質(zhì)量為m的滑塊在水平面上以速率v撞上勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧,當(dāng)滑塊將彈簧壓縮了x0時(shí)速度減小到零,然后彈簧又將滑塊向右推開(kāi)。已知滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,整個(gè)過(guò)程彈簧未超過(guò)彈性限度且二者未拴接,則下列判斷正確的是( )
A.滑塊向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,滑塊機(jī)械能先增大后減小
B.滑塊與彈簧接觸過(guò)程中,滑塊的機(jī)械能先減小后增大
C.滑塊與彈簧接觸過(guò)程中,滑塊與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能一直減小
D.滑塊最終停在距離彈簧右端-2x0處
[解析] 滑塊向右運(yùn)動(dòng)至彈簧彈力與摩擦力平衡時(shí),滑塊的動(dòng)能最大,機(jī)械能最大,因而
8、滑塊機(jī)械能先增大再減小,選項(xiàng)A正確;滑塊與彈簧接觸過(guò)程中,滑塊向左運(yùn)動(dòng)時(shí),滑塊的動(dòng)能逐漸減小為零,滑塊向右運(yùn)動(dòng)時(shí),滑塊的動(dòng)能先增大后減小,因而滑塊機(jī)械能先減小再增大最后減小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;對(duì)于滑塊與彈簧,在整個(gè)過(guò)程中,滑動(dòng)摩擦力做負(fù)功,因而滑塊和彈簧的機(jī)械能一直減小,選項(xiàng)C正確;設(shè)滑塊最終停止的位置距離彈簧右端的距離為x,根據(jù)動(dòng)能定理有-μmg(x+2x0)=0-mv2,解得x=-2x0,選項(xiàng)D正確。
[答案] ACD
7.水平面上質(zhì)量為m=10 kg的物體受到的水平拉力F隨位移s變化的規(guī)律如圖所示,物體勻速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,拉力逐漸減小,當(dāng)s=7.5 m時(shí)拉力減為零,物體也恰好停下。取g=1
9、0 m/s2,下列結(jié)論正確的是( )
A.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.12
B.合外力對(duì)物體所做的功約為-40 J
C.物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為2 m/s
D.物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為0.4 s
[解析] 由題圖可以看出F=12 N時(shí),物體做勻速運(yùn)動(dòng),所以有F=μmg?μ===0.12,A選項(xiàng)對(duì);在F-s圖象中,曲線和坐標(biāo)軸所圍的面積代表功(W=F·s),按統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律,大于半個(gè)格的算一個(gè),小于半個(gè)格的忽略不計(jì),可得水平拉力做功約為WF=50×0.5×2=50 J,整個(gè)過(guò)程摩擦力大小不變恒為12 N,物體移動(dòng)7.5 m,所以摩擦力做功Wf=-12 N×7.5 m=-90 J。根據(jù)動(dòng)能定
10、理得合外力做功為W=Wf+WF=-90 J+50 J=-40 J,B對(duì);根據(jù)動(dòng)能定理,對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程有:W=0-mv,
解得v0=2 m/s, C錯(cuò);根據(jù)題目所提供信息,物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間不可求解,D錯(cuò),選A、B。
[答案] AB
8.如圖甲所示,平行于光滑固定斜面的輕彈簧勁度系數(shù)為k,一端固定在傾角為θ的斜面底端,另一端與物塊A連接,物塊B在斜面上緊靠著物塊A但不粘連,物塊A、B質(zhì)量均為m。初始時(shí)兩物塊均靜止?,F(xiàn)用平行于斜面向上的力F拉動(dòng)物塊B,使B做加速度為a的勻加速運(yùn)動(dòng),兩物塊的v-t圖象如圖乙所示(t1時(shí)刻圖線A、B相切),已知重力加速度為g,則( )
甲
乙
A.A達(dá)
11、到最大速度時(shí)的位移為
B.力F的最小值為m(gsinθ+a)
C.t1=時(shí)A、B分離
D.A、B分離前,A、B和彈簧系統(tǒng)機(jī)械能增加,A和彈簧系統(tǒng)機(jī)械能增加
[解析] 物塊A達(dá)到最大速度時(shí),A、B已經(jīng)分離,此時(shí)A的加速度為0,彈簧仍處于壓縮狀態(tài),設(shè)縮短量為x2,有mgsinθ=kx2,x2=;在未施加力F前設(shè)彈簧縮短量為x1,有2mgsinθ=kx1,x1=,因此A達(dá)到最大速度時(shí)的位移x=x1-x2=,A正確;物塊A、B分離前,對(duì)A、B整體有F+kΔx-2mgsinθ=2ma,F(xiàn)=2ma+2mgsinθ-kΔx,Δx為彈簧壓縮量,隨著Δx的減小,F(xiàn)增大,故此階段Δx最大時(shí),F(xiàn)最小,Δx的
12、最大值為x1=,F(xiàn)min=2ma+2mgsinθ-×k=2ma;物塊A、B分離后,對(duì)B有F-mgsinθ=ma,F(xiàn)=ma+mgsinθ為定值,分離瞬間對(duì)A有kx3-mgsinθ=ma,此時(shí)x2
13、為R的半球形碗固定在桌面上,碗口水平,O點(diǎn)為其圓心,碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的。一根輕質(zhì)細(xì)線跨在碗口上,線的兩端分別系有小球A(可視為質(zhì)點(diǎn))和B,當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí),小球A與O點(diǎn)的連線與水平線的夾角為60°。
(1)求小球A與小球B的質(zhì)量比mA∶mB;
(2)現(xiàn)將A球質(zhì)量改為2m,B球質(zhì)量改為m,且開(kāi)始時(shí)A球位于碗口右端C點(diǎn),由靜止沿碗下滑。當(dāng)A球滑到碗底時(shí),求兩球總的重力勢(shì)能改變量的大小;
(3)在(2)的條件下,當(dāng)A球滑到碗底時(shí),求B球的速度大小。
[解析] (1)對(duì)A球由平衡條件得
Ncos60°=mBgcos60°?、?
Ncos30°+mBgcos30°=mAg?、?
由①
14、②得:=?、?
(2)兩球總的重力勢(shì)能的減小量
ΔEp=mAgR-mBgR=(2-)mgR ④
(3)對(duì)系統(tǒng)由機(jī)械能守恒定律得
(2-)mgR=mAv+mBv?、?
根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解 vAcos45°=vB?、?
解得:vB=?、?
[答案] (1)∶1 (2)(2-)mgR
(3)
10.如圖所示,AB是固定于豎直平面內(nèi)的圓弧形光滑軌道,末端B處的切線方向水平。一物體(可視為質(zhì)點(diǎn))P從圓弧最高點(diǎn)A處由靜止釋放,滑到B端飛出,落到地面上的C點(diǎn)。測(cè)得C點(diǎn)和B點(diǎn)的水平距離OC=L,B點(diǎn)距地面的高度OB=h?,F(xiàn)在軌道下方緊貼B端安裝一個(gè)水平傳送帶,傳送帶的右端與B點(diǎn)的距離為。當(dāng)傳送帶靜止
15、時(shí),讓物體P從A處由靜止釋放,物體P沿軌道滑過(guò)B點(diǎn)后又在傳送帶上滑行并從傳送帶的右端水平飛出,仍然落到地面上的C點(diǎn)。求:
(1)物體P與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(2)若在A處給物體P一個(gè)豎直向下的初速度v0,物體P從傳送帶的右端水平飛出后,落在地面上的D點(diǎn),求OD的大小;
(3)若傳送帶驅(qū)動(dòng)輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)傳送帶以速度v勻速運(yùn)動(dòng),再把物體P從A處由靜止釋放,物體P落到地面上。設(shè)著地點(diǎn)與O點(diǎn)的距離為x,求出x與傳送帶上表面速度v的函數(shù)關(guān)系。
[解析] (1)無(wú)傳送帶時(shí),物體由B運(yùn)動(dòng)到C,做平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)物體在B點(diǎn)的速度為vB,則
L=vBt ①
h=gt2?、?
由①②得:vB
16、=L
有傳送帶時(shí),設(shè)物體離開(kāi)傳送帶時(shí)的速度為v1,則有
=v1t ③
-μmg×=mv-mv?、?
由①②③④得μ=
v1=
(2)設(shè)物體離開(kāi)傳送帶時(shí)的速度為v2,則
mgR-μmg=mv-mv ⑤
mgR=mv?、?
OD=v2t+?、?
由②④⑥⑦得:OD=+
(3)當(dāng)皮帶的速度v≤v1=時(shí),物體P一直減速,物體P離開(kāi)皮帶時(shí)的速度等于v1,物體著地點(diǎn)與O點(diǎn)的距離x=L;
當(dāng)皮帶速度v>,物體P一直加速,根據(jù)動(dòng)能定理有
μmg=mv-mv
解得v3=L
所以,當(dāng)皮帶速度v3=L時(shí),x=L
[答案] (1)μ= (2)OD=+
(3)見(jiàn)解析