高考物理一轮章末定时练4 功和功率及能的转化与守恒.docx

1、高考物理一轮章末定时练4 功和功率及能的转化与守恒章末定时练四 (时间：60分钟)一、选择题(本题共8小题，在每小题给出的四个选项中，第15题只有一项符合题目要求，第68题有多项符合题目要求)1(2013汕头二模)下列说法正确的是()A若物体所受的合力为零，则物体的动能一定不变B若物体所受的合力不为零，则物体的动能一定改变C若物体的动能不变，则它所受的合力一定为零D若物体的动能改变，则它所受的合力一定为零解析物体所受的合力为零，则合力做的功一定为零，物体的动能一定不变，选项A正确；物体所受的合力不为零，但合力做的功可能为零，故物体的动能可能不变，选项B错误；物体的动能不变，则物体的速度大小不变

2、，但速度方向可能改变，故合力可能不为零，选项C错误；物体的动能改变，则物体的速度一定改变，故合力一定不为零，选项D错误答案A2质量为1 kg的物体静止于光滑水平面上t0时刻起，物体受到向右的水平拉力F作用，第1 s内F2 N，第2 s内F1 N下列判断正确的是()A2 s末物体的速度是2 m/sB2 s内物体的位移为3 mC第1 s末拉力的瞬时功率最大D第2 s末拉力的瞬时功率最大解析由牛顿第二定律得第1 s和第2 s内的加速度分别为2 m/s2和1 m/s2，第1 s末和第2 s末的速度分别为v1a1t12 m/s和v2v1a2t23 m/s，则选项A错误；2 s内的位移st23.5 m，则

3、选项B错误；第1 s末拉力的瞬时功率P1Fv14 W，第2 s末拉力的瞬时功率P2Fv23 W，则选项C正确，D错误答案C3如图1所示，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)初始时刻，A、B处于同一高度并恰好处于静止状态剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块()图1A速率的变化量不同B机械能的变化量不同C重力势能的变化量相同D重力做功的平均功率相同解析由题意根据力的平衡有mAgmBgsin ，所以mAmBsin .根据机械能守恒定律mghmv2，得v，所以两物块落地速率相等，选项A错；因为两物块的机械能守恒，所以两物

4、块的机械能变化量都为零，选项B错误；根据重力做功与重力势能变化的关系，重力势能的变化为EpWGmgh，选项C错误；因为A、B两物块都做匀变速运动，所以A重力的平均功率为AmAg，B重力的平均功率BmBgcos，因为mAmBsin ，所以AB，选项D正确答案D4(2013浙江高考模拟冲刺)在一场英超联赛中，我国球员孙继海大力踢出的球飞行15 m后，击在对方球员劳特利奇的身上假设球击中身体时的速度约为22 m/s，离地面高度约为1.5 m，估算孙继海踢球时脚对球做的功为()A15 J B150 J C1 500 J D15 000 J解析孙继海踢球时脚对球做的功等于球增加的机械能足球的质量大约为0

5、.5 kg，则足球增加的机械能Emghmv20.5101.5 J0.5222 J128.5 J，故B正确答案B5(2013昆明市质检)如图2所示，质量为m的小球套在倾斜放置的固定光滑杆上，一根轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内，将小球沿杆拉到弹簧水平位置由静止释放，小球沿杆下滑，当弹簧位于竖直位置时，小球速度恰好为零，此时小球下降的竖直高度为h，若全过程中弹簧始终处于伸长状态且处于弹性限度范围内，下列说法正确的是()图2A弹簧与杆垂直时，小球速度最大B弹簧与杆垂直时，小球的动能与重力势能之和最大C小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量小于mghD小球下滑

6、至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量大于mgh解析弹簧与杆垂直时，弹性势能最小，小球重力势能和动能之和最大，选项A错误，B正确由机械能守恒定律，小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加等于mgh，选项C、D错误答案B6光滑水平面上静止的物体，受到一个水平拉力作用开始运动，拉力F随时间t变化的图象如图3所示，用Ek、v、s、P分别表示物体的动能、速度、位移和拉力F的功率，下列四个图象分别定性描述了这些物理量随时间变化的情况，其中正确的是()图3解析由于拉力F恒定，所以物体有恒定的加速度a，则vat，则v与t成正比，选项B正确；由PFvFat可知，P与t成正比，选项D正确；由sat2可知s与

7、t2成正比，选项C错误；由动能定理可知EkFsFat2，Ek与t2成正比，选项A错误答案BD7如图4所示，将一轻弹簧固定在倾角为30的斜面底端，现用一质量为m的物体将弹簧压缩锁定在A点，解除锁定后，物体将沿斜面上滑，物体在运动过程中所能到达的最高点B距A的竖直高度为h，物体离开弹簧后沿斜面向上运动的加速度大小等于重力加速度g.则下列说法正确的是()图4A弹簧的最大弹性势能为mghB物体从A点运动到B点的过程中系统损失的机械能为mghC物体的最大动能等于弹簧的最大弹性势能D物体最终静止在B点解析物体离开弹簧上滑时，有mgsin mgcos mamg，又因为30，所以mgsin mgcos mg，

8、tan ；根据功能关系：EpmmghQ大于mgh，A项错误；机械能损失EQmgcos mgh，B项正确；物体最大动能的位置在A点上方，合外力为零处，即kmgsin mgcos ，EpmEkmmghmgcos ，C项错误；因为tan ，所以物体可以在B点静止，D项正确答案BD8在机场和火车站可以看到对行李进行安全检查用的水平传送带如图5所示，当旅客把行李放在正在匀速运动的传送带上后，传送带和行李之间的滑动摩擦力使行李开始运动，随后它们保持相对静止，行李随传送带一起匀速通过检测仪器接受检查，设某机场的传送带匀速前进的速度为0.4 m/s，某行李箱的质量为5 kg，行李箱与传送带之间的动摩擦因数为0

9、.2，当旅客把这个行李箱小心地放在传送带上，通过安全检查的过程中，g取10 m/s2，则()图5A开始时行李的加速度为2 m/s2B行李到达B点时间为2 sC传送带对行李做的功为0.4 JD传送带上将留下一段摩擦痕迹，该痕迹的长度是0.03 m解析行李开始运动时由牛顿第二定律有：mgma，所以a2 m/s2，故A项正确由于传送带的长度未知，故时间不可求，故B项错误；行李最后和传送带一起匀速运动，所以传送带对行李做的功为Wmv20.4 J，故C项正确；在传送带上留下的痕迹长度为svt0.04 m，故D项错误答案AC二、非选择题9某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律频闪仪每隔0.05

10、 s闪光一次，如图6所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度取9.8 m/s2，小球质量m0.2 kg，结果保留三位有效数字)图6时刻t2t3t4t5速度(m/s)4.994.483.98(1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5_m/s；(2)从t2到t5时间内，重力势能增量Ep_J，动能减少量Ek_J；(3)在误差允许的范围内，若Ep与Ek近似相等，即可验证了机械能守恒定律由上述计算得Ep_Ek(选填“”“”或“”)，造成这种结果的主要原因是_ _.解析本题考查机械能守恒定律的验证，与教材实验有所不同，本题以竖直上抛为依托考查机械能守恒，要注意知识

11、的迁移和变化(1)v5102 m/s3.48 m/s；(2)重力势能的增量Epmgh，代入数据可得Ep1.24 J，动能减少量为Ekmv22mv52，代入数据可得Ek1.28 J；(3)由计算可得EpEk，主要是由于存在空气阻力答案(1)3.48(2)1.241.28(3)存在空气阻力10某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：图7a连接好实验装置如图7所示b将质量为200 g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车c在质量为10 g、30 g、50 g的三种钩码中，他挑选了一个质量为50 g的钩码挂在拉线的挂钩P上d释放小车，打开打点计时器的电源，打出一条纸

12、带(1)在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条经测量、计算，得到如下数据：第一个点到第N个点的距离为40.0 cm.打下第N点时小车的速度大小为1.00 m/s.该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，拉力对小车做的功为_ J，小车动能的增量为_ J.(2)此次实验探究结果，他没能得到“恒力对物体做的功等于物体动能的增量”，且误差很大，显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下，造成较大误差的主要原因有： _.(至少写出两条原因)解析(1)拉力为Fmg0.0509.8 N0.49 N，拉力对小车做的功：WFl0.490.400 J0.19

13、6 J，小车动能的增量：Ekmv20.2001.002 J0.100 J.(2)误差很大的可能原因：小车质量不满足远大于钩码质量；没有平衡摩擦力；先放小车后开电源，使打第一个点时，小车已有了一定的初速度答案(1)0.1960.100(2)小车质量没有远大于钩码质量；没有平衡摩擦力；操作错误：先放小车后开电源(任选其二)11(2013江西联考)有一个边长为L1.6 m的正方形桌子，桌面离地高度为h1.25 m一个质量为m的小物块可从桌面正中心O点以初速v03 m/s沿着与OA成37的方向在桌面上运动直至落地设物块与桌面间的动摩擦因数为0.25，取g10 m/s2，cos 370.8，则：图8(1

14、)物块落地的速度大小是多少？(2)物块落地点到桌面中心O点的水平距离是多少？解析(1)设小物块落地时的速度为v，由能量守恒可得：mv02mghmv2mg代入数据得：vm/s.(2)设小物块运动到桌边时的速度为v，则由能量守恒可得：mv02mv2mg代入数据得v2 m/s小物块做平抛运动的时间为t0.5 s小物块落地点到桌面中心O点的水平距离为svt2 m答案(1) m/s(2)2 m12如图9所示，ABC为固定在竖直面内的光滑四分之一圆轨道，其半径为r10 m，N为固定在水平面内的半圆平面，其半径为Rm，轨道ABC与平面N相切于C点，DEF是包围在半圆平面N周围且垂直于N的光滑半圆形挡板，质量

15、为M1 kg的滑块的上表面与平面N在同一水平面内，且滑块与N接触紧密但不连接，现让物体自A点由静止开始下滑，进入平面N后受到挡板DEF的约束并最终冲上滑块，已知m1 kg，物体与平面N之间的动摩擦因数为10.5、与滑块之间的动摩擦因数为20.4，滑块与地面之间是光滑的，滑块的竖直高度为h0.05 m，长L4 m(取g10 m/s2)图9 (1)物体滑到C处时对圆轨道的压力是多少？(2)物体运动到F处时的速度是多少？(3)当物体从滑块上滑落后到达地面时，物体与滑块之间的距离是多少？解析(1)对物体从A处到C处，由机械能守恒定律得mgrmvC2，在C处有Fmgm联立解得F3mg30 N由牛顿第三定

16、律可知，物体滑到C处时，对圆轨道的压力是30 N.(2)对物体从C处到F处，由动能定理有1mgRmvF2mvC2，解得vF10 m/s.(3)物体在滑块上运动，对物体由牛顿第二定律有：2mgma1，解得a14 m/s2对滑块由牛顿第二定律有：2mgMa2，解得a24 m/s2设经t时间物体刚要从滑块上滑落，此时物体的速度为v1，运动的位移为s1，滑块的速度为v2，运动的位移为s2s1vFta1t2，s2a2t2，s1s2L由以上三式得ts或2 s(不合题意舍去)则有v18 m/s，v22 m/s设物体从抛出到落地时间为t1，hgt12，得t10.1 s这段时间内物体水平位移s3v1t10.8 m滑块水平位移s4v2t10.2 mss3s40.6 m.答案(1)30 N(2)10 m/s(3)0.6 m