【物理】2020届一轮复习人教版 功和能 课时作业 12页

‎2020届一轮复习人教版 功和能 课时作业 ‎ ‎ 1、滑雪运动深受人民群众喜爱．某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中，下列说法正确的是（ ）‎ A． 所受合外力始终为零 B． 所受摩擦力大小不变 C． 合外力做功一定不为零 D． 机械能一定减少 ‎2、2013年6月20日，航天员王亚平在运行中的“天宫一号”内做了如图所示实验：细线的一端固定，另一端系一小球，在最低点给小球一个初速度，小球能在竖直平面内绕定点做匀速圆周运动。若将此装置带回地球，仍在最低点给小球相同初速度，则在竖直平面内( )‎ A． 小球仍能做匀速圆周运动 B． 小球不可能做匀速圆周运动 C． 小球一定做完整的圆周运动 D． 小球一定能做完整的圆周运动 ‎3、如图所示，将一个质量为 m 的石块（可视为质点）从离地面高度为 H 的 O 点以初速度υ0 水平抛出，途 经离地面高度为 h 的 P 点并落到水平地面上。不计空气阻力，重力加速度为 g，选择地面为参考平面， 则石块经过 P 点时的( )‎ A. 水平分速度大于υ0‎ B. 动能为 C. 重力势能为 D. 机械能为 ‎4、质量为m的物体，当它的速度为v时，动能为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎5、如图所示，一个物块在与水平方向成角的拉力F作用下，沿水平面向右运动一段距离X．在此过程中，拉力F对物块所做的功为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎6、如图所示，光滑轨道ABCD是过山车轨道的模型，最低点B处的入、出口靠近但相互错开，C是半径为R的圆形轨道的最高点，BD部分水平，末端D点与右端足够长的水平粗糙传送带无缝连接，传送带以恒定速度v逆时针转动，现将一质量为m的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放，滑块能通过C点后再经D点滑上传送带，则（ ）‎ A. 固定位置A到B点的竖直高度可能为2.2R B. 滑块返回左侧所能达到的最大高度一定低于出发点A C. 滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v无关 D. 无论传送带速度v多大，滑块于传送带摩擦产生的热量都一样多 ‎7、人骑自行车下坡，坡长L=500m，坡高h=8m，人和车的总质量为100kg，下坡时初速度为4m/s，人不踏车的情况下，到达坡底时的车速为10m/s，g=10m/s2,则下坡过程中阻力所做的功为（ ）‎ A. -4000J B. -5000J C. -3800J D. -4200J ‎8、一颗子弹以速度v0飞行时，恰好能射穿一块固定不动的木板，若子弹的速度为3v0，它能射穿相同的木板的块数是（　 　）‎ A. 3块 B. 6块 C. 9块 D. 12块 9、一竖直弹簧下端固定于水平地面上,小球从弹簧的正上方高为h的地方自由下落到弹簧上端,如图所示，经几次反弹以后小球最终在弹簧上静止于某一点A处,则 (　 　) ‎ A．h愈大，小球在A点的动能愈大 B．弹簧在A点的压缩量与h无关 C．h愈大，最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能愈大 D．小球第一次到达A点时弹簧的弹性势能比最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能大 ‎10、如图所示,一个物体在沿斜面向上的恒力F作用下,由静止从光滑斜面的底端沿斜面向上做匀加速运动,斜面倾角为θ,经时间t力F做功为60 J。此后撤去恒力F,物体又经时间t回到出发点。若以地面为零势能面,则下列说法正确的是(　　) ‎ A．物体回到出发点的动能为60 J B．开始时物体所受恒力F=2mgsinθ C．撤去力F时,物体重力势能是45 J D．运动后动能与势能相等的位置在撤去力F之后的某位置 ‎11、如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，杆与水平方向夹角为，圆环与竖直放置的轻质弹簧上端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，此时弹簧处于原长h，让圆环沿杆由静止滑下，滑到杆的底部时速度恰好为零，在环下滑过程中( )‎ A．圆环和地球组成的系统机械能守恒 B．当弹簧垂直光滑杆时，圆环的速度最大 C．弹簧的最大弹性势能为 D．弹簧从竖直位置转过角过程中，弹簧对圆环的作用力先做负功后做正功，总功一定为零 ‎12、如图所示，轻质弹簧放在光滑的水平面上，左端固定在竖直墙面上，弹簧处于自然伸长状态．一物块放在离弹簧右端一定距离的水平面上的A点，用水平向左的恒力F推物块，使物块由静止开始向左运动并压缩弹簧，弹簧右端最大压缩到B点．(已知物块与弹簧碰撞时无能量损失，弹簧的形变始终在弹性限度内．)则下列说法正确的是（ ）‎ A．物块与弹簧刚接触时，物块的速度最大 B．弹簧压缩量最大时，弹簧的弹性势能等于推力F做的功 C．物块从B到A的过程中加速度先减小至零，然后一直增大 D．物块将在A、B间往复运动 ‎13、一质点静止在光滑水平桌面上，t=0‎ 时刻在水平外力作用下做直线运动，其速度v随时间t变化的图像如图所示。根据图象提供的信息，判断下列说法正确的是 A．质点在tl时刻的加速度最大 B．质点在t2时刻离出发点最远 C．在tl～t2的时间内，外力的功率先增大后减小 D．在t2～t3的时间内，外力做负功 ‎14、某人用手将1kg物体由静止向上提起1m ,这时物体的速度为2m/s，则下列说法正确的是（g=10m/s2（ ）‎ A．手对物体做功10J B．合外力做功12J C．合外力做功2J D．物体克服重力做功10J 15、如图所示，重200N的木箱，在大小为100N、方向与水平面成60°角的拉力F的作用下，沿水平面匀速前进了500m。在此过程中，木箱的重力所做的功为_______ J，拉力F对木箱所做的功为_______ J，木箱克服摩擦力所做的功为_______ J。（已知cos60°=0.5）‎ ‎ 16、某同学做“验证机械能守恒定律”实验时,不慎将一条挑选出的纸带一部分损坏,损坏的是前端部分。剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出标在图中,单位是cm。已知打点计时器工作频率为50 Hz,重物质量为m,重力加速度g取 9.8 m/s2。‎ ‎ ‎ ‎(1)在打计时点2时重物的速度v2=_______,在打计时点5时重物的速度v5=________,从打计时点2到打计时点5的过程中重物的动能增加量ΔEk=__________,重力势能减少量ΔEp=_________。 ‎ ‎(2)比较得ΔEk___________(选填“大于”“等于”或“小于”)ΔEp,原因是__________________________。 ‎ ‎(3)根据实验判断下列图象正确的是(其中ΔEk表示重物动能的变化,Δh表示重物下落的高度)_________。 ‎ ‎17、某同学利用如图甲所示的实验装置测量当地的重力加速度。将直尺竖直固定在铁架台的横杆上，光电门固定在刻度尺的下端，接通光电门电源，让一物体从光电门正上方适当位置由静止释放，物体下落并穿过光电门。‎ ‎（1）实验中该同学多次改变物体下落的初始位置，记录每次物体通过光电门的挡光时间及下落的高度h，作出图像如图乙所示，并得到了该图像的斜率k，他还需要测量____________（写出需要测量的物理量及符号），即可得到当地的重力加速度的表达式g=____________。‎ ‎（2）现提供三个质量、直径均相同的木圆柱体、铁圆柱体、铝圆柱体，为减小实验误差应选用____________圆柱体。‎ ‎（3）若该同学己经知道当地的重力加速度为g0，他用该装置验证机械能守恒定律，在误差允许的范围内满足____________（用直接测量的物理量的符号和g0表示）即可验证机械能守恒。 18、如图所示，一端固定滑轮的长木板放在桌面上，将光电门固定在木板上的B点，用重物通过细线拉小车，且重物与力的传感器相连，若利用此实验装置做“探究合外力做的功与物体动能改变量的关系实验”，小车质量为M，保持小车质量不变，改变所挂重物质量m进行多次实验，每次小车都从同一位置A由静止释放（g取10m/s2）．‎ ‎（1）完成该实验时，____________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；‎ ‎（2）在正确规范操作后，实验时除了需要读出传感器的示数F，测出小车质量M，通过光电门的挡光时间t及遮光条的宽度d，还需要测量的物理量是________。由实验得到合外力对小车做的功与小车动能改变量的关系式为________（用测得的物理量表示）。‎ 参考答案 ‎1、答案：D 【详解】‎ 滑雪运动员沿圆弧轨道运动的速率不变，则运动做匀速圆周运动，所受合外力指向圆心且不为零，故A错误；运动员下滑过程中受到重力、滑道的支持力与滑动摩擦力，由图可知，运动员从A到B的过程中，滑道与水平方向之间的夹角逐渐减小，则重力沿斜面向下的分力逐渐减小，运动员的速率不变，则运动员沿滑道方向的合外力始终等于0，所以滑动摩擦力也逐渐减小，故B错误；滑雪运动员的速率不变则动能不变，由动能定理可知，合外力对运动员做功为0，故C错误；运动员从A到B下滑过程中的动能不变，而重力势能减小，所以机械能减小，故D正确。故选D。 本题抓住运动员做的是匀速圆周运动，速率不变，动能不变，根据匀速圆周运动的特点分析速度、加速度、合外力的情况。‎ ‎2、答案：B 【详解】‎ 把此装置带回地球表面，在最低点给小球相同初速度，小球在运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，则动能和重力势能相互转化，速度的大小发生改变，不可能做匀速圆周运动，故A错误，B正确；若小球到达最高点的速度v≥，则小球可以做完整的圆周运动，若小于此速度，则不能达到最高点，则不能做完整的圆周运动，故CD错误。故选B。 本题主要考查了机械能守恒定律及绳-球模型到达最高点的条件，知道在运行的天宫一号内，物体都处于完全失重状态，给小球一个初速度，小球能做匀速圆周运动．‎ ‎3、答案：D 石块做平抛运动，在水平方向上做的匀速直线运动，故经过P点时水平方向上分速度大小为，A错误；从O到P，只有重力做功，根据动能定理可得，故P点的动能为，以地面为零势能面，P点距离地面的高度为h，故重力势能为mgh，BC错误；过程中机械能守恒，P点的机械能等于抛出点的机械能，为，D正确． 4、答案：B 根据动能的定义式可知物体的动能为，B正确． 5、答案：C 物体的位移是在水平方向上的，把拉力F分解为水平的，和竖直的，由于竖直的分力不做功，所以拉力F对物块所做的功即为水平分力对物体做的功， 所以，C正确． 6、答案：C ‎ 滑块能通过C点，那么对滑块在C应用牛顿第二定律可得，对滑块从A到C的运动过程应用机械能守恒可得，所以，固定位置A到B点的竖直高度，故A错误；滑块在传送带上向右做减速运动时，摩擦力恒定，滑块做匀减速运动；返回D点的过程，若滑块到达D点时速度小于传送带速度，则滑块向左运动和向右运动对称，那么，滑块将回到A点；若距离足够大，滑块达到传送带速度后，将随传送带一起做匀速运动，那么，传送带到达D点的速度小于第一次到达D点的速度，滑块返回左侧所能达到的最大高度将低于出发点A，B错误；传送带受摩擦力作用，向右做匀减速运动，那么，滑块在传送带上向右运动的最大距离只和在D处的速度及传送带的动摩擦因数相关，与传送带速度v无关，C正确；滑块在传送带上的加速度恒定，那么滑块的位移恒定，故传送带速度越大，滑块在传送带上的相对位移越大，滑块于传送带摩擦产生的热量越多，故D错误． 7、答案：C 试题分析：下坡过程中，重力做正功，阻力做负功，所以根据动能定理可得：，代入数据可得，故C正确，ABD错误，‎ 考点：考查了动能定理的应用 点评：在应用动能定理解决问题时，可以不考虑过程，只需要注意始末状态即可，所以动能定理是解决变力做功，多过程问题的首选方法 8、答案：C 子弹以速度v运动时，恰能水平穿透一块固定的木板，根据动能定理有：‎ 设子弹的速度为时，穿过的木板数为n，则有：‎ 联立两式并代入数据得：块，故选项C正确，选项ABD错误。‎ 点评：解决本题的关键掌握动能定理，运用动能定理解题时要合理的选择研究的过程。 9、答案：AB ‎【来源】福建省永春县第一中学2018-2019学年高一下学期期中考试物理试题 【详解】‎ 小球最后静止在弹簧上的A点，小球处于平衡状态，则F弹=mg．根据胡克定律得：弹簧的压缩量，与h无关，故B正确。小球静止在A点时弹簧的弹性势能EP只与弹簧的压缩量有关，与h无关，从开始到A的过程，根据系统的机械能守恒得 mg（h+△x）=Ep+Ek ，知小球在A点的动能与h有关，h愈大，小球在A点的动能愈大，故A正确，C错误。小球第一次到达A点时弹簧的弹性势能与最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能相等，选项D错误。‎ ‎10、答案：AC ‎【来源】福建省永春县第一中学2018-2019学年高一下学期期中考试物理试题 【详解】‎ 对开始到回到出发点运用动能定理研究：WF=EK-0，力F做功为60J；所以物体回到出发点的动能为60J．故A正确。从开始到经过时间t，物体受重力，拉力，支持力，物体加速度，撤去恒力F到回到出发点的过程中，物体受重力，支持力，物体加速度a′=gsinθ；两个过程位移大小相等，时间相等。则有：at2=-（at2-a′t2），联立解得：开始时物体所受恒力F=mgsinθ，故B错误。有F作用时，物体的加速度为gsinθ，撤去力F时，物体的加速度为gsinθ，从开始到撤去力F时，物体上滑的距离为L，所以撤去力F时，物体继续上滑到最高点，距离是L，运用动能定理研究从开始到上滑到最高点，-mgh+WF=0-0，得：重力做了-60J功。所以从开始到撤去力F时，重力做了-45J功，所以撤去力F时，物体重力势能是45J，故C正确。撤去力F时，物体重力势能45J，动能15J，撤去力F后，动能减小，重力势能增大，所以动能与势能相等的位置在撤去力F之前的某位置，故D错误。‎ ‎11、答案：CD ‎【来源】天津市北辰区2019届高三高考模拟考试理科综合物理试题 【详解】‎ A、圆环沿杆滑下，滑到杆底端的过程中有两个力对圆环做功，即环的重力和弹簧的拉力；所以圆环和地球组成的系统机械能不守恒，如果把圆环和弹簧组成的系统作为研究对象，则系统的机械能守恒，故选项A错误；‎ B、当圆环沿杆的加速度为零时，其速度最大，动能最大，此时弹簧处于伸长状态，给圆环一个斜向左下方的拉力，故选项B错误；‎ C、根据功能关系可知当圆环滑到最底端时其速度为零，重力势能全部转化为弹性势能，此时弹性势能最大，等于重力势能的减小量即为，故选项C正确；‎ D、弹簧转过角时，此时弹簧仍为原长，弹簧从竖直位置转过角过程中，弹簧对圆环的作用力与运动方向的夹角先大于后小于，弹簧对圆环的作用力先做负功后做正功，总功一定为零，故选项D正确。 12、答案：BD ‎【来源】山东省临沂市2019届高三下学期高考模拟考试（二模)理综物理试题 ‎ ‎【详解】‎ A项：当物块速度最大时，加速度为零，此时弹簧的弹力与F等大反向，因此物块与弹簧刚接触时速度不是最大，故A错误；‎ B项：弹簧压缩量最大时，物块动能为零，根据功能关系得弹簧的弹性势能等于推力F做功，故B正确；‎ C项：当物块从B到A运动过程中，弹力不断减小，加速度不断减小；当速度最大时，加速度为零；继续往下走，弹簧弹力减小，加速度逐渐增大；直到弹力为零时，加速度恒定不变，故C错误；‎ D项：由于恒力F始终作用在物块上，因此物块从A到B推力做功等于弹簧的弹性势能的增量，从B到A弹簧的弹性势能刚好用来克服推力F做功，因此物块将在A、B间往复运动，故D正确。‎ ‎13、答案：BC ‎【来源】山东省日照市2019届高三5月校际联合考试理综物理试题 【详解】‎ A.图像的斜率代表加速度，所以tl时刻的加速度为零，最小，A错误。‎ B.图像的面积代表位移，横轴上方为正向位移，下方为负向位移，所以t2时刻正向位移最大，离出发点最远，B正确。‎ C.在tl～t2的时间内，根据，tl时刻加速度为零，外力为零，外力功率为零，t2时刻速度为零，外力功率为零，而中间速度外力都不为零，所以功率先增大后减小，C正确。‎ D.t2～t3的时间内，物体动能增大，外力对物体做正功，D错误。‎ ‎14、答案：CD ‎【来源】福建省长乐高级中学2018-2019学年高一下学期第一次月考物理试题 【详解】‎ 分析物体的运动的情况可知，物体的初速度的大小为0，位移的大小为1m，末速度的大小为2m/s，由导出公式可得加速度为：由牛顿第二定律可得：F-mg=ma，所以有：；‎ A项：手对物体做功为：W=FL=12×1J=12J，故A错误；‎ B、C项：合力的大小为：F合=ma=1×2N=2N，所以合力做的功为W=F合？h=2×1=2J，所以合外力做功为2J，故B错误，C正确；‎ D项：重力做的功为WG=mgh=-10×1=-10J，所以物体克服重力做功10J，故D正确。‎ ‎15、答案： (1). 0 (2). (3). ‎ 重力方向与位移方向垂直，所以重力做功为0；根据做功公式可得拉力做的功为：；物体匀速运动，受力平衡，则摩擦力做功为：Wf=-fs=-Fcos60°s=-2.5×104J ，所以克服摩擦力做功为2.5×104J。 16、答案：(1) 1.5m/s， 2.075m/s， 1.03mJ， 1.06mJ； （2）小于， ‎ 实验中重物要克服阻力做功； (3)C ‎ ‎【来源】福建省永春县第一中学2018-2019学年高一下学期期中考试物理试题 【详解】‎ ‎（1）利用匀变速直线运动的推论得：；； 此过程中动能增加量△Ek=mv52-mv22=1.03mJ；重力势能减少量△Ep=mgh=1×9.8×（0.032+0.036+0.04）J=1.06mJ；‎ ‎（2）比较得ΔEk小于ΔEp；原因是实验中重物要克服阻力做功；‎ ‎（3）根据机械能守恒：△Ek=mg△h，则△Ek-△h图线为原点的直线，故选C．‎ ‎17、答案：物体的长度d 铁 ‎ ‎【来源】云南省昆明市2019届高三5月高考模拟考试理综物理试题 【详解】‎ ‎（1）物体自由下落，物体的重力势能转化为动能，则有，即，物体通过光电门的速度，故还需要测量物体的长度；整理以上式子可得：，则图像的斜率，解得：；‎ ‎（2）为减小空气阻力对实验的影响，应选用体积小，密度大的物体来进行实验，故选铁圆柱体来进行实验；‎ ‎（3）物体能直接测量的物理为和h，故物体的动能为，下落过程中重力做功为，若在误差允许的范围内，即，则可验证机械能守恒。‎ ‎18、答案：需要 A、B的间距x ‎ ‎【来源】江苏省淮安市高中校协作体2019届高三上学期第二次月考联考物理试题 【详解】‎ ‎（1）本实验需要平衡摩擦力，如果存在摩擦力，则细线对小车的拉力就不是小车的合外力，则合外力的功无法具体计算。‎ ‎（2）小车通过光电门的速度为，根据动能定理：，所以还需要测量的量是A、B的间距x，根据上式可得：合外力对小车做的功与小车动能改变量的关系式为 ‎