高中物理 第一章 功和功率 1.2 功和能同步測試 魯科版必修2.doc

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1.2功和能一、單選題（共10題；共20分）1.從地面豎直上拋一個質(zhì)量為m的小球，小球上升的最大高度為H。設(shè)上升和下降過程中空氣阻力大小恒定為f。下列說法正確的是（） A.小球上升的過程中動能減少了mgHB.小球上升和下降的整個過程中機械能減少了fHC.小球上升的過程中重力勢能增加了mgHD.小球上升和下降的整個過程中動能減少了fH2.物體在運動過程中克服重力做功為100J，則下列說法中正確的是（ ） A.物體的重力勢能一定增加了100 JB.物體的重力勢能一定減少了100 JC.物體的動能一定增加了100 JD.物體的動能一定減少了100 J3.關(guān)于功是否為矢量，下列說法正確的是（） A.因為功有正功和負功，所以功是矢量B.因為功沒有方向性，所以功是標量C.力和位移都是矢量，功也一定是矢量D.力是矢量，功也是矢量4.如圖所示，質(zhì)量為m1、長為L的木板置于光滑的水平面上，一質(zhì)量為m的滑塊（視為質(zhì)點）放置在木板左端，滑塊與木板間滑動摩擦力的大小為f，用水平的恒定拉力F作用于滑塊當滑塊從靜止開始運動到木板右端時，木板在地面上移動的距離為s，滑塊速度為v1 ， 木板速度為v2 ， 下列結(jié)論中正確的是（ ）A.滑塊克服摩擦力所做的功為f（L+s）B.木板滿足關(guān)系：f（L+s）= m1v22C.F（L+s）= mv12+ m1v22D.其他條件不變的情況下，F(xiàn)越大，滑塊與木板間產(chǎn)生的熱量越多5.長為L的輕繩懸掛一個質(zhì)量為m的小球，開始時繩豎直，小球與一個傾角的靜止三角形物塊剛好接觸，如圖所示?，F(xiàn)在用水平恒力F向左推動三角形物塊，直至輕繩與斜面平行，此時小球的速度速度大小為V，重力加速度為g，不計所有的摩擦。則下列說法中正確的是（ ）A.上述過程中，斜面對小球做的功等于小球增加的動能B.上述過程中，推力F做的功為FLC.上述過程中，推力F做的功等于小球增加的機械能D.輕繩與斜面平行時，繩對小球的拉力大小為6.質(zhì)量為m的小球，從離桌面H高處由靜止下落，桌面離地高度為h，如圖所示，若以桌面為參考平面，那么小球落地時的重力勢能及整個過程中小球重力勢能的變化分別為（ ）A.mgh，減少mg（Hh）B.mgh，增加mg（H+h）C.mgh，增加mg（Hh）D.mgh，減少mg（H+h）7.運動員把質(zhì)量為500g的足球由靜止踢出后，足球上升的最大高度是10m，在最高點的速度為20m/s若不考慮空氣阻力及足球自轉(zhuǎn)，g取10m/s2 則（ ） A.運動員踢球時對足球做的功是150JB.運動員踢球時對足球做的功是100JC.運動員踢球時對足球做的功是50JD.運動員踢球時對足球做的功是0J8.質(zhì)量為m的物體，在距地面為h的高處，以 的恒定加速度由靜止豎直下落到地面，下列說法中不正確的是（） A.物體的動能增加 B.物體的機械能減少 C.物體的重力勢能減少 D.重力做功mgh9.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現(xiàn)用外力作用在物體上，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，則從撤去外力到物塊速度第一次減為零的過程，下列說法正確的是（ ）A.質(zhì)量大的物體最大速度較大B.質(zhì)量大與質(zhì)量小的物體最大加速度相同C.質(zhì)量大的物體的最大高度較大D.從離開彈簧到速度第一次為零處，質(zhì)量大的物體時間較短10.豎直上拋一小球，小球在運動過程中所受阻力大小恒定，比較小球的上升過程和下降過程，下列說法中正確的是（ ） A.時間相等B.阻力都做負功C.機械能都守恒D.重力的平均功率相等二、多選題（共6題；共18分）11.關(guān)于功和能，下列說法正確的是（ ） A.功是能量轉(zhuǎn)化的量度B.若某一個力對物體不做功，說明該物體一定沒有位移C.因為功有正負，所以其加減適用于平行四邊形定則或三角形法則D.一個恒力對物體做的功等于這個力的大小、物體位移的大小及力和位移夾角的余弦三者的乘積12.從地面豎直上拋一個質(zhì)量為m的小球，小球上升的最大高度為H，設(shè)上升過程中空氣阻力f恒定對于小球從拋出到上升至最高處的過程，下列說法正確的是（ ） A.小球的動能減少了mgHB.小球的機械能減少了fHC.小球的重力勢能增加了mgHD.小球的加速度大于重力加速度g13.質(zhì)量為2千克的物體，放在動摩擦因數(shù)=0.1的水平面上，在水平拉力的作用下，由靜止開始運動，水平拉力做的功W和物體發(fā)生的位移S之間的關(guān)系如圖所示，g=10m/s2 則（ ）A.此物體在AB段做勻加速直線運動B.此物體在AB段做勻速直線運動C.此物體在0A段做勻加速直線運動D.此物體在0B段動能增加了9J14.如圖所示，斜面體固定在水平面上，傾角為=30，質(zhì)量為m的物塊從斜面體上由靜止釋放，以加速度a= 開始下滑，取出發(fā)點為參考點，則圖乙中能正確描述物塊的速率v、動能Ek、勢能EP、機械能E、時間t、位移x關(guān)系的是（ ）A.B.C.D.15.如圖所示，在升降機內(nèi)固定一光滑的斜面體，一輕彈簧的一端連在位于斜面體上方的固定木板B上，另一端與質(zhì)量為m的物塊A相連，彈簧與斜面平行整個系統(tǒng)由靜止開始加速上升高度h的過程中（ ）A.物塊A的重力勢能增加量一定等于mghB.物塊A的動能增加量等于斜面的支持力和彈簧的拉力對其做功的和C.物塊A的機械能增加量等于斜面的支持力和彈簧的拉力對其做功的和D.物塊A和彈簧組成系統(tǒng)的機械能增加量等于斜面對物塊的支持力和B對彈簧拉力做功的和16.“蹦極”是一項非常刺激的體育運動某人身系彈性繩自高空P點自由下落，圖中a點是彈性繩的原長度位置，c是人所到達的最低點，b是人靜止地懸吊著時的平衡位置，人在從P點下落到最低點c點的過程中（ ）A.人在Pa段做自由落體運動，處于完全失重狀態(tài)B.在ab段繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài)C.在bc段繩的拉力大于人的重力，人處于超重狀態(tài)D.在c點，人的速度為零，處于平衡狀態(tài)三、解答題（共1題；共5分）17.“功”是人們在認識能量的過程中產(chǎn)生的一個物理概念歷史上對功的認識比對能量的認識晚，其認識是一個漫長的歷史過程直到現(xiàn)在，人們還不斷地對功進行認識和探究同學們從初中開始接觸到功的定義，現(xiàn)在又經(jīng)歷了高中的學習，進一步認識到能量的轉(zhuǎn)化過程必然伴隨著做功過程，請結(jié)合自己的理解，談?wù)勀銓χ亓ψ龉Φ恼J識，請舉例說明 四、綜合題（共2題；共25分）18.如圖所示，在豎直方向土A，B兩物體通過勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連，A放在水平地面上；B、C兩物體廈過細繩繞過輕質(zhì)定滑輪相連，C放在固定的光滑斜面上用手拿住C，使細線剛剛拉直但無拉力作用，并保證ab段的細線豎直、cd段的細線與斜面平行已知A，B的質(zhì)量均為m，斜面傾角為=37，重力加速度為g滑輪的質(zhì)量和摩擦不計，開始時整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)C釋放后沿斜面下滑，當A剛要離開地面時，B的速度最大（sin37=0.6，cos37=0.8）求：（1）從開始到物體A剛要離開地面的過程中，物體C沿斜面下滑的距離； （2）C的質(zhì)量； （3）A剛離開地面時，C的動能 19.（2013海南）一質(zhì)量m=0.6kg的物體以v0=20m/s的初速度從傾角為30的斜坡底端沿斜坡向上運動當物體向上滑到某一位置時，其動能減少了Ek=18J，機械能減少了E=3J不計空氣阻力，重力加速度g=10m/s2 ， 求： （1）物體向上運動時加速度的大?。?（2）物體返回斜坡底端時的動能 答案解析部分一、單選題1.【答案】C 【解析】【分析】由動能定理可知，小球動能的減小量等于小球克服重力和阻力F做的功為(mg+f)H，A錯誤；小球機械能的減小等于克服阻力f做的功，為2fH，B錯誤；小球重力勢能的增加等于小球克服重力做的功，為mgH，C正確；小球上升和下降的整個過程中動能減少了2fH，D錯；【點評】明確重力勢能的變化只決定于重力做功，除重力以外其他力做功等于機械能的變化，明確本題利用功能關(guān)系求解2.【答案】A 【解析】【解答】解：AB、重力做功等于重力勢能的減小，物體克服重力做功100J，說明重力勢能一定增加100J，A符合題意，B不符合題意；CD、根據(jù)動能定理知，合外力做功等于動能的增加量，由于不知道重力以外的力做功情況，不能確定合外力做的功，故無法判斷動能改變情況，C不符合題意，D不符合題意；故答案為：A【分析】根據(jù)功能關(guān)系，重力對物體所做功等于物體重力勢能的改變量，合外力對物體所做功等于物體動能的改變量。3.【答案】B 【解析】【解答】解：A、功是標量，當力對物體做正功表示該力為動力，當力對物體做負功表示該力為阻力，選項A說法錯誤；B、功沒有方向，故功是標量，選項B說法正確；C、力和位移是矢量，但功是標量，選項C說法錯誤；D、力是矢量，功是標量，選項D說法錯誤；故選B【分析】本題主要考查功的基本概念，功是標量，只有大小，沒有方向，當力對物體做正功表示該力為動力，當力對物體做負功表示該力為阻力。4.【答案】A 【解析】【解答】解：A、當滑塊從靜止開始運動到木板右端時，發(fā)生的位移為L+s（相對于地），滑塊克服摩擦力所做的功為f（L+s）故A正確B、對木板，由動能定理有：fs= m1v22 故B錯誤C、滑塊與木板間產(chǎn)生的熱量 Q=fL，根據(jù)能量守恒定律知：F（L+s）=Q+ mv12+ m1v22 ， 可得，F(xiàn)（L+s）fL= mv12+ m1v22 故C錯誤D、由 Q=fL，知F增大時，Q不變，故D錯誤故選：A【分析】當滑塊從靜止開始運動到木板右端時，發(fā)生的位移為L+s，由功的公式求滑塊克服摩擦力所做的功系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量等于摩擦力和相對位移乘積對木板和滑塊分別運用動能定理列式分析5.【答案】B 【解析】【分析】A、由動能定理可知合外力做功等于動能的變化量，對小球來說除了斜面的的支持力還有重力對小球做功；錯誤B、由W=Fx可知上述過程中，推力F做的功為FL；正確C、根據(jù)功能關(guān)系可知，力F做的功應(yīng)等于斜面和小球這一系統(tǒng)增加的機械能；錯誤D、小球做圓周運動，則沿繩方向有， 所以；錯誤故選B。【點評】某個力做的功等于這個力與這沿個力的方向的位移的乘積。本題中力F做的功等于系統(tǒng)增加的機械能。6.【答案】D 【解析】【解答】解：以桌面為零勢能參考平面，那么小球落地時的重力勢能為Ep1=mgh；整個過程中小球高度降低，重力勢能減少，重力勢能的減少量為：Ep=mgh=mg（H+h）；故選：D【分析】物體由于被舉高而具有的能叫做重力勢能對于重力勢能，其大小由地球和地面上物體的相對位置決定物體質(zhì)量越大、位置越高、做功本領(lǐng)越大，物體具有的重力勢能就越大，其表達式為：Ep=mgh7.【答案】A 【解析】【解答】解：足球被踢起后在運動過程中，只受到重力作用，只有重力做功，足球的機械能守恒，足球到達最高點時，機械能為E=mgh+ mv2=0.51010+ 0.5202J=150J，由于足球的機械能守恒，則足球剛被踢起時的機械能為E=150J，足球獲得的機械能等于運動員對足球所做的功，因此運動員對足球做功：W=E=150J，故BCD不符合題意，A符合題意故答案為：A【分析】根據(jù)機械能守恒定律的條件，足球被踢起后在運動過程中，只受到重力作用，只有重力做功，所以足球的機械能守恒。根據(jù)機械能守恒列式求解。8.【答案】C 【解析】【解答】A、根據(jù)動能定理得：Ek=mah= ，即物體的動能增加 ，故A正確BCD、物體由靜止豎直下落到地面，重力做正功mgh，則物體的重力勢能減少mgh，所以物體的機械能減少mgh mgh= 故BD正確，C不正確本題選不正確的，故選C【分析】根據(jù)重力做功的多少，求解重力勢能的變化量根據(jù)動能定理確定出動能的變化量，由動能和重力勢能的變化量，確定出機械能的變化量9.【答案】D 【解析】【解答】解：A當題意可知彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為物塊的動能和重力勢能： ，所以可知質(zhì)量大的物體最大速度較小故A錯誤；B剛釋放瞬間： = ，可知質(zhì)量大的物體的加速度比較小故B錯誤；C設(shè)物塊上升的最大高度是h，則由：EP=mgh可知質(zhì)量大的物體的最大高度較小故C錯誤；D離開彈簧后物塊的加速度：a=gsin，大小是相等的，由于離開彈簧時質(zhì)量大的物體的加速度比較小，所以從離開彈簧到速度第一次為零處，質(zhì)量大的物體時間較短故D正確故選：D【分析】使兩彈簧具有相同的壓縮量，則儲存的彈性勢能相等，根據(jù)能量守恒判斷物塊的動能的大小、速度的大小以及最后的重力勢能10.【答案】B 【解析】【解答】解：A、根據(jù)牛頓第二定律可得：上升過程中的加速度大小為：a1= ，下落過程中的加速度大小為：a2= ，可知，a1a2；上升過程中和下落過程中的位移大小相等，根據(jù)位移時間關(guān)系可得：h= ，則知上升過程的時間較短，A不符合題意B、阻力方向一直與小球的運動方向相反，所以阻力都做負功，B符合題意C、由于阻力對小球做功，所以小球的機械能不守恒，故C不符合題意D、上升過程中和下落過程中的位移大小相等，而上升的時間比下降時間短，所以上升過程的平均速度比下降的大，D不符合題意故答案為：B【分析】可以借助牛頓第二運動定律以及勻變速直線運動規(guī)律，計算物體運動的時間，根據(jù)做功的公式可以判斷阻力對物體是做正功還是負功，因為有阻力做功，所以機械能不守恒。二、多選題11.【答案】A,D 【解析】【解答】解：A、由功能關(guān)系知，功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程故A正確；BD、由功的計算公式W=Flcos，知恒力對物體做的功等于這個力的大小、物體位移的大小及力和位移夾角的余弦三者的乘積，可知，若某一個力對物體不做功，也可能是由于力和位移之間的夾角為90，故B錯誤，D正確；C、功雖然有正負，但是功只有大小，沒有方向，其加減不適用于平行四邊形定則合成所以功是標量故C錯誤；故選：AD【分析】功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程；功的計算公式為W=Flcos，是力與位移的夾角功有正負，但功是標量12.【答案】B,C,D 【解析】【解答】解：A、由動能定理可知，小球動能的減少量等于合外力做的功，即：EK=（mg+f）H，故A錯誤；B、小球機械能的減少量等于重力以外的力做功，即克服空氣阻力做的功，W=fH，則機械能減少fH，故B正確；C、小球上升的最大高度為H，則重力勢能增加mgH，C正確；D、根據(jù)牛頓第二定律：mg+f=ma，得：a=g+ g，故D正確；故選：BCD【分析】重力做功不改變物體機械能，重力做功只使物體動能轉(zhuǎn)化為重力勢能或重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；空氣阻力做功使物體機械能減少，減少的機械能等于克服空氣阻力做的功13.【答案】B,C,D 【解析】【解答】解：ABC、物體在水平面上運動，水平拉力與物體運動方向相同，物體受到的滑動摩擦力大小為：f=mg=0.1210N=2N物體在0A段受到的水平拉力大小等于：F1= = N=5N，可見，水平拉力大于摩擦力，則物體在OA段做勻加速直線運動物體在AB段受到的水平拉力大小等于：F2= = N=2N，水平拉力等于摩擦力，則物體在AB段做勻速直線運動故A錯誤，BC正確D、物體在AB段做勻速直線運動，動能不變，則物體在0B段動能增加量等于物體在0A段動能增加量，等于合力做的功，為：Ek=（F1f）S1=（52）3J=9J，故D正確故選：BCD【分析】物體在水平面上運動，水平拉力與物體運動方向相同，由功的公式W=FS可知，F(xiàn)等于WS圖象斜率的大小由數(shù)學知識求出兩段圖象的斜率，解得水平拉力的大小，根據(jù)拉力與摩擦力大小比較，分析物體的運動情況由動能定理求物體在0B段動能增加量14.【答案】A,C,D 【解析】【解答】解：A、滑塊從斜面上勻加速下滑，速度 v=at= t，vt，所以A圖能正確描述速度與時間的關(guān)系故A正確B、動能Ek= mv2= t2 ， 得Ekt2 ， 是非線性關(guān)系所以B圖不能正確描述動能與時間的關(guān)系，故B錯誤C、取出發(fā)點為參考，滑塊向下滑動時，重力勢能為負值，則重力勢能Ep=mgh=mgxsin30= mgx，Epx所以C圖能正確描述勢能EP與位移x的關(guān)系故C正確D、由于滑塊的加速度a= g=gsin30，根據(jù)牛頓第二定律得知，滑塊的合力等于mgain30，說明滑塊下滑過程中，不受摩擦力作用，只有重力做功，其機械能不變?nèi)〕霭l(fā)點為參考點，其機械能為0，所以D圖能正確描述機械能E與位移x關(guān)系，故D正確故選：ACD【分析】滑塊從斜面上勻加速下滑，根據(jù)運動學公式得出速度與時間的關(guān)系式，再得到動能與時間的關(guān)系根據(jù)重力勢能Ep=mgh，得到重力勢能與位移的關(guān)系式再選擇圖象15.【答案】C,D 【解析】【解答】解：A、物體A開始受重力、支持力、彈簧的彈力處于平衡狀態(tài)當具有向上的加速度時，合力向上，彈簧彈力和支持力在豎直方向上的分力大于重力，所以彈簧的彈力增大，物體A相對于斜面向下運動物體A上升的高度小于h，所以重力勢能的增加量小于mgh故A錯誤B、物體A受重力、支持力、彈簧的彈力，對物體A用動能定理，物塊A的動能增加量等于斜面的支持力、彈簧的拉力和重力對其做功的和，故B錯誤C、物體A機械能的增加量等于斜面支持力和彈簧彈力做功的代數(shù)和故C正確D、物塊A和彈簧組成系統(tǒng)的機械能增加量等于斜面對物塊的支持力和B對彈簧拉力做功的和，故D正確故選CD【分析】開始整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，物體A受重力、支持力、彈簧的彈力處于平衡狀態(tài)升降機以加速度a開始勻加速上升，則物塊A與升降機具有相同的加速度，根據(jù)牛頓第二定律，判斷彈簧彈力是否發(fā)生變化根據(jù)除重力以外其它力做的功等于機械能的增量，判斷物體機械能的變化16.【答案】A,B,C 【解析】【解答】解：A、a點是彈性繩的原長位置，故a點之前人只受重力，人做自由落體運動，處于完全失重狀態(tài)，故A正確B、b是人靜止懸吊著時的平衡位置，故ab段繩的拉力小于重力，故人處于失重，故B正確C、在bc段繩的拉力大于人的重力，故人處于超重，故C正確D、c是人所到達的最低點，故c點速度為零，但人所受繩的拉力大于人的重力，合力不為0，不是處于平衡狀態(tài)，故D錯誤故選：ABC【分析】a點是彈性繩的原長位置，故a點之前人做自由落體運動b是人靜止懸吊著時的平衡位置，故ab段繩的拉力小于bc段繩的拉力大于重力；c是人所到達的最低點，故c點速度為零三、解答題17.【答案】解：重力做功公式為 W=mgh，h是初末位置間的高度差，可知，重力做功與路徑無關(guān)，與初末位置有關(guān)如平拋運動的物體，下落的高度為h，重力做功為mgh，與物體運動路徑無關(guān)重力做功與重力勢能相關(guān)聯(lián)，物體上升時，重力做負功，重力勢能增加，而且克服重力做功多少重力勢能就增加多少相反，物體下落時，重力做正功，重力勢能減小，而且重力做功多少重力勢能就減小多少對于單個物體，機械能守恒的條件：只有重力做功，如自由下落的物體運動過程中，只受重力，其機械能守恒 【解析】【分析】根據(jù)做功是能量轉(zhuǎn)化的量度進行舉例求解。四、綜合題18.【答案】（1）解：設(shè)開始時彈簧壓縮的長度為xB ， 由題意有： 設(shè)當物體A剛剛離開地面時，彈簧的伸長量為xA ， 有kxA=mg 當物體A剛離開地面時，物體B上升的距離及物體C沿斜面下滑的距離為：（2）解：物體A剛離開地面時，以B為研究對象，物體B受到重力mg、彈簧的彈力kxA，細線的拉力T三個力的作用，設(shè)物體B的加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律，對B有：TmgkxA=ma 對C有：mCgsinT=mCa 當B獲得最大速度時，有：a=0 由式解得： （3）解：根據(jù)動能定理有：對于C有：mcghsinWT=Ekc0 對于B有：WTmBgh+W彈=EkB0 其中彈簧彈力先做正功后做負功，總功為零，W彈=0 BC的質(zhì)量速度大小相等，故其動能大小之比為其質(zhì)量大小之比即： 由解得 【解析】【分析】（1）根據(jù)胡克定律根據(jù)物體A和B所受彈力大小求得物體C沿斜面下滑的距離；（2）根據(jù)牛頓可知，當A剛要離開地面時B的速度最大，此時B所受合力為零，根據(jù)平衡求得C的質(zhì)量；（3）由于彈簧但長和壓縮時的彈力相等，故在B上升的整個過程中彈簧彈力做功為零，根據(jù)動能定理求得A剛離開地面時C的動能19.【答案】（1）解：物體從開始到經(jīng)過斜面上某一點時，受重力、支持力和摩擦力，根據(jù)動能定理，有mglsinfl=EKEK0=18J 機械能的減小量等于克服摩擦力做的功：fl=E=3J 由可解得l=5m，f=0.6N因為物體的初速度為v0=20m/s，初動能 =120J滑上某一位置時動能減少了Ek=18J，則此時動能Ek=102J= ，可得v2=340m2/s2物體在斜坡底端向上運動時受重力、支持力和摩擦力作用，物體做勻減速運動，根據(jù)勻變速直線運動的速度位移關(guān)系有：= =6m/s2（負號表示方向與初速度方向相反）（2）解：當該物體經(jīng)過斜面上某一點時，動能減少了18J，機械能減少了3J，所以當物體到達最高點時動能減少了120J，機械能減少了20J，所以物體上升過程中克服摩擦力做功是20J，全過程摩擦力做功W=40J從出發(fā)到返回底端，重力不做功，設(shè)回到出發(fā)點的動能為EK，由動能定理可得W=EKEK0得EK=80J 【解析】【分析】物體從開始到經(jīng)過斜面上某一點時，受重力、支持力和摩擦力，總功等于動能增加量，機械能減小量等于克服摩擦力做的功，根據(jù)功能關(guān)系列式可解；對從最高點到底端過程運用動能定理列式求解