(絕殺2013)高考物理-模擬+權威預測-專題六功和能.doc

《(絕殺2013)高考物理-模擬+權威預測-專題六功和能.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在工程資料-天天文庫。

【絕殺2013】2013屆高考物理模擬+權威預測：專題六功和能【模擬演練】1.(2012·包頭模擬)質量為m的小車在水平恒力F推動下，從山坡底部A處由靜止起運動至高為h的坡頂B，獲得速度為v，A、B的水平距離為s，下列說法正確的是()A.小車克服重力所做的功是mghB.合力對小車做的功是C.水平恒力對小車做的功是Fs-mghD.阻力對小車做的功是2.(2012·聊城模擬)如圖為健身用的“跑步機”，質量為m的運動員踩在與水平面成α角的靜止皮帶上，運動員用力向后蹬皮帶.皮帶運動過程中受到阻力恒為Ff，使皮帶以速度v勻速向后運動，則在運動的過程中，下列說法正確的是()A.人腳對皮帶的摩擦力是皮帶運動的阻力B.人對皮帶不做功C.人對皮帶做功的功率為mgvD.人對皮帶做功的功率為Ffv3.(2012·南通模擬)2011年7月24日，在上海游泳世錦賽的比賽中，中國跳水名將吳敏霞經過10年的漫長等待，終于在女子單人三米16 跳板項目中證明了自己，奪得個人首枚世錦賽單人項目的冠軍，從而幫助中國隊實現(xiàn)該項目的六連冠.設吳敏霞的質量為m，則她進入水中后受到水的阻力(包含浮力)而豎直向下做減速運動，設水對她的阻力大小恒為F，則在她減速下降深度為h的過程中，下列說法正確的是(g為當?shù)氐闹亓铀俣?()A.她的動能減少了FhB.她的重力勢能減少了mghC.她的機械能減少了(F-mg)hD.她的機械能減少了mgh4.(2012·長春模擬)如圖所示，某中學科技小組制作了利用太陽能驅動小車的裝置.當太陽光照射到小車上方的光電板時，光電板中產生的電流經電動機帶動小車前進.小車在平直的公路上從靜止開始勻加速行駛，經過時間t，速度為v時功率達到額定功率，并保持不變，小車又繼續(xù)前進了s距離，達到最大速度vmax.設小車的質量為m，運動過程所受阻力恒為Ff,則小車的額定功率為()A.FfvmaxB.FfvC.Ffs/tD.(Ff+mv/t)vmax5.(2012·安慶模擬)如圖所示，一個光滑的水平軌道AB與光滑的圓軌道BCD連接，其中圓軌道在豎直平面內，半徑為R，B為最低點，D為最高點，一個質量為m的小球以初速度v0沿AB運動，剛好能通過圓軌道的最高點D，則在這個過程中()A.小球質量m越大，所需的初速度v0越大B.圓軌道半徑R越大，所需的初速度v0越大C.初速度v0與小球質量m、軌道半徑R均無關D.小球質量m和軌道半徑R同時增大，有可能不用增大初速度v06.(2012·青島模擬)滑塊以速率v1靠慣性沿固定長斜面由底端向上運動，當它回到出發(fā)點時速率變?yōu)関2.且v2＜v1，若滑塊向上運動的位移中點為A，取斜面底端重力勢能為零，則()A.上滑過程中機械能的減少量大于下滑過程中機械能的減少量B.上滑過程中機械能的減少量等于下滑過程中機械能的減少量C.上滑過程中經過A點時的動能大于重力勢能D.上滑過程中摩擦力的平均功率的絕對值大于下滑過程中摩擦力的平均功率的絕對值7.(2012·16 紹興模擬)如圖所示，一直角斜面固定在水平地面上，右邊斜面傾角為60°，左邊斜面傾角為30°，A、B兩物體分別系于一根跨過定滑輪的輕繩兩端，置于兩斜面上，且位于同高度處于靜止狀態(tài).將兩物體看成質點，不計一切摩擦和滑輪質量，剪斷輕繩，讓兩物體從靜止開始沿斜面滑下，下列判斷正確的是()A.到達斜面底端時兩物體速率相等B.到達斜面底端時兩物體機械能相等C.到達斜面底端時兩物體重力的功率相等D.兩物體沿斜面下滑的時間相等8.(2011·西安模擬)如圖所示，質量相同的兩物體處于同一高度，A沿固定在地面上的光滑斜面下滑，B自由下落，最后到達同一水平面，則()A.重力對兩物體做的功相同B.重力的平均功率相同C.到達底端時重力的瞬時功率PA＜PBD.到達底端時兩物體的動能相同，速度相同9.(2011·開封模擬)如圖所示，斜面置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物體由靜止沿斜面下滑，在物體下滑過程中，下列說法正確的是()A.物體的重力勢能減少，動能增加B.斜面的機械能不變C.斜面對物體的作用力垂直于接觸面，不對物體做功D.物體和斜面組成的系統(tǒng)機械能守恒10.(2011·太原模擬)汽車在水平路面上從靜止開始做勻加速直線運動，t1末關閉發(fā)動機，做勻減速直線運動，t2末靜止，其v-t圖象如圖所示，圖中α＜β，若汽車牽引力做功為W，平均功率為P；汽車加速和減速過程中克服摩擦力做功分別為W1和W2，平均功率分別為P1和P2，則()A.W＝W1＋W2B.W1>W216 C.P＝P1D.P1＝P211.(2011·青島模擬)如圖所示，a、b兩物塊質量分別為m、2m，用不計質量的細繩相連接，懸掛在定滑輪的兩側，不計滑輪質量和一切摩擦．開始時，a、b兩物塊距離地面高度相同，用手托住物塊b，然后由靜止釋放，直至a、b物塊間高度差為h．在此過程中，下列說法正確的是()A．物塊a的機械能逐漸增加B．物塊b的機械能減少了C．物塊b的重力勢能的減少量等于細繩拉力對它所做的功D．物塊a的重力勢能的增加量小于其動能的增加量12.(2011·南寧模擬)如圖所示，具有一定初速度的物塊，沿傾角為30°的粗糙斜面向上運動的過程中，受一個恒定的沿斜面向上的拉力F作用，這時物塊的加速度大小為4m/s2，方向沿斜面向下，那么，在物塊向上運動的過程中，下列說法正確的是()A.物塊的機械能一定增加B.物塊的機械能一定減小C.物塊的機械能可能不變D.物塊的機械能可能增加也可能減小13.(2012·十堰模擬)如圖所示，粗糙弧形軌道和兩個光滑半圓軌道組成翹尾巴的S形軌道.光滑半圓軌道半徑為R，兩個光滑半圓軌道連接處CD之間留有很小空隙，剛好能夠使小球通過，CD之間距離可忽略.粗糙弧形軌道最高點A與水平面上B點之間的高度為h.從A點靜止釋放一個可視為質點的小球，小球沿翹尾巴的S形軌道運動后,從E點水平飛出，落到水平地面上，落點到與E點在同一豎直線上B點的距離為s.已知小球質量m，不計空氣阻力，求：(1)小球從E點水平飛出時的速度大?。?2)小球運動到半圓軌道的B點時對軌道的壓力；(3)小球沿翹尾巴S形軌道運動時克服摩擦力做的功.14.(2012·濱州模擬)如圖所示，長為R的輕繩，上端固定在O點，下端連一小球，小球接近地面，處于靜止狀態(tài).現(xiàn)給小球一沿水平方向的初速度v016 ，小球開始在豎直平面內做圓周運動.設小球到達最高點時繩突然斷開.已知小球最后落在離小球最初位置2R的地面上.求：(1)小球在最高點的速度v;(2)小球的初速度v0;(3)小球在最低點時球對繩的拉力;(4)如果細繩轉過60°角時突然斷開，則小球上升到最高點時的速度多大？(小球的質量為m,重力加速度為g)15.(2012·徐州模擬)如圖所示,將一質量為m=0.1kg的小球自水平平臺右端O點以初速度v0水平拋出,小球飛離平臺后由A點沿切線落入豎直光滑圓軌道ABC,并沿軌道恰好通過最高點C,圓軌道ABC的形狀為半徑R=2.5m的圓截去了左上角127°的圓弧,CB為其豎直直徑(sin53°=0.8,cos53°=0.6,重力加速度g取10m/s2).求:(1)小球經過C點的速度大小;(2)小球運動到軌道最低點B時小球對軌道的壓力大小;(3)平臺末端O點到A點的豎直高度H.【高考預測】功和能是高考的重點內容,在選擇題和綜合題中均有考查,主要呈現(xiàn)的命題趨勢有：(1)對功、功率的理解計算常以選擇題的形式出現(xiàn)，并且常和運動學、動力學的知識綜合.(2)動能定理、機械能守恒定律的考查經常與曲線運動綜合，常出現(xiàn)在綜合計算題中，并且出現(xiàn)多個運動階段，例如直線運動、平拋運動、圓周運動等同時出現(xiàn).(3)能量的轉化和守恒也常在綜合題目中出現(xiàn).對該部分內容的命題預測總結如下：考查知識點及角度高考預測16 功、功率、動能的理解計算1、2動能定理、機械能守恒綜合3、4、5能量的轉化和守恒問題6、71.兩木塊A、B用一輕彈簧拴接，靜置于水平地面上，如圖甲所示，現(xiàn)用一豎直向上的恒力F拉動木塊A，使木塊A由靜止向上做直線運動，如圖乙所示，當木塊A運動到最高點時，木塊B恰好沒離開地面.在這一過程中，下列說法正確的是(設此過程彈簧始終處于彈性限度內且A的質量小于B的質量)()A.木塊A的加速度先增大后減小B.彈簧的彈性勢能先減小后增大C.彈簧原長時A的動能最大D.兩木塊A、B和輕彈簧組成的系統(tǒng)的機械能先增大后減小2.如圖所示，一塊長木板B放在光滑的水平面上，再在B上放一物體A，現(xiàn)以恒定的外力拉B，A、B發(fā)生相對滑動，向前移動了一段距離.在此過程中()A.B對A的摩擦力所做的功等于A的動能增加量B.A對B的摩擦力所做的功等于B對A的摩擦力所做的功C.外力F做的功等于A和B動能的增加量D.外力F對B做的功等于B的動能的增加量與B克服摩擦力所做的功之和3.如圖所示,半徑r=0.5m的光滑圓軌道被豎直固定在水平地面上，圓軌道最低處有一小球(小球的半徑比r小很多).現(xiàn)給小球一個水平向右的初速度v0，要使小球不脫離軌道運動，v0應滿足()16 A.v0≤5m/sB.v0≥m/sC.v0≥m/sD.v0≤m/s4.如圖所示,質量為m的滑塊從斜面底端以平行于斜面的初速度v0沖上固定斜面，沿斜面上升的最大高度為H.已知斜面傾角為α，斜面與滑塊間的動摩擦因數(shù)為μ，且μ＜tanα,取斜面底端為零勢能面，則能表示滑塊在斜面上運動的機械能E、動能Ek與高度h之間關系的圖象是()5.如圖所示，半徑分別為R和r的甲、乙兩個光滑的圓形軌道安置在同一豎直平面上，軌道之間有一條水平軌道CD相通，一小球以一定的速度先滑上甲軌道，通過動摩擦因數(shù)為μ的CD段，又滑上乙軌道，最后離開兩圓軌道，若小球在兩圓軌道的最高點對軌道的壓力都恰好為零，試求CD段的長度.6.如圖所示裝置由AB、BC、CD三段軌道組成，軌道交接處均由很小的圓弧平滑連接，其中軌道AB、CD段是光滑的，水平軌道BC的長度s=5m，軌道CD足夠長且傾角θ=37°16 ，A、D兩點離軌道BC的高度分別為h1=4.30m、h2=1.35m.現(xiàn)讓質量為m的小滑塊自A點由靜止釋放.已知小滑塊與軌道BC間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6、cos37°=0.8.求：(1)小滑塊第一次到達D點時的速度大小;(2)小滑塊第一次與第二次通過C點的時間間隔;(3)小滑塊最終停止的位置與B點的距離.7.傳送帶與水平面之間的夾角為θ＝30°，其上A、B兩點間的距離為l＝5m，傳送帶在電動機的帶動下以v＝1m/s的速度勻速運動，現(xiàn)將一質量為m＝10kg的小物體(可視為質點)輕放在傳送帶的A點，已知小物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=在傳送帶將小物體從A點傳送到B點的過程中，求：(g取10m/s2)(1)傳送帶對小物體做的功；(2)電動機做的功.答案解析【模擬演練】1.【解析】選A、D.重力做功只與初末位置的高度差有關，A對;根據(jù)動能定理，合力對小車做的功是B錯;根據(jù)功的定義水平恒力對小車做的功是Fs,C錯;設阻力做的功為W，根據(jù)動能定理,Fs+W-mgh=解得D對.2.【解析】選D.皮帶勻速轉動，則人對皮帶的力和皮帶受到的阻力平衡，人對皮帶的力的方向和皮帶運動的方向相同，人對皮帶做正功，做功的功率P=Fv=Ffv,A、B、C錯誤，D正確.16 【誤區(qū)警示】該題易產生的誤區(qū)為：人參與做功的過程是將人體內的化學能轉化為其他形式的能量的過程，與人的重力無關，此過程人對地的位移為零，那么皮帶對人的摩擦力對人不做功.3.【解析】選B.根據(jù)動能定理ΔEk=-(F-mg)h，A錯.由重力做功與重力勢能變化的關系，ΔEp=-WG=-mgh，B對.機械能的變化等于非重力做的功，ΔE=-Fh，C、D均錯.4.【解析】選A.小車勻加速行駛時，牽引力不變，電動機的功率隨著小車速度的增大而增大，當達到額定功率時，以額定功率行駛，做加速度逐漸減小的加速運動，最終當牽引力等于阻力時，速度達到最大，所以額定功率P=Ffvmax,A正確.【方法技巧】機車啟動分析技巧機車的勻加速啟動過程，當剛達到額定功率時，P=Fv，此時F＞Ff，機車繼續(xù)加速運動由知,機車的加速度a逐漸減小，直到F=Ff時，機車做勻速運動.(1)在這一過程中，由于速度不能突變，故功率不變時，牽引力也不能突變.(2)若功率突變，則一定會導致牽引力突變.5.【解題指南】解答該題的關鍵是：(1)理解小球剛好過最高點D的意義.(2)小球從A到D的過程中機械能守恒.【解析】選B.小球通過光滑圓軌道最高點的最小速度為v，有解得從最低點到最高點的機械能守恒，在最低點的速度應滿足初速度與質量無關，B正確，A、C、D錯誤.6.【解析】選B、C、D.由題意,v2＜v1可見有摩擦力做功.重力以外的力做的功等于機械能的變化，上滑過程和下滑過程摩擦力對滑塊做的功相等，所以上滑過程和下滑過程機械能的減少量相等,A錯，B對;從A點到最高點應用動能定理，-Wf-WG=0-EkA,其中WG=EpA,可見EkA＞EpA,C對;上滑過程中摩擦力方向沿斜面向下，下滑過程中摩擦力的方向沿斜面向上，可見上滑過程中的加速度大于下滑過程中的加速度，所以上滑過程用的時間短，兩個過程摩擦力做功相同，故上滑過程摩擦力的平均功率大，D對.7.【解析】選A、C.根據(jù)機械能守恒定律，兩物體減少的重力勢能轉化為動能16 到達斜面底端的速率只與高度有關，而兩物體高度一樣，到達斜面底端的速率相等，則A正確;兩物體在光滑斜面上能夠靜止，輕繩張力處處相等，則有mAgsin60°=mBgsin30°,得mA=mB，兩物體質量不相等，高度一樣，那么兩物體機械能不相等，則B錯;兩物體到達斜面底端時重力做功功率分別為PA=mAgvsin60°,PB=mBgvsin30°,則有PA=PB，則C正確;兩物體勻加速下滑，兩物體高度相同而斜面傾斜角不同，下滑的時間就不相等，則D錯誤.8.【解析】選A、C.由于兩個物體質量相同、下落高度相同，所以重力對兩物體做的功相同，故A正確．由于下落的時間不同，所以重力的平均功率不相同，所以B不正確．對于物體A、B，只有重力做功，機械能守恒，可知兩物體到達底端時動能相同，即速度大小相同、方向不同，故D不正確．由瞬時功率的計算式可得PA＝mgvsinθ，PB＝mgv，因此，到達底端時重力的瞬時功率PA＜PB，故C正確．9.【解析】選A、D.在物體下滑過程中，由于物體與斜面間有垂直于斜面的作用力，使斜面加速運動，斜面的動能增加；物體克服其相互作用力做功，物體的機械能減少，但動能增加，重力勢能減少，選項A正確、B錯誤．物體沿斜面下滑時既沿斜面向下運動，又隨斜面向右運動，其合速度方向與彈力方向不垂直，彈力方向垂直于接觸面，但與速度方向之間的夾角大于90°，所以斜面對物體的作用力對物體做負功，選項C錯誤．對物體與斜面組成的系統(tǒng)，僅有動能和勢能之間的轉化，因此，系統(tǒng)機械能守恒，選項D正確．10.【解析】選A、B、D.整個過程動能變化量為零，所以合力做功為零，即W-W1-W2=0，得W=W1+W2，A項正確．摩擦力大小相等，第一段位移大，所以加速過程克服摩擦力做功多，故B正確.加速過程中牽引力大于摩擦力，相等的時間內，牽引力做功比克服摩擦力做功多，所以P>P1，故C不正確．加速階段和減速階段平均速度相等，所以摩擦力的平均功率相等，故D正確．11.【解析】選A、B.由于繩的拉力對物塊a做正功，故a的機械能逐漸增加，A正確；根據(jù)機械能守恒定律故b減少的機械能為故B正確；由于細繩拉力對b做負功，故b的重力勢能的減少量等于物塊b克服細繩拉力做的功和物塊b增加的動能之和,C錯誤；物塊a重力勢能增加量為動能增加量為故D錯誤.16 12.【解析】選A.除重力、彈力做功以外，其他力做功等于機械能的增加量，題中除重力外，有拉力F和摩擦力Ff做功，則機械能的變化取決于F與Ff做功的大小關系．由mgsin30°＋Ff－F＝ma知：F－Ff＝mgsin30°-ma＞0，即F＞Ff，故F做正功多于克服摩擦力做的功，故機械能增加．A項正確．13.【解析】(1)小球從E點水平飛出做平拋運動，設小球從E點水平飛出時的速度大小為vE,由平拋運動規(guī)律，s=vEt,聯(lián)立解得(2)小球從B點運動到E點的過程，機械能守恒解得在B點F-mg=得由牛頓第三定律可知小球運動到B點時對軌道的壓力為F′=9mg+方向豎直向下.(3)設小球沿翹尾巴的S形軌道運動時克服摩擦力做的功為W，則mg(h-4R)-W=得W=mg(h-4R)-答案:(1)(2)方向豎直向下(3)16 14.【解析】(1)在水平方向有2R=vt在豎直方向有2R=解得v=(2)根據(jù)機械能守恒定律有解得(3)對小球分析有F-mg=解得F=6mg由牛頓第三定律可知：小球對繩的拉力為6mg,方向向下(4)設繩斷時小球的速度為v1,有設小球在最高點時的速度為v2,有v2=v1cos60°答案:(1)(2)(3)6mg(4)15.【解析】(1)小球沿軌道恰好通過最高點C,僅由重力提供向心力,即解得vC=5m/s.(2)從B點到C點,取B點為參考面,由機械能守恒定律得在B點對小球受力分析,由牛頓第二定律得解得FN=6.0N.據(jù)牛頓第三定律,小球對軌道的壓力大小也為6.0N.16 (3)從A點到B點,取B點為參考面,由機械能守恒定律得解得在A點進行速度的分解有vy=vAsin53°所以答案:(1)5m/s(2)6.0N(3)3.36m【方法技巧】與功能關系相結合的圓周運動問題的分析方法(1)確定研究對象，對研究對象進行受力分析和做功情況分析，對于多個過程的情形，要分析出在每一個過程中的受力和做功情況.(2)注意不同過程的銜接,前一個過程的末狀態(tài),就是后一個過程的初狀態(tài).(3)分析每一個過程中的能量轉化情況,機械能是否守恒,列出每一個過程的對應方程.(4)確定臨界狀態(tài)及特點,并列出相應的方程.(5)求解方程并進行驗證.【高考預測】1.【解析】選B.當木塊A運動到最高點時，木塊B恰好沒離開地面，說明A此時速度為零，那么A一定是先加速后減速，A的加速度先減小后反向增大，A錯;彈簧先變?yōu)樵L，然后又伸長，彈性勢能先減小后增大，B對;彈簧原長時A受到的合力仍然向上，會繼續(xù)加速,C錯;力F一直做正功，兩木塊A、B和輕彈簧組成的系統(tǒng)的機械能一直增大,D錯.2.【解析】選A、D.B對A的摩擦力所做的功，即A所受外力的總功,由動能定理得,A對.A與B間的摩擦力盡管相等，但它們的位移不同，所以摩擦力做的功不同，B錯.外力F做的功等于A、B動能的增量與A、B間產生的熱量之和，C錯.對B由動能定理得WF-WFf=ΔEk，故D對.3.【解析】選D.小球不脫離軌道運動，則小球能夠恰好通過最高點或恰好到達圓心等高處.到達圓心等高處有小球做圓周運動的條件是在最高點的最小速度等于從最低點到最高點由機械能守恒代入數(shù)值可得v0≥5m/s,故D正確.16 4.【解析】選B、D.由功能關系可得，機械能的變化量取決于除重力之外的力做功，本題取決于滑動摩擦力做功，在滑塊上滑的過程中有可見在上滑的過程中機械能隨上升的高度線性減小;下滑過程中有：結合數(shù)學知識可得B正確;在上滑的過程中由動能定理可得：可見動能隨高度的增加線性減小;下滑過程中由可見動能隨高度的增加線性減小，當h=H時ΔEk=0,當h=0時ΔEk=mgH(1-μcotα),結合圖象可得D正確.5.【解析】設小球通過C點時的速度為vC,通過甲軌道最高點的速度為v1，根據(jù)小球對軌道壓力為零，有①取軌道最低點所在水平面為參考平面，由機械能守恒定律有②聯(lián)立①②式，可得同理可得小球通過D點時速度設CD段的長度為l，對小球通過CD段的過程，由動能定理有解得:l=答案:6.【解析】(1)小滑塊從A→B→C→D過程中，由動能定理得mg(h1-h2)-μmgs=將h1、h2、s、μ、g代入得：vD=3m/s16 (2)小滑塊從A→B→C過程中，由動能定理得mgh1-μmgs=將h1、s、μ、g代入得：vC=6m/s小滑塊沿CD段上滑的加速度大小a=gsinθ=6m/s2小滑塊沿CD段上滑到最高點的時間t1=由對稱性可知小滑塊從最高點滑回C點的時間t2=t1=1s故小滑塊第一次與第二次通過C點的時間間隔t=t1+t2=2s(3)對小滑塊運動全過程利用動能定理，設小滑塊在水平軌道上運動的總路程為s總有：mgh1=μmgs總將h1、μ、g代入得s總=8.6m故小滑塊最終停止的位置距B點的距離為2s-s總=1.4m答案:(1)3m/s(2)2s(3)1.4m7.【解析】(1)小物體輕放在傳送帶上時，受力分析如圖所示，根據(jù)牛頓第二定律得沿斜面方向：μmgcosθ-mgsinθ=ma可知，小物體上升的加速度為a＝2.5m/s2當小物體的速度為v＝1m/s時，位移然后小物體將以v＝1m/s的速度完成4.8m的路程，由功能關系得：16 (2)電動機做功使小物體機械能增加，同時小物體與傳送帶間因摩擦產生熱量Q，由v＝at得t==0.4s相對位移x′=vt-=0.2m摩擦熱Q=μmgx′cosθ=15J故電動機做的功為W電＝W＋Q＝270J.答案:(1)255J(2)270J16