衡水万卷2021届高三物理二轮复习周测卷九功和机械能1含解析.doc

功和机械能1
一 、单选题（本大题共5小题 。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）
1.30°
m
h
如图所示，一固定斜面的倾角为30°，质量为m的小物块以某一初速度从底端沿斜面向上运动，其加速度大小为g，在小物块上升高度为h的过程中，下列判断正确的是
A．小物块的动能减少了mgh
B．小物块的机械能减少了mgh
C．小物块的重力势能增加了mgh
D．小物块克服摩擦力做功的功率随时间均匀减小
2. 把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车厢叫做动车．而动车组就是几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组．带动力的车厢叫动车，不带动力的车厢叫拖车．设动车组运行过程中的阻力与质量成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等，若开动一节动车带三节拖车，最大速度可达到150km/h．当开动二节动车带三节拖车时，最大速度可达到（　　）

A．
200km/h
B．
240km/h
C．
280km/h
D．
300km/h

3. 如右图所示，质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上．质量为m的小物块（可视为质点）放在小车的最左端．现用一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动．物块和小车之间的摩擦力为Ff,物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x，在这个过程中，以下结论不正确的是（ ）
A．物块到达小车最右端时具有的动能为（F -Ff）（l+x）
B．物块到达小车最右端时，小车具有的动能为Ff x
C．物块克服摩擦力所做的功为Ff(l+x）
D．物块和小车增加的机械能为Fx

4. 如图所示，将小球a从地面以初速度v0竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球b从距地面h处以初速度v0水平抛出，两球恰好同时到达同一水平高度处（不计空气阻力）。下列说法中正确的是（ ）
A．两小球落地时的速度相同
B．两小球落地时，重力的瞬时功率相同
C．到达同一水平的高度后的任意时刻，重力对球a做功功率和对球b做功功率相等
D．从开始运动到两球到达同一水平高度，球a动能的减少量等于球b动能的增加量

5. 如图所示，在空间中存在竖直向上的匀强电场，质量为m、电荷量为+q的物块从A点由静止开始下落，加速度为g，下落高度H到B点后与一轻弹簧接触，又下落 h后到达最低点C，整个过程中不计空气阻力，且弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，则带电物块在由A点运动到C点过程中，下列说法正确的是（　　）

　 A． 该匀强电场的电场强度为
　 B． 带电物块和弹簧组成的系统机械能减少量为
　 C． 带电物块电势能的增加量为mg（H+h）
　 D． 弹簧的弹性势能的增加量为

二 、多选题（本大题共2小题 ）
6. 如图所示，细绳的一端绕过定滑轮与木箱相连，现以大小恒定的拉力F拉动细绳，将静置于A点的木箱经B点移到C点（AB=BC），地面平直且与木箱的动摩擦因数处处相等．设从A到B和从B到C的过程中，F做功分别为W1、W2，克服摩擦力做功分别为Q1、Q2，木箱经过B、C时的动能和F的功率分别为EkB、EkC和PB、PC，则下列关系一定成立的有（　　）

A．
W1＞W2
B．
Q1＞Q2
C．
EkB＜EkC
D．
PB＞PC

7.（2015•普陀区一模）小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲），在刚接触轻弹簧的瞬间（如图乙），速度是5m/s，将弹簧压缩到最短（如图丙）的整个过程中，小球的速度v和弹簧缩短的长度△x之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点．已知该小球重为2N，弹簧在受到撞击至压缩到最短的过程中始终发生弹性形变，弹簧的弹力大小与形变成正比．下列说法正确的是（　　）

A．
在撞击轻弹簧到轻弹簧压缩至最短的过程中，小球的动能先变大后变小

B．
从撞击轻弹簧到它被压缩至最短的过程中，小球的机械能先增大后减小

C．
小球在速度最大时受到的弹力为2N

D．
此过程中，弹簧被压缩时产生的最大弹力为12.2N

三 、简答题（本大题共2小题 ）
8. 如图所示，固定在水平地面上的工件，由AB和BD两部分组成，其中AB部分为光滑的圆弧，AOB=37o，圆弧的半径R=0．5m；BD部分水平，长度为0．2m，C为BD的中点。现有一质量m=lkg，可视为质点的物块从A端由静止释放，恰好能运动到D点。（g=10m/s2，sin37o=0．6，cos37o=0．8）求：

（1）物块运动到B点时，对工件的压力大小；
（2）为使物块恰好运动到C点静止，可以在物块运动到B点后，对它施加一竖直向下的恒力F，F应为多大?

9. 如图所示，水平面的动摩擦因数μ=0.4，一轻质弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于O点．水平面右侧有一竖直光滑圆形轨道在C点与水平面平滑连接，圆心O′，半径R=0.4m．另一轻质弹簧一端固定在O′点的轴上，一端拴着一个小球，弹簧的原长为l0=0.5m，劲度系数k=100N/m．用质量m1=0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到B点（物体与弹簧不拴接），释放后物块恰运动到C点停止，BC间距离L=2m．换同种材料、质量m2=0.2kg的物块重复上述过程．（物块、小球均视为质点，g=10m/s2）求：
（1）物块m2到C点时的速度大小vC；
（2）若小球的质量也为m2，若物块与小球碰撞后交换速度，论证小球是否能通过最高点D．若能通过，求出轨道最高点对小球的弹力N；若不能通过，求出小球离开轨道时的位置和O′连线与竖直方向的夹角θ的余弦值；
（3）在（2）问的基础上，若将拴着小球的弹簧换为劲度系数k'=10N/m，再次求解．

0.2016万卷周测卷（九）答案解析
一 、单选题
1.【答案】D
2.【答案】B．
考点：
功率、平均功率和瞬时功率．.
专题：
功率的计算专题．
分析：
当功率一定时，当牵引力等于阻力时，速度达到最大．根据P=Fv=fv去求最大速度．
解答：
解：若开动一节动车带三节拖车，最大速度可达到150km/h．汽车的功率为P，设每节车厢所受的阻力为f，则有
P=4fv，当开动二节动车带三节拖车时，有2P=5fv′，联立两式解得v′=240km/h．故B正确，A、C、D错误．
故选B．
点评：
解决本题的关键知道功率与牵引力的关系，以及知道功率一定，当牵引力与阻力相等时，速度最大．

3.【答案】D
4.【答案】D
5.【答案】D．
【考点】：功能关系；电势能．
【分析】：根据牛顿第二定律求出电场强度的大小，根据除重力和弹力以外其它力做功得出系统机械能的变化量．根据电场力做功求出电势能的变化量．根据动能定理求出弹簧弹力做功，从而得出弹性势能的变化量．
【解析】： 解：A、物体静止开始下落时的加速度为，根据牛顿第二定律得：mg﹣qE=ma，解得：E=，故A错误．
B、从A到C的过程中，除重力和弹力以外，只有电场力做功，电场力做功为：，可知机械能减小量为．故B错误．
C、从A到C过程中，电场力做功为，则电势能增加量为．故C错误．
D、根据动能定理得：=0，解得弹力做功为：，即弹性势能增加量为，故D正确．
故选：D．
【点评】：本题考查了功能关系，知道合力做功等于动能的变化量，电场力做功等于电势能的减小量，重力做功等于重力势能的减小量，除重力或弹力以外其它力做功等于机械能的增量．

二 、多选题
6.【答案】AB
考点：
动能定理的应用；功率、平均功率和瞬时功率．.
专题：
动能定理的应用专题．
分析：
根据功的计算公式，分析W1与W2的大小关系．对物体进行受力分析，根据竖直方向上平衡状态求出正压力，根据滑动摩擦力的公式表示出该力．根据细绳与水平方向夹角θ角增大去判断摩擦力的变化．运用功的定义式定性分析功的变化．分析木箱的运动情况，判断EkB与EkC、PB与PC的大小
解答：
解：A、根据功的定义式W=FLcosθ，θ增大，F不变，在相同位移L上拉力F做的功减小．由于物体被绕过光滑定滑轮的轻绳系着，拉力为恒力，所以拉力做的功等于细绳对物体所做的功．即有W1＞W2．故A正确．
B、物体受力如图所示，将F在水平和竖直方向上分解，由物体在竖直方向上平衡得：N+Fsinθ=mg
因此滑动摩擦力f=μN=μ（mg﹣Fsinθ），物体从A向C运动的过程中细绳与水平方向夹角θ角增大，所以滑动摩擦力减小，位移相等，则克服摩擦力做功的大小为Q1＞Q2．故B正确．
C、D、由于Fcosα与摩擦力f的大小关系无法确定，木箱的运动情况无法确定，木箱经过B、C两点的速度大小无法确定，则EkB与EkC、及PB与PC的大小关系无法确定．故CD错误．
故选：AB
点评：
判断一个力的变化，我们应该先把这个力运用物理规律表示出来，再根据关系式里的物理量的变化找出这个力的变化．功的定义式虽然不能定量求解功的大小，但可以定性分析功的变化．

7.【答案】ACD．
考点：
功能关系；弹性势能．
分析：
小球的速度先增加后减小，故其动能先增大后减小，在整个过程中只有重力和弹簧弹力对小球做功，故小球与弹簧组成的系统机械能守恒，在压缩弹簧的过程中弹簧的弹性势能增加故小球的机械能减小，小球速度最大时弹力大小与小球的重力平衡，根据胡克定律求弹簧压缩时产生的最大弹力．
解答：
A、由图可知，小球的速度先增加后减小，故小球的动能先增大后减小，故A正确；
B、在小球下落过程中至弹簧压缩最短时，只有重力和弹簧弹力做功，故小球与弹簧组成的系统机械能守恒，在压缩弹簧的过程中弹簧的弹性势能增加，故小球的机械能减小，所以B错误；
C、小球下落时，当重力与弹簧弹力平衡时小球的速度最大，据此有：小球受到的弹力大小与小球的重力大小平衡，故此时小球受到的弹力为2N，故C正确；
D、小球速度最大时，小球的弹力为2N，此时小球的形变量为0.1m，故可得弹簧的劲度系数k=20N/m，故弹簧弹力最大时形变量最大，根据胡克定律知，小球受到的最大弹力为Fmax=kxmax=20×0.61N=12.2N，故D正确．
故选：ACD．
点评：
本题考查学生对图象的认识，知道小球落在弹簧上后先做加速运动达到最大速度后再做减速运动，这是解决问题的根本，能根据速度最大的条件求得弹簧的劲度系数是关键．

三 、简答题
8. （1）物块运动到由A运动到B点的过程中，由机械能守恒定律有：

在B点由牛顿第二定律有：
解得
由牛顿第三定律有：
（2）物块运动到由B运动到C点的过程中，由动能定理有：

物块运动到由B运动到C点的过程中，由动能定理有：

解得：
说明：若用其它方法解题全部正确的给满分，部分正确的给步骤分，酌情适当放宽标准给分，牛顿第三定律没写的放宽标准给分（老师讲课时强调一下就可以了）
9.
考点：
动能定理；向心力．.
专题：
动能定理的应用专题．
分析：
（1）从B到C有动能定理可求得到达C点速度；
（2）假设通过最高点，从C到D由动能定理求的D点速度，在D点由牛顿第二定律即可判断；
（3）假设通过最高点，从C到D由动能定理求的D点速度，在D点由牛顿第二定律即可判断，在利用动能定理即可求的夹角
解答：
解：（1）m1从B到C的过程：EP=μm1gL
m2从B到C的过程：
联立解得：vC=4m/s
（2）碰后交换速度，小球以vC=4m/s向上运动，假设能到高点，从C到D的过程：
解得：vD=0m/s
对D点：N+m2g﹣k（l0﹣R）=0
解得：N=8N，求解结果的合理性，说明假设是正确的，小球可以通过最高点
（3）假设能到高点，最高点弹力：N'+m2g﹣k'（l0﹣R）=0
解得：N=﹣1N，求解结果的不合理，说明假设是错误的，小球不可以通过最高点）
小球离开轨道时的位置E和O'连线与竖直方向的夹角θ，此时小球速度vE
由动能定理：
对E点：
联立解得：，
即：
答：（1）物块m2到C点时的速度大小vC4m/s
（2）若小球的质量也为m2，若物块与小球碰撞后交换速度，小球能通过最高点D．轨道最高点对小球的弹力N为8N；
（3）若将拴着小球的弹簧换为劲度系数k'=10N/m，小球不能通过最高点D．夹角为

点评：
题是动能定理与向心力公式的综合应用来处理圆周运动问题．利用功能关系解题的优点在于不用分析复杂的运动过程，只关心初末状态即可，平时要加强训练深刻体会这一点．

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