1、高考导航2013届高考物理一轮复习单元过关检测（五）：功和能（人教版） (时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本大题共10个小题，每小题5分，共50分，每小题只有一个选项正确，请将正确选项前的字母填在题后的括号内)1(2011年江苏单科)如图所示，演员正在进行杂技表演由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于()A0.3 JB3 JC30 J D300 J解析：一只鸡蛋重约为1 N，人的身高一般为1.6 m，则鸡蛋被抛出的高度约为0.6 m，则鸡蛋获得的最大机械能约为Emgh10.60.6 J，故人对鸡蛋做的功约为0.6 J，最接近0.3 J，故A正确，其他选项错误答案：
2、A2如图所示，把小车放在光滑的水平桌面上，用轻绳跨过定滑轮使之与盛有砂子的小桶相连，已知小车的质量为M，小桶与砂子的总质量为m，把小车从静止状态释放后，在小桶下落竖直高度h的过程中，若需考虑滑轮及空气的阻力，小车未与滑轮相撞，下列说法中正确的是()A小车获得的动能为mghB小车获得的动能小于Mmgh/(Mm)C小桶与砂子的机械能减少Mmgh/(Mm)D小车的机械能增加mgh解析：整体除动能和势能转化外，还有机械能转化为内能，所以机械能不守恒，小桶和砂子的重力势能mgh转化为整体的动能和内能，所以小车获得的动能(或机械能增加)小于Mmgh/(Mm)，选项A、D错，B错；小桶的机械能减少量大于小车
3、获得的动能，选项C错误答案：B3质量为10 kg的物体，在变力F作用下沿x轴做直线运动，力随坐标x的变化情况如图所示物体在x0处，速度为1 m/s，一切摩擦不计，则物体运动到x16 m处时，速度大小为()A2 m/s B3 m/sC4 m/s D. m/s解析：力位移图象下的面积表示功，由图象可知，一部分正功与另一部分负功抵消，外力做的总功WFx40 J，根据动能定理Wmv2mv，得v3 m/s.答案：B4如图所示，A、B、C三个一样的滑块从粗糙斜面上的同一高度同时开始运动，A由静止释放，B的初速度方向沿斜面向下，大小为v0，C的初速度方向沿斜面水平，大小也为v0，下列说法中正确的是()A滑到
4、斜面底端时，C的动能最大B滑到斜面底端时，B的动能最大CA和C将同时滑到斜面底端DC一定是最后滑到斜面底端解析：滑块C在运动中所受摩擦力方向不是沿斜面向下的，所以C沿斜面向下方向的加速度比A和B大，C比A先滑到斜面底端，C、D错误；克服摩擦力做的功等于摩擦力和路程的乘积，C在斜面上运动的路程大，C克服摩擦力做的功最多，A错误、B正确答案：B5某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为vt图象，如图所示(除2 s10 s时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直线)已知在小车运动的过程中，2 s14 s时间段
5、内小车的功率保持不变，在14 s末停止遥控而让小车自由滑行，小车的质量为1.0 kg，可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变，则不正确的是()A小车受到的阻力大小为1.5 NB小车加速阶段的功率为9 WC小车匀速行驶阶段的功率为9 WD小车加速过程中位移大小为42 m解析：在14 s18 s时间段：a1.5 m/s2，则Ffma1.5 N，A不符合题意；在02 s内小车做匀加速运动，由PFv可知，小车的功率逐渐增大，B符合题意；在10 s14 s小车做匀速直线运动，牵引力FFf，PFv1.56 W9 W，C不符合题意；02 s内：x13 m,2 s10 s内根据动能定理：PtFfx2m
6、vmv，得x239 m，则xx1x242 m，D不符合题意答案：B6(2012年毫州模拟)有一竖直放置的“T”形架，表面光滑，滑块A、B分别套在水平杆与竖直杆上，A、B用一不可伸长的轻细绳相连，A、B质量相等，且可看做质点，如图所示，开始时细绳水平伸直，A、B静止由静止释放B后，已知当细绳与竖直方向的夹角为60时，滑块B沿着竖直杆下滑的速度为v，则连接A、B的绳长为()A. B.C. D.解析：设滑块A的速度为vA，因绳不可伸长，两滑块沿绳方向的分速度大小相等，得：vAcos 30vBcos 60，又vBv，设绳长为l，由A、B组成的系统机械能守恒得：mglcos 60mvmv2，以上两式联立
7、可得：l，故选D.答案：D7(2011年上海综合)用图示装置可以研究动能和重力势能转化中所遵循的规律在摆锤从A位置由静止开始向下摆动到D位置的过程中()重力做正功，重力势能增加重力的瞬时功率一直增大动能转化为重力势能摆线对摆锤的拉力不做功若忽略阻力，系统的总机械能为一恒量A BC D解析：摆锤向下运动，重力做正功，重力势能减小，故错误由于开始静止，所以开始重力功率为零，在D位置物体v的方向与重力垂直，PGGv cos ，可知PG0，而在从A位置摆动到D位置的过程中，重力功率不为零，所以所受重力的瞬时功率先增大后减小，错误在向下运动的过程中，重力势能减小，动能增加，故错误摆线拉力与v方向始终垂直
8、，不做功，只有重力做功，故机械能守恒，故正确，选D.答案：D8如图所示，两光滑斜面的倾角分别为30和45，质量分别为2m和m的两个滑块用不可伸长的轻绳通过滑轮连接(不计滑轮的质量和摩擦)，分别置于两个斜面上并由静止释放；若交换两滑块位置，再由静止释放则在上述两种情形中正确的有()A质量为2m的滑块受到重力、绳的张力、沿斜面下滑的力和斜面的支持力的作用B质量为m的滑块均沿斜面向上运动C绳对质量为m的滑块的拉力均大于该滑块对绳的拉力D系统在运动中机械能均不守恒解析：质量为2m的物体受到重力、斜面支持力、绳的拉力共三个力，没有下滑力，所以A错误；2m、m的物体互换前，2m的物体重力沿斜面的分力为2m
9、gsin 30，大于m的重力沿斜面的分力mgsin 45，所以m上滑(2m下滑)，2m、m互换后，2m重力沿斜面的分力更要大于m的重力沿斜面的分力，所以仍是m上滑(2m下滑)，因此B正确；绳对滑块的拉力与滑块对绳的拉力是作用力与反作用力应等大反向，所以C错误；对2m、m与地球构成的系统，只有重力做功，绳的拉力是系统内部弹力，能量没有向外界传递，机械能是守恒的，故D错误答案：B9如图甲所示，质量为m1 kg的物体置于倾角为37固定的粗糙斜面上，对物体施以平行于斜面向上的拉力F，t11 s时撤去拉力，物体运动的部分vt图象如图乙，下列说法正确的是(g10 m/s2)()A拉力F的大小为20 NB物
10、体运动到最高点的时间为3 sC.01 s内重力的平均功率为100 WDt4 s时物体的速度大小为10 m/s解析：由乙图可知，物体加速时，a120 m/s2，撤去F后，a210 m/s2，方向沿斜面向下，由牛顿第二定律得Fmgsin mgcos ma1，mgsin mgcos ma2，得F30 N，物体减速的时间t22 s，故B正确、A错误；mgmgsin 60 W，C错误；物体至最高点后mgsin mgcos ma3，得a32 m/s2，故t4 s时物体的速度va3(t3)2 m/s，D错误答案：B10(2012年淮南模拟)一质点竖直向上运动，运动过程中质点的机械能与高度的关系的图象如图所示
11、，其中Oh1过程的图线为水平线，h1h2过程的图线为倾斜直线根据该图象，下列判断正确的是()A质点在Oh1过程中除重力外不受其他力的作用B质点在Oh1过程中动能始终不变C质点在h1h2过程中合外力与速度的方向一定相同D质点在h1h2过程不可能做匀速直线运动解析：质点竖直向上运动，在Oh1过程中机械能守恒，机械能守恒的条件是系统除重力做功外无其他外力做功或其他外力做功之和为零质点在Oh1过程中可能受其他外力作用，但外力做功之和为零，A错误Oh1过程中机械能守恒，重力势能增加，动能减小，B错误质点在h1h2过程中机械能不断减小，除重力外，其他力做负功，合外力与速度的方向一定相反，C错误质点在h1h
12、2过程中重力势能不断增加，机械能不断减小，动能不断减小，不可能做匀速直线运动，D正确答案：D二、非选择题(本题共6个小题，共50分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11(5分)小华有一只按压型圆珠笔，她想估测里面小弹簧在被圆珠笔尾端压紧过程中弹性势能的增加量，请你在不拆解圆珠笔的前提下帮助她完成这一想法(当地重力加速度g已知)(1)除刻度尺外，还需要的测量工具是_(2)需测量的物理量及符号是_.(3)用所测物理量表示所估测的弹性势能增加量；E_.答案：(1)天平(2)竖直弹起的高度h(或水平弹出的位移x、下落高度h)、圆珠笔的质量m(3)mgh(或)12(
13、5分)“验证机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法(1)用公式mv2mgh来验证时，对纸带上起点的要求是_(2)若实验中所用重物质量m1 kg，打点纸带如图所示，打点时间间隔为0.02 s，则记录B点时，重物的速度vB_，重物动能EkB_.从开始下落起至B点，重物的重力势能减少量是_，因此可得出的结论是_.解析：(1)用公式mv2mgh，验证机械能守恒定律，其中mv2是从开始下落点到参考点的动能增量，因此，初速度应该为零(2)vBACm/s0.59 m/s.由Ekmv2得EkBmv10.592J0.17 J.EpmghOB19.817.6103J0.17 J.由此可得出结论：在误差允许的
14、范围内重物动能增加量等于重物重力势能的减少量，机械能守恒答案：(1)初速度为零(2)0.59 m/s0.17 J在误差允许范围内，机械能守恒13(9分)如图所示，让摆球从图中C点由静止开始运动，正好摆到悬点正下方D处时，线被拉断，紧接着，摆球恰好能沿竖直放置的光滑半圆形轨道内侧做圆周运动，已知摆球质量m0.5 kg，摆线长l2.0 m，轨道半径R2.0 m，不计空气阻力(g10 m/s2)(1)求摆球刚开始摆动时，摆线与竖直方向的夹角.(2)如仅在半圆形轨道内侧E点下方圆弧有摩擦，摆球到达最低点F时的速度为6 m/s，求摩擦力对摆球做的功解析：(1)摆球由CD，由机械能守恒定律得：mgl(1c
15、os )mv，又因为球恰好能做圆周运动，所以v0，解得：60.(2)对摆球由D到F点，根据动能定理得：mg2RWFfmvmv，代入数据解得：WFf16 J.答案：(1)60(2)16 J14(9分)质量为m的滑块与倾角为的斜面间的动摩擦因数为，tan ，斜面底端有一个和斜面垂直放置的弹性挡板，滑块滑到底端与它碰撞时没有机械能损失，如图所示若滑块从斜面上高为h处以速度v0开始沿斜面下滑，设斜面足够长，求：(1)滑块最终停在何处？(2)滑块在斜面上滑行的总路程是多少？解析：(1)对滑块受力分析，重力沿斜面的分力F1mgsin ，又滑动摩擦力FfFNmgcos ，由题意，tan ，即cos sin
16、，故mgcos mgsin .即最大静摩擦力小于重力沿斜面的分力，所以最终一定停在斜面底端(2)设滑块在斜面上滑行的总路程为s，全过程由动能定理，有：mghmgcos s0mv解得s.答案：(1)斜面底端(2)15(10分)如图甲所示，在同一竖直平面内的两正对着的相同半圆光滑轨道，相隔一定的距离，虚线沿竖直方向，一小球能在其间运动，今在最高点A与最低点B各放一个压力传感器，测试小球对轨道的压力，并通过计算机显示出来，当轨道距离变化时，测得两点压力差与距离x的图象如图乙所示，g取10 m/s2，不计空气阻力，求：(1)小球的质量为多少？(2)若小球在最低点B的速度为20 m/s，为使小球能沿轨道
17、运动，x的最大值为多少？解析：(1)设轨道半径为R，由机械能守恒定律得mvmg(2Rx)mv对B点：FN1mgm对A点：FN2mgm由式得两点压力差FNFN1FN26mg由图象得：截距6mg3得m0.05 kg(2)因为图线的斜率k1，解得R1 m在A点不脱离的条件为：vA由式得：x17.5 m.答案：(1)0.05 kg(2)17.5 m16(12分)如图所示，一条轻质弹簧左端固定在水平桌面上，右端放一个可视为质点的小物块，小物块的质量为m1.0 kg，当弹簧处于原长时，小物块静止于O点，现对小物块施加一个外力，使它缓慢移动，压缩弹簧(压缩量为x0.1 m)至A点，在这一过程中，所用外力与压
18、缩量的关系如图所示然后释放小物块，让小物块沿桌面运动，已知O点至桌边B点的距离为L2x.水平桌面的高为h5.0 m，计算时，可用滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力(g取10 m/s2)求：(1)在压缩弹簧过程中，弹簧存储的最大弹性势能；(2)小物块到达桌边B点时，速度的大小解析：(1)从Fx图中看出，小物块与桌面的滑动摩擦力大小为Ff1.0 N在压缩过程中，摩擦力做功为WFfFfx0.1 J由图线与x轴所夹面积，可得外力做功为WF J2.4 J所以弹簧存储的弹性势能为：EpWFWFf2.3 J.(2)从A点开始到B点的过程中，由于L2x，摩擦力做功为WFfFf3x0.3 J对小物块用动能定理有：EpWFfmv解得vB2 m/s.答案：(1)2.3 J(2)2 m/s.高考资源网w w 高 考 资源 网
