1、专题三 功和能 目标检测本卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分满分100分，考试时间90分钟第卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有的小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1(2011北京海淀模拟)有以下物理现象：在平直公路上行驶的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的光；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生感应电流在这些现象所包含的物理过程中，这些运动的物体具有的相同特征是()A都有重力做功B物体都
2、要克服阻力做功C都有动能转化为其他形式的能D都有势能转化为其他形式的能2物体在合外力作用下做直线运动的vt图象如图所示下列表述正确的是()A在02s内，合外力总是做负功B在12s内，合外力不做功C在03s内，合外力做功为零D在01s内比13s内合外力做功快3(2011南昌模拟)一个光滑的水平轨道AB，与一光滑的圆形轨道BCD相接，其中圆轨道在竖直平面内，D为最高点，B为最低点，半径为R.一质量为m的小球以初速度v0沿AB运动，恰能通过最高点，则()Am越大，v0值越大BR越大，v0值越大Cv0值与m、R无关Dm与R同时增大，有可能使v0不变4物体做自由落体运动，Ek表示其动能，Ep表示其势能，
3、h表示其下落的距离，t、v分别表示其下落的时间和速度，以水平面为零势能面，能正确反映各物理量之间关系的是图()5(2011北京东城模拟)两个内壁光滑、半径不同的半球形碗，放在不同高度的水平面上，使两碗口处于同一水平面，如图所示现将质量相同的两个小球分别从两个碗的边缘处由静止释放(小球半径远小于碗的半径)，两个小球通过碗的最低点时()A两小球速度大小不等，对碗底的压力相等B两小球速度大小不等，对碗底的压力不等C两小球速度大小相等，对碗底的压力相等D两小球速度大小相等，对碗底的压力不等6(2011杭州模拟)某空降兵从飞机上跳下，他从跳离飞机到落地的过程中沿竖直方向运动的vt图象如图所示，则下列说法
4、正确的是()A010s内空降兵和伞整体所受重力大于空气阻力B第10s末空降兵打开降落伞，此后做匀减速运动至第15s末C1015s内空降兵竖直方向的加速度方向向上，大小在逐渐减小D15s后空降兵保持匀速下落，此过程中机械能守恒7(2011东北三校模拟)如图所示，竖直平面内放一直角杆MON，杆的水平部分粗糙，动摩擦因数0.2，杆的竖直部分光滑两部分各套有质量均为1kg的小球A和B, A、B球间用细绳相连初始A、B均处于静止状态已知：OA3m，OB4m，若A球在水平拉力的作用下向右缓慢地移动1m(取g10m/s2)，那么该过程中拉力F做功为()A14J B10J C6J D4J8(2011石家庄模拟
5、)如图所示，足够长的传送带由电动机带动，始终以速度v匀速运动现将质量为m的物体在水平传送带左端由静止释放，物块与传送带间的动摩擦因数为，之后物块与传送带相对静止，在物块从静止释放到相对传送带静止的全过程中()A摩擦力对物体做功为mv2B传送带克服摩擦力做功为mv2C电动机多做的功mv2D电动机增加的功率为mgv9(2011济南模拟)水平地面上有两个固定的、高度相同的粗糙斜面甲和乙，乙的斜面倾角大，甲、乙斜面长分别为s、L1，如图所示两个完全相同的小滑块A、B(可视为质点)同时由静止开始从甲、乙两个斜面的顶端释放，小滑块A一直沿斜面甲滑到底端C，而小滑块B滑到底端P后沿水平面滑行到D处(小滑块B
6、在P点从斜面滑到水平面的速度大小不变)，在水平面上滑行的距离PDL2，且sL1L2.小滑块A、B与两个斜面和水平面间的动摩擦因数相同，则()A滑块A到达底端C点时的动能一定比滑块B到达D点时的动能小B两个滑块在斜面上加速下滑的过程中，到达同一高度时，动能可能相同CA、B两个滑块从斜面顶端分别运动到C、D的过程中，滑块A重力做功的平均功率小于滑块B重力做功的平均功率DA、B滑块从斜面顶端分别运动到C、D的过程中，由于克服摩擦而产生的热量一定相同10(2011潍坊模拟)如图所示，C为固定在地面上的光滑圆柱，半径为R.A、B为两小金属球，A球的质量为2m，B球的质量为m，两球用不可伸长且不计质量的细
7、绳相连接并跨过光滑圆柱，A球恰好与圆柱中心O等高，B球刚好接触地面若将A球无初速度释放，且A球着地后速度立即减为零，并在此瞬间烧断细绳，下列说法中正确的是()A释放A球后，在A球着地之前，A、B两球组成的系统机械能守恒BA球着地后，B球的机械能保持不变CA球着地后，B球能上升到R高度处DA球着地后，B球能上升到R高度处第卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题，每小题6分，共18分把答案直接填在横线上)11如图所示，在竖直平面内的直角坐标系中，一个质量为m的质点在外力F的作用下，从坐标原点O由静止开始沿直线ON斜向下运动，直线ON与y轴负方向成角()则F大小至少为_；若Fmgtan，则质点机
8、械能大小的变化情况是_12质量为500t的机车，以恒定的功率从静止出发，经过5min在水平面上行驶了2.25km，速度达到最大值54km/h，则机车的功率为_W，机车运动中受到的平均阻力为_N.13如图所示，是半径为R的圆弧，在AB上固定一个光滑的木板DB.一质量为m的小木块在木板的上端由静止下滑，然后沿水平面BC滑行距离L后停下已知木块与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，且不计木块在B处的机械能损失则木块在木板DB间运动时间为_，在这一时间内重力的平均功率为_三、计算题(共4小题，共42分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须
9、明确写出数值和单位)14(10分)如图所示，在一次摩托车飞越壕沟的表演中，摩托车车手驾驶一辆摩托车先在水平路面上加速至v020m/s，然后靠惯性冲上斜坡并从斜坡顶部的平台上水平飞出，不计空气阻力，g10m/s2，求：(1)若已知平台高度为5m，摩托车在冲上斜坡过程中克服摩擦力做功7800J，驾驶员和摩托车的总质量为100kg，则从平台上飞出的初速度为多少？(2)在第(1)问中，若摩托车车身长约1.6m，问摩托车能否安全飞过10m宽的壕沟？15(10分)(2011南充模拟)如图所示，用轻质细绳悬挂一质量为m0.5kg的小圆球，圆球套在可沿水平方向移动的框架槽内，框架槽竖直放置在水平面上自细绳静止
10、在竖直位置开始，框架槽在水平力F20N的恒力作用下移至图中位置，此时细绳与竖直方向的夹角为30，绳长L0.2m，不计一切摩擦，g取10m/s2.(1)求水平力F做的功；(2)若不计框架槽的质量，求小球在此位置的速度的大小；(3)若框架槽的质量为0.2kg，求小球在此位置的速度的大小16(11分)(2011青岛模拟)如图所示，一内壁光滑的细管弯成半径为R0.4m的半圆形轨道CD，竖直放置，其内径略大于小球的直径，水平轨道与竖直半圆轨道在C点连接完好置于水平轨道上的弹簧左端与竖直墙壁相连，B处为弹簧的自然状态将一个质量为m0.8kg的小球放在弹簧的右侧后，用力向左侧推小球而压缩弹簧至A处，然后将小
11、球由静止释放，小球运动到C处后对轨道的压力为F158N.水平轨道以B处为界，左侧AB段长为x0.3m，与小球的动摩擦因数为0.5，右侧BC段光滑g10m/s2，求：(1)弹簧在压缩时所储存的弹性势能(2)小球运动到轨道最高处D点时对轨道的压力17(11分)如图所示，皮带在轮O1O2带动下以速度v匀速转动，皮带与轮之间不打滑皮带AB段长为L，皮带轮左端B处有一光滑小圆弧与一光滑斜面相连接物体无初速地放上皮带右端后，能在皮带带动下向左运动，并滑上斜面已知物体与皮带间的动摩擦因数为，且.求：(1)若物体无初速地放上皮带的右端A处，则其运动到左端B处的时间；(2)若物体无初速地放到皮带上某处，物体沿斜
12、面上升到最高点后沿斜面返回，问物体滑回皮带后，是否有可能从皮带轮的右端A处滑出？判断并说明理由；(3)物体无初速地放上皮带的不同位置，则其沿斜面上升的最大高度也不同设物体放上皮带时离左端B的距离为x，请写出物体沿斜面上升的最大高度h与x之间的关系，并画出hx图象详解答案1答案B解析在平直公路上行驶的汽车制动后滑行一段距离，最后停下，汽车克服阻力做功，流星在夜空中坠落并发出明亮的光，流星要克服阻力做功；降落伞在空中匀速下降，降落伞动能不变，克服阻力做功；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，要克服安培力做功，故B项正确. 2答案CD解析根据物体的速度图象可知，根据动能定理可知在02s内物体先加速后减
13、速，合外力先做正功后做负功，A错；根据动能定理得03s内合外力做功为零，12s内合外力做负功，C对，B错；在01s内比13s内合外力做功快，D对3答案B解析小球恰能到最高点，此时重力提供向心力，mgm，即v，从A运动到D，利用动能定理得：mv2mv022mgR，解得：v0，所以B正确4答案D解析设物体最初离地面的高度为H，物体做自由落体运动，经过时间t后，vgt，则Ekmv2t2，选项A、B均错；由机械能守恒可知，EkE总Ep，选项C错误；由Ekmgh可知，选项D正确5答案A解析设小球在最低点的速度为v，由动能定理得，mgRmv2，在最低点：FNmg，两式联立得，v，FN3mg，两个碗半径不一
14、样，故选项A正确6答案AC解析由图象可知，010s内物体向下做加速运动，说明整体所受重力大于空气阻力，选项A正确；第10s末空降兵打开降落伞，由图象可知，物体做减速运动，说明加速度方向向上；vt图象斜率越来越小，说明加速度逐渐减小，第15s末以后物体做匀速直线运动，选项B错误而选项C正确；15s后空降兵保持匀速下落，此过程中机械能减少，选项D错误7答案A解析由题意可知，绳长AB5m，若A球向右移动1m，OA4m，则OB3m，即B球升高hB1m；对整体(AB)进行受力分析，在竖直方向，杆对A球的支持力FN(mAmB)g，球A受到的摩擦力FfAFN4N，由功能关系可知，拉力F做的功WFmBghBF
15、fAxA14J，选项A正确8答案D解析物块达到传送带的速度所需时间为t，则vgt，t；物块的对地位移x1，传送带的位移x2vt，摩擦力对物块做的功WFfxmg(x2x1)mv2，A错误；传送带克服摩擦力做的功WFfx2mgmv2，B错误；电动机多做的功为WFfxmv2mv2，C错；电动机增加的功率为Pmgv，D正确9答案AC解析小滑块A、B都受到重力、支持力和摩擦力，设斜面甲、乙的倾斜角分别为和，L1cosL2，则滑块A到达底端C时的动能一定比滑块B到达D时的动能小，故选项A正确；两个滑块在斜面上加速下滑的过程中，到达同一高度时，由动能定理有，对滑块A：EkAmghmgcos，对滑块B：EkB
16、mghmgcos，可知滑块A、B动能不相同，选项B错误；A、B两个滑块从斜面顶端分别运动到C、D的过程中，滑块A重力做功的平均功率PAmgvAsin，小于滑块B重力做功的平均功率PBmgvBsin，则选项C正确；A、B滑块从斜面顶端分别运动到C、D的过程中，由于克服摩擦而产生热量，对滑块A：QAmgscos，对滑块B：QBmgL1cosmgL2，可知两者一定不相同，故选项D错误10答案ABC解析无初速度释放A球后，A球下落，B球上升，在A球着地之前，A、B所组成的系统只有重力做功，故该系统机械能守恒设A球落地时速度大小为v，B球速率为v，选地面为零势能参考面，由机械能守恒定律得：2mgR2mv
17、2mv2mgR，A球着地后，速度立即为零，烧断细绳后B球将以速度v做竖直上抛运动从A球着地到B球到达最高点的过程中，B球只有重力做功，机械能保持不变，设B球能达到的最大高度为h，则有mgRmv2mgh，由以上两式得hR，综上所述，ABC选项均正确11答案mgsin增大、减小都有可能解析拉力F和重力的合力沿ON方向，当F与ON垂直时，F最小若Fmgtan，则F可能沿水平方向或斜向上因此F可能做正功，也可能做负功，机械能可能增大，也可能减小12答案3.751052.5104解析取机车为研究对象，由动能定理得：Ptxmvm2，PW3.75105W，fN2.5104N.13答案2mgL解析本题考查了牛
18、顿运动定律、功率、动能定理等知识从B到C，根据动能定理有mgLmv2，解得v.从D到B应用功能定理得mghm()2，解得hL，在根据几何关系可得斜面长度为，加速度ag.根据gt2，解得t2.重力的平均功率PmgL.本题难度中等14答案(1)12m/s(2)能解析(1)设摩托车从平台上飞出的初速度为v，在冲上斜坡过程中，由动能定理：WFWGmv2mv02WGmgh将WF7800J代入上式，解得v12m/s(2)摩托车从平台上飞出，做平抛运动hgt2xvt将h5m代入，解出x12m10m1.6m故摩托车后轮着地就能安全飞过10m宽的壕沟15答案(1)2J(2)2.73m/s(3)2.40m/s解析
19、(1)水平力做的功：WFLsin2J(2)设小球在此位置的速度为v1，由动能定理有：FLsinmgL(1cos)mv12v12.73m/s(3)设小球的速度为v2设框架槽对小球做的功为W，框架槽的质量为m1，对框架槽，由动能定理有：FLsinWm1(v2cos)2对小球，由动能定理有：WmgL(1cos)mv22联立得：v22.40m/s16答案(1)11.2J(2)10N解析机械能守恒定律和动能定理是物理学中的核心知识点，是物理学探究问题和解决问题的重要方法，也是分析问题的两条主线此题是机械能守恒定律、动能定理、圆周运动中对轨道压力计算的综合问题认真分析出小球在C、D处的受力情况，求出各处的
20、速度是解题的关键(1)对小球在C处，由牛顿第二定律及向心力公式得F1mgmv1m/s5m/s从A到B由动能定理得EPmgxmv12Epmv12mgx0.852J0.50.8100.3J11.2J(2)从C到D由机械能守恒定律得mv122mgRmv22v2m/s3m/s由于v22m/s，所以小球在D处对轨道外壁有压力小球在D处，由牛顿第二定律及向心力公式得F2mgmF2m(g)0.8(10)N10N 17答案(1)(2)不能(3)见解析解析(1)物体放上皮带后运动的加速度ag，物体加速到v前进的位移x0Lx0，物体先加速后匀速，加速时间t1匀速时间t2物体从A到B的时间tt1t2(2)不能滑出右端A理由：物体从斜面返回皮带的速度与物体滑上斜面的初速度大小相等，所以返回时最远不能超过释放的初始位置(3)如图所示，当xx0时，物体一直加速，到B的速度为v1，则v122gx又mv12mgh，hx当xx0时，物体先加速后匀速，到达B时速度均为v，mv2mgh，即h
