2021年高考物理三轮冲刺《功和机械能》练习三（含答案详解）

2021年高考物理三轮冲刺

《功和机械能》练习三

一、单选题

1.单县城区的高层建筑越来越多，但高空抛物却存在巨大的安全隐患，因为高处的物体具有较大的(     )

A.弹性势能         B.重力势能        C.体积           D.内能

2.小明在超市乘坐扶梯匀速的从一楼到达二楼，在这一过程中(　　)

A.小明的动能不变，势能增加，机械能减少

B.小明的动能转化为重力势能

C.小明的重力势能转化为动能

D.小明的动能不变，势能增加，机械能增加

3.如图所示，质量为m的可看成质点的物块置于粗糙水平面上的M点，水平面的右端与固定的斜面平滑连接，物块与水平面及斜面之间的动摩擦因数处处相同．物块与弹簧未连接，开始时物块挤压弹簧使弹簧处于压缩状态．现从M点由静止释放物块，物块运动到N点时恰好静止，弹簧原长小于MM′.若物块从M点运动到N点的过程中，物块与接触面之间由于摩擦所产生的热量为Q，物块、弹簧与地球组成系统的机械能为E，物块通过的路程为s.不计转折处的能量损失，下列图象所描述的关系中可能正确的是(　　)

4.下列有关力做功的说法中正确的是(　　)

A.用水平力推着购物车前进，推车的力做了功

B.把水桶从地面上提起来，提水桶的力没有做功

C.书静止在水平桌面上，书受到的支持力做了功

D.挂钩上的书包静止时，书包受到的拉力做了功

5.用细线将小球系好后，固定在天花板上，做成一个摆。如图所示，小球从A点摆动到B点的过程中(     )

A.速度变小，动能变大

B.速度变小，动能变小

C.速度变大，重力势能变小

D.速度变大，重力势能变大

6.长l的轻杆两端分别固定有质量为m的小铁球,杆的三等分点O处有光滑的水平转动轴。用手将该装置固定在杆恰好水平的位置,然后由静止释放,当杆到达竖直位置时,轴对杆的作用力F的大小和方向为(　　)

A.2.4mg　竖直向上           B.2.4mg　竖直向下

C.6mg　竖直向上             D.4mg　竖直向上

二、多选题

7. (多选)如图所示,一个表面光滑的斜面体置于水平地面上,它的两个斜面与水平面的夹角分别为α、β,且α<β,斜面体的顶端装有一定滑轮,一轻质细绳跨过定滑轮后连接A、B两个小滑块,细绳与各自的斜面平行,不计绳与滑轮间的摩擦,A、B恰好在同一高度处于静止状态。剪断细绳后,A、B滑至斜面底端,斜面体始终保持静止,则(　　)

A.滑块A的质量大于滑块B的质量

B.两滑块到达斜面底端时的速率相同

C.两滑块到达斜面底端时,滑块A重力的瞬时功率较大

D.两滑块到达斜面底端所用时间相同

8. (多选)一木块静置于光滑水平面上，一颗子弹沿水平方向飞来射入木块中．当子弹进入木块的深度达到最大值3.0 cm时，木块沿水平面恰好移动距离2.0 cm.则在上述过程中(　　)

A．木块获得的动能与子弹损失的动能之比为1∶1

B．系统损失的机械能与子弹损失的动能之比为3∶5

C．系统损失的机械能与木块获得的动能之比为3∶2

D．系统产生的热量与子弹损失的动能之比为3∶5

三、填空题

9.如图所示,在测定滑轮组机械效率过程中,用3 N的力提升重为7 N的重物,5 s内把重物匀速向上提升了0.2 m,则工人做了　　　　J有用功,拉力的功率为　　　　W。 

四、实验题

10.为了模拟探究汽车超载和超速带来的安全隐患,小谢同学设计了如图所示的探究实验:将A、B、C三个小球先后从同一装置,高度分别为hA、hB、hC的位置滚下(mA=mB<mC,hA=hC>hB),推动小木块运动一段距离后静止。请你根据生活经验和所学的物理探究方法,回答下列问题:

(1)在图甲和图丙所示实验中,A球、C球刚滚到水平面时的速度　　　　(选填“相等”或“不相等”)。 

(2)小球推动小木块运动的距离越大,安全隐患　　　　(选填“越大”“不变”或“越小”)。 

(3)探究超载安全隐患时,我们应选择　　　两图所示实验进行比较。 

(4)探究超速安全隐患时,我们应选择　　　两图所示实验进行比较。 

五、计算题

11.如图所示，质量为72 kg的人用滑轮组提升重物，把质量为30 kg的物体匀速提升了2 m，用时12 s，拉力为120 N，他与地面接触的总面积为0.04 m2，请解答下列问题．(不计绳重和轮与轴之间的摩擦，g取10 N/kg)

(1)当物体匀速上升时，人对地面的压力____________ (选填“大于”“小于”或“等于”)人的重力，此时人对地面的压强是多大？

(2)求匀速提升该重物时滑轮组的机械效率．

(3)若用此滑轮组在相同时间内，把质量为45 kg的物体匀速提高相同高度，拉力的功率是多大？

0.参考答案

1.答案为：B；

2.答案为：D；

3.答案为：C；

解析：

因摩擦力始终做负功，故系统产生的热量Q随s增大，而系统的机械能随s而减小，

B、D均错误；当s>xMM′，有Q=μmgxMM′＋μmgcos θ(s－xMM′)，

E=E0－μmgxMM′－μmgcos θ(s－xMM′)，对应图线可知，A错误，C正确．

4.答案为：A；

5.答案为：C；

6.答案为：A；

解析：

对于整个系统而言,机械能守恒,有mgl=mlω2+mlω2,当杆运动到竖直位置时,

顶端的小球向心力为F1+mg=mlω2,底端的小球向心力为F2-mg=mlω2,

解以上三式得轴对轻杆的作用力F的大小F2-F1=2.4mg,方向竖直向上,选项A正确。

7.答案为：AB；

解析：

根据题意,由于A、B物体均处于平衡状态,有FTA=FTB,而FTA=mAgsinα,FTB=mBgsinβ,

所以mA大于mB,A正确;由于A、B物体距离地面的高度h相同,

据机械能守恒定律可知两者到达地面的速率v相同,B正确;

两者到达地面的瞬时功率为PA=mAgvsinα,PB=mBgvsinβ,所以PA=PB,C错误;

两者到达地面的时间为,有tA大于tB,D错误。

8.答案为：BCD；

解析：由动能定理对子弹Ff·(3＋2)×10－2=ΔEk1，对木块Ff×2×10－2=ΔEk2，

则ΔEk1∶ΔEk2=5∶2，A项错；系统损失的动能为FfΔs=Ff×3×10－2=ΔE，

ΔE∶ΔEk1=3∶5，B、D两项正确；ΔE∶ΔEk2=3∶2，C项正确．

9.答案为：1.4　0.36

[解析] 由题意,工人做的有用功W有用=Gh=7 N×0.2 m=1.4 J,

由题图可知,n=3,则绳端移动的距离s=nh=3×0.2 m=0.6 m,

拉力做的总功W总=Fs=3 N×0.6 m=1.8 J,则拉力的功率P===0.36 W。

10.答案为：(1)相等　(2)越大　(3)甲、丙　(4)甲、乙

11.解：(1)小于

人向下拉绳子时，人对地面的压力

F=G人－F拉=m人g－F拉=72 kg×10 N/kg－120 N=600 N

人对地面的压强p===1.5×104 Pa

(2)滑轮组的机械效率

η=×100%=×100%=×100%=

×100%=×100%≈83.3%

(3)匀速提升30 kg物体时，由F=得，动滑轮重

G动=nF拉－G1=3×120 N－300 N=60 N

匀速提升45 kg物体时，拉力

F拉′====170 N

拉力做功的功率

P总′=====85 W