2021年高考物理三轮冲刺《功和机械能》练习一（含答案详解）

2021年高考物理三轮冲刺

《功和机械能》练习一

一、单选题

1.如图所示,带正电的小球甲固定于水平绝缘支架上,另一带正电的小球乙从甲正上方A点由静止释放(图中虚线表示两球球心的连线)。已知:电荷间的相互作用力随它们之间距离的减小而增大。若乙运动至B点时,所受重力恰好等于甲对它的排斥力。不计空气阻力,下列对小球乙下落过程的分析正确的是(　　)

A.到达B点前增加的动能等于减小的重力势能

B.到达B点后它能保持平衡状态

C.从A到B的过程中,它始终受到平衡力作用

D.从A点到B点,重力做的功比排斥力做的功多

2.妈妈与小明进行爬山比赛,他们选择的起点、路径和终点都相同,全程设为匀速运动,妈妈的体重是小明的2倍,妈妈所用的时间是小明的3倍。若妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1,小明克服自身重力做功为W2、功率为P2,则下列关系正确的是(　　)

A.W1∶W2=2∶1　P1∶P2=6∶1

B.W1∶W2=2∶3　P1∶P2=2∶1

C.W1∶W2=2∶1　P1∶P2=3∶2

D.W1∶W2=2∶1　P1∶P2=2∶3

3.如图所示,OQ是水平地面,物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q,OP段拉力F1为300 N,F1做的功为W1,功率为P1;PQ段拉力F2为200 N,F2做的功为W2,功率为P2。则              (　　)

A.W1>W2         B.W1<W2                    C.P1>P2          D.P1<P2

4.下列关于功的说法正确的是(　　)

A.小明用力推发生故障的汽车而未推动时,推力对汽车做了功

B.吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时,吊车的拉力对重物做了功

C.足球在水平地面上滚动一段距离时,重力对足球做了功

D.举重运动员从地面将杠铃举起的过程中,举重运动员对杠铃做了功

5.如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环．圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态．现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度)，则在圆环下滑到最大距离的过程中(　　)

A．圆环的机械能守恒

B．弹簧弹性势能变化了mgL

C．圆环下滑到最大距离时所受合力为零

D．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变

6.在探究“杠杆平衡条件”实验中，杠杆在力F作用下水平平衡，如图所示，现将弹簧测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中，杠杆始终保持水平平衡，则拉力F与其力臂的乘积变化情况是(   )

A.一直变小      B.一直变大       C.一直不变      D.先变小后变大

二、多选题

7. (多选)如图所示,倾斜传送带沿逆时针方向匀速转动,在传送带的A端无初速度放置一物块。选择B端所在的水平面为参考平面,物块从A端运动到B端的过程中,其机械能E与位移x的关系图像可能正确的是(　　)

8. (多选)如图所示，质量相同的两物体a、b，用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻质定滑轮两侧，a在水平桌面的上方，b在水平粗糙桌面上．初始时用力压住b使a、b静止，撤去此压力后，a开始运动，在a下降的过程中，b始终未离开桌面．在此过程中(　　)

A．a的动能小于b的动能

B．两物体机械能的变化量相等

C．a的重力势能的减少量等于两物体总动能的增加量

D．绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为零

三、填空题

9.小强推着小车，30s内在水平地面上匀速前进了15m，则小车的速度为　   　m/s.如果水平推力为10N，在此过程中小强对小车做的功为　   　J，功率为　   　W。

10.新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱。小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶12 km,用时10 min。已知该车的总质量为1.6×103 kg,行驶中阻力为车重的0.05倍,此过程中该车牵引力做功　　　　J,功率为　　　　kW。(g取10 N/kg) 

四、实验题

11.如图所示，甲是探究“动能的大小与什么因素有关”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上。乙是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置，实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动。

请回答下列问题：

(1)甲实验的目的是探究钢球动能的大小与　   　的关系；实验时，它是通过观察　   　，从而判断钢球动能的大小。

(2)进行乙实验时，每一次都让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，其目的是使小车在水平面运动的起始　   　相同；通过观察小车在粗糙程度不同的水平面上运动　   　来判断小车在不同的水平面受到　   　的大小。从而可以推理：如果运动的物体不受力，它将　   　。

五、计算题

12.如图是一台两栖履带起重机．它可以在陆地和水深不超过2.5米的滩涂路面行驶工作．

(1)起重机安装宽大履带的目的是减小起重机对地面的________．

(2)当起重机吊起4.8×105 N的货物时，货物匀速升高15 m用时40 s．若滑轮组的机械效率为75%，滑轮组上绳子自由端的拉力及拉力的功率各是多少？

0.参考答案

1.答案为：D；

[解析] 到达B点前,小球乙的重力势能减小,动能变大,由于在下落过程中受到重力和斥力的共同作用,故机械能不守恒,增加的动能不等于减小的重力势能,故A错误;到达B点后,重力恰好等于甲对它的排斥力,由于乙具有惯性,仍然会向下运动,此时重力小于斥力,将做变速运动,故B错误;小球乙在下落的过程中受到重力和斥力的共同作用,由于斥力会发生变化,故受力不平衡,故C错误;从A点到B点,重力不变,排斥力变大,在B点时排斥力等于重力,故从A点到B点,重力做的功比排斥力做的功多,故D正确。

2.答案为：D；

[解析] 妈妈和小明爬山,在竖直方向上克服自身重力做功,W=Gh。

他们在竖直方向上通过的距离相等,可用h表示。

则===,==×=×=。故选D。

3.答案为：C；

[解析] 由图可知,W1=F1s1=300 N×4 m=1200 J,W2=F2s2=200 N×6 m=1200 J,即W1=W2,故A、B错误;

由P=Fv可知,速度相等,F1>F2,则P1>P2,故C正确,D错误。

4.答案为：D　

5.答案为：B；

解析：

圆环在下滑过程中，圆环的重力和弹簧的弹力对圆环做功，圆环的机械能不守恒，圆环和弹簧组成的系统机械能守恒，系统的机械能等于圆环的动能和重力势能以及弹簧的弹性势能之和，选项A、D错误；对圆环进行受力分析，可知圆环从静止开始先向下加速运动且加速度逐渐减小，当弹簧对圆环的弹力沿杆方向的分力与圆环所受重力大小相等时，加速度减为0，速度达到最大，而后加速度反向且逐渐增大，圆环开始做减速运动，当圆环下滑到最大距离时，所受合力最大，选项C错误；由图中几何关系知圆环的下降高度为L，由系统机械能守恒可得mg·L=ΔEp，解得ΔEp=mgL，选项B正确．

6.答案为：C；

7.答案为：BD；

解析：

选择B端所在的水平面为参考平面,可知初始状态下物块的机械能不为0,A错误。由于物块初速度为0,在物块速度达到与传送带速度相等之前,物块相对传送带向上运动,受到向下的摩擦力,除重力外只有此摩擦力对物块做正功,其机械能增大。若传送带不是足够长时,物块速度与传送带达到共速前已到B端,则对应于图像B,否则达到共速后物块所受摩擦力方向突变为向上,摩擦力开始对物块做负功,物块的机械能开始减少,故C错误,D正确。

8.答案为：AD；

解析：轻绳两端沿绳方向的速度分量大小相等，故可知a的速度等于b的速度沿绳方向的分量，a的动能比b的动能小，A正确；因为b与地面有摩擦力，运动时有热量产生，所以该系统机械能减少，而B、C两项均为系统机械能守恒的表现，故B、C错误；轻绳不可伸长，两端分别对a、b做功大小相等，符号相反，D正确．

9.答案为：0.51505

10.答案为：9.6×106　16

[解析] 由于汽车做匀速直线运动,该车的牵引力为

F=f=0.05G=0.05×1.6×103 kg×10 N/kg=800 N,

牵引力做功W=Fs=800 N×12000 m=9.6×106 J;

功率P===16000 W=16 kW。

11.答案为：速度木块被推动的距离远近速度距离阻力做匀速直线运动

12.答案为：(1)压强；解析：起重机安装宽大履带的目的是通过增大受力面积来减小压强．

解：(2)提升重物时做的有用功

W有用=G物h=4.8×105 N×15 m=7.2×106 J

由η=×100%得，拉力做的总功W总===9.6×106 J

由W=Fs得，拉力F====3.2×105 N

拉力做功的功率P===2.4×105 W

【一题多解】(2)问还可以这样求解：

由η=×100%=×100%=×100%得，拉力

F===3.2×105 N

绳子自由端移动的速度v====0.75 m/s

则拉力做功的功率为P==Fv=3.2×105 N×0.75 m/s=2.4×105 W