贵州省铜仁市高考物理 核心考点押题仿真模拟试题 功与功率及能的转化和守恒04.doc

功与功率及能的转化和守恒04 (时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1关于能源的利用，下列说法不正确的是()a自然界的能量守恒，所以不需要节约能源b一座城市的能量耗散使其环境温度略高于周围农村的环境温度c煤炭和石油产品燃烧会造成空气污染和温室效应d能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的解析：选a.自然界的能量守恒，但能量在利用过程中，可利用的品质在逐渐降低，因此，必须节约能源，a项错，c、d对城市工业、交通急剧发展使得城市过多接收了耗散的能量，使城市温度升高，b对2下列关于能量守恒定律的认识正确的是()a某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加b某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加c不需要任何外界的动力而持续对外做功的机械永动机不可能制成d石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了解析：选abc.根据能量守恒定律可知，能量既不会消灭，也不会创生能量只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，a、b对，d错，永动机违背了能量守恒定律，故它不可能制造出来，c对3如图74所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一起沿斜面加速上升，在这个过程中，人脚所受的静摩擦力()图74a等于零，对人不做功b水平向左，对人做负功c水平向右，对人做正功d斜向上，对人做正功解析：选c.人随扶梯沿斜面加速上升，人的受力有重力、支持力和水平向右的静摩擦力，且静摩擦力方向与运动方向的夹角小于90，故静摩擦力对人做正功4人们设计出磁悬浮列车，列车能以很大速度行驶列车的速度很大，是采取了下列哪些可能的措施()a减小列车的质量b增大列车的牵引力c减小列车受的阻力d增大列车的功率解析：选cd.当列车以最大速度行驶时，牵引力与阻力大小相等，有pffv，故v，要增大速度的话，一方面增加列车的功率，另一方面减小列车受的阻力5如图75所示，一物体以一定的初速度沿水平面由a点滑到b点，摩擦力做功为w1，若该物体从a点沿两斜面滑到b点，摩擦力做功为w2，已知物体与各接触面的动摩擦因数均相同 .则()图75aw1w2bw1w2cw1w2d不能确定w1和w2的大小关系解析：选a.若物体沿水平面从a滑到b，摩擦力所做的功为w1，有w1fflmgl，若沿两斜面由a滑到b，摩擦力做功为w2，有w2mg cos l1mg cos l2，l1cos l2cosl，所以w2mglw1.6.图76伽利略曾设计如图76所示的一个实验，将摆球拉至m点放开，摆球会达到同一水平高度上的n点如果在e或f处钉上钉子，摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点；反过来，如果让摆球从这些点下落，它同样会达到原水平高度上的m点这个实验可以说明，物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时，其末速度的大小()a只与斜面的倾角有关b只与斜面的长度有关c只与下滑的高度有关d只与物体的质量有关解析：选c. 物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑的过程中，机械能守恒，由mghmv2可得，末速度的大小v与斜面的倾角和长度、物体的质量无关7如图77所示在足球赛中，红队球员在白队禁区附近主罚定位球，并将球从球门右上角贴着球门射入，球门高度为h，足球飞入球门的速度为v，足球质量为m，则红队球员将足球踢出时对足球做的功w为(不计空气阻力、足球可视为质点)()图77a.mv2bmghc.mv2mgh d.mv2mgh解析：选c.根据动能定理可得：wmghmv20，所以wmv2mgh，c正确8质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为p，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为时，汽车的瞬时加速度的大小为()a.b.c. d.解析：选c.阻力ff，当速度为时牵引力f，合力为，故加速度a.9一物体自t0时开始做直线运动，其速度图线如图78所示下列选项正确的是()图78a在06 s内，物体离出发点最远为30 mb在06 s内，物体经过的路程为40 mc在04 s内，物体的平均速率为7.5 m/sd在56 s内，物体所受的合外力做负功解析：选bc.根据vt图象的“面积”表示位移和vt图象的意义知，物体在第5 s时离出发点最远，最远距离为xm(52)10 m35 m；06 s内的路程为sxm110 m40 m；04 s内的位移x(42)10 m30 m，故平均速率为 m/s7.5 m/s；在56 s内，物体的速度增加，根据动能定理，合外力做正功综上所述b、c正确，a、d错误10质量为m的汽车发动机的功率恒为p，摩擦阻力恒为ff，牵引力为f，汽车由静止开始，经过时间t行驶了位移l时，速度达到最大值vm，则发动机所做的功为()apt bffvmtc.mvm2ffl dfl解析：选abc.因为功率p恒定，所以功wpt，a正确汽车达到最大速度时fff，则pfvffvm，所以wptffvmt，b正确；从汽车静止到速度达到最大值的过程中，由动能定理得：wfflmv，wmvffl所以c正确；由于牵引力f是变力，所以不能用fl表示做功，d错11物体放在水平面上，受到的水平拉力f随时间t变化的图象如图79甲所示，物体受力后的运动速度v随时间t变化的图象如图乙所示在整个过程中，下列说法正确的是()图79a拉力做功为40 jb物体克服摩擦力做功为16 jc合力做功为24 jd以上结果都不对解析：选d.本题结合速度时间图象考查功的概念由vt图知物体在02 s内静止，x10,26 s内做匀加速运动，位移x243 m6 m，在68 s内做匀速运动，位移x332 m6 m，且水平面对物体的滑动摩擦力大小为fff32 n,810 s内做匀减速运动，位移x423 m3 m，所以拉力做功为wff2x2f2x336 j2630 j；物体克服摩擦力做功wffff(x2x3x4)215 j30 j；合力做功等于物体动能的变化，为零故本题应选d.12一质量为1 kg的质点静止于光滑水平面上，从t0时起，第1秒内受到2 n的水平外力作用第2秒内受到同方向的1 n的外力作用下列判断正确的是()a02 s内外力的平均功率是 wb第2秒内外力所做的功是 jc第2秒末外力的瞬时功率最大d第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是解析：选ad.根据牛顿第二定律得：物体在第1 s内的加速度a12 m/s2，在第2 s内的加速度a2 m/s21 m/s2；第1 s末的速度v1a1t2 m/s，第2 s末的速度v2v1a2t3 m/s；02 s内外力做的功wmv j，功率p w，故a正确第2 s内外力所做的功w2mvmv(132122)j j，故b错误第1 s末的瞬时功率p1f1v14 w第2 s末的瞬时功率p2f2v23 w，故c错误第1 s内动能的增加量ek1mv2 j，第2 s内动能的增加量ek2w2 j，所以，故d正确二、填空题(本题共2小题，每小题6分，共12分把答案填在题中横线上)图71013为了测定一根轻弹簧压缩最短时能储存的弹性势能大小，可以将弹簧固定在一带有凹槽轨道的一端，并将轨道固定在水平桌面边缘上，如图710所示，用钢球将弹簧压缩至最短，而后突然释放，钢球将沿轨道飞出桌面，实验时：(1)需要测定的物理量是_(2)计算弹簧压缩最短时弹性势能的关系式是ep_答案：(1)小球质量m，桌面高度h，水平射程x(2)14在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m1 kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图711所示o为第一个点，a、b、c为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)已知打点计时器每隔0.02 s打一点，当地的重力加速度为g9.80 m/s2.那么：图711(1)纸带的_端(填“左”或“右”)与重物相连；(2)根据图中所得的数据，应取图中o点到_点来验证机械能守恒定律；(3)从o点到(2)问中所取的点，重物重力势能的减少量ep_j，动能增加量ek_j(结果保留3位有效数字)解析：因o点为打出的第一个点，所以o端(即左端)与重物相连，用ob段验证机械能守恒定律，则重力势能的减少量为epmghob1.88 j动能的增加量为ekmv0vb由以上两式得ek1.87 j.答案：(1)左(2)b(3)1.881.87三、计算题(本题共4小题，共40分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15(8分)汽车在水平直线公路上行驶，额定功率为p额80 kw，汽车行驶过程中所受阻力恒为ff2.5103 n，汽车的质量m2.0103 kg.若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小为a1.0 m/s2，汽车达到额定功率后，保持额定功率不变继续行驶求：(1)汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度(2)当汽车的速度为20 m/s时的加速度解析：(1)汽车在整个运动过程中速度达到最大时，牵引力与阻力大小相等，即fff，又p额fvm，(2分)所以最大速度vm m/s32 m/s.(2分)(2)当汽车的速度为20 m/s时，汽车的牵引力为fn4000 n(2分)对汽车由牛顿第二定律可得am/s20.75 m/s2(2分)所以汽车的加速度为0.75 m/s2.答案：(1)32 m/s(2)0.75 m/s216(10分)如图712所示，已知轻弹簧发生弹性形变时所具有的弹性势能epkx2.其中k为弹簧的劲度系数， x为其形变量图712现有质量为m1的物块与劲度系数为k的轻弹簧相连并静止地放在光滑的水平桌面上，弹簧的另一端固定，按住物块m1，弹簧处于自然长度，在m1的右端连一细线并绕过光滑的定滑轮接一个挂钩现在将质量为m2的小物体轻轻地挂在挂钩上设细线不可伸长，细线、挂钩、滑轮的质量及一切摩擦均不计，释放m1，求：(1)m1速度达最大值时弹簧伸长的长度(2)m1的最大速度值解析：(1)对m1、m2进行受力分析，由线不可伸长知：ftkxm1a(2分)m2gftm2a(2分)两式相加得m2gkx(m1m2)a(1分)当a0时，m1、m2速度达最大值，故弹簧伸长量为x.(2分)(2)系统机械能守恒，以弹簧原长处为弹性势能零点，m2刚挂上时的位置为重力势能零点，则系统初态机械能为零，故有(m1m2)v2kx2m2gx0(2分)将式代入式解得v故速度大小为.(1分)答案：(1)(2)17(10分)如图713所示，一可视为质点的物体质量为m1 kg，在左侧平台上水平抛出，恰能无碰撞地沿圆弧切线从a点进入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑，a、b为圆弧两端点，其连线水平，o为轨道的最低点，已知圆弧半径为r1.0 m，对应圆心角为106，平台与ab连线的高度差为h0.8 m(重力加速度g10 m/s2，sin530.8，cos530.6)求：图713(1)物体做平抛运动的初速度；(2)物体运动到圆弧轨道最低点o时对轨道的压力解析：(1)由于物体无碰撞进入圆弧轨道，即物体落到a点时速度方向沿a点切线方向，设此时速度方向与水平方向夹角为，则tan tan53(1分)又hgt2(1分)而vygt(1分)联立式得v03 m/s.(1分)(2)设物体运动到最低点的速度为v，由机械能守恒得mv2mvmghr(1cos53)(3分)在最低点，根据牛顿第二定律，有fnmgm(2分)联立式得fn43 n由牛顿第三定律知，物体对轨道的压力为43 n(1分)答案：(1)3 m/s(2)43 n18(12分)工厂流水线上采用弹射装置把物品转运，现简化其模型分析：如图714所示，质量为m的滑块，放在光滑的水平平台上，平台右端b与水平传送带相接，传送带的运行速度为v0，长为l；现将滑块向左压缩固定在平台上的轻弹簧，到达某处时由静止释放，若滑块离开弹簧时的速度小于传送带的速度，当滑块滑到传送带右端c时，恰好与传送带速度相同，滑块与传送带间的动摩擦因数为.求：图714(1)释放滑块时，弹簧具有