能量综合问题试卷

圆学子梦想 铸金字品牌 1 温馨提示 温馨提示 此套题为此套题为 WordWord 版 请按住版 请按住 Ctrl Ctrl 滑动鼠标滚轴 调节合适的观滑动鼠标滚轴 调节合适的观 看比例 答案解析附后 关闭看比例 答案解析附后 关闭 WordWord 文档返回原板块 文档返回原板块 高频考点专项练高频考点专项练 五五 能量综合问题试卷能量综合问题试卷 45 45 分钟分钟 100100 分分 一 选择题一 选择题 本题共本题共 9 9 小题小题 每小题每小题 6 6 分分 共共 5454 分 多选题已在题号后标出分 多选题已在题号后标出 1 关于功和能的关系 下列说法正确的是 A 物体受拉力作用向上运动 拉力做的功是 1 J 则物体重力势能的增加量也是 1 J B 一个重 10 N 的物体 在 15 N 的水平拉力的作用下 分别在光滑水平面和粗糙 水平面上发生相同的位移 拉力做的功相等 C 一辆汽车的速度从 10 km h 增加到 20 km h 或从 50 km h 增加到 60 km h 两种情况下牵引力做的功一样多 D 神舟十号 载人飞船的返回舱在大气层以外向着地球做无动力飞行的过程 中 机械能增大 解析 选 B 物体向上运动 重力以外的力 拉力 做功 1 J 机械能的增加量 为 1 J 选项 A 错误 由 W Flcos 知 水平拉力 F 和位移 x 均相同 拉力做的功 相等 选项 B 正确 由动能定理可知 一辆汽车的速度从 10 km h 加速到 20 km h 比从 50 km h 加速到 60 km h 合外力做的功少 牵引力做功无法比较 选项 C 错 误 神舟十号 载人飞船的返回舱在大气层以外仅在引力作用下运动 机械能 守恒 选项 D 错误 圆学子梦想 铸金字品牌 2 2 一带电小球在空中由 A 点运动到 B 点的过程中 受重力 电场力和空气阻力 三个力作用 若重力势能增加 3J 机械能增加 0 5J 电场力对小球做功 1J 则小 球 A 重力做功为 3 JB 电势能增加 1 J C 克服空气阻力做功 0 5 JD 动能减少 3 5 J 解析 选 C 重力做功等于重力势能的减小量 重力势能增加 3 J 即重力做 功 3 J 故 A 错误 电场力做功等于电势能的减小量 电场力做功 1 J 即电势能 减小 1 J 故 B 错误 除重力外的各个力做的总功等于机械能的增加量 电场力 做功 1 J 机械能增加 0 5 J 所以克服空气阻力做功 0 5 J 故 C 正确 合力做 功等于动能的增加量 合力做功等于各个力做的总功为 2 5 J 所以动能减小 2 5 J 故 D 错误 3 多选 2015 潍坊模拟 如图所示 轻弹簧上端通过一轻绳 固定 下端拴一小球 小球与光滑的三角形斜面接触 弹簧处于 竖直状态 现用力 F 竖直向上推斜面 使斜面缓慢向上运动直 至弹簧与斜面平行 则在此过程中 以下说法正确的是 A 小球对斜面的压力一直增大 B 弹簧对小球不做功 C 斜面对小球做正功 D 推力 F 做的功等于斜面与小球机械能的增加 解析 选 A C 在用力 F 推动斜面上升时 刚开始斜面对小球的作用力为零 弹簧变为水平后 小球对斜面有一定的压力 故小球对斜面的压力一直增大 A 正 圆学子梦想 铸金字品牌 3 确 在使小球上升时 小球会沿斜面向下滑动 同时弹簧的弹力减小 小球在弹簧 的作用下又会略上升 故弹簧对小球会做功 B 错误 小球在斜面作用力的作用下 向上移动了一段距离 故斜面对小球做了功 C 正确 在整个过程中 推力 F 与弹 簧对小球做的功等于斜面与小球机械能的增加 故 D 错误 4 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向左 大 小也为 v0 下列说法中正确的是 A A 和 C 将同时滑到斜面底端 B 滑到斜面底端时 B 的机械能减少最多 C 滑到斜面底端时 B 的动能最大 D C 的重力势能减少最多 解题指南 解答本题时要明确以下两点 1 由于斜面粗糙 所以 A 和 C 不能同时到达底端 2 滑块 C 通过的路程最大 克服摩擦力做的功最多 解析 选 C 滑块 A 和 C 通过的路程不同 在沿斜面方向的加速度大小也不相 同 故 A 错 三个滑块滑到底端时重力势能减少量相同 故 D 错 滑块 A 和 B 滑 到底端时经过的位移相等 克服摩擦力做功相等 而滑块 C 的路程较大 机械能 减少得较多 故 B 错 C 对 5 多选 蹦床是一项好看又惊险的运动 如图所示为运 动员在蹦床运动中完成某个动作的示意图 图中虚线 PQ 是弹性蹦床的原始位置 A 为运动员抵达的最高点 B 为 圆学子梦想 铸金字品牌 4 运动员刚抵达蹦床时的位置 C 为运动员抵达的最低点 不考虑空气阻力和运动 员与蹦床作用时的机械能损失 在 A B C 三个位置上运动员的速度分别是 vA vB vC 机械能分别是 EA EB EC 则它们的大小关系是 A vAvCB vA vB vBECD EA EB EB EC 解析 选 A C 运动员在最高点 A 的速度为零 刚抵达 B 位置时的速度不为 零 vAvC 故 A 对 B 错 以运动员为研究对象 B A 机械能守恒 EA EB B C 弹力对运动员做负功 机械能减小 EB EC 故 C 对 D 错 6 多选 2014 东北师大附中模拟 如图所示 一轻弹 簧的左端固定 右端与一小球相连 小球处于光滑水平 面上 现对小球施加一个方向水平向右的恒力 F 使小 球从静止开始运动 则小球在向右运动的整个过程中 A 小球和弹簧组成的系统机械能守恒 B 小球和弹簧组成的系统机械能逐渐增大 C 小球的动能逐渐增大 D 小球的动能先增大然后减小 解析 选 B D 小球在向右运动的整个过程中 力 F 做正功 由功能关系知小 球和弹簧组成的系统机械能逐渐增大 A 项错误 B 项正确 弹力一直增大 当弹 力等于 F 时 小球的速度最大 动能最大 当弹力大于 F 时 小球开始做减速运动 速 度减小 动能减小 C 项错误 D 项正确 加固训练 多选 如图所示 一质量为 m 的小球固定于轻 圆学子梦想 铸金字品牌 5 质弹簧的一端 弹簧的另一端固定于 O 点处 将小球拉至 A 处 弹簧恰好无形变 由静止释放小球 它运动到 O 点正下方 B 点的速度为 v 与 A 点的竖直高度差为 h 则 A 由 A 至 B 重力做功为 mgh B 由 A 至 B 重力势能减少 mv2 1 2 C 由 A 至 B 小球克服弹力做功为 mgh D 小球到达位置 B 时弹簧的弹性势能为 mgh mv2 1 2 解析 选 A D 由 A 到 B 高度减小 h 重力做功 mgh 重力势能减少 mgh 但因 弹簧伸长 弹性势能增加 由能量守恒得 mgh mv2 Ep 可得 Ep mgh mv2 小 1 2 1 2 球克服弹力做功应小于 mgh 故 B C 错误 A D 正确 7 多选 如图所示 倾角 30 的粗糙斜面固定在地 面上 长为 l 质量为 m 粗细均匀 质量分布均匀的 软绳置于斜面上 其上端与斜面顶端齐平 用细线将物 块与软绳连接 物块由静止释放后向下运动直到软绳刚好全部离开斜面 此时物 块未到达地面 在此过程中 A 物块的机械能逐渐增加 B 软绳重力势能共减少了 mgl 1 4 C 物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功 D 软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和 解题指南 解答本题时可按以下思路分析 圆学子梦想 铸金字品牌 6 1 分析物块和软绳的受力及各力的做功情况 2 确定各力做功所对应的能量如何变化 解析 选 B D 因物块所受的细线的拉力做负功 所以物块的机械能逐渐减 小 A 错误 软绳重力势能共减少 mg lsin l mgl B 正确 物块和软 1 2 1 2 1 4 绳组成的系统受重力和摩擦力作用 由动能定理可得 重力做功 包括物块和软 绳 减去软绳克服摩擦力做功等于系统 包括物块和软绳 动能的增加 设物块的 质量为 M 即 WM Wm Wf EkM Ekm 物块重力势能的减少等于 WM 所以 C 错误 对 软绳有 Wm Wf WF Ekm F 表示细线对软绳的拉力 软绳重力势能的减少等于 Wm 显然小于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和 D 正确 加固训练 在倾角为 30 的斜面上 某人用平行于斜 面的力把原静止于斜面上的质量为 2 kg 的物体沿斜面 向下推了 2 m 的距离 并使物体获得 1 m s 的速度 已知 物体与斜面间的动摩擦因数为 g 取 10m s2 则在这过程中 3 3 A 人对物体做功 21 J B 合外力对物体做功 1 J C 物体克服摩擦力做功 21 J D 物体重力势能减小 40 J 解析 选 B 根据动能定理可知 合外力对物体做的功等于物体动能的增加量 即 W合 mv2 2kg 1m s 2 1 J 所以选项 B 正确 对物体受力分析 根据物体在 1 2 1 2 垂直斜面方向上的合力为零求出物体与斜面间的正压力 N mgcos 从而计算出 斜面对物体沿斜面向上的滑动摩擦力大小为 f N mgcos 所以物体克服摩 圆学子梦想 铸金字品牌 7 擦力做功 Wf fs mgscos 代入数据可得 Wf 20J 所以选项 C 错误 物体重力 势能的减小量等于重力做的功 WG mgssin 2kg 10 m s2 2 m 20 J 选项 1 2 D 错误 对物体受力分析可知 物体共受到四个力的作用 其中只有 3 个力对物体 做功 即人对物体的推力做正功 摩擦力做负功 重力做正功 它们三个力做功的 代数和就等于合外力做的功 所以若设人对物体做功为 W人 则应满足 W人 WG Wf W合 代入数据可得 W人 1J 即人对物体做功 1 J 选项 A 错误 8 多选 由光滑细管组成的轨道如图所示 其中 AB 段 和 BC 段是半径为 R 的四分之一圆弧 轨道固定在竖直 平面内 一质量为 m 的小球 从距离水平地面高为 H 的 管口 D 处静止释放 最后能够从 A 端水平抛出落到地面上 下列说法正确的是 A 小球落到地面时相对于 A 点的水平位移值为 2 R 2 2 B 小球落到地面时相对于 A 点的水平位移值为 2 2 4 2 C 小球能从细管 A 端水平抛出的条件是 H 2R D 小球能从细管 A 端水平抛出的最小高度 Hmin R 5 2 解题指南 解答本题可按以下思路进行 1 用动能定理 或机械能守恒定律 求出小球运动到 A 点的速度大小 2 根据平抛运动规律求解水平位移值 3 能从 A 端水平抛出的条件是小球到达 A 点的速率大小必须大于零 若等于零 的话 小球刚好静止在管口不能抛出去 解析 选 B C 设小球运动到 A 点的速度为 vA 根据动能定理 有 m mg H 2R 得 vA 小球做平抛运动 有 x vAt 2R gt2 所以 1 2 v2 2 2 1 2 圆学子梦想 铸金字品牌 8 水平位移 x 2 选项 B 正确 A 错误 能从 A 端水平抛出的条件是小 2 4 2 球到达 A 点的速率 vA 0 即 H 2R 选项 C 正确 D 错误 2 2 9 2014 襄阳模拟 如图所示 质量为 m 的滑块从斜面 底端以平行于斜面的初速度 v0冲上固定斜面 沿斜面上 升的最大高度为 h 已知斜面倾角为 斜面与滑块间 的动摩擦因数为 且 mgcos37 或 tan37 所以 小物体不会停在斜面 上 小物体最后以 C 为中心 B 为一侧最高点沿圆弧轨道做往返运动 从 E 点开始直至稳定 系统因摩擦所产生的热量 Q E E mg h Rcos37 联立