高考物理模拟题分类汇编专题3 功与能 第1讲 功和动能定理A卷.docx
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高考物理模拟题分类汇编专题3功与能第1讲功和动能定理A卷
专题3功与能
第1讲功和动能定理(A卷)
一.选择题
1.(2015・宿迁市三校检测・4)
乙
.如图甲所示,静止在水平地面上的物块受到水平拉力F的作用,F与时间t的关系如图乙所示,设物块与地面之间的最大静摩擦力fm大小与滑动摩擦力大小相等,则()
A.0~t1时间内所受摩擦力大小不变
B.t1~t2时间内物块做加速度减小的加速运动
C.t2时刻物块的速度最大
D.t2~t3时间内物块克服摩擦力做功的功率增大
2.(2015・马鞍山三模・15).如图所示,竖直放置的等螺距螺线管高为h,该螺线管是用长为l的硬质直管(内径远小于h)弯制而成。
一光滑小球从上端管口由静止释放,关于小球的运动,下列说法正确的是
h
A.小球到达下端管口时的速度大小与l有关
B.小球到达下端管口时重力的功率为
C.小球到达下端的时间为
D.小球在运动过程中受管道的作用力大小不变
3.(2015・绵阳三诊・7)
P
.如图所示为某汽车在平直公路上启动时发动机功率P随时间t变化的图象,P0为发动机的额定功率。
已知在t2时刻汽车的速度已经达到最大vm,汽车受到的空气阻力与地面摩擦力之和随速度增大而增大。
由此可得()
A. 在0~t1时间内,汽车一定做匀加速度运动
B. 在t1~t2时间内,汽车一定做匀速运动
C. 在t2~t3时间内,汽车一定做匀速运动
D. 在t3时刻,汽车速度一定等于vm
4.(2015・宝鸡三检・16)
图乙
、如图甲所示,上表面水平的圆盘固定在水平地面上,一小物块从圆盘边缘上的点,以大小相同的初速度在圆盘上沿与直径成不同夹角开始滑动,小物块运动到圆盘另一边缘时的速度大小为,则图像应为图乙中的()
5.(2015・扬州高三测试・9).一个小物块从斜面底端冲上足够长的斜面后又返回到斜面底端.已知小物块的初动能为E,它返回到斜面底端的动能为E/2,小物块上滑到最大路程的中点时速度为v;若木块以2E的初动能冲上斜面,则有()
A.返回斜面底端时的动能为E
B.返回斜面底端时的动能为3E/2
C.小物块上滑到最大路程的中点时速度为
D.小物块上滑到最大路程的中点时速度为
6.(2015・大庆三检・21).将三个木板1、2、3固定在墙角,木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形,如图所示,其中1与2底边相同,2和3高度相同.现将一个可视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放,并沿木板下滑到底端,物块与木板之间的动摩擦因数μ均相同。
在这三个过程中,下列说法正确的是()
A.沿着1和2下滑到底端时,物块速度的大小不相等;沿着2和3下滑到底端时,物块速度的大小相等
B.沿着1下滑到底端时,物块的速率最大
C.物块沿着3下滑到底端的过程中,产生的热量是最多的
D.物块沿着1和2下滑到底端的过程中,产生的热量是一样多
二.非选择题
7.(2015・大庆三检・24)(14分)我国自主研发的C919大型客机争取今年试飞,国人的大飞机梦有望今年圆上.
若进展顺利,首飞后最快有望2017年完成取证和交付.设计的飞机质量m=7.5×104kg,起飞速度是80m/s.
(1)若飞机起飞过程中发动机保持额定功率P=8000kW不变,起飞前瞬间加速度a1=0.4m/s2,求飞机在起飞前瞬间受到的阻力大小?
(2)若飞机在起飞加速滑行过程中牵引力恒为F=9.0×104N,受到的平均阻力为f=1.5×104N.如果飞机在达到起飞速度的瞬间因故而停止起飞,则需立即关闭发动机且以大小为4m/s2的恒定加速度减速停下,以确保飞机不滑出跑道.大庆萨尔图机场飞行区等级为4C等级,机场跑道长2600米,是否可以安全起降国产大飞机?
8.(2015・成都三诊・9).(15分)
我国的动车技术已达世界先进水平,“高铁出海”将在我国“一带一路”战略构想中占据重要一席。
所谓动车组,就是把带动力的动力车与非动力车按照预定的参数组合在一起。
如图所示,某车次动车组由2节动力车厢与6节非动力车厢连接而成,动车组总质量为6.4×105kg,正常行驶时两节动力车发动机的总功率为4×107W。
假设动车组均在平直路面行驶,受到的阻力恒为重力0.1倍,g取10m/s2。
求:
(1)该动车组正常行驶时的最大速度。
(2)甲地距乙站10km,如果动车组以60m/s的速度通过甲地,要使动车组停靠在乙站,两台发动机至少需工作多长时间?
9.(2015・绵阳三诊・9.) (15分)
L
如图所示为某物流公司用传送带传送货物情景示意图。
传送带与水平面的夹角θ=37°,在发动机的作用下以v0=2m/s的速度匀速运动。
在传送带底端P处放一质量m=2kg的小货物,货物被传送到最高点Q。
已知传送带长度L=8m,货物与传送带的动摩擦因数μ=0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
求:
(1)货物刚被放到传送带上时的加速度大小a;
(2)货物从P到Q的过程中,发动机所做的功W。
10.(2015・张掖三诊・24).(14)如图所示,有一个可视为质点的质量为m=1kg的小物块,从光滑平台上的A点以v0=2m/s的初速度水平抛出,到达C点时,恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道,最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M=3kg的长木板,已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平,木板下表面与水平地面之间光滑,小物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.3,圆弧轨道的半径为R=0.4m,C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角θ=60°,不计空气阻力,g取10m/s2。
求:
(1)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力;
(2)要使小物块不滑出长木板,木板的长度L至少多大?
11.(2015・宁德市普高质检21).(19分)
如图,在水平轨道右侧固定半径为R的竖直圆槽形光滑轨道,水平轨道的PQ段铺设特殊材料,调节其初始长度为l,水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定,弹簧处于自然伸长状态。
可视为质点的小物块从轨道右侧A点以初速度v0冲上轨道,通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧,并被弹簧以原速率弹回。
已知R=0.4m,l=2.5m,v0=6m/s,物块质量m=1kg,与PQ段间的动摩擦因数μ=0.4,轨道其它部分摩擦不计。
取g=10m/s2。
求:
(1)物块经过圆轨道最高点B时对轨道的压力;
(2)物块从Q运动到P的时间及弹簧获得的最大弹性势能;
(3)物块仍以v0从右侧冲上轨道,调节PQ段的长度l,当l长度是多少时,物块恰能不脱离轨道返回A点继续向右运动。
12.(2015・成都三诊・10).(17分)
如图所示,虚线在侧空间有一方向水平向右的匀强电场,场强E=5×108N/C。
足够长的光滑水平导轨MN部分处于匀强电扬中,右端N与水平传送带平滑连接,导轨上放有质量m=1.0kg、电荷量q=1×10—8C、可视为质点的带正电滑块A,传送带长L=2.0m.第一次实验时,使皮带轮沿逆时针方向转动,带动传送带以速率v=3.0m/s匀速运动,由静止释放A.A在电场力作用下各右运动,以速度滑上传送带,并从传带右端P点水平飞出落至地面上的Q点,已知A与传送带之间的动摩擦因数,重力加速度g取10m/s2。
求:
(1)A到达传送带右端P点时的速度大小。
(2)第二次实验时,使皮带轮沿顺时针方向转动,带动传送带以速率v=3.0m/s匀速运动,调整A由静止释放的位置,使A仍从P点水平飞出落至Q点。
求A的初始位置距虚线的距离的范围。
第1讲功和动能定理(A卷)
参考答案与详解
1.【答案】D
【命题立意】本题旨在考查功率、平均功率和瞬时功率、摩擦力的判断与计算、功的计算。
【解析】A、在时间内水平拉力小于最大静摩擦力,物体保持不动,摩擦力大小逐渐
增大,故A错误;
B、到时刻,拉力逐渐增大,摩擦力不变,根据牛顿第二定律可知,加速度逐渐增大,
故B错误;
C、到时刻,合力向前,物体一直加速前进,时刻后合力反向,要做减速运动,所以
时刻速度最大,故C错误;
D、时间内速度逐渐增大,摩擦力大小不变,根据可知物块克服摩擦力做功的
功率增大,故D正确。
故选:
D
2.【命题立意】动能定理,牛顿第二定律以及功率的计算
【答案】C
【解析】小球在整个运动过程中,只受到重力做功,由动能定理得,即:
,因此小球到达下端口的速度大小与无关,A错;小球到下端口的速度大小为,沿管的切线方向,但不是竖直方向的,因此小球到达下端管口时重力的功率不等于,故B错误;物体在管内下滑的加速度为,故下滑所需时间为t,,,故C正确;小球得做的是加速螺旋运动,速度越来愈大,做的是螺旋圆周运动,根据可知,支持力越来越大,故D错误;
3.【答案】CD
【命题立意】本题旨在考查功率、平均功率和瞬时功率、牛顿第二定律。
【解析】A、时间内汽车的功率均匀增加,但由阻力随着速度的增大而增大;故汽车在这一过程受到的力不可能为恒力,故不可能做匀加速直线运动,故A错误;
B、汽车达到额定功率,根据,速度继续增大,牵引力减小,则加速度减小,时间内汽车做加速度减小的加速运动,当加速度为零时,即牵引力等于阻力,汽车速度达到最大,故B错误;
C、在时间内,汽车已达到最大速度,且功率保持不变;故汽车一定做匀速运动;时刻,汽车速度一定等于,故CD正确。
故选:
CD
4.【答案】A
【命题立意】本题旨在考查动能定理、功能关系。
【解析】设圆盘半径为,小物块与圆盘间的动摩擦因数为,由题意可知,小物块运动到圆盘另一边缘过程中摩擦力做负功,由动能定理可得:
即:
可知与成线性关系,斜率为负,故A正确,BCD错误。
故选:
A
5.【答案】AC
【命题立意】本题旨在考查动能定理的应用。
【解析】以初动能为E冲上斜面并返回的整个过程中运用动能定理得:
…①
设以初动能为冲上斜面的初速度为,则以初动能为冲上斜面时,初速度为,加速度相同,
根据可知第二次冲上斜面的位移是第一次的两倍,
所以上升过程中克服摩擦力做功是第一次的两倍,整个上升返回过程中克服摩擦力做功是第一次的两倍,即为,
以初动能为冲上斜面并返回的整个过程中运用动能定理得:
…②
所以返回斜面底端时的动能为,故A正确,B错误;
C、由①②得:
,故C正确;
D、第二次冲上斜面的位移是第一次的两倍,所以上升过程中克服摩擦力做功是第一次的两倍,整个上升返回过程中克服摩擦力做功是第一次的两倍,故D错误。
故选:
AC
6.【答案】BCD
【命题立意】本题旨在考查功能关系、牛顿第二定律、匀变速直线运动的位移与时间的关系。
【解析】对物块从高为h的斜面上由静止滑到底端时,根据动能定理有:
…①
其中为物块克服摩擦力做的功,
因滑动摩擦力为:
,所以物块克服摩擦力做的功为:
…②
由图可知,为斜面底边长,
可见,物体从斜面顶端下滑到底端时,克服摩擦力做功与斜面底端长度成正比。
A、B因沿着1和2下滑到底端时,物体克服摩擦力做功相同,沿着1重力做功大于沿2重力做功,根据①式得知,沿着1下滑到底端时物块的速度大于沿2下滑到底端时速度;
沿着2和3下滑到底端时,重力做功相同,而沿2物体克服摩擦力做功小于沿3克服摩擦力做功,则由①式得知,沿着2下滑到底端时物块的速度大于沿3下滑到底端时速度;
所以沿着1下滑到底端时,物块的速率最大,而沿着3下滑到底端时,物块的速率最小.故A错误.B正确;
C、沿3时克服摩擦力做的功最多,物体的机械能损失最大,产生的热量最多.故C正确;
D、同理,根据以上分析知,物块沿1和2下滑到底端的过程中,产生的热量一样多,故D正确。
故选:
BCD
【易错警示】通过本题求克服摩擦力做功可推得一个重要的结论:
物体从斜面下滑到底端的过程中,克服摩擦力
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