2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 新題重組練專題二　功和能專題小循環(huán)練

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1、2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 新題重組練專題二　功和能專題小循環(huán)練 一、選擇題(本題共8小題，每小題8分，共64分，其中第2、3、6、7、8小題為多選題。) 1．運(yùn)輸人員要把質(zhì)量為m，體積較小的木箱拉上汽車。現(xiàn)將長(zhǎng)為L(zhǎng)的木板搭在汽車尾部與地面間，構(gòu)成一固定斜面，然后把木箱沿斜面拉上汽車。斜面與水平地面成30°角，拉力與斜面平行。木箱與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g。則將木箱運(yùn)上汽車，拉力至少做功(　　) A．mgL　　　　　　　　　　　B．mg C.mgL(1＋μ) D.μmgL＋mgL [解析]　以木箱為研究對(duì)象，木箱受重力、支持力、摩擦力和拉力作用，由平衡條件得：F＝m

2、gsin30°＋μmgcos30°，可知拉力至少做功WF＝mgL(1＋μ)，C項(xiàng)正確。 [答案]　C 2．如圖所示，傾斜的傳動(dòng)帶以恒定的速度v2向上運(yùn)動(dòng)，一個(gè)小物塊以初速度v1從底端沖上傳動(dòng)帶，且v1大于v2，小物塊從傳動(dòng)帶底端到達(dá)頂端的過程中一直做減速運(yùn)動(dòng)，則(　　) A．小物塊到達(dá)頂端的速度可能等于零 B．小物塊到達(dá)頂端的速度不可能等于v2 C．小物塊的機(jī)械能一直在減小 D．小物塊所受的合外力一直做負(fù)功 [解析]　當(dāng)物塊速度大于傳送帶速度時(shí)，摩擦力沿斜面向下，當(dāng)物塊速度小于等于傳送帶速度時(shí)，摩擦力沿斜面向上，如摩擦力大于重力向下的分力時(shí)，物塊最終與傳送帶速度相同，B錯(cuò)；如

3、摩擦力小于重力向下的分力時(shí)，物塊一直減速，速度可能為0，A對(duì)；當(dāng)摩擦力向上時(shí)，摩擦力和物體運(yùn)動(dòng)方向相同，做正功，小物塊的機(jī)械能增加，C錯(cuò)；因物塊一直做減速運(yùn)動(dòng)，所以合外力方向與物塊運(yùn)動(dòng)方向相反，合外力做負(fù)功，D對(duì)，選A、D。 [答案]　AD 3．將一物體以一定的初速度從某一高度處豎直上拋，一段時(shí)間后物體回到原出發(fā)點(diǎn)，已知空氣阻力與其速度成正比，則下面說法正確的是(　　) A．上升過程所用時(shí)間與下降過程所用時(shí)間相等 B．上升過程所用時(shí)間小于下降過程所用時(shí)間 C．上升和下降過程，小球的機(jī)械能都減少，且上升過程機(jī)械能的減少量大于下降過程 D．在出發(fā)點(diǎn)，上升時(shí)重力的瞬時(shí)功率小于下降時(shí)的瞬時(shí)

4、功率 [解析]　由于空氣阻力、上升過程合外力為F上＝mg＋kv，下降過程合外力為F下＝mg－kv′，所以加速度a上>a下，上升下降位移大小相同，知t上

5、物動(dòng)能的增量 C．重物克服重力所做的功等于重物重力勢(shì)能的增量 D．外力對(duì)重物做功的代數(shù)和等于重物機(jī)械能的增量 [解析]　起重機(jī)拉力對(duì)重物所做的功等于重物機(jī)械能的增加，可能是重力勢(shì)能的增加，也可能是動(dòng)能的增加，還可能是二者能量的增加，所以A、B均錯(cuò)；改變重力勢(shì)能的只有重力做功，C對(duì)；外力對(duì)重物做功的代數(shù)和等于重物動(dòng)能的增量，D錯(cuò)；選C。 [答案]　C 5．從地面上以初速度v0＝10 m/s豎直向上拋出一質(zhì)量為m＝0.2 kg的小球，若運(yùn)動(dòng)過程中小球受到的空氣阻力大小與其速率成正比，小球運(yùn)動(dòng)的速率隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示，t1時(shí)刻到達(dá)最高點(diǎn)，再落回地面，落地時(shí)速率為v1＝2 m/s，且

6、落地前小球已經(jīng)做勻速運(yùn)動(dòng)(g＝10 m/s2)。則以下說法正確的是(　　) A．小球在上升階段速度大小為2 m/s時(shí)，其加速度大小為20 m/s2 B．小球在t1時(shí)刻的加速度為零 C．小球拋出瞬間的加速度大小為10 m/s2 D．小球從拋出到落地過程中空氣阻力所做的功為9.6 J [解析]　最終的收尾速度為2 m/s，此時(shí)有：mg＝kv1，得k＝1 kg/s；球在上升階段速度大小變?yōu)? m/s時(shí)，mg＋kv1＝ma，得其加速度大小為20 m/s2，故A正確；球在t1時(shí)刻的加速度為10 m/s2，球拋出瞬間的加速度大小為60 m/s2，球從拋出到落地過程中空氣阻力所做的功為ΔEk＝mv

7、－mv＝－9.6 J。故B、C、D均錯(cuò)誤。 [答案]　A 6．如圖所示，質(zhì)量為m的滑塊在水平面上以速率v撞上勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，當(dāng)滑塊將彈簧壓縮了x0時(shí)速度減小到零，然后彈簧又將滑塊向右推開。已知滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，整個(gè)過程彈簧未超過彈性限度且二者未拴接，則下列判斷正確的是(　　) A．滑塊向右運(yùn)動(dòng)過程中，滑塊機(jī)械能先增大后減小 B．滑塊與彈簧接觸過程中，滑塊的機(jī)械能先減小后增大 C．滑塊與彈簧接觸過程中，滑塊與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能一直減小 D．滑塊最終停在距離彈簧右端－2x0處 [解析]　滑塊向右運(yùn)動(dòng)至彈簧彈力與摩擦力平衡時(shí)，滑塊的動(dòng)能最大，機(jī)械能最大，因而

8、滑塊機(jī)械能先增大再減小，選項(xiàng)A正確；滑塊與彈簧接觸過程中，滑塊向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑塊的動(dòng)能逐漸減小為零，滑塊向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑塊的動(dòng)能先增大后減小，因而滑塊機(jī)械能先減小再增大最后減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；對(duì)于滑塊與彈簧，在整個(gè)過程中，滑動(dòng)摩擦力做負(fù)功，因而滑塊和彈簧的機(jī)械能一直減小，選項(xiàng)C正確；設(shè)滑塊最終停止的位置距離彈簧右端的距離為x，根據(jù)動(dòng)能定理有－μmg(x＋2x0)＝0－mv2，解得x＝－2x0，選項(xiàng)D正確。 [答案]　ACD 7．水平面上質(zhì)量為m＝10 kg的物體受到的水平拉力F隨位移s變化的規(guī)律如圖所示，物體勻速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，拉力逐漸減小，當(dāng)s＝7.5 m時(shí)拉力減為零，物體也恰好停下。取g＝1

9、0 m/s2，下列結(jié)論正確的是(　　) A．物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.12 B．合外力對(duì)物體所做的功約為－40 J C．物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為2 m/s D．物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為0.4 s [解析]　由題圖可以看出F＝12 N時(shí)，物體做勻速運(yùn)動(dòng)，所以有F＝μmg?μ＝＝＝0.12，A選項(xiàng)對(duì)；在F－s圖象中，曲線和坐標(biāo)軸所圍的面積代表功(W＝F·s)，按統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律，大于半個(gè)格的算一個(gè)，小于半個(gè)格的忽略不計(jì)，可得水平拉力做功約為WF＝50×0.5×2＝50 J，整個(gè)過程摩擦力大小不變恒為12 N，物體移動(dòng)7.5 m，所以摩擦力做功Wf＝－12 N×7.5 m＝－90 J。根據(jù)動(dòng)能定

10、理得合外力做功為W＝Wf＋WF＝－90 J＋50 J＝－40 J，B對(duì)；根據(jù)動(dòng)能定理，對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程有：W＝0－mv， 解得v0＝2 m/s, C錯(cuò)；根據(jù)題目所提供信息，物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間不可求解，D錯(cuò)，選A、B。 [答案]　AB 8．如圖甲所示，平行于光滑固定斜面的輕彈簧勁度系數(shù)為k，一端固定在傾角為θ的斜面底端，另一端與物塊A連接，物塊B在斜面上緊靠著物塊A但不粘連，物塊A、B質(zhì)量均為m。初始時(shí)兩物塊均靜止。現(xiàn)用平行于斜面向上的力F拉動(dòng)物塊B，使B做加速度為a的勻加速運(yùn)動(dòng)，兩物塊的v－t圖象如圖乙所示(t1時(shí)刻圖線A、B相切)，已知重力加速度為g，則(　　) 甲 　乙 A．A達(dá)

11、到最大速度時(shí)的位移為 B．力F的最小值為m(gsinθ＋a) C．t1＝時(shí)A、B分離 D．A、B分離前，A、B和彈簧系統(tǒng)機(jī)械能增加，A和彈簧系統(tǒng)機(jī)械能增加 [解析]　物塊A達(dá)到最大速度時(shí)，A、B已經(jīng)分離，此時(shí)A的加速度為0，彈簧仍處于壓縮狀態(tài)，設(shè)縮短量為x2，有mgsinθ＝kx2，x2＝；在未施加力F前設(shè)彈簧縮短量為x1，有2mgsinθ＝kx1，x1＝，因此A達(dá)到最大速度時(shí)的位移x＝x1－x2＝，A正確；物塊A、B分離前，對(duì)A、B整體有F＋kΔx－2mgsinθ＝2ma，F(xiàn)＝2ma＋2mgsinθ－kΔx，Δx為彈簧壓縮量，隨著Δx的減小，F(xiàn)增大，故此階段Δx最大時(shí)，F(xiàn)最小，Δx的

12、最大值為x1＝，F(xiàn)min＝2ma＋2mgsinθ－×k＝2ma；物塊A、B分離后，對(duì)B有F－mgsinθ＝ma，F(xiàn)＝ma＋mgsinθ為定值，分離瞬間對(duì)A有kx3－mgsinθ＝ma，此時(shí)x2

13、為R的半球形碗固定在桌面上，碗口水平，O點(diǎn)為其圓心，碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的。一根輕質(zhì)細(xì)線跨在碗口上，線的兩端分別系有小球A(可視為質(zhì)點(diǎn))和B，當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí)，小球A與O點(diǎn)的連線與水平線的夾角為60°。 (1)求小球A與小球B的質(zhì)量比mA∶mB； (2)現(xiàn)將A球質(zhì)量改為2m，B球質(zhì)量改為m，且開始時(shí)A球位于碗口右端C點(diǎn)，由靜止沿碗下滑。當(dāng)A球滑到碗底時(shí)，求兩球總的重力勢(shì)能改變量的大小； (3)在(2)的條件下，當(dāng)A球滑到碗底時(shí)，求B球的速度大小。 [解析]　(1)對(duì)A球由平衡條件得 Ncos60°＝mBgcos60°　① Ncos30°＋mBgcos30°＝mAg?、? 由①

14、②得：＝?、? (2)兩球總的重力勢(shì)能的減小量 ΔEp＝mAgR－mBgR＝(2－)mgR?、? (3)對(duì)系統(tǒng)由機(jī)械能守恒定律得 (2－)mgR＝mAv＋mBv　⑤ 根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解　vAcos45°＝vB?、? 解得：vB＝?、? [答案]　(1)∶1　(2)(2－)mgR　 (3) 10．如圖所示，AB是固定于豎直平面內(nèi)的圓弧形光滑軌道，末端B處的切線方向水平。一物體(可視為質(zhì)點(diǎn))P從圓弧最高點(diǎn)A處由靜止釋放，滑到B端飛出，落到地面上的C點(diǎn)。測(cè)得C點(diǎn)和B點(diǎn)的水平距離OC＝L，B點(diǎn)距地面的高度OB＝h?，F(xiàn)在軌道下方緊貼B端安裝一個(gè)水平傳送帶，傳送帶的右端與B點(diǎn)的距離為。當(dāng)傳送帶靜止

15、時(shí)，讓物體P從A處由靜止釋放，物體P沿軌道滑過B點(diǎn)后又在傳送帶上滑行并從傳送帶的右端水平飛出，仍然落到地面上的C點(diǎn)。求： (1)物體P與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)； (2)若在A處給物體P一個(gè)豎直向下的初速度v0，物體P從傳送帶的右端水平飛出后，落在地面上的D點(diǎn)，求OD的大??； (3)若傳送帶驅(qū)動(dòng)輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)傳送帶以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，再把物體P從A處由靜止釋放，物體P落到地面上。設(shè)著地點(diǎn)與O點(diǎn)的距離為x，求出x與傳送帶上表面速度v的函數(shù)關(guān)系。 [解析]　(1)無傳送帶時(shí)，物體由B運(yùn)動(dòng)到C，做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)物體在B點(diǎn)的速度為vB，則 L＝vBt?、? h＝gt2　② 由①②得：vB

16、＝L 有傳送帶時(shí)，設(shè)物體離開傳送帶時(shí)的速度為v1，則有 ＝v1t　③ －μmg×＝mv－mv?、? 由①②③④得μ＝ v1＝ (2)設(shè)物體離開傳送帶時(shí)的速度為v2，則 mgR－μmg＝mv－mv　⑤ mgR＝mv?、? OD＝v2t＋　⑦ 由②④⑥⑦得：OD＝＋ (3)當(dāng)皮帶的速度v≤v1＝時(shí)，物體P一直減速，物體P離開皮帶時(shí)的速度等于v1，物體著地點(diǎn)與O點(diǎn)的距離x＝L； 當(dāng)皮帶速度v>，物體P一直加速，根據(jù)動(dòng)能定理有 μmg＝mv－mv 解得v3＝L 所以，當(dāng)皮帶速度v3＝L時(shí)，x＝L [答案]　(1)μ＝　(2)OD＝＋ (3)見解析