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(全国通用)2022高考物理二轮复习新题重组训练 专题二 功和能专题小循环练
(全国通用)2022高考物理二轮复习新题重组训练 专题二 功和能专题小循环练
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(全国通用)2022高考物理二轮复习新题重组训练专题二 功和能专题小循环练一、选择题(本题共8小题,每小题8分,共64分,其中第2、3、6、7、8小题为多选题。)1.运输人员要把质量为m,体积较小的木箱拉上汽车。现将长为L的木板搭在汽车尾部与地面间,构成一固定斜面,然后把木箱沿斜面拉上汽车。斜面与水平地面成30°角,拉力与斜面平行。木箱与斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。则将木箱运上汽车,拉力至少做功( )A.mgL B.mgC.mgL(1+μ)D.μmgL+mgL[解析] 以木箱为研究对象,木箱受重力、支持力、摩擦力和拉力作用,由平衡条件得:F=mgsin30°+μmgcos30°,可知拉力至少做功WF=mgL(1+μ),C项正确。[答案] C2.如图所示,倾斜的传动带以恒定的速度v2向上运动,一个小物块以初速度v1从底端冲上传动带,且v1大于v2,小物块从传动带底端到达顶端的过程中一直做减速运动,则( )A.小物块到达顶端的速度可能等于零B.小物块到达顶端的速度不可能等于v2C.小物块的机械能一直在减小D.小物块所受的合外力一直做负功[解析] 当物块速度大于传送带速度时,摩擦力沿斜面向下,当物块速度小于等于传送带速度时,摩擦力沿斜面向上,如摩擦力大于重力向下的分力时,物块最终与传送带速度相同,B错;如摩擦力小于重力向下的分力时,物块一直减速,速度可能为0,A对;当摩擦力向上时,摩擦力和物体运动方向相同,做正功,小物块的机械能增加,C错;因物块一直做减速运动,所以合外力方向与物块运动方向相反,合外力做负功,D对,选A、D。[答案] AD3.将一物体以一定的初速度从某一高度处竖直上抛,一段时间后物体回到原出发点,已知空气阻力与其速度成正比,则下面说法正确的是( )A.上升过程所用时间与下降过程所用时间相等B.上升过程所用时间小于下降过程所用时间C.上升和下降过程,小球的机械能都减少,且上升过程机械能的减少量大于下降过程D.在出发点,上升时重力的瞬时功率小于下降时的瞬时功率-7-\n[解析] 由于空气阻力、上升过程合外力为F上=mg+kv,下降过程合外力为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<t下,A错B对;上升下降过程机械能的减少量等于阻力所做的功,位移大小相同,上升过程阻力大,所以上升过程机械能减少量大于下降过程,C对;重力的瞬时功率PG=G·v,因为上升时速度大于下降时出发点的速度,所以上升时重力的瞬时功率大,D错,选B、C。[答案] BC4.起重机将一重物由静止竖直向上加速吊起,当重物上升一定高度时,以下说法正确的是( )A.起重机拉力对重物所做的功等于重物重力势能的增量B.起重机拉力对重物所做的功等于重物动能的增量C.重物克服重力所做的功等于重物重力势能的增量D.外力对重物做功的代数和等于重物机械能的增量[解析] 起重机拉力对重物所做的功等于重物机械能的增加,可能是重力势能的增加,也可能是动能的增加,还可能是二者能量的增加,所以A、B均错;改变重力势能的只有重力做功,C对;外力对重物做功的代数和等于重物动能的增量,D错;选C。[答案] C5.从地面上以初速度v0=10m/s竖直向上抛出一质量为m=0.2kg的小球,若运动过程中小球受到的空气阻力大小与其速率成正比,小球运动的速率随时间变化规律如图所示,t1时刻到达最高点,再落回地面,落地时速率为v1=2m/s,且落地前小球已经做匀速运动(g=10m/s2)。则以下说法正确的是( )A.小球在上升阶段速度大小为2m/s时,其加速度大小为20m/s2B.小球在t1时刻的加速度为零C.小球抛出瞬间的加速度大小为10m/s2D.小球从抛出到落地过程中空气阻力所做的功为9.6J[解析] 最终的收尾速度为2m/s,此时有:mg=kv1,得k=1kg/s;球在上升阶段速度大小变为2m/s时,mg+kv1=ma,得其加速度大小为20m/s2,故A正确;球在t1时刻的加速度为10m/s2,球抛出瞬间的加速度大小为60m/s2,球从抛出到落地过程中空气阻力所做的功为ΔEk=mv-mv=-9.6J。故B、C、D均错误。[答案] A6.如图所示,质量为m的滑块在水平面上以速率v撞上劲度系数为k的轻质弹簧,当滑块将弹簧压缩了x0时速度减小到零,然后弹簧又将滑块向右推开。已知滑块与水平面间的动摩擦因数为μ,整个过程弹簧未超过弹性限度且二者未拴接,则下列判断正确的是( )-7-\nA.滑块向右运动过程中,滑块机械能先增大后减小B.滑块与弹簧接触过程中,滑块的机械能先减小后增大C.滑块与弹簧接触过程中,滑块与弹簧组成的系统机械能一直减小D.滑块最终停在距离弹簧右端-2x0处[解析] 滑块向右运动至弹簧弹力与摩擦力平衡时,滑块的动能最大,机械能最大,因而滑块机械能先增大再减小,选项A正确;滑块与弹簧接触过程中,滑块向左运动时,滑块的动能逐渐减小为零,滑块向右运动时,滑块的动能先增大后减小,因而滑块机械能先减小再增大最后减小,选项B错误;对于滑块与弹簧,在整个过程中,滑动摩擦力做负功,因而滑块和弹簧的机械能一直减小,选项C正确;设滑块最终停止的位置距离弹簧右端的距离为x,根据动能定理有-μmg(x+2x0)=0-mv2,解得x=-2x0,选项D正确。[答案] ACD7.水平面上质量为m=10kg的物体受到的水平拉力F随位移s变化的规律如图所示,物体匀速运动一段时间后,拉力逐渐减小,当s=7.5m时拉力减为零,物体也恰好停下。取g=10m/s2,下列结论正确的是( )A.物体与水平面间的动摩擦因数为0.12B.合外力对物体所做的功约为-40JC.物体匀速运动时的速度为2m/sD.物体运动的时间为0.4s[解析] 由题图可以看出F=12N时,物体做匀速运动,所以有F=μmg⇒μ===0.12,A选项对;在F-s图象中,曲线和坐标轴所围的面积代表功(W=F·s),按统计学规律,大于半个格的算一个,小于半个格的忽略不计,可得水平拉力做功约为WF=50×0.5×2=50J,整个过程摩擦力大小不变恒为12N,物体移动7.5m,所以摩擦力做功Wf=-12N×7.5m=-90J。根据动能定理得合外力做功为W=Wf+WF=-90J+50J=-40J,B对;根据动能定理,对物体运动的整个过程有:W=0-mv,解得v0=2m/s,C错;根据题目所提供信息,物体运动时间不可求解,D错,选A、B。[答案] AB-7-\n8.如图甲所示,平行于光滑固定斜面的轻弹簧劲度系数为k,一端固定在倾角为θ的斜面底端,另一端与物块A连接,物块B在斜面上紧靠着物块A但不粘连,物块A、B质量均为m。初始时两物块均静止。现用平行于斜面向上的力F拉动物块B,使B做加速度为a的匀加速运动,两物块的v-t图象如图乙所示(t1时刻图线A、B相切),已知重力加速度为g,则( )甲 乙A.A达到最大速度时的位移为B.力F的最小值为m(gsinθ+a)C.t1=时A、B分离D.A、B分离前,A、B和弹簧系统机械能增加,A和弹簧系统机械能增加[解析] 物块A达到最大速度时,A、B已经分离,此时A的加速度为0,弹簧仍处于压缩状态,设缩短量为x2,有mgsinθ=kx2,x2=;在未施加力F前设弹簧缩短量为x1,有2mgsinθ=kx1,x1=,因此A达到最大速度时的位移x=x1-x2=,A正确;物块A、B分离前,对A、B整体有F+kΔx-2mgsinθ=2ma,F=2ma+2mgsinθ-kΔx,Δx为弹簧压缩量,随着Δx的减小,F增大,故此阶段Δx最大时,F最小,Δx的最大值为x1=,Fmin=2ma+2mgsinθ-×k=2ma;物块A、B分离后,对B有F-mgsinθ=ma,F=ma+mgsinθ为定值,分离瞬间对A有kx3-mgsinθ=ma,此时x2<x3<x1,即ma<kx1-mgsinθ=mgsinθ,故整个过程中F的最小值为2ma,B错误;A、B分离时,A、B整体位移x′=x1-x3=at,解得t1=,C正确;A、B分离前,F对A、B和弹簧组成的系统做正功,系统机械能增加,而物块B对A和弹簧组成的系统做负功,系统机械能减小,故D错误。[答案] AC二、计算题(本题共2小题,共36分。需写出规范的解题步骤。)-7-\n9.如图所示,一个半径为R的半球形碗固定在桌面上,碗口水平,O点为其圆心,碗的内表面及碗口是光滑的。一根轻质细线跨在碗口上,线的两端分别系有小球A(可视为质点)和B,当它们处于平衡状态时,小球A与O点的连线与水平线的夹角为60°。(1)求小球A与小球B的质量比mA∶mB;(2)现将A球质量改为2m,B球质量改为m,且开始时A球位于碗口右端C点,由静止沿碗下滑。当A球滑到碗底时,求两球总的重力势能改变量的大小;(3)在(2)的条件下,当A球滑到碗底时,求B球的速度大小。[解析] (1)对A球由平衡条件得Ncos60°=mBgcos60° ①Ncos30°+mBgcos30°=mAg ②由①②得:= ③(2)两球总的重力势能的减小量ΔEp=mAgR-mBgR=(2-)mgR ④(3)对系统由机械能守恒定律得(2-)mgR=mAv+mBv ⑤根据运动的分解 vAcos45°=vB ⑥解得:vB= ⑦[答案] (1)∶1 (2)(2-)mgR (3)10.如图所示,AB是固定于竖直平面内的圆弧形光滑轨道,末端B处的切线方向水平。一物体(可视为质点)P从圆弧最高点A处由静止释放,滑到B端飞出,落到地面上的C点。测得C点和B点的水平距离OC=L,B点距地面的高度OB=h。现在轨道下方紧贴B端安装一个水平传送带,传送带的右端与B点的距离为。当传送带静止时,让物体P从A处由静止释放,物体P沿轨道滑过B点后又在传送带上滑行并从传送带的右端水平飞出,仍然落到地面上的C点。求:-7-\n(1)物体P与传送带之间的动摩擦因数;(2)若在A处给物体P一个竖直向下的初速度v0,物体P从传送带的右端水平飞出后,落在地面上的D点,求OD的大小;(3)若传送带驱动轮顺时针转动,带动传送带以速度v匀速运动,再把物体P从A处由静止释放,物体P落到地面上。设着地点与O点的距离为x,求出x与传送带上表面速度v的函数关系。[解析] (1)无传送带时,物体由B运动到C,做平抛运动,设物体在B点的速度为vB,则L=vBt ①h=gt2 ②由①②得:vB=L有传送带时,设物体离开传送带时的速度为v1,则有=v1t ③-μmg×=mv-mv ④由①②③④得μ=v1=(2)设物体离开传送带时的速度为v2,则mgR-μmg=mv-mv ⑤mgR=mv ⑥-7-\nOD=v2t+ ⑦由②④⑥⑦得:OD=+(3)当皮带的速度v≤v1=时,物体P一直减速,物体P离开皮带时的速度等于v1,物体着地点与O点的距离x=L;当皮带速度v>,物体P一直加速,根据动能定理有μmg=mv-mv解得v3=L所以,当皮带速度<v≤L时,x=+v当皮带速度v>v3=L时,x=L[答案] (1)μ= (2)OD=+(3)见解析-7-
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高考 - 二轮专题
发布时间:2022-08-25 22:41:20
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文章作者:U-336598
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