2023人教版带答案高中物理必修三第九章静电场及其应用微公式版易混淆知识点.pdf

1 20232023 人教版带答案高中物理必修三第九章静电场及其应用微公式版易混淆知人教版带答案高中物理必修三第九章静电场及其应用微公式版易混淆知识点识点 单选题 1、如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知AP=2R，重力加速度为g，不计空气阻力，小球可视为质点，则小球从P到B的运动过程中（）A重力势能减少 2mgR B机械能减少mgR C合外力做功mgR D克服摩擦力做功12mgR 答案：D A从P到B的过程中，小球下降的高度为R，则重力势能减少了 Ep=mgR 故 A 错误；BD小球到达B点时恰好对轨道没有压力，则有 2 =2 设摩擦力对小球做的功为Wf，从P到B的过程，由动能定理可得 mgRWf=12mvB2 解得 Wf=12mgR 即克服摩擦力做功12mgR，机械能减少12mgR，故 B 错误，D 正确；C根据动能定理知 W合=12mvB2=12mgR 故 C 错误。故选 D。2、一物体在运动过程中，重力做了-2J 的功，合力做了 4J 的功，则（）A该物体动能减少，减少量等于 4J B该物体动能增加，增加量等于 4J C该物体重力势能减少，减少量等于 2J D该物体重力势能增加，增加量等于 3J 答案：B AB合外力所做的功大小等于动能的变化量，合力做了 4J 的功，物体动能增加 4J，故 A 错误，B 正确；CD重力做负功，重力势能增大，重力做正功，重力势能减小，所以重力势能增加 2J，故 CD 错误。故选 B。3、如图所示，“歼 15”战机每次从“辽宁号”航母上起飞的过程中可视为匀加速直线运动，且滑行的距离和牵引力3 都相同，则（）A携带的弹药越多，加速度越大 B携带的弹药越多，牵引力做功越多 C携带的弹药越多，滑行的时间越长 D携带的弹药越多，获得的起飞速度越大 答案：C A由题知，携带的弹药越多，即质量越大，然牵引力一定，根据牛顿第二定律=质量越大加速度a越小，A 错误 B牵引力和滑行距离相同，根据 =得，牵引力做功相同，B 错误 C滑行距离L相同，加速度a越小，滑行时间由运动学公式 =2 可知滑行时间越长，C 正确 D携带的弹药越多，获得的起飞速度由运动学公式 4 =2 可知获得的起飞速度越小，D 错误 故选 C。4、我国发射的神舟十三号载人飞船，进入预定轨道后绕地球椭圆轨道运动，地球位于椭圆的一个焦点上，如图所示。飞船从A点运动到远地点B的过程中，下列表述正确的是（）A地球引力对飞船不做功 B地球引力对飞船做负功 C地球引力对飞船做正功 D飞船受到的引力越来越大 答案：B 飞船运动远离地球，而地球引力指向地球，故引力对飞船做负功，故选 B。5、如图所示为某汽车启动时发动机功率P随时间t变化的图像，图中P0为发动机的额定功率，若已知汽车在t2时刻之前已达到最大速度vm，据此可知（）At1t2时间内汽车做匀速运动 B0t1时间内发动机做的功为P0t1 5 C0t2时间内发动机做的功为P0（t212）D汽车匀速运动时所受的阻力小于0m 答案：C A由题意得，在 0t1时间内功率随时间均匀增大，知汽车做匀加速直线运动，加速度恒定，由牛顿第二定律 =可知，牵引力恒定，合力也恒定。在1时刻达到额定功率，随后在t1t2时间内，汽车速度继续增大，由=可知，牵引力减小，则加速度减小，直到牵引力减小到与阻力相等时，达到最大速度 m=接着做匀速运动，A 错误；B发动机所做的功等于图线与t轴所围的面积，则 0t1时间内发动机做的功为 1=1201 B 错误；C发动机所做的功等于图线与t轴所围的面积，则 0t2时间内发动机做的功为 =120(2 1+2)=0(212)C 正确；D当汽车匀速运动时所受的阻力 =0m D 错误。故选 C。6、氢气球在空中匀速上升的过程中，它的（）6 A动能减小，重力势能增大 B动能不变，重力势能增大 C动能减小，重力势能不变 D动能不变，重力势能不变 答案：B 氢气球在空中匀速上升，质量不变，速度不变，动能不变，高度增大，重力势能变大。故选 B。7、将一小球从地面上以12m/s的初速度竖直向上抛出，小球每次与水平地面碰撞过程中的动能损失均为碰前动能的倍，小球抛出后运的 图像如图所示。已知小球运动过程中受到的空气阻力大小恒定，重力加速度大小为10m/s2，则的值为（）A56B16C59D49 答案：B 小球第一次上升的最大高度 1=12(12+0)m=6m 上升阶段，根据动能定理有(+f)1=1202 0=12m/s 下降阶段，根据动能定理可知碰前瞬间的动能为 1 f1=k0=48J 第一次与地面碰撞的过程中动能损失 7 k=k01222=8J 则依题意有 =kk1=16 故 ACD 错误，B 项正确。故选 B。8、质量为 50g 的小石头从一水井口自由下落至距离井口 5m 以下的水面时，其重力的功率为（重力加速度 g 取10m/s2）（）A5WB50WC500WD2500W 答案：A 2=2 代入数据，解得 =10m/s 此时重力的功率为 =0.05 10 10W=5W 故选 A。9、一质量为m的驾驶员以速度v0驾车在水平路面上匀速行驶。在某一时刻发现险情后立即刹车，从发现险情到汽车停止，汽车运动的vt（速度时间）图像如图所示。则在此过程中汽车对驾驶员所做的功为（）8 A12mv02B12mv02 C12mv02（2+121）D12mv02（2+121）答案：B 刹车过程中，驾驶员的初速度为v0，末速度为零，则对刹车过程由动能定理可得 Wf01202 解得汽车对驾驶员所做的功为 Wf1202 与所用时间无关。故 B 正确；ACD 错误。故选 B。10、如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与一弹性橡皮绳相连，橡皮绳的另一端固定在地面上的A点，橡皮绳竖直时处于原长h。让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零。则在圆环下滑过程中（整个过程中橡皮绳始终处于弹性限度内）（）A橡皮绳的弹性势能一直增大 B圆环的机械能先不变后增大 C橡皮绳的弹性势能增加了mgh D橡皮绳再次到达原长时圆环动能最大 答案：C 9 A橡皮绳开始处于原长，弹性势能为零，圆环刚开始下滑到橡皮绳再次伸直达到原长过程中，弹性势能始终为零，A 错误；B圆环在下落的过程中，橡皮绳的弹性势能先不变后不断增大，根据机械能守恒定律可知，圆环的机械能先不变，后减小，B 错误；C从圆环开始下滑到滑至最低点过程中，圆环的重力势能转化为橡皮绳的弹性势能，C 正确；D橡皮绳达到原长时，圆环受合外力方向沿杆方向向下，对环做正功，动能仍增大，D 错误。故选 C。11、2020 年 12 月 6 日，嫦娥五号返回器与上升器分离，进入环月圆轨 道等待阶段，准备择机返回地球。之后返回窗口打开后，返回器逐渐抬升离月高度，进入月地转移轨道（如图），于 12 月 17 日，嫦娥五号返回器携带月球样品着陆地球。下列说法正确的是（）A嫦娥五号返回器在环月圆轨道运行时，还受地球的引力作用 B若嫦娥五号返回器等待阶段的环月圆轨道半径越大，则环绕速度越大 C嫦娥五号返回器在月地转移轨道上运动时，月球样品处于超重状态 D嫦娥五号返回器在月地转移轨道上运动时，与地球距离变小，机械能变小 答案：A A 虽然距离地球较远，但地球质量很大，地球对引力作用比较明显，故嫦娥五号返回器在环月圆轨道运行时，还受地球的引力作用，A 正确；B若只考虑月球的引力，根据 2=2 10 解得 =可知距离月球球心r越大，环绕速度越小，B 错误；C嫦娥五号返回器在月地转移轨道上运动时，由万有引力（即重力）提供向心力，样品处于完全失重状态，C错误；D嫦娥五号返回器在月地转移轨道上运动时，与地球距离变小，在转移轨道上万有引力做正功，引力势能减小，动能增大，机械能守恒，D 错误。故选 A。12、在下列几种情况中，甲、乙两物体的动能相等的是（）A甲的速度是乙的 2 倍，甲的质量是乙的12 B甲的质量是乙的 2 倍，甲的速度是乙的12 C甲的质量是乙的 4 倍，甲的速度是乙的14 D甲、乙质量相等，速度大小也相等，但甲向东运动，乙向西运动 答案：D 由动能公式k=122及题意可得 A若甲的速度是乙的 2 倍，甲的质量是乙的12时，有 甲=12甲甲2 乙=12乙乙2=12(2甲)(甲2)2=14甲甲2 故 A 错误；B若甲的质量是乙的 2 倍，甲的速度是乙的12时，有 11 甲=12甲甲2 乙=12乙乙2=12(甲2)(2甲)2=甲甲2 故 B 错误；C甲的质量是乙的 4 倍，甲的速度是乙的14时，有 甲=12甲甲2 乙=12乙乙2=12(甲4)(4甲)2=2甲甲2 故 C 错误；D由上述分析可知，动能与速度方向无关，只与质量和速度大小有关，故甲、乙质量相等，速度大小也相等时，甲向东运动，乙向西运动的动能相等，故 D 正确。故选 D。13、如图，高台跳水项目中要求运动员从距离水面H的高台上跳下，在完成空中动作后进入水中。若某运动员起跳瞬间重心离高台台面的高度为h1，斜向上跳离高台瞬间速度的大小为v0，跳至最高点时重心离台面的高度为h2，入水（手刚触及水面）时重心离水面的高度为h1。图中虚线为运动员重心的运动轨迹。已知运动员的质量为m，不计空气阻力，则运动员跳至最高点时速度及入水（手刚触及水面）时速度的大小分别是（）A0，02+2 12 B0，2(+2 1)C02+2(1 2)，02+2 D02+2(1 2)，02+2(1)答案：C 从跳离高台瞬间到最高点，据动能定理得(2 1)=1221202 解得最高点的速度 =02+2(1 2)从跳离高台瞬间到入水过程，据动能定理得 =1221202 解得入水时的速度=02+2 故选 C。14、如图所示，长直轻杆两端分别固定小球A和B，两球质量均为m，两球半径忽略不计，杆的长度为L。先将杆AB竖直靠放在竖直墙上，轻轻拨动小球B，使小球B在水平面上由静止开始向右滑动，当小球A沿墙下滑距离为2时，下列说法正确的是（不计一切摩擦，重力加速度为g）（）13 A杆对小球A做功为14mgL B小球A、B的速度都为12 C小球A、B的速度分别为123和12 D杆与小球A、B组成的系统机械能减少了12mgL 答案：C BCD对A、B组成的系统，整个过程中，只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得 mg2122+122 又有 vAcos60vBcos30 解得 vA123 vB12 故 C 正确，BD 错误；A对A，由动能定理得 mg2W122 解得杆对小球A做的功 W122mg218mgL 故 A 错误。故选 C。15、关于“探究功与速度变化的关系”的实验，下列叙述正确的是（）14 A每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值 B每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致 C放小车的长木板应该尽量使其水平 D先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出 答案：D A橡皮筋完全相同，通过增加橡皮筋的条数来使功倍增，因此不需要每次计算橡皮筋对小车做功的具体数值，故 A 错误；B通过增加橡皮筋的条数来使功倍增，则橡皮筋拉伸的长度必须保持一致，故 B 错误；C小车和木板之间存在摩擦力，需平衡摩擦力，则要用小木块垫高长木板的一端，故 C 错误；D先接通电源，打点稳定后再让小车在橡皮筋的作用下弹出，故 D 正确。故选 D。多选题 16、用长为L的轻质细绳悬挂一个质量为m的小球，其下方有一个倾角为 的光滑斜面体，斜面体放在水平面上，开始时小球与斜面接触且细绳恰好竖直，如图所示。现在用水平推力F缓慢向左推动斜面体，直至细绳与斜面平行，则在此过程中（）A小球受到的斜面的弹力始终与斜面垂直，故对小球不做功 B细绳对小球的拉力始终与小球的运动方向垂直，故对小球不做功 C若水平面光滑，则推力做功为mgL（1sin）15 D由于缓慢推动斜面体，故小球所受合力可视为零，小球机械能不变 答案：BC A根据力做功的条件：1作用在物体上的力；2物体必须是在力的方向上移动一段距离，斜面弹力对小球做正功，故 A 错误；B细绳对小球的拉力始终与小球运动方向垂直，故对小球不做功，故 B 正确；C若取小球和斜面体整体为研究对象，根据能量守恒得F做的功等于系统机械能的增量，斜面体动能和势能不变，小球的动能不变，所以系统机械能的增量等于小球的重力势能增加量，所以F做功等于小球重力势能增量，p=(1 sin)故 C 正确；D用水平力F缓慢向左推动斜面体，所以小球的动能不变，重力势能在增加，所以小球在该过程中机械能增加，故 D 错误。故选 BC。17、如图甲，一足够长的传送带与水平面的夹角 30，皮带在电动机的带动下，速率始终不变。t0 时刻在传送带适当位置放上一具有初速度的小物块。取沿斜面向上为正方向，物块在传送带上运动的速度随时间的变化如图乙所示。已知小物块质量m1kg，g取 10m/s2，下列说法正确的是（）A传送带顺时针转动，速度大小为 2m/s B传送带与小物块之间的动摩擦因数 235 C0t2时间因摩擦产生热量为 27J 16 D0t2时间内电动机多消耗的电能为 28.5J 答案：ABC A从vt图像可知，小物块最终随传送带一起匀速运动，说明传送带的速度为 2m/s，因为取沿斜面向上为正方向，所以传送带顺时针转动，故 A 正确；B小物块的加速度 a1m/s2 对物块受力分析，可得 mgcosmgsinma 解得 235 故 B 正确；C物块运动速度减为零后，反向加速经历时间 t2s 由vt图像可知 t23s 则物块向下运动过程中与传送带间的相对位移为 1=1+1=1 12m+1 2m=2.5m 物块向上运动过程中与传送带间的相对位移为 2=2 2=2 2m 2 22m=2m 所以传送带与物块的总相对位移为 =1+2=4.5m 17 所以产生内能为 Qmgcoss27J 故 C 正确；D物块增加的重力势能 Epmgsin(2 1)7.5J 物块动能的增量 Ek12mv212mv021.5J 则传送带多消耗的电能 W电QEpEk36J 故 D 错误。故选 ABC。18、关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是（）A弹簧的弹性势能与其被拉伸（或压缩）的长度有关 B弹簧的弹性势能与弹簧的劲度系数有关 C对于同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，则弹性势能越大 D弹性势能的大小与使弹簧发生形变的物体有关 答案：ABC 理解弹性势能时要明确研究对象是发生弹性形变的物体，而不是使之发生形变的物体。弹簧弹性势能的大小跟形变量有关，对于同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，则弹性势能越大。弹簧的弹性势能还与劲度系数有关，当形变量一定时，劲度系数越大，则弹簧的弹性势能越大，ABC 正确，D 错误。故选 ABC。18 19、我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，在离月面 4 m 高处做一次悬停（可认为是相对于月球静止）；最后关闭发动机，探测器自由下落。已知探测器的质量约为 1.3103 kg，地球质量约为月球的 81 倍，地球半径约为月球的 3.7 倍，地球表面的重力加速度大小约为 9.8 m/s2。则此探测器（）A在着陆前的瞬间，速度大小约为 8.9 m/s B悬停时受到的反冲作用力约为 2103 N C从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，机械能守恒 D在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度 答案：BD A设月球表面的重力加速度为g月，则 月地=月地2地月2 解得 g月1.7 m/s2 由 v22g月h 得着陆前的速度为 v=2月=3.7m s 故 A 错误；B悬停时受到的反冲力 Fmg月2103 N 故 B 正确；19 C从离开近月圆轨道到着陆过程中，除重力做功外，还有其他外力做功，机械能不守恒。故 C 错误；D设探测器在近月圆轨道上和人造卫星在近地圆轨道上的线速度分别为v1、v2，则 12=月月地地 1 即 v1 则断开后小球能运动到与圆心等高处，D 正确。21、下列说法正确的是（）A物体做速率逐渐增加的直线运动时，其所受合力的方向一定与速度方向相同 B物体做变速率曲线运动时，其所受合力的方向一定改变 C物体做曲线运动时，速度方向不断发生变化，速度大小不一定发生变化 D对做匀速直线运动的物体施加一恒力后，该物体单位时间内速率变化量总相同 E物体做曲线运动时，其在某一点的速度方向沿该点的切线方向 F物体在变力作用下，一定做曲线运动 G只要两个分运动为直线运动，合运动一定是直线运动 答案：ACE A已知物体做直线运动，说明合力与速度共线，又知速率逐渐增加，说明合力（加速度）与速度同向，故其所22 受合力的方向一定与速度方向相同，故 A 正确；B物体做变速率曲线运动时，其所受合力的方向不一定改变，如做平抛运动的物体受重力，为恒力，故 B 错误；C曲线运动的速度方向一定是时刻变化的，若合力方向总是与速度方向垂直，根据动能定理可知，合力不做功速度大小不变，如匀速圆周运动，故 C 正确；D对做匀速直线运动的物体施加一恒力，若该恒力与物体速度方向不共线，物体开始做匀变速曲线运动，则物体在单位时间内速度变化量相同，速率变化量不同，如平抛运动，故 D 错误；E曲线运动中物体的速度方向沿曲线在这一点的切线方向，故 E 正确；F物体受变力的作用，但力的方向可以与速度的方向共线，此时物体仍然做直线运动，故 F 错误；G两个分运动是直线运动，合运动不一定是直线运动，比如平抛运动，故 G 错误。故选 ACE。22、如图所示为某质点运动的v-t图象。从图中可以判断（）A在0 1时间内，物体所受合力做正功 B在0 1时间内，物体所受合力的功率逐渐增大 C在1时刻，物体所受合力的功率最大 D在1 3时间内，物体所受合力做的总功为零 答案：AD A在0 1时间内，物体速度增加，动能增加，则物体所受合力做正功，故 A 正确；BC在0 1时间内，物体加速度减小，合外力减小，在1时刻，合力减小到零，则物体所受合力的功率为零，23 故物体所受合力的功率不可能逐渐增大，故 BC 错误；D在1 3时间内，物体初末的速度大小相等，则动能相等，则所受合力做的总功为零，故 D 正确。故选 AD。23、汽车沿平直的公路以恒定功率P从静止开始启动，如图所示为牵引力F与速度v的关系，加速过程在图中的N点结束，所用的时间t=8s，经历的路程s=50m，8s 后汽车做匀速运动。若汽车所受阻力始终不变，则（）A汽车匀速运动时的牵引力大小为 2104N B汽车所受阻力的大小为 4104N C汽车恒定功率为 8104W D汽车的质量为 8.75103kg 答案：AD 加速过程在N点结束，即此后汽车沿平直路面作匀速运动，由平衡条件和图象信息可得 =0 汽车做匀速运动时的牵引力大小为 =2 104N 汽车所受的阻力大小 =2 104N 由图象信息得汽车的恒定功率 24 =2 104 8W=1.6 105W 汽车加速运动过程，牵引力做功为 =根据动能定理可得 =122 解得 =2()2=2 (1.6 105 8 2 104 50)64kg=8.75 103kg 故选 AD。24、小明同学想借助一支可伸缩的圆珠笔来看看“圆珠笔的上跳”，笔内有一根弹簧，尾部有一个小帽，压一下小帽，笔尖就伸出。如图所示，手握笔杆，使笔尖向上，小帽抵在桌面上，在压下后突然放手，笔杆将竖直向上跳起一定的高度。在某次实验中，小明用刻度尺测得圆珠笔跳起的高度为 12cm，若重力加速度=10m/s2，在圆珠笔由静止起跳至上升到最大高度的过程中，以下分析正确的是（）A小明对圆珠笔不做功 B圆珠笔的机械能不守恒 C圆珠笔在弹起过程中对桌面做正功 D圆珠笔起跳的初速度约为 1.55m/s 答案：AD 25 AB小明放手后，圆珠笔由静止开始向上运动，在起跳至上升到最大高度的过程中，小明对笔没有作用力，所以小明对笔不做功；桌面对笔的弹力的作用点在笔的小帽上，在笔离开桌面之前，小帽没有位移，桌面对笔的弹力也不做功。所以在圆珠笔由静止起跳至上升到最大高度的过程中，只有系统内弹力和重力做功，圆珠笔的机械能守恒，故 A 正确，B 错误；C在弹起过程中，圆珠笔对桌面有力的作用，但桌面在力的方向上没有位移，则圆珠笔在弹起过程中对桌面不做功，故 C 错误；D由机械能守恒定律得 =1202 代入数据可得 0 1.55m/s 故 D 正确。故选 AD。25、如图所示，电梯质量为M，在它的水平地板上放置一质量为m的物体。电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动，当电梯的速度由v1增加到v2时，上升高度为H，则在这个过程中，下列说法或表达式正确的是 A对物体，动能定理的表达式为FN=12221212，其中WFN为支持力的功 B对电梯，动能定理的表达式为W合0，其中W合为合力的功 C对物体，动能定理的表达式为FN =12221212 D对电梯，其所受合力做功为12221212 26 答案：CD AC电梯上升的过程中，对物体做功的有重力mg、支持力FN，这两个力做的总功才等于物体动能的增量为 k=12221212 A 错误，C 正确；BD对电梯，无论有几个力对它做功，由动能定理可知，其合力的功一定等于其动能的增量，B 错误，D 正确。故选 CD。填空题 26、质量为m的木块沿着倾角为 的光滑斜面从静止开始下滑，已知重力加速度为g，当下降的高度为h时，重力做功为_，重力的瞬时功率为_。答案：mgh 2sin 1根据重力做功的定义，可知当下降的高度为h时，重力做功为 G=2由牛顿第二定律可知，木块的加速度为 =sin=sin 又 2=2 =sin 联立解得木块的速度为 =2 则重力的瞬时功率为 27 =cos(2)=2sin 27、如图所示，一固定斜面倾角为30，一质量为的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度的大小等于重力加速度的大小0.8g。若物块上升的最大高度为，则此过程中，物块动能的变化量为_，机械能的变化量为_。答案：1.6 0.6 1根据动能定理可得 k=合=sin30=1.6 2以斜面底端为零势能面，由上可知，物块在斜面底端的机械能为 1=k=1.6 运动到最高点时的机械能为 2=则上升过程中，物块机械能的变化量为 =2 1=0.6 28、如图所示，AB是光滑的倾斜直轨道，BCD是光滑的圆弧轨道，AB恰好在B点与圆弧相切，圆弧的半径为R一个质量为m的小球在A点由静止释放，设重力加速度为g，若它恰能通过最高点D，则小球在D点的速度VD_；A点的高度h_。28 答案：2.5R（1）小球恰能通过最高点D时，由重力提供向心力，有 =D2 得D=（2）从A到D，取C为零势能点，由机械能守恒定律得 =2+122 解得2.5 29、万有引力公式为F=_；动能定理公式：_；恒力做功的计算公式：W=_。答案：2 =k cos 1万有引力公式为 =2 2动能定理公式 =k 3恒力做功的计算公式 =cos 30、请写出重力做功和重力势能变化量之间的关系_；请写出机械能守恒的条件：_。答案：G=p 只有重力和弹力做功，其他力不做功 1G=P 29 2只有重力和弹力做功，其他力不做功