2022届高中物理功和能专项训练题.pdf

1 (每日一练每日一练)2022)2022 届高中物理功和能专项训练题届高中物理功和能专项训练题 单选题 1、如图所示，长为L的轻质细绳一端固定在O点，O点离地高度为H，另一端系一质量为m的小球，将细绳拉至水平，由静止释放小球，小球到达最低点时，细绳刚好被拉断，小球水平飞出。若忽略空气阻力，则（）A细绳所能承受的最大拉力F2mg B改变绳长L，则L越大小球落地时的速度越大 C改变绳长L，当=2时，小球平抛过程中的水平位移最大 D当=2时，小球在下落过程中重力的最大功率为2 答案：C 解析：A下摆过程，根据机械能守恒定律，有 =122 解得 =2 细绳拉力和重力的合力提供向心力，故 2 =2 解得 F3mg 故 A 错误；B对运动全过程，根据机械能守恒定律，有 =1212 解得 1=2 与绳长L无关，故 B 错误；C对平抛运动，有 xvt，=122 联立得到 =2 故当 =即=2时，x最大。故 C 正确；D重力的瞬时功率等于重力与竖直方向分速度的乘积，落地的瞬时速度最大，为 m=2 故任意位置的速度的竖直分量均小于2，故小球在下落过程中重力的最大功率一定小于2。故 D 错误。3 故选 C。2、一个铁块沿斜面匀速滑下，关于物体的机械能和内能的变化，下列判断中正确的是（）A物体的机械能和内能都不变 B物体的机械能减少，内能不变 C物体的机械能增加，内能增加 D物体的机械能减少，内能增加 答案：D 解析：铁块沿斜面匀速滑下时，除重力做功外还有摩擦力做负功，则铁块的机械能减小，减小的机械能转化为铁块的内能，使内能增加。故选 D。3、下列说法正确的是（）A如果物体所受合力为零，则合力对物体做的功一定为零 B如果合力对物体所做的功为零，则合力一定为零 C物体在合力作用下做变速运动，动能一定发生变化 D物体的动能不变，所受合力一定为零 答案：A 解析：A由功的定义可知，物体所受合力为零，则合力对物体做的功一定为零，A 正确；B合力做的功为零，合力不一定为零，例如做匀速圆周运动的物体，合力做功等于零，合力不等于零，B 错误；C物体做匀速圆周运动，是变速运动，动能不变，C 错误；4 D物体做匀速圆周运动，动能不变，合力不等于零，D 错误。故选 A。4、质量为1kg的物体在地面上高20m的地方在一拉力的作用下以7m/s2的加速度竖直下落5m的过程中，物体的机械能改变量是（）A5JB10JC15JD20J 答案：C 解析：根据题意受力分析可得 =代入数据，解得 =3N 方向向上，由公式可得拉力做的功为 F=3 5J=15J 拉力做的功等于机械能该变量，故物体的机械能改变量是15J，ABD 错误，C 正确。故选 C。5、如图所示，用轻绳拴一物体，以加速度a向下做加速运动。关于物体受力的做功情况，下列说法正确的是（）A重力做正功，拉力做正功，合外力做正功 5 B重力做正功，拉力做负功，合外力做负功 C重力做正功，拉力做负功，合外力做正功 D重力做负功，拉力做负功，合外力做负功 答案：C 解析：重力向下，与物体的位移方向相同，重力做正功；绳上的拉力沿绳且指向绳收缩的方向，因此绳对物体的拉力向上，物体向下运动，拉力做负功；由于物体向下做加速运动，合外力向下，与位移方向相同，因此合外力做正功，故 C 正确，ABD 错误。故选 C。6、如图所示，某段滑雪雪道倾角为30，总质量=50kg的滑雪运动员从距底端高为=10m处的雪道上由静止开始匀加速下滑，所受阻力为=150N，g取10m/s2，运动员从上向下滑到底端的过程中，下滑过程各力对运动员做的总功为（）A1500 JB3300 JC2000 JD2500 J 答案：C 解析：对运动员受力分析可知，运动员受到的合力为 合=sin30 =100N 根据题意可知，运动员的位移为 =sin30=20m 6 则下滑过程各力对运动员做的总功为 =合=2000J 故 ABD 错误 C 正确。故选 C。7、如图所示，内壁光滑、质量为m的管形圆轨道，竖直放置在光滑水平地面上，恰好处在左、右两固定光滑挡板M、Q之间，圆轨道半径为R，质量为m的小球能在管内运动，小球可视为质点，管的内径忽略不计当小球运动到轨道最高点时，圆轨道对地面的压力刚好为零，下列判断正确的是（）A圆轨道对地面的最大压力大小为 8mg B圆轨道对挡板M、Q的压力总为零 C小球运动的最小速度为 D小球运动到圆轨道最右端时，圆轨道对挡板Q的压力大小为 5mg 答案：A 解析：C当小球运动到最高点时，圆轨道对地面的压力为零，可知小球对圆轨道的弹力等于圆轨道的重力，根据牛顿第二定律得 +=12 又 Nmg 7 解得小球在最高点的速度 1=2 该速度为小球运动的最小速度，故 C 错误；A根据动能定理得 2=12221212 根据牛顿第二定律得 =2 解得轨道对小球的最大支持力 N7mg 由平衡条件及牛顿第三定律可知，圆轨道对地面的最大压力为 8mg，故 A 正确；B在小球运动的过程中，圆轨道对挡板的一侧有力的作用，所以对挡板M、N的压力不为零，故 B 错误；D小球运动到圆轨道最右端时，根据动能定理得 =12321212 根据牛顿第二定律得=32 解得 N4mg 由平衡条件及牛顿第三定律可知，此时圆轨道对挡板Q的压力大小为 4mg，故 D 错误。故选 A。多选题 8 8、如图所示，质量为m的物体以某一速度冲上一个倾角为 37的斜面，其运动的加速度的大小为 0.9g，这个物体沿斜面上升的最大高度为H，则在这一过程中（）A物体的重力势能增加了 0.9mgHB物体的重力势能增加了mgH C物体的动能损失了 0.5mgHD物体的机械能损失了 0.5mgH 答案：BD 解析：AB在物体上滑到最大高度的过程中，重力对物体做负功，故物体的重力势能增加了mgH，故 A 错误，B 正确；C物体所受的合力沿斜面向下，其合力做的功为 W=-Fsin37=-masin37=-1.5mgH 故物体的动能损失了 1.5mgH，故 C 错误；D设物体受到的摩擦力为Ff，由牛顿第二定律得 mgsin 37Ff=ma 解得 Ff=0.3mg 摩擦力对物体做的功为 Wf=-Ffsin37=-0.5mgH 因此物体的机械能损失了 0.5mgH，故 D 正确。故选 BD。9 9、如图所示，轻质弹簧上端固定，下端系一物体。物体在A处时，弹簧处于原长状态。现用手托住物体使它从A处缓慢下降，到达B处时，手和物体自然分开。此过程中，物体克服手的支持力所做的功为W。不考虑空气阻力关于此过程，下列说法正确的有（）A物体重力势能减少量一定大于W B弹簧弹性势能增加量一定小于W C物体与弹簧组成的系统机械能增加量为W D若将物体从A处由静止释放，则物体到达B处时的动能为W 答案：AD 解析：AB根据能量守恒定律可知，在此过程中减少的重力势能 mghEpW 所以物体重力势能减少量一定大于W，但不能确定弹簧弹性势能增加量与W的大小关系，故 A 正确，B 错误；C支持力对物体做负功，所以物体与弹簧组成的系统机械能减少W，故 C 错误；D若将物体从A处由静止释放，从A到B的过程，根据动能定理 Ek-0mghW弹mghEpW 故 D 正确。故选 AD。10 10、下列关于能量转化的说法，正确的是（）A能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用 B在能源的利用过程中，能量的总量并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成了不便于利用的 C各种形式的能量在转化时，总能量可增可减 D各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的 答案：AB 解析：A能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用，A 正确；B在能源的利用过程中，能量的总量并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成了不便于利用的，B 正确；CD在自然界的能量仍然是守恒的，CD 错误。故选 AB。填空题 11、一物体在一个水平拉力作用下在粗糙水平面上沿水平方向运动的vt图像如图甲所示，水平拉力的Pt图像如图乙所示，g=10m/s2，图中各量的单位均为国际制单位。若此水平拉力在 6s 内对物体所做的功相当于一个恒定力F沿物体位移方向所做的功，则F=_，物体与水平面间的动摩擦因数为_。答案：1513N 0.6 11 解析：1由图 11 甲知图线与时间轴所围面积表示位移，故物体在 6s 内发生的位移为 x=12 2 6m+2 6m+12 (2+6)2m=26m 由图 11 乙知图线与时间轴所围面积表示拉力做功，故物体在 6s 内水平拉力所做的功为 W=12 2 9J+2 6J+12 (3+6)2J=30J 而恒力F做功W=Fx，代入数值得 F=1513N 2由图 11 甲知物体在 0 到 2s 内做匀加速直线运动时的加速度大小为 a=3m/s2 由P=Fv及图甲知匀加速过程中水平拉力 F=96N=1.5N 由图 11 甲知物体在 2 到 4s 内做匀速直线运动，摩擦阻力为 f=1N 由牛顿第二定律知 F-f=ma 代入数值得 m=16kg 而 f=mg 所以 12 =0.6 12、能源的开发与应用：近年来，我国在能源开发方面取得了很大的成就：如：_发电、水力发电、_发电、_发电。答案：太阳能 风能 核能 解析：略 13、三峡工程的主要数据如下表所示。大坝 坝高/m 185 坝长/m 2335 最高蓄水位 m 175 水库 总库容/m3 3.930 1010 防洪库容量/m3 2.215 1010 平均年流量/m3 4.510 1011 电站 总装机数/台 26 总装机容量/kW 1.820 107 平均年发电量（kW h）8.468 1010 请根据表中有关数据完成下列问题。（1）年平均消耗水能=_J，转化为电能的百分比=_。（2）若 26 台发电机组全部建成并同时发电，则按设计要求年发电时间为_d。答案：4.511017J 67.6%194 解析：（1）1年平均流水量总重为 =1.0 103kg/m3 4.51 1011m3 10N/kg=4.51 1015N 上、下游水位差按H=100m 计算，则流水年平均做的总功，即年平均消耗水能 E=W水=Gh=4.511015N100m=4.511017J 年平均发电量 =8.468 1010kW h=3.048 1017J 13 2转化为电能的百分比为 =100%=3.048 1017J4.51 1017J 100%=67.6%（2）3根据=可得，则按设计要求年发电时间为 =8.468 10101.820 107h 4653h 194d