通用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知识点总结归纳.docx

通用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知识点总结归纳完整版1单选题1、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12B甲的质量是乙的2倍，甲的速度是乙的12C甲的质量是乙的4倍，甲的速度是乙的14D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Ek=12mv2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E甲=12m甲v甲2E乙=12m乙v乙2=122m甲v甲22=14m甲v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E甲=12m甲v甲2E乙=12m乙v乙2=12m甲22v甲2=m甲v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E甲=12m甲v甲2E乙=12m乙v乙2=12m甲44v甲2=2m甲v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。2、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，v02+2gHB0，2g(H+h2-h1)Cv02+2g(h1-h2)，v02+2gHDv02+2g(h1-h2)，v02+2g(H-h1)答案：C从跳离高台瞬间到最高点，据动能定理得-mg(h2-h1)=12mv2-12mv02解得最高点的速度v=v02+2g(h1-h2)从跳离高台瞬间到入水过程，据动能定理得mgH=12mv2-12mv02解得入水时的速度v=v02+2gH故选C。3、如图所示，将一可视为质点的物块从固定斜面顶端由静止释放后沿斜面加速下滑，设物块质量为m、物块与斜面间的动摩擦因数为，斜面高度h和底边长度x均可独立调节（斜面长度随之改变），下列说法正确的是（）A若只增大x，物块滑到斜面底端时的动能增大B若只增大h，物块滑到斜面底端时的动能减小C若只增大，物块滑到斜面底端时的动能增大D若只改变x，物块最终在水平面上停止的位置不会改变答案：DABC对物块运用动能定理可得mghWf=Ek0其中Ek为物块滑到斜面底端时的动能，Wf为下滑过程物块克服摩擦力所做的功，而Wf=fs=FNs=mgcoss=mgx其中f为物块受到的摩擦力，s为斜面斜边长，FN为斜面对物块的支持力，则mghmgx=Ek0故ABC错误；D对物块从下滑到地面到停止，运用动能定理，有mgl=0Ek则mghmgxmgl=0若只改变x，由于xl=h物体最终在水平面上停止的位置不会改变，故D正确。故选D。4、下列关于重力势能的说法正确的是（）。A物体的重力势能一定大于零B在地面上的物体的重力势能一定等于零C物体重力势能的变化量与零势能面的选取无关D物体的重力势能与零势能面的选取无关答案：CA物体的重力势能可能等于零、大于零、小于零。A错误；B选地面为参考平面，在地面上的物体的重力势能等于零，不选地面为参考平面，在地面上的物体的重力势能不等于零。B错误；C物体重力势能的变化量与零势能面的选取无关，C正确；D物体的重力势能与零势能面的选取有关。D错误。故选C。5、如图所示，用细绳系住小球，让小球从M点无初速度释放，小球从M点运动到N点的过程中()A若忽略空气阻力，则机械能不守恒B若考虑空气阻力，则机械能守恒C绳子拉力不做功D只有重力做功答案：CA忽略空气阻力，拉力与运动方向垂直不做功，只有重力做功，机械能守恒，故A错误；B若考虑空气阻力，阻力做功，则机械能不守恒，故B错误；C拉力与运动方向即速度方向垂直不做功，故C正确；D如果考虑阻力，重力和阻力都做功，不考虑阻力，重力做功，故D错误。故选C。6、质量相同的两个物体，分别在地球和月球表面以相同的初速度竖直上抛，已知月球表面的重力加速度比地球表面重力加速度小，若不计空气阻力，下列说法中正确的是（）A物体在地球表面时的惯性比在月球表面时的惯性大B物体在地球表面上升到最高点所用时间比在月球表面上升到最高点所用时间长C落回抛出点时，重力做功的瞬时功率相等D在上升到最高点的过程中，它们的重力势能变化量相等答案：DA物体的惯性只与质量有关系，两个物体质量相同，惯性相同，选项A错误；B由于月球表面的重力加速度比地球表面重力加速度小，物体在地球表面上升到最高点所用时间比在月球表面上升到最高点所用时间短，选项B错误；C落回抛出点时，速度相等，而月球表面重力小，所以落回抛出点时，月球上重力做功的瞬时功率小，选项C错误；D由于抛出时动能相等，由机械能守恒定律可知，在上升到最高点的过程中，它们的重力势能变化量相等，选项D正确。故选D。7、质量为m的赛车在水平直线赛道上以恒定功率P加速，受到的阻力Ff不变，其加速度a与速度的倒数1v的关系如图所示，则下列说法正确的是（）A赛车速度随时间均匀增大B赛车加速度随时间均匀增大C赛车加速过程做的是加速度逐渐减小的加速运动D图中纵轴截距b=Pm、横轴截距c=Ffm答案：CA由题图可知，加速度是变化的，故赛车做变加速直线运动，故A错误；BC根据题意，设汽车的牵引力为F，由公式P=Fv可得F=Pv由牛顿第二定律有F-Ff=ma可得a=Pm1v-Ffm可知，随着速度v增大，加速度a减小，即赛车加速过程做的是加速度逐渐减小的加速运动，故B错误C正确；D由C分析，结合a-1v图像可得，斜率为k=Pm纵轴截距为b=-Ffm横轴截距为c=FfP故D错误。故选C。8、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2mgRB机械能减少mgRC合外力做功mgRD克服摩擦力做功12mgR答案：DA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mg=mvB2R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。9、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：CA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F=ma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W=Fl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t=2La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v=2aL可知获得的起飞速度越小，D错误故选C。10、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。11、如图所示是一竖直固定在水平地面上的可伸缩细管，上端平滑连接四分之一细圆弧弯管，管内均光滑，右管口切线水平。竖直细管底部有一弹射装置（高度忽略不计），可以让静止在细管底部的小球（可视为质点）瞬间获得足够大的速度v0，通过调节竖直细管的长度h，可以改变上端管口到地面的高度，从而改变小球平抛的水平距离，重力加速度为g，则小球平抛的水平距离的最大值是（）Av02gBv022gCv023gDv024g答案：B设管口到地面的高度是H，小球从管口射出的速度为v，由机械能守恒定律得12mv02=mgH+12mv2小球离开管口后做平抛运动，则x=vtH=12gt2联立方程，可得x=(v02g-2H)2H=-4H2+2v02gH由二次函数的知识可知，当管口到地面的高度为H=v024gx取最大值，且xmax=v022g故选B。12、氢气球在空中匀速上升的过程中，它的（）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。13、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：Av2=2gh代入数据，解得v=10m/s此时重力的功率为P=Fv=mgv=0.051010W=5W故选A。14、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（）A12mv02B12mv02C12mv02（t2+t1t2-t1）D12mv02（t2+t1t2-t1）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Wf012mv02解得汽车对驾驶员所做的功为Wf12mv02与所用时间无关。故B正确；ACD错误。故选B。15、北斗卫星导航系统由地球同步静止轨道卫星a、与地球自转周期相同的倾斜地球同步轨道卫星b，以及比它们轨道低一些的轨道星c组成，它们均为圆轨道卫星。若某中轨道卫星与地球同步静止轨道卫星运动轨迹在同一平面内，下列说法正确的是（）A卫星b运行的线速度大于卫星c的线速度B卫星a与卫星b一定具有相同的机械能C可以发射一颗地球同步静止轨道卫星，每天同一时间经过杭州上空同一位置D三颗卫星的发射速度均大于7.9km/s答案：DA由牛顿第二定律得GMmr2=mv2r得v=GMr因卫星b运行的半径大于卫星c的半径，卫星b运行的线速度小于卫星c的线速度，选项A错误；B机械能包括卫星的动能和势能，与卫星的质量有关，而卫星a与卫星b的质量不一定相同，故卫星a与卫星b不一定具有相同的机械能，选项B错误；C地球同步静止轨道卫星必须与地球同步具有固定的规定，只能在赤道上空的特定轨道上，不可能经过杭州上空，选项C错误；D7.9km/s是最小的发射速度，故三颗卫星的发射速度均大于7.9km/s，选项D正确。故选D。多选题16、重10N的滑块在倾角为30的光滑斜面上，从a点由静止下滑，到b点接触到一个轻弹簧，滑块压缩弹簧到c点开始弹回，返回b点离开弹簧，最后又回到a点，已知ab=0.7m，bc=0.5m，那么在整个过程中（）A滑块动能的最大值是6JB弹簧弹性势能的最大值是6JC从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是6JD整个过程滑块与弹簧组成的系统机械能守恒答案：BCDD以滑块和弹簧组成的系统为研究对象，在滑块的整个运动过程中，只发生动能、重力势能和弹性势能之间的相互转化，系统机械能守恒，故D正确；B根据题意可知，滑块从a到c重力势能减少了Ep=mgh=mgab+bcsin30=6J全部转化为弹簧的弹性势能，即弹簧弹性势能的最大值是6J，故B正确；A根据题意，以c点所在水平面为参考平面，则系统的机械能为6J，滑块动能最大时，弹簧处于压缩状态，则滑块动能的最大值小于6J，故A错误；C根据题意可知，从c到b弹簧恢复原长，弹簧的弹力对滑块做功，将6J的弹性势能全部转化为滑块的机械能，故C正确。故选BCD。17、下列说法正确的是（）A千克、米/秒、牛顿是导出单位B以额定功率运行的汽车，车速越快，牵引力越大C汽车在水平公路上转弯时，车速越快，越容易滑出路面D地球球心与人造地球卫星的轨道必定在同一平面内答案：CDA千克是国际单位制中基本单位，米/秒、牛顿是导出单位。故A错误；B以额定功率运行的汽车，由PFv可知，车速越快，牵引力越小，故B错误；C在水平面拐弯，汽车受重力、支持力、静摩擦力，重力和支持力平衡，静摩擦力提供圆周运动的向心力，汽车转弯速度越大，需要越大的向心力，由于静摩擦力存在最大值，所以当速度超过一定值时，提供的最大静摩擦力都无法满足需要的向心力时，就会造成事故。故C正确；D人造地球卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，方向指向圆心。所以地球球心与人造地球卫星的轨道必定在同一平面内。故D正确。故选CD。18、内径面积为S的U形圆筒竖直放在水平面上，筒内装水，底部阀门K关闭时两侧水面高度分别为h1和h2，如图所示。已知水的密度为，不计水与筒壁的摩擦阻力。现把连接两筒的阀门K打开，到两筒水面高度相等的过程中（）A水柱的重力做正功B大气压力对水柱做负功C水柱的机械能守恒D水柱动能的改变量是14gSh1-h22答案：ACDA把连接两筒的阀门K打开，到两筒水面高度相等的过程中，等效于把左管高h1-h22的水柱移至右管，如图中的阴影部分所示，该部分水重心下降h1-h22，重力做正功，故A正确；B把连接两筒的阀门打开到两筒水面高度相等的过程中大气压力对左筒水面做正功，对右筒水面做负功，抵消为零，故B错误；CD由上述分析知，只有重力做功，故水柱的机械能守恒，重力做的功等于重力势能的减少量，等于水柱增加的动能，由动能定理知Ek=WG=mgh1-h22=h1-h22gSh1-h22=14gSh1-h22故CD正确。故选ACD。19、如图所示，质量均为m的物块甲、乙用轻弹簧相连且静止在倾角为的光滑斜面上，物块乙与固定在斜面底端并与斜面垂直的挡板接触，弹簧的劲度系数为k。某时刻若用沿斜面向上的恒力F1作用在物块甲上，当物块甲向上运动到速度为零时，物块乙刚好要离开挡板，此过程F1做功为W1；若用沿斜面向上的恒力F2作用在物块甲上，当物块甲斜向上运动到加速度为零时，物块乙刚好要离开挡板，此过程F2做功为W2，重力加速度为g，弹簧始终处在弹性限度内，则下列判断正确的是（）AF1=2mgsinBF2=2mgsinCW1等于弹簧弹性势能的增加量DW2等于物块甲机械能的增加量答案：BDA当用F1拉着物块甲向上运动到速度为零时，物块乙刚好要离开挡板，此时物块甲的加速度方向沿斜面向下，因此F12mgsin故A错误；B当用F2拉着物块甲向上运动到加速度为零时，物块乙刚好要离开挡板，此时甲、乙整体所受的合力为零，则有F2=2mgsin故B正确；C当用F1拉着物块甲向上运动到速度为零时，弹簧弹性势能的变化量为零，F1做的功W1等于物块甲重力势能的增加量，故C错误；D当用F2拉着物块甲向上运动到加速度为零时，物块乙刚好要离开挡板，此过程中弹簧弹性势能的变化量仍为零，F2做的功W2等于物块甲机械能的增加量，故D正确。故选BD。20、某地利用无人机空投药品，假设无人机在离地面高度为12m处悬停后将药品由静止释放，药品匀加速竖直下落了2s后落地，若药品质量为0.5kg，重力加速度g取10m/s2，则药品从释放到刚接触地面的过程中（）A机械能守恒B机械能减少了24JC动能增加了36JD所受的合力做了60J的功答案：BCA根据运动学公式可得h=12at2解得a=6m/s22Rg故D正确。故选BCD。25、下列说法正确的是（）A物体受拉力作用向上运动，拉力做的功是1J，但物体重力势能的增加量可能不是1JB物体受拉力作用向上匀速运动，拉力做的功是1J，但物体重力势能的增加量可能不是1JC在物体运动过程中，重力做的功是1J，物体重力势能的增加量一定是1JD没有摩擦时，物体由A沿直线运动到B，克服重力做的功是1J，有摩擦时物体由A沿曲线运动到B，克服重力做的功大于1J答案：ACAC重力势能的变化只与重力做功有关，与其他力做功无关，重力做了多少正功，重力势能就减少多少，克服重力做了多少功，重力势能就增加多少，故AC正确；B物体受拉力向上匀速运动，拉力做的功是1J，由动能定理知重力做的功是1J，则物体重力势能的增加量一定是1J，故B错误；D重力对物体做功，与物体运动的初、末位置有关，与物体运动路径和其他力做功无关，故有摩擦时物体由A沿曲线运动到B，克服重力做的功还是1J，故D错误。故选AC。填空题26、甲、乙两物体质量之比为12，速度大小之比为21，则甲与乙的动能之比为_。答案：21根据Ek=12mv2，甲与乙的动能之比为Ek1Ek2=m1m2v12v22=21甲与乙的动能之比为21。27、如图所示，让质量为0.5kg的小球从图中的位置A由静止开始下摆，正好摆到最低点B时摆线被拉断，设摆线长L=3m，悬点到地面的高度h=6.5m，不计空气阻力，取g=10m/s2，摆球落地时的速度为_。答案：10m/s小球运动的整个过程，根据动能定理可得mgh-Lcos30=12mv2解得v=10ms28、质量为1kg的小球从高空自由下落。小球下落的第2秒末重力的瞬时功率是_W，下落的前3秒重力做功的平均功率是_W。（忽略空气阻力，g取10m/s2）答案：2001501小球自由下落的第2秒末的速度为v=gt1=20ms则小球下落的第2秒末重力的瞬时功率为P=mgv=200W2小球下落的前3秒的平均速度为v=gt22=15ms小球下落的前3秒重力做功的平均功率为P=mgv=150W29、一质量为2kg的物体从某一高度开始自由下落，1s后物体着地，此过程中重力对物体做_功（填“正”、“负”），大小为_J，重力全过程的平均功率为_W，物体落地时重力的瞬时功率为_W。答案：正96.0496.04192.0812物体下落过程中，重力对物体做正功，做功大小为W=mgh=mg12gt2=96.04J3平均功率为P=Wt=96.04W4落地时的瞬时功率为P=mggt=192.08W30、如图，一辆汽车以恒定的速度在公路上高速行驶，突然驶入阻力较大、广阔的水平沙地。若保持恒定功率继续行驶，且行驶方向不变，则汽车在沙地的运动情况为：_，理由是：因质量m、功率P恒定，阻力Ff突然增大，_。答案：先做加速度减小的减速运动，最后以较小的速度匀速行驶加速度与速度反向，则汽车做减速运动，又因为功率不变，随着速度v减小，牵引力增大，则可得加速度减小，当加速度减小到零时，速度不再变化，因阻力Ff增大，所以最终匀速的速度小于开始匀速运动的速度。1由题意知，原来汽车匀速行驶时，满足F=FfP=Fv0=Ffv0当驶入阻力较大、广阔的水平沙地时，由牛顿第二定律得Ff-F=ma可见加速度与速度反向，则汽车做减速运动，又因为功率不变，则由P=Fv可知，随着速度v减小，牵引力增大，则可得加速度减小，当加速度减小到零时，速度不再变化，且速度为v=PFfv0即汽车先做加速度减小的减速运动，最后以较小的速度匀速行驶。2由1分析知，理由是：因质量m、功率P恒定，阻力Ff突然增大，加速度与速度反向，则汽车做减速运动，又因为功率不变，随着速度v减小，牵引力增大，则可得加速度减小，当加速度减小到零时，速度不再变化，因阻力Ff增大，所以最终匀速的速度小于开始匀速运动的速度。28