1、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
2、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
3、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
4、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,
5、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 JC
6、2000 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
7、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
8、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
9、 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
10、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
11、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
12、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=1
13、513N 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
14、 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
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