人教物理必修2：高中同步測試卷(十)功能關(guān)系Word版含解析

1、高中同步測試卷（十）專題三功能關(guān)系（時間：90 分鐘，滿分：100 分）一、單項(xiàng)選擇題（本題共 7 小題，每小題 4 分，共 28 分在每小題給出的四個選項(xiàng)中， 只有一個選項(xiàng)正確.）1一蹦極運(yùn)動員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落，到最低點(diǎn)時距水面還有數(shù)米 距離.假定空氣阻力可忽略，運(yùn)動員可視為質(zhì)點(diǎn)，下列說法錯誤的是（）A .運(yùn)動員到達(dá)最低點(diǎn)前重力勢能始終減小B 蹦極繩張緊后的下落過程中，彈力做負(fù)功，彈性勢能增加C.蹦極過程中，運(yùn)動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D 蹦極過程中，重力勢能的改變與重力勢能零點(diǎn)的選取有關(guān)2. 在同一高度將質(zhì)量相等的三個小球以大小相同的速度分別豎直上拋、豎直下

2、拋、水平拋出，不計(jì)空氣阻力從拋出到落地過程中，三球（）A .運(yùn)動時間相同B.落地時的速度相同C.落地時重力的功率相同D.落地時的動能相同3.已知貨物的質(zhì)量為 m,在某段時間內(nèi)起重機(jī)將貨物以a 的加速度加速升高 h,則在這段時間內(nèi)，下列敘述正確的是（重力加速度為 g）（）A .貨物的動能一定增加 mah mgh B.貨物的機(jī)械能一定增加 mahC.貨物的重力勢能一定增加mahD.貨物的機(jī)械能一定增加 mah+ mgh4如圖所示，某段滑雪雪道傾角為 30總質(zhì)量為 m（包括雪具在內(nèi)）的滑雪運(yùn)動員從距底1端高為 h 處的雪道上由靜止開始勻加速下滑，加速度為g.在他從上向下滑到底端的過程中，下列說法正確

3、的是（）A .運(yùn)動員減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能1B .運(yùn)動員獲得的動能為 3mghC.運(yùn)動員克服摩擦力做功為 |mgh1D .下滑過程中系統(tǒng)減少的機(jī)械能為|mgh5.如圖所示，木塊靜止在光滑水平桌面上，一子彈水平射入木塊的深度為d 時，子彈與木塊相對靜止，在子彈入射的過程中，木塊沿桌面移動的距離為L,木塊對子彈的平均阻力為 Ff，那么在這一過程中不正確的是（）6如圖所示，固定的豎直光滑長桿上套有質(zhì)量為m 的小圓環(huán)，圓環(huán)與水平狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧一端連接， 彈簧的另一端連接在墻上， 且處于原長狀態(tài).現(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開始下滑，已知彈簧原長為L,圓環(huán)下滑到最大距離時彈簧的長度變?yōu)?2L（未超過彈性限度），

4、則在圓環(huán)下滑到最大距離的過程中（）A .圓環(huán)的機(jī)械能守恒B .彈簧彈性勢能變化了,3mgLC.圓環(huán)下滑到最大距離時，所受合力為零D 圓環(huán)重力勢能與彈簧彈性勢能之和保持不變7如圖所示， 某同學(xué)斜向上拋出一石塊， 空氣阻力不計(jì)下列關(guān)于石塊在空中運(yùn)動過 程中的速率 v、加速度 a、水平方向的位移 x 和重力的瞬時功率 P 隨時間 t 變化的圖象中, 正確的是（）二、多項(xiàng)選擇題（本題共 5 小題，每小題 6 分，共 30 分在每小題給出的四個選項(xiàng)中, 有多個選項(xiàng)符合題意.）&下列關(guān)于功和機(jī)械能的說法，正確的是（）A .在有阻力作用的情況下，物體重力勢能的減少不等于重力對物體所做的功B 合力對物

5、體所做的功等于物體動能的改變量C.物體的重力勢能是物體與地球之間的相互作用能，其大小與勢能零點(diǎn)的選取有關(guān)D 運(yùn)動物體動能的減少量一定等于其重力勢能的增加量9如圖甲中彈丸以一定的初始速度在光滑碗內(nèi)做復(fù)雜的曲線運(yùn)動，圖乙中的運(yùn)動員在 蹦床上越跳A .木塊的機(jī)械能增量為 FfLC.系統(tǒng)的機(jī)械能減少量為FfdB.子彈的機(jī)械能減少量為Ff（L + d）D.系統(tǒng)的機(jī)械能減少量為Ff（L + d）D越高.下列說法中正確的是（）A.圖甲彈丸在上升的過程中，機(jī)械能保持不變B圖甲彈丸在上升的過程中，機(jī)械能逐漸增大C.圖乙中的運(yùn)動員多次跳躍后，機(jī)械能增大D圖乙中的運(yùn)動員多次跳躍后，機(jī)械能不變10.目前，在地球周圍有

6、許多人造地球衛(wèi)星繞著它轉(zhuǎn)，且軌道半徑逐漸變小. 若衛(wèi)星在軌道半徑逐漸變小的過程中,力的作用，則下列判斷正確的是（）A 衛(wèi)星的動能逐漸減小B 由于地球引力做正功，引力勢能一定減小C.由于氣體阻力做負(fù)功，地球引力做正功，機(jī)械能保持不變D衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢能的減小11.（2016高考全國卷甲）如圖，小球套在光滑的豎直桿上，輕彈簧一端固定n于 O 點(diǎn)，另一端與小球相連現(xiàn)將小球從M 點(diǎn)由靜止釋放，它在下降的過程中用苑”經(jīng)過了 N 點(diǎn)已知在 M、N 兩點(diǎn)處，彈簧 對小球的 彈力大小相等，且7n/ ONM / OMNVQ.在小球從 M 點(diǎn)運(yùn)動到 N 點(diǎn)的過程中，（）A.彈力對小球先做正功后做負(fù)

7、功B .有兩個時刻小球的加速度等于重力加速度C.彈簧長度最短時，彈力對小球做功的功率為零D .小球到達(dá) N 點(diǎn)時的動能等于其在 M、N 兩點(diǎn)的重力勢能差12. 將一傾角為B的斜面固定在水平地面上，一質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊靜止在斜面的底端現(xiàn)在滑塊上施加一沿斜面向上的恒力F,使滑塊由靜止開始沿斜面向上加速運(yùn)動，當(dāng)滑塊沿斜面向上運(yùn)動距離 x 到達(dá) P 點(diǎn)時，速度大小為 v,此時將恒力撤去，經(jīng)過一段時間滑塊返回到斜面的底端， 速度大小也為 v,重力加速度為 g.則下列說法正確的是（）A 滑塊返回到斜面的底端時重力的瞬時功率為mgvB 滑塊由開始運(yùn)動到返回到斜面底端的過程中克服摩擦力所做的功為Fx1

8、 1其中一些衛(wèi)星的軌道可近似為圓，只受到地球引力和稀薄氣體阻C 滑塊由最高點(diǎn)運(yùn)動到斜面底端的過程中重力勢能減少？Fx + mv2D 滑塊由第一次經(jīng)過 P 點(diǎn)到返回到斜面底端的過程中，損失的機(jī)械能為mgxsin0題號123456789101112答案三、實(shí)驗(yàn)題（按題目要求作答.）13.（10 分）用如圖所示的裝置，探究功與物體速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時，先適當(dāng)墊高木板，然后由靜止釋放小車，小車在橡皮筋彈力的作用下被彈出，沿木板滑行小車滑行過程中通過打點(diǎn)計(jì)時器的紙帶，記錄其運(yùn)動規(guī)律.觀察發(fā)現(xiàn)紙帶前面部分點(diǎn)跡疏密不勻，后面部（1）_實(shí)驗(yàn)前適當(dāng)墊高木板是為了 _（2）在做“探究功與速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時，下

9、列說法正確的是_ .A 通過控制橡皮筋的伸長量不變，改變橡皮筋條數(shù)來分析拉力做功的數(shù)值B .通過改變橡皮筋的長度來改變拉力做功的數(shù)值C.實(shí)驗(yàn)過程中木板適當(dāng)墊高就行，沒有必要反復(fù)調(diào)整D 通過打點(diǎn)計(jì)時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的平均速度即可四、計(jì)算題（本題共 3 小題，共 32 分解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.）14 （10 分）微耕機(jī)俗稱“鐵牛”，以小型柴油機(jī)或汽油機(jī)為動力，具有重量輕，體積小等特點(diǎn)，廣泛適用于平原、山區(qū)、丘陵的旱地、水田、果園等如圖甲所示為一款可遙控的履帶式柴油微耕機(jī)，其質(zhì)量

10、為100 kg,額定功率為 4 kW.現(xiàn)遙控該微耕機(jī)以額定功率勻速從A 處經(jīng)傾角a=30 長 L = 100 m 的斜坡行駛到 B 處犁地，斜坡對它的阻力恒為1 500 N（如圖乙）求:甲（1）微耕機(jī)在斜坡上行駛的速率;（2）若完成作業(yè)后從斜坡勻速返回，微耕機(jī)的能量轉(zhuǎn)化效率為40%，求在下坡過程中柴油機(jī)消耗燃油所做的總功？15.（10 分）如圖所示，傳送帶與水平面之間的夾角0=30 其上 A、 B 兩點(diǎn)間的距離 1 = 5 m，傳送帶在電動機(jī)的帶動下以 v = 1 m/s 的速度 勻速運(yùn)動.現(xiàn)將一質(zhì)量為 m= 10kg 的小物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）輕放在傳送帶的 A 點(diǎn)，已知小物體與傳送帶之間的動摩

11、擦因數(shù)尸，在傳送帶 將小物體從 A 點(diǎn)傳送到 B 點(diǎn)的過程中，求：（取 g = 10 m/s2）（1）傳送帶對小物體做的功；電動機(jī)做的功.16.（12 分）如圖所示，豎直面內(nèi)的曲線軌道 AB 的最低點(diǎn) B 的切線沿水平方向，且與一位 于同一豎直面內(nèi)、半徑R= 0.40 m 的光滑圓形軌道平滑連接.現(xiàn)有一質(zhì)量m = 0.10 kg 的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），從位于軌道上的 A 點(diǎn)由靜止開始滑下， 滑塊經(jīng) B 點(diǎn)后恰好能通過圓形軌道的最高點(diǎn) C.已知 A 點(diǎn)到 B 點(diǎn)的高度 h = 1.5 m,重力加速度 g= 10 m/s2,空氣阻力可忽略不計(jì)，求:（1）滑塊通過圓形軌道 B 點(diǎn)時對軌道的壓力大小；

12、滑塊從 A 點(diǎn)滑至 B 點(diǎn)的過程中，克服摩擦阻力所做的功.參考答案與解析1.導(dǎo)學(xué)號 94770147解析選 D.重力做功決定重力勢能的變化，隨著高度的降低，重力一直做正功，重力勢能一直減小，故A 說法正確；彈性勢能的變化取決于彈力做功，當(dāng)蹦極繩張緊后，隨著運(yùn)動員的下落彈力一直做負(fù)功，彈性勢能一直增大，故B 說法正確；在蹦極過程中，由于只有重力和蹦極繩的彈力做功，故由運(yùn)動員、地球及蹦極繩組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故 C 說法正確；重力勢能的大小與重力勢能零點(diǎn)的選取有關(guān)，而勢能的改變與勢能零點(diǎn)的選取無關(guān)，故D 說法錯誤.2. 導(dǎo)學(xué)號 94770148解析選 D.落地的時間不同，豎直上拋時間最長，豎直下

13、拋時 間最短，故 A 錯誤；小球運(yùn)動過程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒，故末速度大小相等，但方向不同，故 B 錯誤；落地時速度大小相等，但方向不同，根據(jù)P= GvcosB可知，重力的瞬時功率不等，故 C 錯誤；根據(jù)機(jī)械能守恒定律得到落地時動能相等，故D 正確.3.導(dǎo)學(xué)號 94770149解析選 D.根據(jù)動能定理可知，貨物動能的增加量等于貨物合外力做的功 mah, A 項(xiàng)錯誤；根據(jù)功能關(guān)系可知， 貨物機(jī)械能的增加量等于除重力以外的力 做的功，而不是合外力做的功，B 項(xiàng)錯誤；由功能關(guān)系可知，重力勢能的增加量等于貨物的重力做的負(fù)功的大小 mgh, C 項(xiàng)錯誤；由功能關(guān)系可知，貨物機(jī)械能的增加量為起重機(jī)

14、拉力 做的功 m(g+ a)h, D 項(xiàng)正確.1 1 14.導(dǎo)學(xué)號 94770150解析選 D.運(yùn)動員的加速度為9,沿斜面：0mg f = mgg, f=1 11 1 26mg, Wf= 6mg 2h= mgh，所以 A、C 項(xiàng)錯誤，D 項(xiàng)正確；Ek= mgh mgh = mgh, B 項(xiàng)錯 誤.5.導(dǎo)學(xué)號 94770151解析選 D.木塊機(jī)械能的增量等于子彈對木塊的作用力 Ff做的 功 FfL, A 正確.子彈機(jī)械能的減少量等于動能的減少量，即子彈克服阻力做的功 Ff(L + d), B 正確.系統(tǒng)增加的機(jī)械能等于力 Ff做的總功，即 AE= FfL Ff(L + d)= Ffd，故機(jī)械能減

15、 少量為 Ffd , C正確、D 錯誤.6.導(dǎo)學(xué)號 94770152解析選 B.圓環(huán)沿桿下滑的過程中，圓環(huán)與彈簧組成的系統(tǒng)動能、彈性勢能、重力勢能之和守恒，選項(xiàng)A、D 錯誤；彈簧長度為 2L 時，圓環(huán)下落的高度h= ,3L, 根據(jù)機(jī)械能守恒定律，彈簧的彈性勢能增加了AEp= mgh = J3mgL，選項(xiàng) B 正確；圓環(huán)釋放后，圓環(huán)向下先做加速運(yùn)動，后做減速運(yùn)動，當(dāng)速度最大時，合力為零，下滑到最 大距離時，具有向上的加速度，合力不為零，選項(xiàng)C 錯誤.7.導(dǎo)學(xué)號 94770153解析選 C.物體做斜上拋運(yùn)動，機(jī)械能守恒，重力勢能先增大后減小，動能先減小后增大，速度先減小后增大，A 錯；物體只受重力

16、作用，加速度為g保持不變，B 錯；物體在水平方向的位移 x= V0t 與時間成正比，C 對；物體的豎直分速度先 減小后增大，重力的瞬時功率P = mgvy應(yīng)先減小后增大，D 錯.8.導(dǎo)學(xué)號 94770154解析選 BC.物體重力做的功總等于重力勢能的減少，因此A錯誤；根據(jù)動能定理可知合力對物體所做的功等于物體動能的改變量，因此B 正確；根據(jù)重力勢能的定義和特點(diǎn)可知C 正確；當(dāng)有除重力以外的其他力對物體做功時，運(yùn)動物體動能的減少量不等于其重力勢能的增加量，因此D 錯誤.9.導(dǎo)學(xué)號 94770155 解析選 AC.彈丸在碗內(nèi)運(yùn)動時，只有重力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守 恒，故 A 對 B 錯，運(yùn)動員越跳越高

17、，表明運(yùn)動員的機(jī)械能增大，故C 對 D 錯.10. 導(dǎo)學(xué)號 94770156解析選 BD.衛(wèi)星軌道半徑減小時，分析各力做功情況可判斷 衛(wèi)星能量的變化.衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，地球的引力提供向心力，GMrm=，受稀薄氣體阻力的作用時，軌道半徑逐漸變小，地球的引力對衛(wèi)星做正功，勢能逐漸減小，動能逐漸變大，由于氣體阻力做負(fù)功，衛(wèi)星的機(jī)械能減小，選項(xiàng) B、D 正確.11.導(dǎo)學(xué)號94770157解析選 BCD.小球在從 M 點(diǎn)運(yùn)動到 N 點(diǎn)的過程中，彈簧的壓 縮量先增大，后減小，到某一位置時，彈簧處于原長，再繼續(xù)向下運(yùn)動到N 點(diǎn)的過程中，彈簧又伸長.彈簧的彈力方向與小球速度的方向的夾角先大于90再小于 90最后

18、又大于 90因此彈力先做負(fù)功，再做正功，最后又做負(fù)功，A 項(xiàng)錯誤；彈簧與桿垂直時，小球的加速度等于重力加速度，當(dāng)彈簧的彈力為零時，小球的加速度也等于重力加速度，B 項(xiàng)正確；彈簧長度最短時，彈力與小球的速度方向垂直，這時彈力對小球做功的功率為零，C 項(xiàng)正確；由于在 M、N 兩點(diǎn)處，彈簧的彈力大小相等，即彈簧的形變量相等，根據(jù)動能定理可知，小球從 M 點(diǎn)到 N 點(diǎn)的過程中，彈簧的彈力做功為零，重力做功等于動能的增量，即小 球到達(dá) N 點(diǎn)時的動能等于其在 M、N 兩點(diǎn)的重力勢能差，D 項(xiàng)正確.12.導(dǎo)學(xué)號 94770158解析選 CD.滑塊返回到斜面的底端時，重力與瞬時速度的方 向不在一條直線上，重

19、力的瞬時功率為P = mgvsin0,選項(xiàng) A 錯誤；從滑塊開始運(yùn)動到返回到斜面底端的整個過程中，設(shè)滑塊克服摩擦力做功為Wf,根據(jù)動能定理得 Fx - Wf= 1mv2,1解得 Wf= Fx- 2mv2，選項(xiàng) B 錯誤；上滑和下滑過程中滑塊所受的摩擦力大小相等，位移大 小相等，故下滑過程中克服摩擦力做的功與上滑過程中克服摩擦力做的功相等，則下滑過程中滑塊克服摩擦力做的功為 歲=Fx mv2，設(shè)下滑過程中重力做功為WG,根據(jù)動能定理11 1 1 11 1得 WGFx 4mv2= ?mv2，解得 WG= Fx + mv2，由功能關(guān)系可知重力勢能減少2卩乂+2mv2,選項(xiàng) C 正確；滑塊由第一次經(jīng)過

20、 P 點(diǎn)到返回到斜面底端的過程中，設(shè)摩擦力做功為Wf,根據(jù)動能定理得 mgxsin0+ Wf= 0,解得 Wf= mgxsin0由功能關(guān)系可知機(jī)械能的減 少量為 mgxsin0,選項(xiàng) D正確.13. 導(dǎo)學(xué)號 94770159 解析(1)本實(shí)驗(yàn)需要測定小車在沒有橡皮筋拉力作用下的速 度，需使此時小車勻速運(yùn)動，實(shí)驗(yàn)前適當(dāng)墊高木板就是為了平衡摩擦力，從而使小車最終勻速運(yùn)動;(2)通過控制橡皮筋的伸長量不變，每根橡皮筋彈力做功相同，增加橡皮筋條數(shù)為原來的幾倍、做功就是原來的幾倍， A 正確；不清楚彈力做功與橡皮筋的長度的關(guān)系，B 錯誤；實(shí)驗(yàn)過程中木板墊高高度需反復(fù)調(diào)整，使小車勻速運(yùn)動、獲得小車最終的速

21、度，C、D 均錯誤；(3)橡皮筋彈力做功與小車速度的平方成正比，甲錯誤、乙正確.14.導(dǎo)學(xué)號 94770160解析(1)設(shè)沿斜坡勻速向上行駛速度為v1,牽引力為 F1,則有mgsin 30 半f=F1(2 分)其額定功率為：P0= F1V1(1 分)代入數(shù)據(jù)解得：V1= 2 m/s.(1 分)設(shè)沿斜坡向下勻速行駛時牽引力為F2，由題意有：F2+ mgsi n 30 = f(2 分)牽引力做的功為： W1= F2L(1 分)微耕機(jī)總功為：W2=Wy40%(1 分)聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得： W2= 2.5X105J.(2 分)答案(1)平衡摩擦力 (2)A(3)乙答案（1）2 m/s （2） 2.5X105J15.導(dǎo)