高中物理功和能复习-习题-中等难度-附答案详细解析

高中物理功能专题练习

中等难度

一、单选题（本大题共1小题，共4.0分） 1. “飞流直下三千尺，疑是银河落九天”是唐代诗人李白描写庐山瀑布的佳句.瀑布中的

水从高处落下的过程中(??)

A. 重力势能增加 B. 重力势能减少

C. 重力对水做的功大于水重力势能的改变量 D. 重力对水做的功小于水重力势能的改变量

二、多选题（本大题共3小题，共12.0分） 2. 关于功的正负，下列叙述中正确的是(??)

A. 正功表示功的方向与物体运动方向相同，负功为相反 B. 正功大于负功

负功表示力和位移两者之间夹角大于C. 正功表示力和位移两者之间夹角小于90°，

90°

D. 正功表示做功的力为动力，负功表示做功的力为阻力

3. 物体从某一高度处自由下落，落到直立于地面的轻弹簧上，在A点物

体开始与弹簧接触，到B点物体的速度为零，然后被弹回，下列说法中正确的是(??)

A. 物体从A下落到B的过程中，弹性势能不断增大 B. 物体从A下落到B的过程中，重力势能不断减小

C. 物体从A下落到B以及从B上升到A的过程中，动能都是先变小后变大

D. 物体在B点的速度为零，处于平衡状态 4. 如图所示，竖直光滑杆固定不动，套在杆上的弹簧下端固定，将套在杆上的滑块向

=0.1??处，滑块与弹簧不拴接.现由静止释放滑块，通过传下压缩弹簧至离地高度?感器测量到滑块的速度和离地高度h并作出滑块的??????图象，其中高度从0.2??上升到0.35??范围内图象为直线，其余为曲线，以地面为零势能面，取??=10??/??2，由图象可知(??)

A. 小滑块的质量为0.2???? B. 轻弹簧原长为0.1??

C. 弹簧最大弹性势能为0.32??

D. 小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0.38??

三、填空题（本大题共2小题，共8.0分）

5. 如图，倾角为??的斜面上一物体，竖直向上的恒力F通过滑轮

把物体拉着沿斜面向上移动了S的位移，则此过程拉了F做功??=______ ．

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6. 质量??=5×103????的汽车以??=6×104??的额定功率沿平直公路行驶，某时刻汽

车的速度大小为??=10??/??，设汽车受恒定阻力??=2.5×103??.则??=10??/??时汽车的加速度a的大小为______ ??/??2；汽车能达到的最大速度????大小为______ ??/??． 四、计算题（本大题共1小题，共10.0分）

7. 如图所示，长为4m的水平轨道AB，与半径为??=0.5??的竖直的半圆弧轨道BC在

B处相连接，有?质量为2kg的滑块(可视为质点)，在水平向右、大小为14N的恒力F作用下，从A点由静止开始运动到B点，滑块与AB间的动摩擦因数为??=0.25，???? 间粗糙，取??=10??/??2.求： (1)滑块到达B处时的速度大小； (2)若到达B点时撤去力F，滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并洽好能到达最高点C，

则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少？

五、简答题（本大题共3小题，共24.0分）

8. 如图所示，水平面与倾角为??=37°的斜面在B处平滑连接(图中未画出)，斜面足

够长，一质量为??=1????的小物块在水平面上从A处以初速度??0=20??/??水平向右运动，AB间距离??=30??.己知物块与水平面和斜面的动摩擦因数均为??=0.5，重力加速变??=10??/??2，sin37°=06，cos37°=0.8.求： (1)物块在斜面上运动离B点的最大距离； (2)物块最终静止位置与A点距离．

9. 如图(??)，??、N、P为直角三角形的三个顶点，∠??????=37°，????中点处固定一电

量为??1=2.0×10?8??的正点电荷，M点固定一轻质弹簧.????是一光滑绝缘杆，其

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中ON长为??=1??，杆上穿有一带正电的小球(可视为点电荷)，将弹簧压缩到O点由静止释放，小球离开弹簧后到达N点的速度为零.沿ON方向建立坐标轴(取O点处??=0)，图(??)中Ⅰ和Ⅱ图线分别为小球的重力势能和电势能随位置坐标x变化的图象，其中??0=1.24×10?3??，??1=1.92×10?3??，??2=6.2×10?4J.(静电力恒量??=9.0×109?????2/??2，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度??=10??/??2)

(1)求电势能为??1时小球的位置坐标??1和小球的质量m；

(2)已知在??1处时小球与杆间的弹力恰好为零，求小球的电量??2； (3)求小球释放瞬间弹簧的弹性势能????．

10. 如图所示，光滑水平面上有三个滑块A、B、C，其质量分别为??，2??，3??，其中

??，??两滑块用一轻质弹簧连接.某时刻给滑块A向右的初速度??0，使其在水平面上

匀速运动，一段时间后与滑块B发生碰撞，碰后滑块A立即以??=求：

(1)发生碰撞过程中系统机械能的损失为多少？ (2)碰后弹簧所具有的最大弹性势能？

??05

的速度反弹，

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答案和解析

【答案】

1. B 2. CD 3. AB 4. AD

5. ????+????sin?? 6. 0.7；24

7. 解：(1)滑块从A到B的过程中，由动能定理有：

12 ?????????????=??????22

即：14×4?0.25×2×10×4=2×2×????

1

得：????=6??/??

(3)当滑块恰好能到达C点时，应有：????=????

??

22

???????滑块从B到C的过程中，由动能定理：????????2??=2?????? 2

1

1

??2

联立解得：??=?11(??)，即克服摩擦力做功为11J．

答：(1)滑块到达B处时的速度大小是6??/??．

(2)滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是11J．

8. 解：(1)当物块在斜面上速度减为零时，离B点的距离最大，设为L，整个过程中，根据动能定理得：

120?????0=????????????????cos37°?????????sin37°

2解得：??=5??，

(2)因为????sin37°>??????cos37°，则物块速度减为零后不能保持静止，沿斜面下滑，最后静止在水平面上，此过程中，根据动能定理得：

??????sin37°?????????cos37°?????????=0?0

解得：??=0.2??

则物块最终静止位置与A点距离??=?????=30?0.2=29.8?? 答：(1)物块在斜面上运动离B点的最大距离为5m； (2)物块最终静止位置与A点距离为29.8??．

9. 解：(1)电势能为??1是最大，所以应是电荷??1对小球做负功和正功的分界点，即应该是图中??(过??1作的ON的垂线)． ??1=??cos37°×2cos37°=0.32??=0.32??，

=??1， 根据图象得到???????11.92×10?3

??===1×10?3???? °????1sin3710×0.32×0.6(2)小球受到重力G、库仑力F，

1

则有：??

??1??2??2

=????cos37°，

其中：??=??1tan37°=0.24??

带入数据，得：??2=2.56×10?6??

(3)对O到N，小球离开弹簧后到达N点的速度为零，根据能量守恒，得到 ??????sin37°+??2???0=????

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带入数据解得：????=5.38×10?3??

(1)电势能为??1时小球的位置坐标??1为0.32??，答：小球的质量1×10?3????；

(2)小球的电量??2为2.56×10?6??；

(3)小球释放瞬间弹簧的弹性势能????为5.38×10?3J.

10. 解：(1)????碰撞瞬间，??，??组成系统动量守恒，规定向右为正方向有： ????0=???

??053

+2??????

解得：????=5??0

2

?2??(50)2?2?2??(碰撞过程中系统机械能的损失△??=2????0

1

1

??

1

3??02

)5

2

=25????0 3

(2)当弹簧具有最大弹性势能时，设为??????，则根据动量守恒定律有： ??，??具有共同速度，

2??????=(2??+3??)??????

由机械能守恒定律有：

????=

2

解得：????=125????0

2答：(1)发生碰撞过程中系统机械能的损失为25????0； 2(2)碰后弹簧所具有的最大弹性势能为125????0．

27

3

27

1122 ×2???????×3????????

22【解析】

1. 解：根据△????=?????可知：瀑布中的水从高处落下的过程中重力做正功，重力势能减小，重力对水做的功等于水重力势能的改变量． 故选B

瀑布中的水从高处落下重力做正功，重力势能减小．

本题主要考查了重力做功与重力势能的变化量的关系，难度不大，属于基础题．

2. 解：A、功是标量，只有大小，没有方向，而正负表示动力做功，负号表示阻力做功，故A错误；D正确

B、功的正负不表示做功的大小；故B错误；

C、由??=????cos??可知，正功表示力和位移两者之间夹角小于90°，负功表示力和位移两者之间夹角大于90°，故C正确； 故选：CD

功是标量，只有大小，没有方向，由??=????cos??可知，做功正负的条件，正功表示动力对物体做功，负功表示阻力对物体做功．

本题主要考查了对功的理解，注意功是标量，只有大小，没有方向，明确正功和负功的意义．

3. 解：A、物体从A下落到B的过程中，弹簧的形变量增大，弹性势能不断增大，故A正确；

B、物体从A下落到B的过程中，高度降低，重力势能不断减小，故B正确；

C、物体从A下落到B以及从B上升到A的过程中，当弹簧的弹力和重力平衡时，速度最大，动能最大，所以动能都是先变大后变小，故C错误；

D、物体在B点时，速度为零，但速度为零，合力不为零，不是处于平衡状态，故D错误；

故选：AB

动能的大小与物体的速度有关，知道速度的变化规律可以知道动能的变化规律； 重力势能与物体的高度有关，根据高度的变化来判断重力势能的变化；

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