2022年高考物理三輪沖刺練習(xí)專題三功和能

更新時(shí)間：2022-03-23 瀏覽次數(shù)：82 類型：三輪沖刺

一、單選題

1. (2021高三上·東城期末) 平傳送帶在電動機(jī)的帶動下以恒定的速率 $\text{[math]}$ 運(yùn)動。某時(shí)刻在傳送帶左側(cè)A端輕輕放置一個(gè)質(zhì)量為 $\text{[math]}$ 的小物體，經(jīng)時(shí)間 $\text{[math]}$ 小物體恰好與傳送帶共速，此時(shí)小物體未到達(dá)傳送帶的最右端，在這段時(shí)間內(nèi)（）

A . 摩擦力對小物體做的功為 $\text{[math]}$ B . 由于小物體與傳送帶相互作用而產(chǎn)生的內(nèi)能為 $\text{[math]}$ C . 由于小物體與傳送帶相互作用電動機(jī)要多做的功為 $\text{[math]}$ D . 共速前小物體受向右的摩擦力，共速后小物體受向左的摩擦力

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2. (2021高三上·南陽期末) 如圖所示，一個(gè)傾角為 $\text{[math]}$ =30°的光滑斜面固定在水平面上，不可伸長的輕繩一端固定在斜面上的O點(diǎn)，另一端系一個(gè)質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），繩長為L，在O點(diǎn)沿斜面向下 $\text{[math]}$ 處的P點(diǎn)釘一枚與斜面垂直的釘子?，F(xiàn)將小球拉起，使輕繩與斜面平行月在水平方向上伸直，由靜止釋放，小球繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動90°時(shí)繩與釘子相碰。已知重力加速度大小為g，不計(jì)一切摩擦和空氣阻力，下列說法中正確的是（）

A . 繩碰到釘子前瞬間，小球的線速度為 $\text{[math]}$ B . 繩碰到釘子后瞬間小球的線速度突然增大 C . 繩碰到釘子后，小球繞P點(diǎn)做圓周運(yùn)動可恰好到達(dá)最高點(diǎn)O點(diǎn) D . 若將釘釘子的位置P點(diǎn)沿斜面向下移動，OP距離越大，繩碰到釘子后瞬間受到的拉力越大

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二、多選題

3. (2022·馬鞍山模擬) 如圖，半徑為R的內(nèi)壁光滑豎直圓軌道固定在桌面上，一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m的小球靜止在軌道底部A點(diǎn)。現(xiàn)用小錘沿水平方向快速擊打小球，使小球在極短的時(shí)間內(nèi)獲得一個(gè)水平速度后沿軌道在豎直面內(nèi)運(yùn)動。當(dāng)小球回到A點(diǎn)時(shí)，再次用小錘沿運(yùn)動方向擊打小球，通過這兩次擊打，小球才能運(yùn)動到圓軌道的最高點(diǎn)。已知小球在運(yùn)動過程中始終未脫離軌道，在第一次擊打過程中小錘對小球做功W₁ ，第二次擊打過程中小錘對小球做功W₂。設(shè)先后兩次擊打過程中小錘對小球做功全部用來增加小球的動能，則 $\text{[math]}$ 的值可能是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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4. (2022·重慶模擬) 游樂場有一種兒童滑軌，其豎直剖面示意圖如圖所示，AB部分是半徑為R的四分之一圓形軌道，BC為軌道水平部分與半徑OB垂直。一質(zhì)量為m的小孩（可視為質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)由靜止滑下，滑到圓弧軌道末端B點(diǎn)時(shí)，對軌道的正壓力為2.5mg，重力加速度大小為g。下列說法正確的是（）

A . 到達(dá)B點(diǎn)的速度大小為 $\text{[math]}$ B . 到達(dá)B點(diǎn)的速度大小為 $\text{[math]}$ C . 從A到B克服摩檫力做功為 $\text{[math]}$ D . 從A到B克服摩檫力做功為 $\text{[math]}$

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5. (2022·咸陽模擬) 如圖所示，滑輪大小可忽略的傳送帶以恒定速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動，將小物塊在傳送帶底端P點(diǎn)無初速度釋放，小物塊在摩擦力作用下運(yùn)動至傳送帶頂端，在小物塊運(yùn)動過程中，下列說法中正確的是（）

A . 小物塊所受摩擦力的瞬時(shí)功率一定不斷變大 B . 小物塊所受摩擦力做的功大于小物塊動能的增加量 C . 若物塊滑到頂端時(shí)恰好與傳送帶共速，則兩者間因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能恰好等于物塊增加的機(jī)械能 D . 若物塊滑動頂端時(shí)恰好與傳送帶共速，則兩者間因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能恰好等于物塊增加的動能

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6. (2022高一下·滕州期中) 幼兒園滑梯（如圖甲所示）是孩子們喜歡的游樂設(shè)施之一，滑梯可以簡化為如圖乙所示模型。一質(zhì)量為m的小朋友（可視為質(zhì)點(diǎn)），從豎直面內(nèi)、半徑為r的圓弧形滑道的A點(diǎn)由靜止開始下滑，利用速度傳感器測得小朋友到達(dá)圓弧最低點(diǎn)B時(shí)的速度大小為 $\text{[math]}$ （g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?。已知過A點(diǎn)的切線與豎直方向的夾角為30°，滑道各處動摩擦因數(shù)相同，則小朋友在沿著AB下滑的過程中（）

A . 克服摩擦力做功為 $\text{[math]}$ B . 處于先失重后超重狀態(tài) C . 重力的功率先減小后增大 D . 在最低點(diǎn)B時(shí)對滑道的壓力大小為 $\text{[math]}$

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7. (2022·肇慶模擬) 如圖甲所示為游樂場的旱滑梯，滑滑梯時(shí)游客乘坐旱滑圈從滑梯頂部由靜止滑下，到達(dá)滑梯尾端時(shí)斜向上拋出后落在氣墊上，圖乙為滑梯的側(cè)視圖，不計(jì)空氣阻力，以游客和旱滑圈為整體，則整體沿滑梯運(yùn)動過程中，下列說法正確的是（）

A . 整體重力勢能的減少量大于整體動能的增加量 B . 整體重力所做的功大于整體重力勢能的減少量 C . 若游客在滑梯頂部時(shí)被工作人員用力沿滑梯斜面向下推一下，則整體下滑到軌道最底部時(shí)，整體對滑梯的壓力增大 D . 若游客在滑梯頂部時(shí)被工作人員用力沿滑梯斜面向下推一下，則滑梯對整體的摩擦力做功不變

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8. (2021高三上·和平期末) 在拉力F的作用下，一輛玩具汽車從斜面底端由靜止開始沿斜面運(yùn)動，它的動能E_k與位移x的關(guān)系如圖所示（AB段為曲線），各處的摩擦忽略不計(jì)，下列說法正確的是（）

A . 0～x₁過程中，車所受拉力逐漸增大 B . 0～x₁過程中，拉力的功率逐漸增大 C . 0～x₂過程與x₂～x₃過程，車的平均速度相等 D . x₂～x₃過程中，車的機(jī)械能可能不變

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三、綜合題

9. (2022·莆田模擬) 如圖所示，豎直平面內(nèi)粗糙水平軌道AB與光滑的半圓軌道BC相切連接，一質(zhì)量m=0.5kg的滑塊在與水平方向成 $\text{[math]}$ 的拉力F的作用下從A點(diǎn)由靜止開始向右運(yùn)動，一段時(shí)間后撤去拉力F，撤去拉力F時(shí)滑塊未到達(dá)B點(diǎn)，滑塊恰好能運(yùn)動到半圓軌道的最高點(diǎn)。已知水平軌道AB長為10m，半圓軌道的半徑為0.64m，拉力F=5N，滑塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù) $\text{[math]}$ 。取重力加速度大小g=10m/s² ， sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
1. （1）滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大??；
2. （2）拉力F的作用時(shí)間。
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10. (2022·永定模擬) 有人對鞭炮中炸藥爆炸的威力產(chǎn)生了濃厚的興趣，他設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)，一個(gè)平板車固定在水平地面上，其右端恰好與光滑的半圓弧軌道的底端相切，在平板車的右端放置兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的緊挨著的A、B兩個(gè)物體（均可看成質(zhì)點(diǎn)），物體質(zhì)量均為m，現(xiàn)在在它們之間放少量炸藥。當(dāng)初A、B兩物靜止，點(diǎn)燃炸藥讓其爆炸，物體B向右運(yùn)動，恰能到達(dá)半圓弧最高點(diǎn)。物體A沿平板車表面向左做直線運(yùn)動，最后從車上掉下來，落地點(diǎn)離平板車左端的水平距離為s，已知平板車上表面離地面的高度為h，平板車表面長度為l，物體與平板車之間的動摩擦因數(shù)為μ，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g。試求：
1. （1） A物體離開平板車的速度；
2. （2）圓弧的半徑和炸藥爆炸時(shí)對A、B兩物體所做的功。
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11. (2022·咸陽模擬) 如圖（甲）所示半徑R=0.8m的光滑 $\text{[math]}$ 圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，B為軌道的最低點(diǎn)，B點(diǎn)右側(cè)的光滑的水平面上緊挨B點(diǎn)有靜止的小平板車，平板車質(zhì)量M=2kg，長度l=1m，小車的上表面與B點(diǎn)等高，質(zhì)量m=2kg的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從圓弧最高點(diǎn)A由靜止釋放，取g=10m/s²。
1. （1）求物塊滑到軌道上的B點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力；
2. （2）若物塊與平板車間的動摩擦因數(shù)為0.3，求物塊從平板車右端滑出時(shí)平板車的速度大??；
3. （3）若鎖定平板車并在上表面鋪上一種特殊材料，其動摩擦因數(shù)從左向右隨距離均勻變化如圖（乙）所示，求物塊滑離平板車時(shí)的速率。
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12. (2022高一下·揭東期末) 如圖，長s=2m的粗糙水平面BC與光滑曲面AB平滑連接，一質(zhì)量m=2kg的小物塊靜止于曲面上的A點(diǎn)，A點(diǎn)離水平面高h(yuǎn)=1.5m，靜止釋放小物塊，當(dāng)小物塊到達(dá)曲面底端B點(diǎn)后沿BC滑動，C點(diǎn)有個(gè)彈性墻面，物塊撞到彈性墻后將被反向彈回，每次碰撞，物塊將損失20%的能量。小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.25，g取10m/s²。求：
1. （1）小物塊第一次到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度v₁和在BC上運(yùn)動時(shí)的加速度a的大??；
2. （2）小物塊第一次被彈性墻彈出時(shí)的速度v₂；
3. （3）小物塊最終停止時(shí)的位置離開C點(diǎn)的距離x。
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13. (2022·呂梁模擬) 如圖所示，水平絕緣軌道AB與處于豎直平面內(nèi)的半圓形絕緣光滑軌道BC平滑連接，半圓形軌道的半徑為R。軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場。現(xiàn)有一質(zhì)量m的帶正電的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)），在水平軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放，已知靜電力大小 $\text{[math]}$ 。帶電體運(yùn)動到半圓形軌道的D點(diǎn)時(shí)受到軌道給的彈力大小 $\text{[math]}$ 。已知帶電體與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為μ，取重力加速度g，不計(jì)空氣阻力。求：（結(jié)果可以保留根號）
1. （1）帶電體運(yùn)動到D點(diǎn)時(shí)的加速度大小a_D；
2. （2）釋放點(diǎn)P到半圓形軌道最低點(diǎn)B點(diǎn)的距離L₁；
3. （3）帶電體在半圓軌道上運(yùn)動過程中對軌道壓力的最大值F_m；
4. （4）若帶電體第一次經(jīng)過C點(diǎn)，勻強(qiáng)電場方向突然變?yōu)樨Q直向下。帶電體落在水平軌道上的位置到B點(diǎn)的距離L₂。
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14. (2022·韶關(guān)模擬) 如圖所示，裝置的左邊是足夠長的光滑水平臺面，一輕質(zhì)彈簧左端固定，右端連接著質(zhì)量M=2kg的小物塊A.裝置的中間是水平傳送帶，它與左右兩邊的臺面等高，并能平滑對接.傳送帶始終以v=2m/s的速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動.裝置的右邊是一光滑曲面，質(zhì)量m=1kg的小物塊B從其上距水平臺面高h(yuǎn)=1.0m處由靜止釋放.已知物塊B與傳送帶之間的動摩擦因數(shù) $\text{[math]}$ ， l=1.0m.物塊A、B間發(fā)生的是對心彈性碰撞，第一次碰撞前物塊A靜止且處于平衡狀態(tài)，取 $\text{[math]}$ 。求：
1. （1）物塊B與物塊A第一次碰撞前，B的速度大?。?
2. （2）物塊B與物塊A第一次碰撞后到第二次碰撞前與傳送帶之間的摩擦生熱Q；
3. （3）如果物塊A、B每次碰撞后，物塊A再回到平衡位置時(shí)都會立即被鎖定，而當(dāng)它們再次碰撞前鎖定被解除，試求出物塊B第n次碰撞后的動能 $\text{[math]}$ 。
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15. (2021·浙江會考) 如圖是某種固定在同一豎直平面內(nèi)的彈射裝置，B、C、E分別是圓弧軌道最高或最低處，且 $\text{[math]}$ 。某質(zhì)量為m的小球從壓縮的彈簧A處由靜止彈出，小球離開水平軌道AB后，直接進(jìn)入豎直圓軌道最高點(diǎn)B處，在B處對軌道壓力為mg，而后小球經(jīng)過C點(diǎn)后平拋飛出，恰好無能量損失從D點(diǎn)切入第二個(gè)圓弧軌道，最后停在EF軌道某處，小球在兩段水平軌道上運(yùn)動的距離相等，且小球與AB、EF的動摩擦因數(shù)也相同。已知 $\text{[math]}$ ， sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
1. （1）物體經(jīng)過C點(diǎn)的速度；
2. （2）小球在E點(diǎn)處對軌道壓力；
3. （3）彈簧儲存的彈性勢能。
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16. (2022·余姚模擬) 某興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)“螺絲”形的豎直軌道模型，如圖所示，將一質(zhì)量為 $\text{[math]}$ 的小球（視為質(zhì)點(diǎn)）放在O點(diǎn)，用彈簧裝置將其從靜止彈出，使其沿著半圓形豎直光滑軌道OMA和ANB運(yùn)動，BC，CG是材料相同的水平面，其中BC段 $\text{[math]}$ ， CG足夠長， $\text{[math]}$ 是與C、 $\text{[math]}$ 點(diǎn)相切的豎直圓形光滑管道（管徑很小，C、 $\text{[math]}$ 相互靠近且錯(cuò)開），已知弧OMA的半徑 $\text{[math]}$ ，圓弧 $\text{[math]}$ 的半徑 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的半徑 $\text{[math]}$ ，小球與BC。 $\text{[math]}$ 間的動摩擦因數(shù)均為 $\text{[math]}$ ，其余軌道均光滑，彈簧的最大彈性勢能 $\text{[math]}$ ，小球運(yùn)動時(shí)始終沒有脫離軌道（g取 $\text{[math]}$ ）。求：
1. （1）小球通過A點(diǎn)的最小速度和對軌道N點(diǎn)的最小壓力；
2. （2）要使小球最終停在BC段，求彈簧彈性勢能的范圍；
3. （3）以C點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，CG為x軸，從C到G方向?yàn)檎较颍蟪鰪椈蓮椥詣菽?img class="mathml" src="http://math.21cnjy.com/MathMLToImage?mml=%3Cmath+xmlns%3D%22http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F1998%2FMath%2FMathML%22%3E%3Cmsub%3E%3Cmrow%3E%3Cmi%3EE%3C%2Fmi%3E%3C%2Fmrow%3E%3Cmrow%3E%3Cmtext%3Ep%3C%2Fmtext%3E%3C%2Fmrow%3E%3C%2Fmsub%3E%3C%2Fmath%3E" style="max-width:100%;vertical-align: middle;">與小球停止位置坐標(biāo)x的關(guān)系。
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17. (2021高三上·西寧期末) 如圖所示，豎直平面內(nèi)由傾斜軌道AB、半徑為R的圓周細(xì)圓管O₁（在底部C處有交錯(cuò)，交錯(cuò)寬度不計(jì)）、半徑為R的四分之一圓弧軌道DE構(gòu)成一游戲裝置固定于地面。B、D處均平滑連接，粗糙水平直軌道CD段長為1.5R，滑動摩擦因數(shù) $\text{[math]}$ ，其它所有摩擦均不計(jì)，圓弧軌道DE的圓心O₂與圓周細(xì)圓管圓心O₁等高?，F(xiàn)將質(zhì)量為m的小滑塊從斜面的某高度h處靜止釋放，不計(jì)滑塊大小和經(jīng)過連接處的機(jī)械能損失。求：
1. （1）若h=3.5R，小滑塊第一次沖出E點(diǎn)后達(dá)到的最高點(diǎn)離E點(diǎn)的高度；
2. （2）若h=3R，小滑塊第一次到達(dá)細(xì)圓管的最高點(diǎn)時(shí)對軌道的作用力；
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18. (2021高三上·和平期末) 如圖所示，質(zhì)量為M=2kg的長木板放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m=1kg物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在長木板的左端，用大小為10N、方向斜向右上與水平方向成θ角的拉力F作用在物塊上，使物塊從靜止開始運(yùn)動，物塊運(yùn)動ls的時(shí)間，撤去拉力，如果物塊剛好不滑離木板，物塊與木板間動摩擦因數(shù)為0.5，重力加速度g=10m/s² ， sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：
1. （1）撤去拉力時(shí)物塊和木板的速度分別多大；
2. （2）木板的長度為多少。
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