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

C. 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∘

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

下压缩弹簧至离地高度ℎ=0.1m处，滑块与弹簧不拴接.现由静止释放滑块，通过传感器测量到滑块的速度和离地高度h并作出滑块的E k−ℎ图象，其中高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线，其余为曲线，以地面为零势能面，取g=10m/s2，由图象可知( )

A. 小滑块的质量为0.2kg

B. 轻弹簧原长为0.1m

C. 弹簧最大弹性势能为0.32J

D. 小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0.38J

三、填空题（本大题共2小题，共8.0分）

5.如图，倾角为θ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W=______ ．

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

车的速度大小为v=10m/s，设汽车受恒定阻力f=2.5×103N.则v=10m/s时汽车的加速度a的大小为______ m/s2；汽车能达到的最大速度v m大小为______ m/s．

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R=0.5m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

μ=0.25，BC间粗糙，取g=10m/s2.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θ=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m=1kg的小物块在水平面上从A处以初速度v0=20m/s水平向右运动，AB间距离d=30m.己知物块与水平面和斜面的动摩擦因数均为μ=0.5，重力加速变g=10m/s2，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(a)，O、N、P为直角三角形的三个顶点，∠NOP=37∘，OP中点处固定一电

量为q1=2.0×10−8C的正点电荷，M点固定一轻质弹簧.MN是一光滑绝缘杆，其

中ON长为a=1m，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x=0)，图(b)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E0=1.24×10−3J，E1=1.92×10−3J，E2=6.2×10−4J.(静电力恒量k=9.0×109N⋅m2/C2，取sin37∘=0.6，cos37∘=0.8，重力加速度g=10m/s2)

(1)求电势能为E1时小球的位置坐标x1和小球的质量m；

(2)已知在x1处时小球与杆间的弹力恰好为零，求小球的电量q2；

(3)求小球释放瞬间弹簧的弹性势能E p．

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m，2m，3m，其中

B，C两滑块用一轻质弹簧连接.某时刻给滑块A向右的初速度v0，使其在水平面上

的速度反弹，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v=v0

5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？

答案和解析

【答案】

1. B

2. CD

3. AB

4. AD

5. FS+FS sinθ

6. 0.7；24

7. 解：(1)滑块从A到B的过程中，由动能定理有：

Fx−μmgx=1

mv B2

即：14×4−0.25×2×10×4=1

2

×2×v B2得：v B=6m/s

(3)当滑块恰好能到达C点时，应有：mg=m v C2

R

滑块从B到C的过程中，由动能定理：W−mg⋅2R=1

2mv C2−1

2

mv B2

联立解得：W=−11(J)，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6m/s．

(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：

0−1

2

mv02=−μmgd−μmg cos37∘L−mgL sin37∘

解得：L=5m，

(2)因为mg sin37∘>μmg 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：

mgL sin37∘−μmgL cos37∘−μmgs=0−0

解得：s=0.2m

则物块最终静止位置与A点距离x=d−s=30−0.2=29.8m

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29.8m．

9. 解：(1)电势能为E1是最大，所以应是电荷q1对小球做负功

和正功的分界点，即应该是图中M(过q1作的ON的垂线)．

x1=a cos37∘×1

2

cos37∘=0.32a=0.32m，

根据图象得到mgℎ=E1，

m=

E1

1

=

1.92×10−3

=1×10−3kg

(2)小球受到重力G、库仑力F，

则有：k q1q2

r2

=mg cos37∘，

其中：r=x1tan37∘=0.24a

带入数据，得：q2=2.56×10−6C

(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mga sin37∘+E2−E0=E P