高一物理能的转化和守恒检测题2

清华北大家教中心家教电话：010—62561255北京一对一上门家教品牌家教电话：010—62561255第1、2章《功和功率》《能的转化和守恒》单元测试1．用力将重物竖直提起，先由静止开始匀加速上升，紧接着匀速上升.如果前后两过程的运动时间相同，不计空气阻力，则()A．加速过程中拉力做的功比匀速过程中拉力做的功大B．匀速过程中拉力做的功比加速过程中拉力做的功大C．两过程中拉力做的功一样大D．上述三种情况都有可能解析：匀加速运动的位移s1=12at2，匀速运动的位移s2=at·t=2s1，当匀加速上提时的拉力F=2mg时，两过程拉力做的功相等；当F2mg时，匀加速过程拉力做的功比匀速上升过程拉力做的功小；当F2mg时，匀加速过程拉力做的功比匀速上升过程拉力做的功大.答案：D2．在水平粗糙的地面上，使同一物体由静止开始做匀加速直线运动，第一次是斜向上的拉力F，第二次是斜向下的推力F.两次力的作用线与水平方向的夹角相同，力的大小相同，位移的大小也相同.则在这两次力的作用过程中()A．力F对物体做的功相同，合力对物体做的总功也相同B．力F对物体做的功相同，合力对物体做的总功不相同C．力F对物体做的功不相同，合力对物体做的总功相同D．力F对物体做的功不相同，合力对物体做的总功也不相同解析：两力对物体做的功W=Fscosα相同，合外力做的功：第一次W1=(Fcosα-μmg＋μFsinα)s；第二次W2=(Fcosα-μmg-μFsinα)s.答案：B3．如图所示，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b.a球的质量为m，静置于地面；b球的质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧.从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为()A．hB.1.5hC.2hD.2.5h解析：在b落地前，a、b组成的系统机械能守恒，且a、b两球的速度大小相等，根据机械能守恒定律可知，3mgh-mgh=12(m＋3m)υ2，得：υ=gh.b落地时，a的高度为h，之后a向上做竖直上抛运动，此过程中机械能守恒，有12mυ2=mg·△h，得：△h=υ22g=h2.所以a可能达到的最大高度为1.5h，选项B正确.答案：B4．如图所示，质量为m的小车在水平恒力F的推动下，从山坡底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B，获得速度为υ，A、B的水平距离为s.下列说法正确的是()A．小车克服重力所做的功是mghB．推力对小车做的功是12mυ2C．推力对小车做的功是Fs-mgh清华北大家教中心家教电话：010—62561255北京一对一上门家教品牌家教电话：010—62561255D．阻力对小车做的功是12mυ2＋mgh-Fs解析：重力对小车做的功WG=-mgh，故选项A正确.由功的定义知W推=F·s，由动能定理有W推-mgh＋W阻=12mυ2，故W阻=12mυ2＋mgh-Fs.故选项B、C错误，选项D正确.答案：AD5．如图所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，BC水平，其长d=0.50m，盆边缘的高度h=0.30m.在A处放一个质量为m的小物块并让其由静止开始下滑.已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数μ=0.6．小物块在盆内来回滑动，最后停止下来，则小物块停止时的位置到B的距离为()A.0.50mB.0.25mC.0.10mD.0解析：对小物块从A点出发到最后停下来的整个过程，由动能定理有：mgh-μmgs=0所以s=hμ=3m而d=0.50m，刚好三个来回，所以最终停在B点.答案：D7．如图所示，一内壁粗糙的环形细圆管位于竖直平面内，环的半径为R(比细管的直径大得多)，在圆管中有一个直径与细管内径相同的小球(可视为质点)，小球的质量为m.设某一时刻小球通过轨道的最低点时对管壁的压力为6mg，此后小球便做圆周运动，经过半个圆周恰能通过最高点，则在此过程中小球克服摩擦力所做的功是()A.3mgRB.2mgRC．mgRD．12mgR解析：设小球在环形管最低点的速度大小为υ，由向心力公式得：6mg-mg=mυ2R可得小球在最低点的动能为：Ek=12mυ2=52mgR又由题意知，小球到达最高点时速度等于零，设这一过程管壁摩擦力对小球做的功为Wf，由动能定理得：WG＋Wf=0-12mυ2即-mg·2R＋Wf=-52mgR解得：Wf=-12mgR即小球克服摩擦力做的功为12mgR.答案：D清华北大家教中心家教电话：010—62561255北京一对一上门家教品牌家教电话：010—625612558．如图所示，物体的质量为1kg，动滑轮和细绳的质量均不计.现用一竖直向上的拉力F拉动细绳，使物体从静止开始以5m/s2的加速度匀速上升，则拉力F在1s末的瞬时功率是(g取10m/s2)()A.150WB.75WC.37.5WD.25W解析：设与重物连接的悬绳的拉力为F′，由牛顿第二定律得：F′-mg=ma解得：F′=15N.方法一每时刻拉力做功的功率都等于悬绳对重物做功的功率，故P=F′·υ=F′·at=75W.方法二由动滑轮的特点知，F=12F′，拉力F作用点上升的加速度为10m/s2，故P=F·υ′=152×10×1W=75W.答案：B9．在光滑的水平面上有一静止的物体，现以水平恒力F1推这一物体，作用一段时间后换成相反方向的水平恒力F2推这一物体，当恒力F2作用的时间与恒力F1作用的时间相等时，物体恰好回到原处，此时物体的动能为32J，则在整个过程中，恒力F1、F2做的功分别为()A.16J、16JB.8J、24JC.32J、0JD.48J、-16J解析：如图所示，设两过程的时间均为t，A到B过程中，物体的加速度大小为a1；B到D过程中，物体的加速度大小为a2.取向右的方向为正方向，设AB=s，可得：s=12a1t2-s=υ0t-12a2t2υ0=a1t解得：a2=3a1因为F1=ma1，F2=ma2解得：F2=3F1又由动能定理得：W1＋W2=△Ek=32JW1=F1·sW2=F2·s可得：W1=8J，W2=24J.答案：B10．一质量为500t的机车，以恒定功率375kW由静止出发，经过5min速度达到最大值54km/h，设机车所受阻力f恒定不变，取g=10m/s2，试求：（1）机车受到的阻力f的大小.（2）机车在这5min内行驶的路程.解析：研究对象为机车.首先分析物理过程：机车以恒定功率P0由静止出发→速度υ增加清华北大家教中心家教电话：010—62561255北京一对一上门家教品牌家教电话：010—62561255→牵引力F减小(P0=Fυ)→合力减小(F合=F-f)→加速度减小(a=F合m)→速度继续增加→直至合力减小为0，加速度a=0，速度达到最大.可见机车在这5min内做的是加速度减小、速度不断增大的变速运动.当机车的速度达到最大时，P0=Fυmax，此时F=f，机车的受力情况如图所示.（1）已知P0=375kW=3.75×105Wυmax=54km/h=15m/s根据P0=Fυmax时F=f，得：P0=fυmax机车受到的阻力f=P0υmax=3.75×10515N=2.5×104N.（2）机车在这5min内，牵引力为变力，做正功，阻力做负功，重力、弹力不做功.根据P0=WFt，牵引力做的功为：WF=P0·t根据动能定理有：P0·t-f·s=12mυ2max-0解得：s=P0·t-12mυ2maxf=3.75×105×5×60-0.5×5×105×1522.5×104m=2250m.答案：（1）2.5×104N（2）2250m11．弹射器是航母制造中的关键技术之一，重型喷气式战斗机在水平跑道上需要滑行450m以上才能达到起飞速度，而即使当今最大的“尼米兹”级航空母舰甲板的长度也不过300余米，依靠弹射器是重型战斗机在航母上起飞的必不可少的环节.已知美军F-14战斗机重3.0×107kg，在地面跑道上靠自身发动机提供动力需滑行450m才能到达250km/h的起飞速度，而这种战斗机在“尼米兹”号航母上，在蒸汽弹射器和自身发动机动力的共同作用下，可在45m内将速度加到250km/h.若F-14战斗机加速度滑行时，发动机动力和飞机受到的阻力都恒定，则“尼米兹”号上蒸汽弹射器使一架F-14战斗机起飞至少要做多少功？解析：设F-14战斗机自身发动机的牵引力为F，受到的阻力为f，在水平地面跑道上起飞时，由动能定理有：(F-f)·s1=12mυ2-0在“尼米兹”号航母甲板上起飞时，有：W＋Fs2-fs2=12mυ2解得：弹射器至少需做的功W=6.5×1010J.答案：6.5×1010J清华北大家教中心家教电话：010—62561255北京一对一上门家教品牌家教电话：010—62561255