（课标版）高考物理二轮复习 专题二 第3讲 功和能练习-人教版高三全册物理试题.docx

第3讲功和能一、单项选择题1.(2019安徽宿州教学质量检测)如图,一质量为m、电荷量为q的带正电粒子在竖直向下的匀强电场中运动,M、N为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在M点的速度大小为v0,方向与水平方向的夹角为60°,N点为轨迹的最高点,不计重力。则M、N两点间的电势差为()A.3mv028qB.-3mv028qC.-mv028qD.mv028q答案B从M点到N点利用动能定理有qUMN=12mvN2-12mvM2=12m(v0cos60°)2-12mv02,解得UMN=-3mv028q,故B正确。2.(2019山东淄博三模)如图所示,质量均为m的木块A和B,用一个劲度系数为k的竖直轻质弹簧连接,最初系统静止,现在用力F缓慢拉A直到B刚好离开地面,则这一过程中力F做的功至少为()A.m2g2kB.2m2g2kC.3m2g2kD.4m2g2k答案B最初系统静止时,弹力等于A的重力,由胡克定律得,弹簧被压缩的长度x1=mgk,最后B刚好离开地面时,弹力等于B的重力,此时弹簧伸长的长度x2=mgk,此过程缓慢进行,所以力F做的功等于系统增加的重力势能,根据功能关系可知W=mg(x1+x2)=2m2g2k,故B正确。3.(2019河南平顶山模拟)质量m=20kg的物体,在大小恒定的水平外力F的作用下,沿水平面做直线运动。0~2s内F与运动方向相反,2~4s内F与运动方向相同,物体的v-t图像如图所示。g取10m/s2,则()A.拉力F的大小为100NB.在4s时拉力的瞬时功率为120WC.4s内拉力所做的功为480JD.4s内物体克服摩擦力做的功为320J答案B取物体初速度方向为正方向,由题图可知物体与水平面间存在摩擦力,由题图可知0~2s内,-F-f=ma1,且a1=-5m/s2;2~4s内,-F+f=ma2,且a2=-1m/s2,联立以上两式解得F=60N,f=40N,A错误;由P=Fv得4s时拉力的瞬时功率为120W,B正确;由W=Fx,可知0~2s内,W1=-Fx1,2~4s内,W2=Fx2,由题图可知x1=10m,x2=2m,代入数据解得,4s内拉力所做的功为-480J,C错误;摩擦力做功W'=fs,摩擦力始终与速度方向相反,故s为路程,由题图可解得总路程为12m,4s内物体克服摩擦力做的功为480J,D错误。4.(2019山西榆社中学联考)如图所示,ABC是竖直面内的光滑固定轨道,AB水平,长度为2R,BC是半径为R的四分之一圆弧,与AB相切于B点。为了研究空气动力学问题,现将一小球从距AB高为2R的E处以一定初速度水平抛出,由于存在水平向右的风的作用力,且该风力为恒力(其他方向空气的作用力不计),小球恰好无碰撞地从C点进入圆弧轨道,并沿圆弧轨道运动到水平轨道上。已知抛出点距C点的水平距离为R,重力加速度为g,则该过程中小球速度为零的位置到B点的距离为()A.0.5RB.RC.1.5RD.2R答案B未进入轨道前,小球在运动过程中受重力和风力作用,在竖直方向做自由落体运动,有R=12gt2,在水平方向做匀减速直线运动。设初速度为v0,因小球恰能无碰撞地从C处进入圆弧轨道,说明小球运动到C处时,水平分速度恰好减小到零,有R=v0+02t,得v0=2gR;设风力大小为F,根据牛顿第二定律得a=Fm,有v02=2aR,得F=mg。对整个运动过程,由动能定理有mg×2R-F×(2R+x)=-12mv02,解得x=R,故B正确,A、C、D错误。5.(2019重庆调研)一物体仅受重力和竖直向上的拉力作用,沿竖直方向向上做减速运动。此过程中物体速度的平方和上升高度的关系如图所示。若取h=0处为重力势能的参考平面,则此过程中物体的机械能随高度变化的图像可能正确的是()答案D拉力竖直向上,与物体的位移方向相同,则拉力对物体做正功,由功能关系知物体的机械能增加,故A、B错误;由匀变速运动的速度位移关系式v2-v02=2ah得v2=v02+2ah,可知v2-h图像的斜率等于2a,直线的斜率一定,则知物体的加速度a一定,因此物体向上做匀减速直线运动,由牛顿第二定律知拉力恒定。由功能关系知FΔh=ΔE,得ΔEΔh=F,所以E-h图像的斜率等于拉力F,F一定,因此E-h图像应是向上倾斜的直线,故C错误,D正确。二、多项选择题6.(2019湖北重点学校协作体模拟)为减少二氧化碳排放,很多城市都推出了新型节能环保电动车。在检测某款电动车性能的试验中,质量为8×102kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶,达到的最大速度为15m/s,利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v,并描绘出如图所示的F-1v图像(图中AB、BC均为直线,其中BC的延长线过原点),电动车行驶中所受阻力恒为车重的0.05,重力加速度取10m/s2,则()A.该车启动