高考物理力学知识点之功和能单元检测(2)
一、选择题
1．如图所示，一表面光滑的木板可绕固定的水平轴O 转动，木板从水平位置OA 转到OB 位置的过程中，木板上重为5 N 的物块从靠近转轴的位置由静止开始滑到图中虚线所示位置，在这一过程中，物块的重力势能减少了4 J 。则以下说法正确的是(取g ＝10 m/s 2)( )
A ．物块的竖直高度降低了0.8 m
B ．由于木板转动，物块下降的竖直高度必大于0.8 m
C ．物块获得的动能为4 J
D ．由于木板转动，物块的机械能必定增加
2．将一个皮球从地面以初速度v 0竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比，即f =kv ，重力加速度为g ，下列说法中正确的是（ ） A ．从抛出到落四地面的过程中，最高点加速度最大，大小为g
B ．刚抛出时加速度最大，大小为g +
kv m
C ．皮球上升所用时间比下降所用时间长
D ．皮球落回地面时速度大于v 0
3．某同学把质量是5kg 的铅球推出，估计铅球出手时距地面的高度大约为2m ，上升的最高点距地面的高度约为3m ，最高点到落地点的水平距离约为6m 。由此可估算出该同学推铅球的过程中对铅球做的功约为 A ．50J
B ．150J
C ．200J
D ．250J
4．如图所示，长为l 的轻杆一端固定一质量为m 的小球，另一端有固定转轴O ，杆可在竖
直平面内绕轴O 无摩擦转动．已知小球通过最低点Q 时，速度大小为 ，则小球
的运动情况为（ ）
A ．小球不可能到达圆周轨道的最高点P
B ．小球能到达圆周轨道的最高点P ，但在P 点不受轻杆对它的作用力
C ．小球能到达圆周轨道的最高点P ，且在P 点受到轻杆对它向上的弹力
D ．小球能到达圆周轨道的最高点P ，且在P 点受到轻杆对它向下的弹力
5．如图是一汽车在平直路面上启动的速度-时间图象，t 1时刻起汽车的功率保持不变．由图象可知（ ）
A ．0-t 1时间内，汽车的牵引力增大，加速度增大，功率不变
B ．0-t 1时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变，功率不变
C ．t 1-t 2时间内，汽车的牵引力减小，加速度减小
D ．t 1-t 2时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变
6．一质量为m 的木块静止在光滑的水平面上，从0t =开始，将一个大小为F 的水平恒力作用在该木块上，作用时间为1t ，在10~t 内力F 的平均功率是（ ）
A ．212F m t ?
B ．2212F m t ?
C ．21F m t ?
D ．221F m
t ?
7．人用绳子通过定滑轮拉物体A ，A 穿在光滑的竖直杆上，当人以速度 v 竖直向下匀速拉绳使质量为m 的物体A 到达如图所示位置时，此时绳与竖直杆的夹角为θ，则物体A 的动能为（ ）
A ．2
2
2cos k mv E θ
= B ．2
22tan k mv E θ
=
C ．212k E mv =
D ．221sin 2
k E mv θ=
8．把一物体竖直向上抛出去，该物体上升的最大高度为h ，若物体的质量为m ，所受空气阻力大小恒为f ，重力加速度为g ．则在从物体抛出到落回抛出点的全过程中，下列说法正确的是：（ ） A ．重力做的功为m g h B ．重力做的功为2m g h C ．空气阻力做的功为零
D ．空气阻力做的功为-2fh
9．如图所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m 的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端连接在墙上,且处于原长状态．现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为L ,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L (未超过弹性限度),则在圆环下滑到最大距离的过程中( )
A．圆环的机械能守恒
B
．弹簧弹性势能变化了3
mgL
C．圆环下滑到最大距离时,所受合力为零
D．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变
10．如图所示，地球的公转轨道接近圆，哈雷彗星的公转轨迹则是一个非常扁的椭圆。若已知哈雷彗星轨道半长轴约为地球公转轨道半径的18倍，哈雷彗星在近日点与太阳中心的距离为1r，速度大小为1v，在远日点与太阳中心距离为2r，速度大小为2v，根据所学物理知识判断下列说法正确的是
A．哈雷彗星的公转周期约为76年
B．哈雷彗星在近日点速度1v小于远日点速度2v
C．哈雷彗星在近日点加速度1a的大小与远日点加速度2a的大小之比
2 112
2 221 a v r a v r
D．哈雷彗星在椭圆轨道上运动的过程中机械能不守恒
11．关于力对物体做功,下列说法正确的是
A．滑动摩擦力对物体一定做负功
B．静摩擦力对物体可能做正功
C．作用力与反作用力的功代数和一定为零
D．合外力对物体不做功,则物体速度一定不变
12．某人用手将1kg的物体由静止向上提起1m，这时物体的速度为2m/s（g取10m/s2），则下列说法正确的是（）
A．物体克服重力做功2J B．合外力做功2J
C．合外力做功12J D．手的拉力对物体做功10J
13．如图所示，质量为60kg的某运动员在做俯卧撑运动，运动过程中可将她的身体视为一根直棒，已知重心在C点，其垂线与脚，两手连线中点间的距离Oa、ob分别为0.9m和0.6m，若她在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，则克服重力做功和相应的功率为（）
A．430J，7W
B．4300J，70W
C．720J，12W
D．7200J，120W
14．从空中以40m/s 的初速度水平抛出一重为10N 的物体．物体在空中运动3s 落地，不计空气阻力，取g=10m/s 2，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为（ ） A ．300W
B ．400W
C ．500W
D ．700W
15．如图所示，一质量为1kg 的木块静止在光滑水平面上，在t =0时，用一大小为F =2N 、方向与水平面成θ=30°的斜向右上方的力作用在该木块上，则在t =3s 时力F 的功率为
A ．5 W
B ．6 W
C ．9 W
D ．63W
16．起重机以加速度a 竖直向上加速吊起质量为m 的重物，若物体上升的高度为h ，重力加速度为g ，则起重机对货物所做的功是 A ．
B ．
C ．
D ．
17．图所示，质量为m 的木块沿着倾角为θ的光滑斜面从静止开始下滑，当下降的高度为
h 时，重力的瞬时功率为
A ．2mg gh
B ．cos 2mg gh θ
C ．sin /2mg gh θ
D ．sin 2mg gh θ
18．汽车以恒定功率P 、初速度v 0冲上倾角一定的斜坡时，汽车受到的阻力恒定不变，则汽车上坡过程的v -
—t 图像不可能是选项图中的 A ． B ．
C ．
D ．
19．如图所示，在光滑水平面上放着一个质量为10kg 的木箱，拉力F 与水平方向成60°角，F =2N ，木箱从静止开始运动，4s 末拉力的瞬时功率为（ ）
A ．0.2W
B ．0.4W
C ．0.8W
D ．1.6W
20．如图所示，质量相同的物体分别自斜面AC 和BC 的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数都相同，物体滑到斜面底部C 点时的动能分别为E k1和E k2，下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为W 1和W 2，则（ ）
A ．E k1＞E k2 W 1＜W 2
B ．E k1＞E k2 W 1＝W 2
C ．E k1＝E k2 W 1＞W 2
D ．
E k1＜E k2 W 1＞W 2
21．如图所示，小球以初速v 0从A 点沿不光滑的轨道运动到高为h 的B 点后自动返回，其返回途中仍经过A 点，则经过A 点的速度大小为（ ）
A ．2
04v gh - B ．2
04gh v - C ．202v gh -
D ．202gh v -
22．如图所示，光滑斜面放在水平面上，斜面上用固定的竖直挡板挡住一个光滑的重球。当整个装置沿水平面向左匀速运动的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A ．重力做负功
B ．斜面对球的弹力和挡板对球的弹力的合力做正功
C ．斜面对球的弹力做正功
D ．挡板对球的弹力做正功
23．如图所示，质量分别为m 1和m 2的两个物体，m 1 A．W1>W2B．W1 C．W1=W2D．条件不足，无法确定 24．如图所示，小明玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是…（） A．重力势能减小，弹性势能增大 B．重力势能增大，弹性势能减小 C．重力势能减小，弹性势能减小 D．重力势能不变，弹性势能增大 25．体育课结束后，小聪捡起一楼地面上的篮球并带到四楼教室放下．已知篮球的质量为600g，教室到一楼地面的高度为10m，则该过程中，小聪对篮球所做的功最接近于 （） A．10J B．60J C．100J D．6000J 【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除 一、选择题 1．A 解析：A 【解析】 【详解】 已知，由△E p=mg△h得物块降低的高度，故A正确，B错误。木板转动过程中，物块的重力势能减少了4J，则重力对物块做功为4J，木板的支持力对物块做负功，所以外力对物块做的总功小于4J，由动能定理知，物块获得的动能小于4 J，故C错误。木板的支持力对物块做负功，所以物块的机械能必定减少，故D错误。故选A。【点睛】 解决本题时要注意木板的支持力对物块不是不做功，而做负功，要掌握功与能的关系，并能灵活运用． 2．B 解析：B 【解析】 【分析】 【详解】 AB ．上升过程，阻力向下，根据牛顿第二定律有 1mg kv ma += 下降过程，阻力向上，根据牛顿第二定律有 2mg kv ma '+= 因此有 12a g a >> 其中 1kv a g m =+ 可以知道向上的速度越大，皮球的加速度越大，则刚抛出时的加速度最大，大小为 kv g m + ，故A 错误，B 正确； C ．若加速度不变，根据 212 h at = 可知 12t t < 故C 错误； D ．因为运动的整个过程，重力做功为零；上升过程，阻力向下，做负功；下降过程，阻力向上，做负功。可知落地时的动能一定小于开始时的动能，则落地速度一定小于开始时的速度，故D 错误。 故选B 。 3．C 解析：C 【解析】 【详解】 铅球在最高点的速度 v = == 则由能量关系可得该同学推铅球的过程中对铅球做的功约为 2211 51015200J 22 W mg h mv =?+=??+??= A ．50J ，与结论不相符，选项A 错误； B ．150J ，与结论不相符，选项B 错误； C ．200J ，与结论相符，选项C 正确； D ．250J ，与结论不相符，选项D 错误； 故选C. 4．C 解析：C 【解析】 【详解】 由能量守恒定律得：，解得： ，所以小球能到达 圆周轨道的最高点P ，且在P 点受到轻杆对它向上的弹力，故ABD 错误，C 正确． 故选：C 5．C 解析：C 【解析】 【分析】 【详解】 0～t 1时间内，汽车的速度是均匀增加的，是匀加速直线运动，汽车的牵引力不变，加速度不变，由P=Fv 知功率增大，故AB 错误．t 1～t 2时间内，汽车的功率保持不变，速度在增大，由P=Fv 知汽车的牵引力在减小，由牛顿第二定律知F-f=ma ，知加速度减小，故C 正确，D 错误．故选C ． 6．A 解析：A 【解析】 【分析】 【详解】 对物体受力分析可知，物体只受力F 的作用，由牛顿第二定律可得F a m =，t 1时刻的速度为 1F v at t m == 则在t 1时间内的平均速度为 1122v F v t m = =? 所以在t 1时间内力F 的平均功率 2 11122F F P Fv F t t m m ==??= 故A 正确，BCD 错误。 7．A 解析：A 【解析】 【分析】 【详解】 由图示可知，物体A 的速度 cos A v v θ = 则物体A 的动能 2 22211()22cos 2cos k A v mv E mv m θθ === 故A 正确。 故选A 。 8．D 解析：D 【解析】 【详解】 A 、物体被抛出到落回抛出点的全过程中，初末位置相同，高度差为零，所以重力做功为零；故A ， B 均错误. C 、在上升的过程中，空气阻力做功为-fh ，在下降的过程中，空气阻力做功为-fh ，则整个过程中空气阻力做功为-2fh ；故C 错误， D 正确. 故选D. 【点睛】 解决本题的关键知道重力做功与路径无关，由初末位置的高度差决定．阻力做功与路径有关． 9．B 解析：B 【解析】 圆环在下滑过程中，弹簧对其做负功，故圆环机械能减小 ，选项A 错误； 圆环下滑到最大的距离时，由几何关系可知，圆环下滑的距离为 ，圆环的速度为零，由能量守恒定律 可知，弹簧的弹性势能增加量等于圆环重力势能的减小量，为 ，故选项B 正确； 圆环下滑过程中，所受合力为零时，加速度为零，速度最大，而下滑至最大距离时，物体速度为零，加速度不为零，所以选项C 错误； 在下滑过程中，圆环的机械能与弹簧弹性势能之和保持不变，即系统机械能守恒，所以选项D 错误； 考点：系统机械能守恒 10．A 解析：A 【详解】 A ．根据开普勒第三定律： 2332 3=18T r T r =哈哈 地地 则 76T ≈哈地年 选项A 正确； B ．哈雷彗星从近日点到远日点，太阳对哈雷彗星的引力做负功，则速度减小，则在近日点速度1v 大于远日点速度2v ，选项B 错误； C ．根据2GM a r = 可知哈雷彗星在近日点加速度1a 的大小与远日点加速度2a 的大小之比2 12221 a r a r =，选项C 错误； D ．哈雷彗星在椭圆轨道上运动的过程中只有太阳的引力做功，则机械能守恒，选项D 错误；故选A 。 11．D 解析：D 【解析】 试题分析：恒力做功的表达式cos w fs α=，滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，还可以与运动方向垂直，故可能做负功，也可能做正功，也可以不做功，故A 错误；静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，故静摩擦力可以做正功，也可以做负功，故B 正确；作用力作用在一个物体上，反作用力必然是在另外一个物体上，作用力和反作用力等大反向，两个物体的位移没有必然的联系，所以两个功也就不一定相等且一正一负，故C 错；合外力对物体不做功，物体动能一定不变，但不一定平衡，如匀速圆周运动，故D 错误． 考点：摩擦力、作用力与反作用力、功的计算， 12．B 解析：B 【解析】 【分析】 【详解】 A ．克服重力做的功 10J W mgh == A 错误； BC ．根据动能定理 2 102 W Fh mgh mv =-= -合 因此合外力做功为2J ，B 正确，C 错误； D ．手的拉力对物体做功，由上式可知 21 12J 2 Fh mgh mv =+= D 错误。 故选B 。 13．B 解析：B 【解析】 设重心上升高度为h ，根据几何知识可得 0.90.40.90.6 h =+，解得h=0.24m ，故做一次俯卧撑克服重力做功为mgh=144J ，所以一分钟克服重力做功为W=30× 144J=4320J ，功率约为4320 W 70W 60 W P t = ==，故B 正确． 14．A 解析：A 【解析】 【分析】 【详解】 重物在竖直方向的分速度为v y =gt =30m/s ；重力的功率P =mgv y =300W ．故A 正确，BCD 错误． 【点睛】 本题难度较小，公式P =Fv 中的v 是在F 方向上的分速度 15．C 解析：C 【解析】 【分析】 【详解】 对木块根据牛顿第二定律可知，木块的加速度为：2cos 3m/s F a m θ ==，则t =3s 时的瞬时速度为：33m/s v at ==，则力F 的瞬时功率为： cos 2W 9W 2 P Fv θ==?=. A ．5W 与计算结果不相符；故A 项错误. B ．6W 与计算结果不相符；故B 项错误. C ．9W 与计算结果相符；故C 项正确. D ．与计算结果不相符；故D 项错误. 16．D 解析：D 【解析】 【分析】 对货物进行受力分析，根据牛顿第二定律求出起重机对货物拉力，根据做功公式即可求得起重机对货物所做的功. 【详解】 对货物进行受力分析，货物受重力和起重机对货物拉力F ．根据牛顿第二定律得：F-mg=ma F=m （a+g ）；上升h 高度，起重机对货物拉力做功w=Fh=m （a+g ）h ；故选D 。 【点睛】 求某个力做功的方法很多，常见的有两种：1、运用功的定义式求解（力为恒力）2、运用动能定理求解．本题是恒力做功，故可以直接根据公式求解. 17．D 解析：D 【解析】 【分析】 【详解】 由机械能守恒得 212 mgh mv = 物体的速度为 v 则重力的功率为 sin P mgv θθ== 故选D ． 18．A 解析：A 【解析】 【详解】 汽车冲上斜坡，受重力mg 、支持力N 、牵引力F 和阻力f ，设斜面的坡角为θ，根据牛 顿第二定律，有F mgsin f ma θ--=，其中P Fv =，故 P mgsin f ma v θ--=； AC 、若0a >，则物体加速运动，加速度会减小，当加速度减为零时，速度达到最大，故选项C 正确，A 错误； B 、若0a =，则物体速度不变，做匀速运动，故选项B 正确； D 、若0a <，即加速度沿斜面向下，物体减速，故加速度会减小，当加速度减为零时，速度达到最小，故选项D 正确； 故不可能是选选项A ． 19．B 解析：B 【解析】 【详解】 根据牛顿第二定律得，加速度2 1 26020.1/10 Fcos a m s m ? ?=＝＝；则4s 末的速度v=at =0.1×4m/s=0.4m/s ，则拉力的功率P =Fv cos60°=2×0.4×1 2 W=0.4W ．故B 正确，ACD 错误。 20．B 解析：B 【解析】 【详解】 设斜面的倾角为θ，斜面长为s ，滑动摩擦力大小为μmg cos θ，则物体克服摩擦力所做的功为μmgs cos θ；s cos θ相同，所以克服摩擦力做功相等，即W 1＝W 2． 根据动能定理得，mgh ﹣μmgs cos θ＝E K ﹣0，在AC 斜面上滑动时重力做功多，摩擦力做功相等，则在AC 面上滑到底端的动能大于在BC 面上滑到底端的动能，即E k1＞E k2． A ．E k1＞E k2 W 1＜W 2，与分析结果不符，故A 项错误． B ．E k1＞E k2 W 1＝W 2，与分析结果相符，故B 项正确． C ．E k1＝E k2 W 1＞W 2，与分析结果不符，故C 项错误． D ．E k1＜E k2 W 1＞W 2，与分析结果不符，故D 项错误． 21．B 解析：B 【解析】 【分析】 【详解】 设小球在由A 到B 的过程中阻力做功为W ，由A 到B 的过程中由动能定理 201 2 mgh W mv -+=- 当小球由B 返回到A 的过程中，阻力做的功依旧为W ，再由动能定理得 21 2 A mgh W mv += 以上两式联立可得 A v =A 、C 、D 错误， B 正确。 故选B 。 22．C 解析：C 【解析】 【分析】 根据“整个装置匀速运动 ”可知，本题考查功的判断问题，根据判断力是否做功，要看力的方向与位移方向是否垂直，若垂直则不做功，若不垂直，则做功. 【详解】 A 、根据功的公式可知，重力与运动方向相互垂直，故重力不做功，故A 错误； B 、 C 、斜面对球的弹力与运动方向夹角为锐角，故斜面对球的弹力F N 做正功，故B 错误，C 正确； D 、挡板对球的弹力向右，与运动方向相反，挡板对球的弹力做负功，故D 错误. 故选C. 【点睛】 小球做匀速直线运动，受力平衡，根据平衡条件求解出各个力；然后根据力和运动位移之间的夹角分析各力做功情况. 23．C 解析：C 【解析】 试题分析：由题意可得1F 和2F 大小和方向相同，并且物体移动的位移也相同，所以由功的公式W =FL 可知，它们对物体做的功是相同的，所以C 正确． 故选C ． 考点：功的计算． 点评：恒力做功，根据功的公式直接计算即可，比较简单． 24．A 解析：A 【解析】 【分析】 重力势能的变化可根据重力做功判断；弹性势能的变化可根据弹簧的形变量的变化判断． 【详解】 在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，重力做正功，则小朋友的重力势能减少．弹簧的形变量增大，其弹性势能增加，故A 正确，BCD 错误． 故选A ． 25．B 解析：B 【解析】 【分析】 【详解】 小聪对篮球所做的功最接近于克服重力做功 W=mgh=0.6×10×10J=60J A．10J，与结论不相符，选项A错误； B．60J，与结论相符，选项B正确； C．100J，与结论不相符，选项C错误； D．6000J，与结论不相符，选项D错误； 故选B。
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