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功与能 - Practice Questions (38)

Question 1: 1.如图所示是蹦床运动员在空中表演的情景,在运动员从最低点开始反弹至即将与蹦床分离的过程中,下列说法中正确的是 ![](/images/questions/phys-work-energy/image...

1.如图所示是蹦床运动员在空中表演的情景,在运动员从最低点开始反弹至即将与蹦床分离的过程中,下列说法中正确的是 ![](/images/questions/phys-work-energy/image-001.jpg)

  • A. A. 蹦床对人的弹力增大
  • B. B. 弹性势能增大
  • C. C. 动能增大
  • D. D. 重力势能增大

Answer: D

Solution: 在运动员从最低点开始反弹至即将与蹦床分离的过程中,弹力减小,故 A 错误;在运动员从最低点开始反弹至即将与蹦床分离的过程中,形变量减小,弹性势能减小,故 B 错误;合力先是向上的,后是向下的,速度先增加后减小,动能先增加后减小,故 C 错误;在运动员从最低点开始反弹至即将与蹦床分离的过程中,运动员一直向上运动,重力势能增大,故 D 正确。

Question 2: 2 .如图所示,在弹性限度内,将压缩量为 $x$ 的弹簧缓慢拉伸至伸长量为 $x$ ,关于这一过程中弹簧的弹性势能变化,下列说法正确的是( ![](/images/questions/phys-wor...

2 .如图所示,在弹性限度内,将压缩量为 $x$ 的弹簧缓慢拉伸至伸长量为 $x$ ,关于这一过程中弹簧的弹性势能变化,下列说法正确的是( ![](/images/questions/phys-work-energy/image-002.jpg)

  • A. A. 一直减小
  • B. B. 一直增大
  • C. C. 先减小再增大
  • D. D. 先增大再减小

Answer: C

Solution: 因为弹簧刚开始是被压缩的,恢复原长之前,在拉伸过程中形变量变小,根据公式 $E _ { \mathrm { p } } = \frac { 1 } { 2 } k x ^ { 2 }$ 可得弹性势能减小,在恢复形变量之后,在拉伸过程中形变量变大,根据公式 $E _ { \mathrm { p } } = \frac { 1 } { 2 } k x ^ { 2 }$ 弹性势能增大,故先减小后增大。

Question 3: 4.图为苹果自由下落时频闪照片的效果图,第一次闪光时苹果位于 $O$ 点,第二、第三、第四次闪光时苹果分别位于 $A 、 B 、 C$ 三点。已知 $O A = x _ { 1 } , A B = x...

4.图为苹果自由下落时频闪照片的效果图,第一次闪光时苹果位于 $O$ 点,第二、第三、第四次闪光时苹果分别位于 $A 、 B 、 C$ 三点。已知 $O A = x _ { 1 } , A B = x _ { 2 } , B C = x _ { 3 }$ ,频闪仪的闪光周期为 $T$ 。由图可知 $x _ { 1 } < x _ { 2 } < x _ { 3 }$ ,则苹果自由下落的动能 ![](/images/questions/phys-work-energy/image-003.jpg)

  • A. A. 越来越大
  • B. B. 保持不变
  • C. C. 越来越小
  • D. D. 先变小后变大

Answer: A

Solution: 由图可知,相等时间内苹果下落的距离逐渐变大,可知速度逐渐变大,苹果的动能逐渐变大。故选 A。

Question 4: 5.如图所示,质量为 50 kg 的同学在做仰卧起坐运动。若该同学上半身的质量约为全身质量的 $\frac { 3 } { 5 }$ ,她在 1 min 内做了 50 个仰卧起坐,每次上半身重心上升的...

5.如图所示,质量为 50 kg 的同学在做仰卧起坐运动。若该同学上半身的质量约为全身质量的 $\frac { 3 } { 5 }$ ,她在 1 min 内做了 50 个仰卧起坐,每次上半身重心上升的距离均为 0.3 m ,则她每次坐起克服重力做的功 $W$ 和仰卧起坐的功率 $P$ 约为( ) ![](/images/questions/phys-work-energy/image-004.jpg)

  • A. A. $W = 150 \mathrm {~J} , P = 125 \mathrm {~W}$
  • B. B. $W = 150 \mathrm {~J} , P = 250 \mathrm {~W}$
  • C. C. $W = 90 \mathrm {~J} , P = 75 \mathrm {~W}$
  • D. D. $W = 90 \mathrm {~J} , P = 150 \mathrm {~W}$

Answer: C

Solution: 每次上半身重心上升的高度均为 0.3 m ,则她每次克服重力做的功 $$ W = \frac { 3 } { 5 } m g h = 90 \mathrm {~J} $$ 每次仰卧起坐的时间为 $t = 1.2 \mathrm {~s}$ ,则相应的平均功率约为 $$ P = \frac { W } { t } = 75 \mathrm {~W} $$ 故 ABD 错误;C 正确。

Question 5: 6.物体做曲线运动的过程中以下物理量一定会发生变化的是

6.物体做曲线运动的过程中以下物理量一定会发生变化的是

  • A. A. 加速度
  • B. B. 动能
  • C. C. 动量
  • D. D. 机械能

Answer: C

Solution: A.物体可以受恒力作用做曲线运动,比如抛体运动,加速度可以恒定,故 A 错误。 B.物体做曲线运动的过程中,速度的方向一定改变,但大小不一定变,动能不一定变,比如匀速圆周运动,故 B 错误。 C.做曲线运动速度方向一定改变,动量的方向就是速度方向,故 C 正确。 D.物体做曲线运动与机械能没有直接关系,比如水平面的匀速圆周运动,故 D 错误。

Question 6: 7.如图所示,一质量为 $m$ 的滑块以初速度 ${ } ^ { V _ { 0 } }$ 从斜面底端沿斜面向上运动,已知滑块与斜面之间的动摩擦因数为 $\mu$ ,滑块上升的最大高度为 $h$ ,则...

7.如图所示,一质量为 $m$ 的滑块以初速度 ${ } ^ { V _ { 0 } }$ 从斜面底端沿斜面向上运动,已知滑块与斜面之间的动摩擦因数为 $\mu$ ,滑块上升的最大高度为 $h$ ,则在滑块从斜面底端滑到最高点的过程中 ![](/images/questions/phys-work-energy/image-005.jpg)

  • A. A. 斜面支持力对滑块做的功为 $\frac { m g h } { \tan \theta }$
  • B. B. 摩擦力对滑块做的功为 $\frac { \mu m g h } { \tan \theta }$
  • C. C. 重力对滑块做的功为 $m g h$
  • D. D. 合外力对滑块做的功为 $- \frac { 1 } { 2 } m v _ { 0 } ^ { 2 }$

Answer: D

Solution: A.小物块上滑过程中,斜面支持力始终与速度垂直,对滑块不做功,故 A 错误; B.根据功的定义,则摩擦力对滑块做的功为 $$ W = - \mu m g \cos \theta \cdot \frac { h } { \sin \theta } = - \mu m g \frac { h } { \tan \theta } $$ 故B错误; C.根据重力做功的特点,可知重力对滑块做的功为 $- m g h$ ,故 C 错误; D.上升到最高点速度为零,由动能定理可知合外力对滑块做的功为 $$ W _ { \text {合 } } = \Delta E _ { \mathrm { k } } = 0 - \frac { 1 } { 2 } m v _ { 0 } ^ { 2 } = - \frac { 1 } { 2 } m v _ { 0 } ^ { 2 } $$ 故 D 正确。

Question 7: 8 .小铁球坚直上抛又回到抛出点的过程中,则关于重力做功说法正确的是( )

8 .小铁球坚直上抛又回到抛出点的过程中,则关于重力做功说法正确的是( )

  • A. A. 重力做负功
  • B. B. 重力不做功
  • C. C. 重力做正功
  • D. D. 重力先做负功,再做正功

Answer: D

Solution: 小球上升过程中,重力向下,位移向上,则重力做负功;下降过程中,重力向下,位移向下,则重力做正功,即整个过程中重力先做负功,再做正功。

Question 8: 9.如图所示,小球位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平地面上.从地面上看,在小球沿斜面下滑的过程中,斜面对小球的作用力() ![](/images/questions/phys-work-energy...

9.如图所示,小球位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平地面上.从地面上看,在小球沿斜面下滑的过程中,斜面对小球的作用力() ![](/images/questions/phys-work-energy/image-006.jpg)

  • A. A. 垂直于接触面,做负功
  • B. B. 垂直于接触面,做功为零
  • C. C. 不垂直于接触面,做功为零
  • D. D. 不垂直于接触面,做功不为零

Answer: A

Solution: 斜面对小球的作用力是弹力,与接触面垂直;由于地面光滑,根据动量守恒可知,斜面会水平向左运动,支持力与小球位移方向夹角大于 $90 ^ { \circ }$ ,支持力对小球做了负功, BCD 错误 A 正确

Question 9: 10.某物体做变速直线运动,在 ${ } ^ { t _ { 1 } }$ 时刻速率为 $v$ ,在 ${ } ^ { t _ { 2 } }$ 时刻速率为 $n v$ ,则在 ${ } ^ { t ...

10.某物体做变速直线运动,在 ${ } ^ { t _ { 1 } }$ 时刻速率为 $v$ ,在 ${ } ^ { t _ { 2 } }$ 时刻速率为 $n v$ ,则在 ${ } ^ { t _ { 2 } }$ 时刻物体的动能是 ${ } ^ { t _ { 1 } }$ 时刻的 .

  • A. A. $n$ 倍
  • B. B. $\frac { n } { 2 }$ 倍
  • C. C. $n ^ { 2 }$ 倍
  • D. D. $\frac { n ^ { 2 } } { 4 }$ 倍

Answer: C

Solution: 由 $E _ { k } = \frac { 1 } { 2 } m v ^ { 2 }$ 可知,速度变为 $n$ 倍,则动能变为 $n ^ { 2 }$ 倍,C正确;

Question 10: 11.如图所示,一子弹以水平速度射入放置在光滑水平面上原来静止的木块,并留在木块当中,在此过程中子弹钻入木块的深度为 $d$ ,木块的位移为 $l$ ,木块与子弹间的摩擦力大小为 $F$ ,则( ) ...

11.如图所示,一子弹以水平速度射入放置在光滑水平面上原来静止的木块,并留在木块当中,在此过程中子弹钻入木块的深度为 $d$ ,木块的位移为 $l$ ,木块与子弹间的摩擦力大小为 $F$ ,则( ) ![](/images/questions/phys-work-energy/image-007.jpg)

  • A. A. $F$ 对木块做功为 $F l$
  • B. B. $F$ 对木块做功为 $F ( l + d )$
  • C. C. $F$ 对子弹做功为 $- F d$
  • D. D. $F$ 对子弹做功为 $F ( l + d )$

Answer: A

Solution: AB .木块的位移为 $l$ ,由 $W = F l \cos \alpha$ 可得 $F$ 对木块做功为 $W = F l$ A 正确;B 错误; CD.子弹的位移为 $l + d$ ,木块对子弹的摩擦力的方向与位移方向相反,故木块对子弹的摩 擦力做负功,即 $W = - F ( l + d )$ CD 错误。

Question 11: 12.如图所示,在水平桌面上的 $A$ 点有一个质量为 $m$ 的物体以初速度 $v _ { 0 }$ 被抛出,不计空气阻力,当它到达 $B$ 点时,其动能为() ![](/images/questi...

12.如图所示,在水平桌面上的 $A$ 点有一个质量为 $m$ 的物体以初速度 $v _ { 0 }$ 被抛出,不计空气阻力,当它到达 $B$ 点时,其动能为() ![](/images/questions/phys-work-energy/image-008.jpg)

  • A. A. $\frac { 1 } { 2 } m v _ { 0 } ^ { 2 } + m g H$
  • B. B. $\frac { 1 } { 2 } m v _ { 0 } ^ { 2 } + m g h$
  • C. C. $m g H - m g h$
  • D. D. $\frac { 1 } { 2 } m v _ { 0 } ^ { 2 } + m g ( H - h )$

Answer: B

Solution: 不计空气阻力,只有重力做功,从 $A$ 到 $B$ 过程, 由动能定理可得 $$ \begin{aligned} & E _ { K B } - \frac { 1 } { 2 } m v _ { 0 } ^ { 2 } = m g h \\ & E _ { K B } = \frac { 1 } { 2 } m v _ { 0 } ^ { 2 } + m g h \end{aligned} $$

Question 12: 13.如图所示,一块直木板可绕过 $O$ 点的水平轴在坚直平面内转动,木板上放有一小木块,木板右端受到坚 直向上的作用力 $F$ ,从图中位置 A 缓慢转动到位置 B 。小木块相对木板未发生滑动,则在...

13.如图所示,一块直木板可绕过 $O$ 点的水平轴在坚直平面内转动,木板上放有一小木块,木板右端受到坚 直向上的作用力 $F$ ,从图中位置 A 缓慢转动到位置 B 。小木块相对木板未发生滑动,则在此过程中( ) ![](/images/questions/phys-work-energy/image-009.jpg)

  • A. A. 小木块所受的摩擦力先做正功后做负功
  • B. B. 小木块所受的摩擦力对小木块始终做正功
  • C. C. 小木块所受的支持力对小木块做正功
  • D. D. 小木块所受的支持力对小木块始终不做功

Answer: C

Solution: AB .小木块所受的摩擦力总与运动方向垂直,因此不做功,故 AB 错误; CD.小木块所受的支持力总与水板方向垂直,始终与小木块的运动方向一致,故小木块所受的支持力一直对小木块做正功,故 C 正确,D 错误。

Question 13: 14.以一定的初速度坚直向上抛出一个质量为 $m$ 的小球,小球上升的最大高度为 $h$ ,空气阻力的大小恒为 $F$ ,则从抛出到落回到抛出点的过程中,空气阻力对小球做的功和所有外力对小球做的总功分...

14.以一定的初速度坚直向上抛出一个质量为 $m$ 的小球,小球上升的最大高度为 $h$ ,空气阻力的大小恒为 $F$ ,则从抛出到落回到抛出点的过程中,空气阻力对小球做的功和所有外力对小球做的总功分别是( ) $- 2 F h$

  • A. A. $0 \quad 0$
  • B. B. -Fh mgh
  • C. C. Fh $m g h$
  • D. D. $- 2 F h$

Answer: D

Solution: 整个过程阻力做功为 $$ W _ { \mathrm { f } } = - 2 h F $$ 整个过程,小球只受重力和阻力,又回到初位置,则重力不做功,所以合外力做的总功为阻力做的功,即- $2 h F$ 。故 ABC 错误,D 正确。

Question 14: 15.如图所示,质量相同的两小球 A、B,分别用长 $l$ 和 $2 l$ 的轻绳挂在不同高度的天花板上,现拉起两小球使绳伸直呈水平状态,然后由静止释放,两小球运动过程中的最低点的位置在同一水平面上,...

15.如图所示,质量相同的两小球 A、B,分别用长 $l$ 和 $2 l$ 的轻绳挂在不同高度的天花板上,现拉起两小球使绳伸直呈水平状态,然后由静止释放,两小球运动过程中的最低点的位置在同一水平面上,以小球 A 开始释放的位置所在水平面的重力为零势能参考面,当两小球到达最低位置时( ) ![](/images/questions/phys-work-energy/image-010.jpg)

  • A. A. 两球运动的线速度相等
  • B. B. 两球运动的角速度相等
  • C. C. 取同一水平面作为零势能点,两球的机械能相等
  • D. D. 细绳对两球的拉力相等

Answer: D

Solution: A.到达最低点时的速度为 $v$ :有 $m g l = \frac { 1 } { 2 } m v ^ { 2 }$ ,则 $$ v = \sqrt { 2 g l } $$ 因为绳长不同,则线速度大小不等,故 A 错误; B.当两小球到达最低位置时,两球运动的角速度 $$ \omega = \frac { v } { r } = \frac { \sqrt { 2 g l } } { l } = \sqrt { \frac { 2 g } { l } } $$ 因为绳长不同,则角速度不同,故 B 错误; C.两球的初始位置不同,重力势能不同,动能相同,则机械能不同,故 C 错误; D.绳子的拉力为 $F$ ,在最低点:$F - m g = m \frac { v ^ { 2 } } { l }$ ,解得 $$ F = 3 m g $$ 与绳长无关,故 D 正确。

Question 15: 16.在推导"匀变速直线运动位移的公式"时,把整个运动过程划分为很多小段,每一小段近似为匀速直线运动,然后把各小段位移相加来计算整个过程的位移,物理学中把这种方法称为"微元法"。下面几个实例中应用到这...

16.在推导"匀变速直线运动位移的公式"时,把整个运动过程划分为很多小段,每一小段近似为匀速直线运动,然后把各小段位移相加来计算整个过程的位移,物理学中把这种方法称为"微元法"。下面几个实例中应用到这一思想方法的是( )

  • A. A. 在计算物体间的万有引力时,若物体的尺寸相对较小,可将物体看作质点
  • B. B. 在探究弹性势能的表达式过程中,把拉伸弹簧的过程分成很多小段,在每小段内认为弹簧的弹力是恒力,然后把每小段弹力做功的代数和相加求出整个过程弹力做功的数值
  • C. C. 探究牛顿第二定律的过程中,控制物体的质量不变,研究物体的加速度与力的关系
  • D. D. 求两个力的合力时,如果一个力的作用效果与两个力的作用效果相同,这个力就是那两个力的合力

Answer: B

Solution: A.在计算物体间的万有引力时,若物体的尺寸相对较小,可将物体看作质点,采用的是理想化模型,不是微元法,故 A 不符合题意; B.在探究弹性势能的表达式过程中,把拉伸弹簧的过程分成很多小段,在每小段内认为弹簧的弹力是恒力,然后把每小段弹力做功的代数和相加求出整个过程弹力做功的数值,采用的是微元法,故 B 符合题意; C.探究牛顿第二定律的过程中,控制物体的质量不变,研究物体的加速度与力的关系,采用的是控制变量法,故 C 不符合题意; D.求两个力的合力时,如果一个力的作用效果与两个力的作用效果相同,这个力就是那两个力的合力,采用的是等效法,故 D 不符合题意。

Question 16: 17.如图所示,一物体在 10 s 内沿水平路面向右运动了 1 m ,在此过程中该物体一直受到一大小为 10 N 、方向斜向左上方且与水平方向成 $60 ^ { \circ }$ 的拉力 $F$ 的作...

17.如图所示,一物体在 10 s 内沿水平路面向右运动了 1 m ,在此过程中该物体一直受到一大小为 10 N 、方向斜向左上方且与水平方向成 $60 ^ { \circ }$ 的拉力 $F$ 的作用。则在这段时间内拉力 $F$对物体做的功为() ![](/images/questions/phys-work-energy/image-011.jpg)

  • A. A. 10 J
  • B. B. - 10 J
  • C. C. 5 J
  • D. D. - 5 J

Answer: D

Solution: 根据恒力做功计算表达式 $$ W = F L \cos \alpha $$ 可得 $$ W = 10 \times 1 \times \cos 120 ^ { \circ } \mathrm { J } = - 5 \mathrm {~J} $$

Question 17: 18.如图所示,用线拴小球在光滑水平面上做匀速圆周运动,圆的半径是 1 m ,球的质量是 0.1 kg ,线速度 ${ } ^ { V = 1 \mathrm {~m} / \mathrm { s }...

18.如图所示,用线拴小球在光滑水平面上做匀速圆周运动,圆的半径是 1 m ,球的质量是 0.1 kg ,线速度 ${ } ^ { V = 1 \mathrm {~m} / \mathrm { s } }$ ,小球由 $A$ 点运动到 $B$ 点恰好是半个圆周,那么在这段运动中线的拉力做的功是( ) ![](/images/questions/phys-work-energy/image-012.jpg)

  • A. A. 0
  • B. B. 0.1 J
  • C. C. 0.314 J
  • D. D. 无法确定

Answer: A

Solution: 小球运动过程中,绳的拉力方向始终与小球速度方向垂直,故拉力做功为 0 ,故 A正确;

Question 18: 19.如图所示,电梯质量为 $M$ ,它的水平地板上放置一质量为 $m$ 的物体,电梯在钢索的拉力作用下由静止开始坚直向上加速运动。当上升高度为 $H$ 时,电梯的速度达到 $v$ ,则在这段过程中,...

19.如图所示,电梯质量为 $M$ ,它的水平地板上放置一质量为 $m$ 的物体,电梯在钢索的拉力作用下由静止开始坚直向上加速运动。当上升高度为 $H$ 时,电梯的速度达到 $v$ ,则在这段过程中,下列说法中正确的是( ) ![](/images/questions/phys-work-energy/image-013.jpg)

  • A. A. 电梯对物体的支持力所做的功等于 $\frac { 1 } { 2 } m v ^ { 2 }$
  • B. B. 电梯对物体的支持力所做的功大于 $\frac { 1 } { 2 } m v ^ { 2 }$
  • C. C. 钢索的拉力所做的功等于 $\frac { 1 } { 2 } m v ^ { 2 } + M g H$
  • D. D. 钢索的拉力所做的功小于 $\frac { 1 } { 2 } m v ^ { 2 } + M g H$

Answer: B

Solution: A.梯对物体的支持力所做的正功和物体重力所做的负功之和等于 $\frac { 1 } { 2 } m v ^ { 2 }$ ,故 A 错误; B.由 A 项分析知电梯对物体的支持力所做的功等于物体克服重力所做功加上 $\frac { 1 } { 2 } m v ^ { 2 }$ ,故 B正确; CD .由动能定理可得 $$ W _ { \text {钢索 } } - ( m + M ) g H = \frac { 1 } { 2 } ( m + M ) v ^ { 2 } $$ 解得 $$ W _ { \text {钢索 } } = ( m + M ) g H + \frac { 1 } { 2 } ( m + M ) v ^ { 2 } $$ 故 CD 错误。

Question 19: 20.用拉力 F 将一个重为 10 N 的物体匀速升高 1 m ,如图所示,在这个过程中,下列说法错误的是( ) ![](/images/questions/phys-work-energy/imag...

20.用拉力 F 将一个重为 10 N 的物体匀速升高 1 m ,如图所示,在这个过程中,下列说法错误的是( ) ![](/images/questions/phys-work-energy/image-014.jpg)

  • A. A. 拉力 F 对物体做的功是 10 J
  • B. B. 合力对物体做的功是 10 J
  • C. C. 物体克服重力做的功是 10 J
  • D. D. 物体的重力势能增加了 10 J

Answer: B

Solution: A.因为物体匀速上升,则 $F = G = 10 \mathrm {~N}$ ,则拉力做功 $W _ { F } = F h = 10 \times 1 \mathrm {~J} = 10 \mathrm {~J}$ ,故 $A$ 正确; B.物体匀速上升,合力的大小为零,则合力做功为零,故 B 错误; CD.重力做功 $W _ { G } = - m g h = - 10 \mathrm {~J}$ ,知物体克服重力做功 10 J ,重力势能增加 10 J ,故 $\mathrm { C } 、 D$ 正确; 说法错误的故选 B.

Question 20: 22.如图所示,小明用与水平方向成 $\theta$ 角的轻绳拉木箱,绳中张力为 $F$ ,木箱沿水平地面向右移动了一段距离 $l$ 。已知木箱与地面间的动摩擦因数为 $\mu$ ,木箱质量为 $m$...

22.如图所示,小明用与水平方向成 $\theta$ 角的轻绳拉木箱,绳中张力为 $F$ ,木箱沿水平地面向右移动了一段距离 $l$ 。已知木箱与地面间的动摩擦因数为 $\mu$ ,木箱质量为 $m$ ,木箱受到的 ![](/images/questions/phys-work-energy/image-015.jpg)

  • A. A. 支持力做功为 $( m g - F \sin \theta )$
  • B. B. 重力做功为 $m g l$
  • C. C. 拉力做功为 $F l \cos \theta$
  • D. D. 滑动摩擦力做功为 $- \mu \mathrm { mgl }$

Answer: C

Solution: A.支持力的方向坚直向上,始终与木箱运动的方向垂直,所以支持力不做功,故 A 错误 ; B.重力的方向坚直向下,始终与木箱运动的方向垂直,所以重力不做功,故 B 错误; C.拉力的方向与木箱运动方向之间的夹角为 $\theta$ ,所以拉力做功为 $$ W _ { \mathrm { F } } = F l \cos \theta $$ ## 故 C 正确; D.对木箱受力分析,可得滑动摩擦力为 $$ F _ { \mathrm { f } } = \mu F _ { \mathrm { N } } = \mu ( m g - F \sin \theta ) $$ 则摩擦力做功 $$ W _ { F _ { \mathrm { f } } } = - F _ { \mathrm { f } } l = - \mu ( m g - F \sin \theta ) l $$ 故 D 错误。

Question 21: 23.质量为 2 kg 的物体做自由落体运动,经过 2 s 落地。重力加速度 $\mathrm { g } = 10 \mathrm {~m} / \mathrm { s } ^ { 2 }$ 。关于...

23.质量为 2 kg 的物体做自由落体运动,经过 2 s 落地。重力加速度 $\mathrm { g } = 10 \mathrm {~m} / \mathrm { s } ^ { 2 }$ 。关于重力做功及功率,下列说法正确的是

  • A. A. 下落过程中重力的平均功率是 200 W
  • B. B. 下落过程中重力做的功是 200 J
  • C. C. 落地前的瞬间物体的动能是 200 J
  • D. D. 落地前的瞬间重力的瞬时功率是 200 W

Answer: A

Solution: AB .重力做功 $$ P = m g h = 2 \times 10 \times 20 \mathrm {~J} = 400 \mathrm {~J} $$ 平均功率 $$ \bar { P } = \frac { m g h } { t } = \frac { 2 \times 10 \times 20 } { 2 } \mathrm {~W} = 200 \mathrm {~W} $$ A 正确,B 错误; CD.落地时地速率 $$ v = g t = 10 \times 2 \mathrm {~m} / \mathrm { s } = 20 \mathrm {~m} / \mathrm { s } $$ 落地前的瞬间物体的动能是 $$ P = \frac { 1 } { 2 } m v ^ { 2 } = 400 \mathrm {~J} $$ 重力的瞬时功率 $$ P = m g v = 20 \times 20 \mathrm {~W} = 400 \mathrm {~W} $$ 故 C 错误,D 错误。

Question 22: 24.下列对功的认识,其描述正确的是

24.下列对功的认识,其描述正确的是

  • A. A. 因为功有正负,所以功是矢量
  • B. B. 作用力做正功时,反作用力一定做负功
  • C. C. 合外力对物体做功为零时,物体的机械能一定守恒
  • D. D. 静摩擦力可能做正功,也可能做负功,还可能不做功

Answer: D

Solution: A.功有正负,但功是标量,故 A 错误 ; B.一对相互作用力做功,可以出现都做正功、都做负功、一个做正功,另一个做负功或一个做功,一个不做功等各种情况,故 B 错误; C.在外力作用下物体向上匀速运动,合力做功为零,动能不变,但是重力势能增加,机械能增加,故C错误; D.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,还可以与运动方向垂直,故静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功,故 D 正确。

Question 23: 25.把一个物体坚直向上抛出去,该物体上升的最大高度是 $h$ ,若物体的质量为 $m$ ,所受的空气阻力大小恒为 $f$ ,则在从物体被抛出到落回地面的全过程中(

25.把一个物体坚直向上抛出去,该物体上升的最大高度是 $h$ ,若物体的质量为 $m$ ,所受的空气阻力大小恒为 $f$ ,则在从物体被抛出到落回地面的全过程中(

  • A. A. 空气阻力做的功为零
  • B. B. 空气阻力做的功为 $2 f h$
  • C. C. 重力所做的功为零
  • D. D. 重力所做的功为 $2 m g h$

Answer: C

Solution: AB .在上升的过程中,空气阻力做功为 $- f h$ ,在下降的过程中,空气阻力做功为- $f h$ ,则整个过程中空气阻力做功为 $- 2 f h , \mathrm { AB }$ 错误; CD.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,所以重力所做的功为零,C正确,D错误。

Question 24: 26.一木块前端有一滑轮,绳的一端系在右方固定处,另一端穿过滑轮用恒力 F 拉住保持两股绳之间的夹角 $\theta$ 不变,如图所示,当用力拉绳使木块前进 s 时,力 F 对木块做的功 (不计绳重和...

26.一木块前端有一滑轮,绳的一端系在右方固定处,另一端穿过滑轮用恒力 F 拉住保持两股绳之间的夹角 $\theta$ 不变,如图所示,当用力拉绳使木块前进 s 时,力 F 对木块做的功 (不计绳重和摩擦)是( ) ![](/images/questions/phys-work-energy/image-016.jpg)

  • A. A. Fscos $\theta$
  • B. B. Fs $( 1 + \cos \theta )$
  • C. C. 2 Fscos $\theta$
  • D. D. 2 Fs

Answer: B

Solution: 拉绳时,两股绳中的拉力都是 $F$ ,它们都对物体做功,根据恒力做功的表达式: $\mathrm { W } = \mathrm { FS } \cos \theta$ ,得到 :斜向右上方的拉力 $F$ 做功为:$W _ { 1 } = \mathrm { FS } \cos \theta$ 水平向右的拉力做功为:$W _ { 2 } = \mathrm { FS }$ 因此其对物体做的功为 $W = W _ { 1 } + W _ { 2 } = F S \cos \theta + F S = F S ( 1 + \cos \theta ) \equiv$

Question 25: 27.某高速行驶的汽车由于刹车失灵,司机将汽车驶入外侧的斜坡式避险车道,如图所示。在汽车冲上斜坡做减速运动的过程中,下列说法正确的是( ) ![](/images/questions/phys-wor...

27.某高速行驶的汽车由于刹车失灵,司机将汽车驶入外侧的斜坡式避险车道,如图所示。在汽车冲上斜坡做减速运动的过程中,下列说法正确的是( ) ![](/images/questions/phys-work-energy/image-017.jpg)

  • A. A. 汽车的重力做正功
  • B. B. 汽车的重力做负功
  • C. C. 汽车的重力势能减小
  • D. D. 汽车的重力势能不变

Answer: B

Solution: AB .汽车的重力做负功,所以 A 错误;B正确; CD.汽车的重力势能增加,所以 CD 错误;

Question 26: 28.关于静止卫星,下列说法错误的是( )

28.关于静止卫星,下列说法错误的是( )

  • A. A. 发射速度大于第一宇宙速度
  • B. B. 运行速度小于第一宇宙速度
  • C. C. 运行周期一定,但距离地面高度可能不同
  • D. D. 不同的静止卫星其动能可能不同

Answer: C

Solution: A.第一宇宙速度是最小的发射速度,则发射静止卫星时的速度大于第一宇宙速度,选项 A 正确,不符合题意; B.第一宇宙速度是最大的环绕速度,则发射静止卫星的运行速度小于第一宇宙速度,选项 B 正确,不符合题意; C.所有静止卫星的运行周期都是一定的,均为 24 h ,根据 $$ G \frac { M m } { r ^ { 2 } } = m \frac { 4 \pi ^ { 2 } } { T ^ { 2 } } r $$ 可知距离地面高度都相同,选项 C 错误,符合题意; D.不同的静止卫星质量可能不同,则其动能可能不同,选项 D 正确,不符合题意。

Question 27: 29.质量为 $m$ 的物体沿底面长度均为 $L$ ,倾角不同的 $a 、 b 、 c$ 三个斜面从顶端滑下,如图所示,物体和斜面间的滑动摩擦因数相同,$a 、 b 、 c$ 三个斜面与水平面的夹角的...

29.质量为 $m$ 的物体沿底面长度均为 $L$ ,倾角不同的 $a 、 b 、 c$ 三个斜面从顶端滑下,如图所示,物体和斜面间的滑动摩擦因数相同,$a 、 b 、 c$ 三个斜面与水平面的夹角的关系是 $\theta _ { 1 } > \theta _ { 2 } > \theta _ { 3 }$ ,物体从 $a 、 b 、 c$ 三个斜面顶端到底端过程中,摩擦力做功分别是 $W _ { 1 } 、 W _ { 2 }$ 和 $W _ { 3 }$ ,则它们的关系是( ) ![](/images/questions/phys-work-energy/image-018.jpg)

  • A. A. $W _ { 1 } > W _ { 2 } > W _ { 3 }$
  • B. B. $W _ { 1 } = W _ { 3 } > W _ { 2 }$
  • C. C. $W _ { 1 } > W _ { 2 } = W _ { 3 }$
  • D. D. $W _ { 1 } = W _ { 2 } = W _ { 3 }$

Answer: D

Solution: 如图 ![](/images/questions/phys-work-energy/image-019.jpg) 擦力等于 $$ f = \mu F _ { \mathrm { N } } = \mu m g \cos \theta $$ 底边长为 $L$ ,物体走过的位移为 $x$ ,则 $$ x = \frac { L } { \cos \theta } $$ 由做功公式可得 $$ W _ { f } = - f x = - \mu m g L $$ 所以,摩擦力做功与 $\mu 、 m 、 L$ 有关,与角度无关,故选 D。

Question 28: 30 .载人飞行包是一个单人低空飞行装置,如图所示,其发动机使用汽油作为燃料提供动力,可以垂直起降也可以快速前进,若飞行包(包括人)在坚直方向上匀速上升的过程中 (空气阻力不可忽略),下列说法正确的是...

30 .载人飞行包是一个单人低空飞行装置,如图所示,其发动机使用汽油作为燃料提供动力,可以垂直起降也可以快速前进,若飞行包(包括人)在坚直方向上匀速上升的过程中 (空气阻力不可忽略),下列说法正确的是() ![](/images/questions/phys-work-energy/image-020.jpg)

  • A. A. 发动机对飞行包不做功
  • B. B. 飞行包的重力做正功
  • C. C. 飞行包的动能不变
  • D. D. 飞行包的机械能不变

Answer: C

Solution: A.飞行包(包括人)在竖直匀速上升的过程中,发动机的动力向上,则发动机对飞行包做正功,故 A 错误; B.高度上升,飞行包的重力做负功,故 B 错误; C.飞行包(包括人)在坚直方向上匀速上升,故飞行包的动能不变,故选 C 正确; D.飞行包在上升过程中动能不变,重力势能变大,故机械能变大,故 D 错误。

Question 29: 31.下列说法正确的是

31.下列说法正确的是

  • A. A. 做圆周运动的物体,其加速度一定指向圆心
  • B. B. 只要系统所受外力之和为零,则系统的动量守恒,系统的机械能也守恒
  • C. C. 在地球上同一位置,沿不同方向抛出物体,不计空气阻力,物体的速度变化率相同
  • D. D. 做简谐运动的质点先后通过同一点,回复力、速度、加速度、位移一定相同

Answer: C

Solution: A.做匀速圆周运动的物体,加速度指向圆心,变速圆周运动有切向加速度改变速度大小,故 A 选项错误; B.合外力为零,动量守恒,但如果系统内存在相互作用的滑动摩擦力,会伴随着摩擦生热,机械能不守恒,故 B 选项错误; C.速度变化率等于加速度,不计空气阻力,抛体运动只受重力,加速度为重力加速度,同一地点,重力加速度相同,故 C 选项正确; D.简谐运动的质点先后通过同一点,速度方向不同,故 D 选项错误。

Question 30: 32.如图为探究弹簧的弹性势能与哪些因素有关的实验装置,用向下的力缓慢推小球压缩弹簧,撤去推力后,小球从坚直圆管中向上弹出。不计摩擦和空气阻力,弹簧的形变始终在弹性限度内,则 ## ||

32.如图为探究弹簧的弹性势能与哪些因素有关的实验装置,用向下的力缓慢推小球压缩弹簧,撤去推力后,小球从坚直圆管中向上弹出。不计摩擦和空气阻力,弹簧的形变始终在弹性限度内,则 ## ||

  • A. A. 只增大弹簧的压缩量,小球上升的高度不变
  • B. B. 只增大弹簧的压缩量,小球上升的高度增大
  • C. C. 只增大弹簧的劲度系数,小球上升的高度不变
  • D. D. 只增大弹簧的劲度系数,小球上升的高度减小

Answer: B

Solution: 设弹簧的初始压缩量为 $x$ ,初始弹簧劲度系数为 $k$ ,初始状态小球上升的高度为 $h$ ,小球的质量为 $m$ ,则从外力释放弹簧弹动小球到小球上升到最大高度的过程中,小球受 重力和弹力共同作用,其机械能增量等于弹力做的功,大小和初始弹性势能 $E _ { \mathrm { p } } = \frac { 1 } { 2 } k x ^ { 2 }$ 相等,即 $$ m g h = \frac { 1 } { 2 } k x ^ { 2 } $$ 小球上升的高度为 $$ h = \frac { k x ^ { 2 } } { 2 m g } $$ 由上式可知,若只增大弹簧的压缩量小球上升的高度增大,只增大弹簧的劲度系数,小球上升的高度增大。

Question 31: 33.质量为 1 kg 的物体在水平面上滑行,其动能随位移变化的情况如图所示,取 $\mathrm { g } = 10 \mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$ ...

33.质量为 1 kg 的物体在水平面上滑行,其动能随位移变化的情况如图所示,取 $\mathrm { g } = 10 \mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$ ,则物体滑行持续的时间为() ![](/images/questions/phys-work-energy/image-021.jpg)

  • A. A. 2 s
  • B. B. 3 s
  • C. C. 4 s
  • D. D. 5 s

Answer: D

Solution: 根据动能定理 $\mathrm { W } = \mathrm { E } _ { \mathrm { k } 2 } - \mathrm { E } _ { \mathrm { k } 1 }$ ,由题图可知,动能在减小,说明阻力对物体做负功,所以有 $- \mathrm { Fs } = 0 - \mathrm { E } _ { \mathrm { k } }$ $\mathrm { F } = \frac { E _ { K } } { s } = \frac { 50 } { 25 } \mathrm {~N} =$"2"N 加速度 $\mathrm { a } = \frac { F } { m } = \frac { 2 } { 1 } \mathrm {~m} / \mathrm { s } ^ { 2 } = " 2 " \mathrm {~m} / \mathrm { s } ^ { 2 }$ 由运动学公式 $\mathrm { s } = \frac { 1 } { 2 } \mathrm { at } ^ { 2 }$ 得 $: \mathrm { t } = \sqrt { \frac { 2 s } { a } } = \sqrt { \frac { 2 \times 25 } { 2 } } \mathrm {~s} =$" 5 " s . 思路分析:物体的动能随时间在减小,所以阻力做负功,根据动能定理 $\mathrm { W } = \mathrm { E } _ { \mathrm { k } 2 } - \mathrm { E } _ { \mathrm { k } 1 } , ~ \mathrm { a } = \frac { F } { m }$ ,$\frac { 1 } { 2 } \mathrm { at } ^ { 2 }$ 分析, 试题点评:本题考查了动能定理的利用,结合给出的图像分析解题

Question 32: 34.新型冠状病毒引发的肺炎疫情牵动着亿万国人的心,一方有难,八方支援,当武汉各种物品告急时,全国人民纷纷慷慨解囊,捐款捐物,支援武汉。1月28日下午,山东寿光首批援助武汉的 350 多吨 20 余种...

34.新型冠状病毒引发的肺炎疫情牵动着亿万国人的心,一方有难,八方支援,当武汉各种物品告急时,全国人民纷纷慷慨解囊,捐款捐物,支援武汉。1月28日下午,山东寿光首批援助武汉的 350 多吨 20 余种新鲜优质蔬菜装载完毕,如图甲所示,满载蔬菜的大卡车沿一段平直公路缓缓驶出,其速度 $v$ 随位移 $x$ 的变化关系如图乙所示。则卡车 ![](/images/questions/phys-work-energy/image-022.jpg) 图甲 ![](/images/questions/phys-work-energy/image-023.jpg) 图乙

  • A. A. 做匀加速直线运动
  • B. B. 相同时间内速度变化量相同
  • C. C. 相同时间内速度变化量越来越大
  • D. D. 相同位移内所受合外力做功相同

Answer: C

Solution: ABC .因为 $$ \frac { \Delta v } { \Delta x } = \frac { \Delta v } { \Delta t } \cdot \frac { \Delta t } { \Delta x } = \frac { a } { v } $$ 可知 $v - x$ 图线的斜率表示 $k = \frac { a } { v }$ ,汽车的速度增大,则加速度 $a$ 增大,做加速度增大的加速运动,根据 $$ \Delta v = a \Delta t $$ 可知,相同时间内速度变化量越来越大,选项 AB 错误, C 正确; D.由图可知,相同位移内速度的增加量相同,根据 $$ W _ { \text {合 } } = \frac { 1 } { 2 } m v ^ { 2 } - \frac { 1 } { 2 } m v ^ { \prime 2 } = \frac { 1 } { 2 } m \left( v + v ^ { \prime } \right) \Delta v $$ 则相同位移内所受合外力做功越来越大,选项 D 错误。

Question 33: 35.2020年12月11日连淮扬镇铁路全线通车,实现了扬州所有县区通火车的梦想。如图,一列质量为 $m$ 的动车,初速度为 $v _ { 0 }$ ,以恒定功率 $P$ 在平直轨道上运动,经时间 $...

35.2020年12月11日连淮扬镇铁路全线通车,实现了扬州所有县区通火车的梦想。如图,一列质量为 $m$ 的动车,初速度为 $v _ { 0 }$ ,以恒定功率 $P$ 在平直轨道上运动,经时间 $t$ 达到该功率下的最大速度 $\mathrm { v } _ { \mathrm { m } }$ ,设动车行驶过程所受到的阻力 $F$ 保持不变。动车在时间 $t$ 内 ![](/images/questions/phys-work-energy/image-024.jpg)

  • A. A. 做匀加速直线运动
  • B. B. 加速度逐渐增大
  • C. C. 牵引力的功率 $P = \mathrm { Fv } _ { \mathrm { m } }$
  • D. D. 牵引力做功 $W = \frac { m v _ { \mathrm { m } } ^ { 2 } - m v _ { 0 } ^ { 2 } } { 2 }$

Answer: C

Solution: AB .动车以恒定功率运动,根据 $$ P _ { \text {额 } } = F _ { \text {奔 } } V $$ 知随着速度的增加,牵引力逐渐减小,合力减小,加速度减小,故动车做加速度逐渐减小的变加速直线运动, AB 错误; C.当牵引力与阻力大小相等时加速度为零,速度达到最大,即有 $$ F _ { \text {军 } } = F $$ 则动车的功率 $$ P = F _ { \text {奔 } } v _ { m } = F v _ { m } $$ C 正确; D.根据动能定理得合外力做功为 $$ W + W _ { \text {阻力 } } = \frac { 1 } { 2 } m v _ { m } ^ { 2 } - \frac { 1 } { 2 } m v _ { 0 } ^ { 2 } $$ 则牵引力做功 $$ W = \frac { 1 } { 2 } m v _ { m } ^ { 2 } - \frac { 1 } { 2 } m v _ { 0 } ^ { 2 } - W _ { \text {阻力 } } $$ D 错误。

Question 34: 36.如图所示,长为 $L$ 的轻杆一端固定质量为 $m$ 的小球,另一端固定在转轴 $O$ ,现使小球在坚直平面内做圆周运动,$P$ 为圆周的最高点,若小球通过圆周最低点时的速度大小为 $\sqrt...

36.如图所示,长为 $L$ 的轻杆一端固定质量为 $m$ 的小球,另一端固定在转轴 $O$ ,现使小球在坚直平面内做圆周运动,$P$ 为圆周的最高点,若小球通过圆周最低点时的速度大小为 $\sqrt { \frac { 9 } { 2 } g L }$ ,忽略摩擦阻力和空气阻力,则以下判断正确的是()。 ![](/images/questions/phys-work-energy/image-025.jpg)

  • A. A. 小球不能到达 $P$ 点
  • B. B. 小球到达 $P$ 点时的速度大于 $\sqrt { g L }$
  • C. C. 小球能到达 $P$ 点,且在 $P$ 点受到轻杆向上的弹力
  • D. D. 小球能到达 $P$ 点,且在 $P$ 点受到轻杆向下的弹力

Answer: C

Solution: AB .从最低点到最高点,根据动能定理有 $$ - m g 2 L = \frac { 1 } { 2 } m v _ { P } ^ { 2 } - \frac { 1 } { 2 } m v _ { 0 } ^ { 2 } $$ 带入数据可得最高点速度 $$ v _ { P } = \frac { \sqrt { 2 g L } } { 2 } $$ 对于轻杆,既可以提供向上的支持力也可以提供向下的拉力,所以无论多大的速度,只要能够到达最高点都可以通过最高点,所以小球 $P$ 能够到达最高点,但是速度小于 $\sqrt { g L }$ ,选项 A、B 错误 . CD .在 $P$ 点受力 $$ F + m g = m \frac { v _ { p } ^ { 2 } } { L } $$ 可得 $$ F = - \frac { m g } { 2 } $$ 说明杆的支持力坚直向上,选项 C 正确,D 错误 . 【点睛】圆周运动合力提供向心力,轻杆模型和细线轻绳不同,轻杆的弹力不一定沿杆的方向,可以沿杆向外,也可以沿杆向内,所以圆周运动只要能到达最高点,就可以通过。合力提供向心力,可以假设弹力方向为正方向与重力方向相同,计算结果若为负,说明与重力方向相反。

Question 35: 37.在光滑的水平面上,一滑块的质量 $m = 2 \mathrm {~kg}$ ,在水平面上受水平方向上恒定的外力 $F =$ 4 N (方向未知)作用下运动,如图所示给出了滑块在水平面上运动的一段...

37.在光滑的水平面上,一滑块的质量 $m = 2 \mathrm {~kg}$ ,在水平面上受水平方向上恒定的外力 $F =$ 4 N (方向未知)作用下运动,如图所示给出了滑块在水平面上运动的一段轨迹,滑块过 $P 、 Q$ 两点时速度大小均为 $v = 5 \mathrm {~m} / \mathrm { s }$ .滑块在 $P$ 点的速度方向与 $P Q$ 连线的夹角 $\alpha = 37 ^ { \circ }$ , $\sin 37 ^ { \circ } = 0.6$ ,则下列说法正确的是 ![](/images/questions/phys-work-energy/image-026.jpg)

  • A. A. 水平恒力 $F$ 的方向与 $P Q$ 连线成 $53 ^ { \circ }$ 角
  • B. B. 滑块从 $P$ 到 $Q$ 的时间为 6 s
  • C. C. 滑块从 $P$ 到 $Q$ 的过程中速度最小值为 $5 \mathrm {~m} / \mathrm { s }$
  • D. D. $P 、 Q$ 两点的距离为 12 m

Answer: D

Solution: A.设水平恒力 $F$ 的方向与 $P Q$ 连线夹角为 $\beta$ ,滑块过 $P , Q$ 两点时的速度大小相等,根据动能定理得 $$ F x _ { P Q } \cos \beta = \Delta E _ { k } = 0 $$ 得 $$ \beta = 90 ^ { \circ } $$ 即水平恒力 $F$ 与 $P Q$ 连线垂直且指向轨迹的凹侧, A 错误; B.把 $P$ 点的速度分解在沿水平力 $F$ 和垂直水平力 $F$ 两个方向上,沿水平力 $F$ 方向上滑块先做匀减速后做匀加速直线运动,有 $$ a = \frac { F } { m } = 2 \mathrm {~m} / \mathrm { s } ^ { 2 } $$ 当 $F$ 方向速度为零时,时间为 $$ v \sin 37 ^ { \circ } = a t $$ 解得 $$ t = 1.5 \mathrm {~s} $$ 根据对称性,滑块从 $P$ 到 $Q$ 的时间为 $$ t ^ { \prime } = 2 t = 3 \mathrm {~s} $$ B 错误 ; C.当 $F$ 方向速度为零时,只有垂直 $F$ 方向的速度 $$ v ^ { \prime } = v \cos 37 ^ { \circ } = 4 \mathrm {~m} / \mathrm { s } $$ 此时速度方向与 $F$ 垂直,速度最小,C错误; D.垂直 $F$ 的方向上物块做匀速直线运动,有 $$ x _ { P Q } = v ^ { \prime } t ^ { \prime } = 12 \mathrm {~m} $$ D正确。

Question 36: 38.2020年5月28日,中国第一艘国产航空母舰"山东舰"在某海域执行训练任务.如图假设某次舰上进行飞机起飞训练,质量为 $m = 2 \times 10 ^ { 4 } \mathrm {~kg}...

38.2020年5月28日,中国第一艘国产航空母舰"山东舰"在某海域执行训练任务.如图假设某次舰上进行飞机起飞训练,质量为 $m = 2 \times 10 ^ { 4 } \mathrm {~kg}$ 的飞机在弹射系统作用下经过 $t _ { 1 } = 0.2 \mathrm {~s}$以某一初速度进入甲板跑道,之后在甲板上做匀加速直线运动,经过 ${ } ^ { t _ { 2 } } = 4.0 \mathrm {~s}$ 在跑道上运动 120 m 后成功起飞,且飞机的起飞速度为 $v = 50 \mathrm {~m} / \mathrm { s }$ ,不计空气阻力.下列说法正确的是 ![](/images/questions/phys-work-energy/image-027.jpg)

  • A. A. 飞机在弹射系统作用下获得的动量大小为 $1 \times 10 ^ { 5 } \mathrm {~kg} \cdot \mathrm {~m} / \mathrm { s }$
  • B. B. 弹射系统作用于飞机的平均作用力大小为 $1 \times 10 ^ { 6 } \mathrm {~N}$
  • C. C. 飞机在甲板跑道上的加速度大小为 $12.5 \mathrm {~m} / \mathrm { s } ^ { 2 }$
  • D. D. 弹射系统对飞机所做的功为 $2.5 \times 10 ^ { 5 } \mathrm {~J}$

Answer: B

Solution: A.飞机在弹射系统作用下获得的初速度为 $v _ { 0 }$ ,则 $$ \frac { v _ { 0 } + v } { 2 } t _ { 2 } = s $$ 解得 $$ v _ { 0 } = 10 \mathrm {~m} / \mathrm { s } $$ 则飞机在弹射系统作用下获得的动量大小为 $$ p _ { 0 } = m v _ { 0 } = 2 \times 10 ^ { 5 } \mathrm {~kg} \cdot \mathrm {~m} / \mathrm { s } $$ 选项 A 错误 ; B.根据动量定理可知 $$ F t _ { 1 } = p _ { 0 } $$ 解得 $$ F = 1 \times 10 ^ { 6 } \mathrm {~N} $$ 选项 B 正确 ; C.飞机在甲板跑道上的加速度大小为 $$ a = \frac { v - v _ { 0 } } { t _ { 2 } } = \frac { 50 - 10 } { 4 } \mathrm {~m} / \mathrm { s } ^ { 2 } = 10 \mathrm {~m} / \mathrm { s } ^ { 2 } $$ 选项 C 错误 ; D.弹射系统对飞机所做的功为 $$ W = \frac { 1 } { 2 } m v _ { 0 } ^ { 2 } = 1.0 \times 10 ^ { 6 } \mathrm {~J} $$ 选项 D 错误。

Question 37: 39.如图所示,质量均为 $m$ 的三个小球分别从高度都为 $h$ 的光滑固定斜面顶端由静止滑到底端,三个斜面倾角不同,则 ![](/images/questions/phys-work-energy...

39.如图所示,质量均为 $m$ 的三个小球分别从高度都为 $h$ 的光滑固定斜面顶端由静止滑到底端,三个斜面倾角不同,则 ![](/images/questions/phys-work-energy/image-028.jpg)

  • A. A. 重力对小球做功均为 ${ } ^ { m g h }$
  • B. B. 弹力对小球做功均为 ${ } ^ { m g h }$
  • C. C. 重力的平均功率均相等
  • D. D. 弹力的平均功率不相等

Answer: A

Solution: A.根据重力做功的特点可知,重力对小球做功均为 ${ } ^ { m g h }$ ,选项 A 正确; B.弹力的方向与位移方向垂直,则弹力对小球做功均为 0 ,选项 B 错误; C.根据牛顿第二定律可得,小球沿斜面下滑的重力加速度 $a = g \sin \theta$ ,则下滑时间 $$ t = \sqrt { \frac { 2 h } { a \sin \theta } } = \sqrt { \frac { 2 h } { g \sin ^ { 2 } \theta } } $$ 因各个斜面的倾角 $\theta$ 不同,则下滑的时间不同,根据 $\bar { P } _ { G } = \frac { W _ { G } } { t }$ 可知,重力的平均功率不相等,选项 C 错误; D.根据 $\overline { P _ { N } } = \frac { W _ { N } } { t }$ 可知,弹力的平均功率相等,选项 D 错误;

Question 38: 40.航空母舰的舰载机在起飞的过程中,仅靠自身发动机喷气不足以在飞行甲板上达到起飞速度,如果安装辅助起飞的电磁弹射系统(如图甲所示)就能达到起飞速度。电磁弹射系统的一种设计可简化为乙图所示,图中 $M...

40.航空母舰的舰载机在起飞的过程中,仅靠自身发动机喷气不足以在飞行甲板上达到起飞速度,如果安装辅助起飞的电磁弹射系统(如图甲所示)就能达到起飞速度。电磁弹射系统的一种设计可简化为乙图所示,图中 $M N 、 P Q$ 是光滑平行金属直导轨(电阻忽略不计),$A B$ 是电磁弹射车,回路 $P B A M$ 中电流恒定,该电流产生的磁场对弹射车施加力的作用,从而带动舰载机由静止开始向右加速起飞,不计空气阻力,关于该系统,下列说法正确的是 ![](/images/questions/phys-work-energy/image-029.jpg) 轨道 甲(侧视图) ![](/images/questions/phys-work-energy/image-030.jpg) 乙(俯视图) 《2025年10月29日高中物理作业》

  • A. A. $M N 、 P Q$ 间的磁场是匀强磁场
  • B. B. 弹射车做加速度减小的加速运动
  • C. C. 弹射车的动能与电流的大小成正比
  • D. D. 回路 PBAM 中通以交变电流,弹射车仍能正常加速

Answer: D

Solution: A.根据右手螺旋法则可知平行金属直导轨之间存在坚直向上的磁场,且通电直导线产生的磁场为环形磁场,离导线越远,磁场越弱,故 $M N 、 P Q$ 间的磁场不是匀强磁场, A错误 ; B.沿导轨方向,磁场不变,且 $M 、 P$ 两端加载恒定电压,电阻不变,则电流大小也不变,平行导轨的宽度也不变,则由安培力 $$ F _ { \text {安 } } = B I L $$ 可知安培力大小不变,所以弹射车的加速度不变,故弹射车做匀加速直线运动,B错误; C.根据动能定理可知 $$ E _ { \mathrm { k } } = F _ { \text {安 } } X $$ 当电压增大时,回路中的电流增大,而电流增大则使导轨间的磁场也随之增大,即电压的大小将会影响磁场和电流的大小,则由 $$ F _ { \text {安 } } = B I L $$ 可知安培力与电压的大小不成正比,故动能与电压的大小也不成正比,C错误; D.根据右手螺旋法则可知电流方向沿回路 PBAM 时,导轨之间产生坚直向上的磁场,结合左手定则可知电磁弹射车所受安培力方向向右;当电流方向沿回路 $M A B P$ 时,根据右手螺旋法则导轨之间产生坚直向下的磁场,结合左手定则可知电磁弹射车所受安培力方向依然向右。故电流的变化不改变电磁弹射车所受安培力的方向,即电磁弹射系统能够正常工作,D正确。
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功与能

38 练习题

知识点概述

功与能是物理学的核心概念,主要研究力对物体做功与能量转化之间的关系。在CSCA考试中,这部分内容常结合弹簧、重力场等情景,考察动能定理、机械能守恒定律的应用。题目通常要求分析运动过程中能量的变化,并计算相关物理量。

题目数量:38

重点内容

  • 1功的计算:恒力做功公式W=Fscosθ,变力做功可通过图像面积或能量变化求解
  • 2动能定理:合外力做功等于物体动能的变化,适用于单个物体分析
  • 3机械能守恒:只有重力或弹力做功时,系统机械能保持不变
  • 4功能关系:特定力做功对应特定形式能量的变化,如重力做功改变重力势能

学习建议

建议通过绘制受力图和能量转化示意图,清晰分析每个阶段的功能关系,避免遗漏能量形式。

会做单题 ≠ 会考试

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