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1、1 (每日一练)2022 届高中物理功和能易错题集锦 单选题 1、如图所示，一根足够长的圆管竖直固定在地面上，管内有一劲度系数为k10 N/m 的轻质弹簧，弹簧上端连有质量可以忽略的活塞，下端连有质量为m0.1 kg 的小球（小球直径小于管径），已知活塞与管壁间的最大静摩擦力Ff1.4 N，弹簧从自然长度开始伸长x的过程中平均弹力为F12kx，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g10 m/s2。当弹簧处于自然长度时由静止释放小球，在小球第一次运动到最低点的过程中（）A小球先做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动直到静止 B弹簧的最大伸长量为 0.24 m C当小球运动到最低点
2、时，弹簧的弹性势能为 0.098 J D活塞克服摩擦力做的功为 0.105 J 答案：C 解析：AB小球的重力为 Gmg1 N 当弹簧的弹力等于小球的重力时有 2 kx0mg 得 x00.10 m 小球开始向下运动的过程中弹簧逐渐变长，弹簧的弹力增大，开始时小球的重力大于弹簧的弹力，小球向下做加速运动，加速度随弹簧长度的增大而减小；当弹簧的弹力大于重力时，小球开始做减速运动，加速度随弹簧长度的增大而增大，小球做加速度增大的减速运动；当弹簧的弹力等于活塞受到的最大静摩擦力时，活塞开始运动，弹簧不再增长；弹簧最长时有 kxmFf 所以 xm0.14 m 所以小球在开始下降的 0.1 m 内做加速运
3、动，在 0.1 m 到 0.14 m 内做减速运动，在弹簧伸长 0.14 m 时，小球仍然有向下的速度，此后小球继续向下运动，由于活塞受到的摩擦力不变，所以小球做加速度不变的减速运动，直到小球到达最低点。由以上分析可知，A、B 错误；C小球到达最低点时弹簧的弹性势能等于克服弹力做的功，即=122=0.098J C 正确；D小球下降 0.14 m 时，有 =122 小球继续下降的过程中弹簧的长度不变，所以弹簧弹力不做功，重力和摩擦力做功，则 =0 122，W克fFfx 联立解得 W克f0.147 J 3 故 D 错误。故选 C。2、质量为m的汽车沿平直的公路行驶，在时间t内，以恒定功率P由静止开
4、始经过距离s达到最大速度vm。已知汽车所受的阻力Ff恒定不变，则在这段时间内发动机所做的功W可用下列哪些式子计算（）A=B=12C=D=122 答案：C 解析：AD汽车从静止到最大速度的过程中，由动能定理可知 =122 =+122 故 AD 错误；BC速度达到最大时，牵引力等于Ff =发动机的功率恒定，经过时间t，发动机做的功 WPt 联立可得 =故 B 错误，C 正确。故选 C 3、如图甲，足够长的光滑斜面倾角为 30，=0时质量为 0.2kg 的物块在沿斜面方向的力F作用下由静止开始运动，设沿斜面向上为力F的正方向，力F随时间t的变化关系如图乙。取物块的初始位置为零势能位置，重4 力加速度
5、g取 10m/s2，则物块（）A在 01s 时间内合外力的功率为 5W B在t=2s 时动能为零 C在 02s 时机械能增加了 2.5J D在t3s 时速度大小为 10m/s 答案：B 解析：A在 01s 时间内，由于 sin 故物块沿斜面上滑，由牛顿第二定律得 1 sin=1 解得 1=5m/s2 物块 1s 内向上滑的位移 =12112=2.5m 在 01s 时间内，合外力做的功为 =(1 sin)=2.5J 在 01s 时间内合外力的功率为 5 =1=2.5W 故 A 错误；BD=1s时的速度 1=11=5m/s 12s内，由牛顿第二定律有 sin=2 解得 2=5m/s2 2s 末物块
6、的速度为 2=1 22=0 所以 2s 末物块的动能为 0，23s时间内，由牛顿第二定律有 3+sin=3 解得 3=20m/s2 方向沿斜面向下，在=3s时速度大小为 3=33=20m/s 故 B 正确，D 错误；C12s时间内，物块不受外力，只有重力对物块做功，所以该过程物块的机械能守恒，01s物块机械能增加了 =2 2.5J=5J 所以02s内，机械能增加量为 5J，故 C 错误。6 故选 B。4、完全相同的 A、B 两物体放在同一水平面上，分别受到水平拉力F1、F2的作用从静止开始做匀加速运动，经过时间t0和 4t0，速度分别达到 2v0和v0时，分别撤去F1和F2，以后物体继续做匀减
7、速运动直至停止，两物体速度随时间变化的图象如图所示。若在该过程中F1和F2所做的功分别为W1和W2，F1和F2的冲量分别为I1和I2，则以下说法中：W1W2；W1W2；I1I2；I1I2，正确的有（）ABCD 答案：C 解析：根据动能定理得 0 解得 =由速度时间图线与时间轴所围成的面积表示位移，可得两种情况物体的总位移之比为 x1：x2202 30：02 506：5 可得 W1W2 根据动量定理得 1 300 7 2 50=0 可得 I1I2 ABD 错误，C 正确。故选 C。5、如图所示质量为 1kg 的滑块从半径为 50cm 的半圆形轨道的边缘A点滑向底端B，此过程中，摩擦力做功为3J。
8、若滑块与轨道间的动摩擦因数为 0.2，则在B点时滑块受到摩擦力的大小为（重力加速度 g 取 10m/s2）（）A3.6NB2NC2.6ND2.4N 答案：A 解析：由A到B过程，由动能定理可得 f=122 在B点由牛顿第二定律得 =2 滑块受到的滑动摩擦力为 fF 解得 f3.6N 8 故选 A。6、以下说法中，正确的是（）A合外力做负功，物体的机械能一定减少 B只有物体所受合外力为零时，它的机械能才守恒 C一个物体所受合外力做功不为零，它的机械能也可能守恒 D物体受到的合外力为零，则其机械能一定守恒 答案：C 解析：A合外力做负功，物体的动能减少，但物体的机械能不一定减少，故 A 错误；BD
9、只有重力做功时，它的机械能才守恒，物体所受合外力为零时，机械能不一定守恒，例如匀速上升的物体，故 BD 错误；C例如做自由落体运动的物体，所受合外力做功不为零，它的机械能守恒，故 C 正确。故选 C。7、一辆车在水半路面上由静止启动，在前 5s 内做匀加速线运动，5s 末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v-t图象如图所示，已知汽车的质量为m=2103kg，汽车受到地面的用力为车重的 0.1 倍，g取 10m/s2，则（）A汽车在前 5s 内的牵引力为 6103N B汽车在前 5s 内的牵引力为 4103N 9 C汽车的额定功率为 50kW D汽车的最大速度为 20m/s 答案：A 解析：
10、AB由于汽车受到地面的阻力为车重的 0.1 倍，故阻力为 f=0.1mg=2103N 而汽车在前 5s 内的加速度为 =10m/s5s=2m/s2 由牛顿第二定律得，牵引力为 Fma+f=2103N2+2103N=6103N A 正确，B 错误；C由于 5s 末达到额定功率，故汽车的额定功率 PFv=6103N10m/s=6104W=60kW C 错误；D汽车的最大速度 max=6 104W2 103N=30m/s D 错误。故选 A。多选题 8、如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接。右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左
11、边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大10 小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为，金属棒与导轨间接触良好。则金属棒穿过磁场区域的过程中（）A金属棒的最大电压为122 B金属在磁场中的运动时间为2 C克服安培力所做的功为mgh D右端的电阻R产生的焦耳热为12（mghmgd）答案：AD 解析：A金属棒在下滑过程中，由机械能守恒定律得 =122 则得金属棒到达水平面时的速度 =2 金属棒进入磁场后受到向左的安培力和摩擦力而做减速运动，则金属棒刚到达水平面时的速度最大，所以最大感应电动势为 =金属
12、棒的最大电压为 11 =12=122 A 正确；B金属棒在磁场中运动时，取向右为正方向，根据牛顿第二定律得 222=即得 222=两边求和得(222)=则得 222=0 解得金属在磁场中的运动时间为 =2 222 B 错误；C金属棒在整个运动过程中，由动能定理得 =0 0 则克服安培力做功=C 错误；D克服安培力做功转化为焦耳热，电阻与导体棒电阻相等，通过它们的电流相等，则金属棒产生的焦耳热 12 =12=12=12()D 正确。故选 AD。9、如图所示，质量为m小球，从桌面上以初速度v0竖直向上抛出，桌面离地高为h，小球能达到的离地面高度为H，若以桌面作为零势能参考面，不计空气阻力，则小球落
13、地时的机械能为（）A1202BmgHC1202 D()答案：AD 解析：小球在桌面上的机械能为 1=1202 最高点处的机械能为 2=()由机械能守恒可知，落地时的机械能 =1202=()故 AD 正确，BC 错误。故选 AD。13 10、如图所示，乒乓球以较大速度从地面竖直向上抛出，若球所受空气阻力与速率成正比，且乒乓球在落回地面前已趋于匀速。取地面为重力势能零势能面，则乒乓球在空中运动过程中，其动能及重力势能随时间变化的图象可能正确的是（）AB CD 答案：BC 解析：AB乒乓球上升阶段，设某一很短时间内速度大小为v，则阻力 =发生的位移为 =由动能定理有(+)=k 可得 k=(+)14
14、上升过程，速度逐渐减小，k的绝对值逐渐减小，即k 图线切线的斜率的绝对值减小，到达最高点时，速度减为 0，斜率也为 0，同理，下降阶段有 k=()下降过程乒乓球速度大小逐渐增加，所受合力逐渐减小，最后乒乓球趋于匀速，所受合力趋于 0，k的绝对值从 0 先增加然后减小最终趋于 0，A 错误，B 正确；CD上升阶段结合上述分析，有 =p 有 p=上升阶段速度逐渐减小，p的绝对值逐渐减小，即p 图线斜率逐渐减小，到达最高点时，速度减为 0，p 图线斜率也为 0，同理，下降阶段有 p=速度大小逐渐增加，图线斜率绝对值逐渐增大，C 正确，D 错误。故选 BC。填空题 11、雨滴落到地面的速度通常仅为几米
15、每秒，这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关，雨滴间无相互作用且雨滴质量不变。（重力加速度为g，球的体积=433）（1）质量为m的雨滴由静止开始，下落高度h时速度为v，求这一过程中克服空气阻力所做的功=_。（2）将雨滴看作半径为r、密度为的球体，设其竖直落向地面的过程中所受空气阻力=22，其中 是雨滴的速度，k是比例系数。则雨滴下落趋近的最大速度m=_ 答案：122 233 15 解析：（1）1根据动能定理 =122 解得 =122（2）2当雨滴所受阻力和重力平衡时，雨滴速度最大 =2m2 又 =433 解得 m=233 12、功（1）功的公式：W_，其中F、l、分别为_、位移的大小、_。（2）功
16、是_（填“矢”或“标”）量在国际单位制中，功的单位是_，符号是 J。答案：Flcos 力的大小 力与位移之间的方向夹角 标 焦耳 解析：（1）123功的公式 WFlcos 其中F、l、分别为力的大小、位移的大小、力与位移之间的方向夹角。（2）45功是标量在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是 J。16 13、为了解决能源问题，我国在能源开发方面取得了巨大的成就，下列关于能源的说法中正确的是_。通过太阳能电池可以直接将太阳能转化为电能。风能很不稳定，风力发电的功率很小，风力无法实现并网发电。一些质量较大的原子核在裂变成较轻的原子核时会释放出能量，核电站就是利用可控裂变来发电的。核能是通过核反应释
17、放的能量。因为核能的获得不燃烧煤炭、焦炭等燃料，不会排放二氧化碳，所以被人们认为是一种最清洁、无污染的能源。质量较小的原子核聚合在一起发生聚变时，也会释放出能量，核电站就是利用核聚变来发电的。答案：解析：通过太阳能电池可以直接将太阳能转化为电能，该选项正确。风能虽然不稳定，通过风力发电机仍可产生较大功率的电能，风力可以实现并网发电，该说法错误。一些质量较大的原子核在裂变成较轻的原子核时会释放出能量，核电站就是利用可控裂变来发电的，该说法正确。核能是通过核反应释放的能量。核能的获得不燃烧煤炭、焦炭等燃料，不会排放二氧化碳，但是核能废料也会造成环境污染，该说法错误。目前核电站都是利用核裂变来发电的，该说法错误。故只有正确。