专题六 机械能及守恒定律、能源-【学考一本通】2025年河南省普通高中学业水平测试物理

14.解析 由GMm R2 =mg得M=gR 2 G , ρ= M V= gR2 G 4 3πR 3 = 3g4πGR 所以R= 3g4πGρ ,因R星 R地 = g星 g地 =4 则 M星 = g星 R2星 G = 4g地 ·(4R地)2 G = 64g地 R2地 G =64M地 . 答案 64 15.解析 不计地球自转的影响,物体受到的重力 等于物体受到的万有引力.设地球质量为 M,物 体质量为m,则 在地面:mg=GMmR2 在h高处:mg'=G Mm(R+h)2 解得:g' g= R2 (R+h)2 . 答案 R 2 (R+h)2 专题六 机械能及守恒定律、能源 1.D 做功的条件:力和物体在力的方向上发生位 移,Ⅰ中他对哑铃做正功,Ⅱ中他对哑铃不做功, 故ABC错误,D正确. 2.D 重力做功与路径无关,只跟重力大小和竖直 方向 上 的 位 移 有 关,Wat =mglsin30°,故 D 正确. 3.D 功率是描述力做功快慢的物理量,与做功多 少无关;而P=Wt 求的是平均功率;当只有功率 一定时,牵引力与运动速率成反比.故D正确. 4.B 到达底端时速度方向与重力方向的夹角是 (90°-θ),所以根据公式P=Fvcosθ=mgvsinθ, 故B正确. 5.C 由动能的定义式:Ek= 1 2mv 2=12×3×8 2J =96J,所以C正确. 6.D 骑自行车上坡前用力蹬几下,这样就是对自 行车多做点功以增加自行车的动能,使自行车可 以到达坡的顶端,故D正确. 7.B 对物体做的功是使物体有初动能抛出,由动 能定理:W=Ek= 1 2mv 2=50J.故B正确. 8.D 下滑过程中重力做正功,重力势能减小,动 能增加.故D正确. 9.B 机械能守恒的条件是:只有系统内的重力或 系统内的弹簧弹力对物体做功,系统可以受外力 作用,但外力不做功,或外力所做功的代数和为 零.对于弹力做功,一定要伴随着弹性势能和动 能及重力势能之间的转化,选项 A中,弹力对 物体做功,但没有弹性势能参与转化,机械能不 守恒;选项B中,竖直上抛的物体,只受重力作 用,机械能守恒,选项C中,物体除受重力作用外 还受斜面支持力作用,但支持力不做功,机械能 守恒;选 项 D与 A 一 样 是 错 误 的,故 B正 确, ACD错误. 10.B 重力对小球做正功,重力势能减小,故A错 误,B正确;小球受弹力向上,位移向下,所以弹 力对小球做负功,弹簧被压缩,弹性势能增大. 故CD错误. 11.D 设阳台离地面高度为h,根据动能定理得: Ek- 1 2mv 2 0=mgh,初速度相同,高度相同,所 以落地动能相同,故ABC错误,D正确. 12.D 根据机械能守恒定律,任意一点的机械能 等于开始时的机械能.故D正确. 13.解析 (1)打点计时器在打出B 点时重锤下落 的高度hB=19.40cm,下落的速度为 vB = AC 2T = (23.45-15.70)×10-2 2×0.02 m /s=1.94 m/s; (2)根 据 mgh=12mv 2,需 验 证 的 关 系 式 为: gh=12v 2. 答案 (1)19.40(19.38~19.42均可) 1.94 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —17— (1.93~1.95均可) (2)gh=12v 2 14.解析 由重物被匀速提升可知,钢绳的拉力F 等于 重 物 重 力G,即:F=G=100×10N= 1000N 故钢绳的拉力做的功为: WF=Fh=1000×2J=2000J 重力 做 功 为:WG=-mgh=-1000×2J= -2000J 答案 重物所受拉力对重物做功为2000J,重 力对重物做功为-2000J. 15.解析 (1)由平抛运动规律有,竖直方向h= 1 2gt 2 水平方向s=vt 解得水平距离s=v 2hg . (2)由机械能守恒定律,动能Ek= 1 2mv 2+mgh. (3)由动能定理有:-μmgl= 1 2mv 2-12mv 2 0 解得初速度大小v0= 2μgl+v2. 答案 (1)v 2hg (2)12mv 2+mgh (3)2μgl+v2 必修第三册 专题七 电场 1.C 元电荷是最小的带电单位,带电体的带电荷 量均为元电荷的整数倍;元电荷不是带电粒子, 没有电性之说.故C正确. 2.B 库仑定律适用于点电荷,点电荷是指放入电 场时对该处的电场无影响的带电体,不一定就是 体积很小的带电体,故A错误;库仑定律是通过 实验得出的规律,所以是实验定律,故B正确;库 仑定律对静止的点电荷和运动的点电荷间的相 互作用都是适用的,故C错误;当两个点电荷间 的距离趋近于零时,就不能看作点电荷了,于是 库仑定律就不再适用了,故D错误. 3.B 两球之间的库仑力属于作用力和反作用力, 大小相等,方向相反;两个小球质量相等,均受重 力、静电力和拉力,根据平衡条件,两小球重力和 静电力的合力方向与竖直方向的夹角相同,而根 据三力平衡,拉力一定与另外两个力的合力等 值、反向、共线,故α=β;故B正确. 4.D 由F=qE 和题图乙可知,q相同时b 点的静 电力较大,故场源电荷在B 侧,由于电场方向是 由A 指向B,则场源电荷为负电荷,故D正确. 5.C 电场强度是矢量,电场线疏密代表电场强度 大小,切线方向就是电场强度方向;A中A、B 两 点方向不同,故 A错误;B中 A、B 两点方向相 同,但是疏密程度不同,故B错误;C中电场线是 等间距平行线,所以A、B 两点大小方向都相同, 故C正确;D中A、B 两点电场线方向不同,疏密 程度也不同,两点电场强度不同,故D错误. 6.D 若三个点电荷均处于平衡状态,三个点电荷 必须满足“三点共线,两同夹异,两大夹小”,故D 正确. 7.D 根据电场线的疏密比较电场强度的大小,从 而得知电场力的大小,依据沿着电场线方向电势 降低来判定电势的高低,根据电荷的电场强度性 质结合电场强度方向,即可判定电荷的电场力方 向.Q 点电场线密,所以Ep<EQ,故 A错误,沿 着电场线电势降低,故P 点电势高于Q 点电势, 故B正确;电子沿电场线运动,静电力故负功,电 势能增大,故C错误,D正确. 8.D 由题知,UAB=20V,dAB=0.04m,根据匀强 电场中电势差和电场强度的关系:UAB =EdAB cos60°,得 E= UAB dABcos60° = 200.04×0.5V /m= 1×103V/m,故选D. 9.A 点电荷在电场中受到的电场力F=Eq=10N, 故A正确,B错误;点电荷+q在匀强电场运动 时电场力不变,故C、D错误.故选A. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —27— 专题六 机械能及守恒定律、能源 一、选择题 1.某同学用两种不同方式搬运哑铃,Ⅰ:缓慢 将哑铃举过头顶;Ⅱ:托着哑铃沿水平方向 匀速前进,下列说法正确的是 ( ) A.在Ⅰ中他对哑铃做负功 B.在Ⅱ中他对哑铃做正功 C.在Ⅰ和Ⅱ他对哑铃都做正功 D.在Ⅰ中他对哑铃做正功,Ⅱ中他对哑铃 不做功 2.如图所示,质量为 m 的小孩 从长为l倾角为30°的固定斜 面顶端下滑至底端,此过程 重力对小孩做的功为 ( ) A.mgl B.mgltan30° C.mglcos30° D.mglsin30° 3.关于功率,下列说法中正确的是 ( ) A.根据 P=Wt 可知,力做功越多,其功率 越大 B.根据P=Fv可知,汽车的牵引力一定与 速率成反比 C.由P=Wt 可知,只要知道t内力所做的 功,就可以求得这段时间内任一时刻的 功率 D.由P=Fv可知,当发动机功率一定时,交 通工具的牵引力与运动速率成反比 4.质量为m 的物体,自高为h、倾角为θ的光 滑斜面顶端由静止滑下,经历时间t到达斜 面底端,到达斜面底端时的速度为v,则物 体在斜面底端时,重力的功率是 ( ) A.mgv B.mgvsinθ C.mgvcosθ D.mgvtanθ 5.某同学将质量为3kg的铅球,以8m/s的 速度投出,铅球在出手时的动能是 ( ) A.12J B.24J C.96J D.192J 6.骑自行车上坡前往往要用力蹬几下,这样做 的目的是 ( ) A.增大车的惯性 B.减小车的惯性 C.减小车的动能 D.增大车的动能 7.在地面15m高处,某人将一质量为4kg的 物体以5m/s,的速度抛出,人对物体做的 功是 ( ) A.20J B.50J C.588J D.638J 8.滑雪运动员从山上加速滑下过程中,下列表 述正确的是 ( ) A.重力做负功,动能增加 B.重力做正功,动能减少 C.重力势能增加,动能增加 D.重力势能减少,动能增加 9.下列说法正确的是 ( ) A.用绳子拉着物体匀速上升,只有重力和 弹力对物体做功,机械能守恒 B.做竖直上抛运动的物体,重力对它做功, 机械能守恒 C.沿光滑斜面自由下滑的物体,重力和支 持力对物体都做功,机械能守恒 D.用水平拉力使物体沿光滑水平面匀加速 运动,机械能守恒 10.如图所示,小球从一定高处落到竖 直放置在地面的弹簧上,从小球接 触弹簧到运动到最低点的过程中 (弹簧始终在弹性限度范围内),则 ( ) A.重力对小球做正功,重力势能增加 B.重力对小球做正功,重力势能减少 C.弹力对小球做正功,弹簧的弹性势能 减少 D.弹力对小球做正功,弹簧的弹性势能 增加 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —11— 11.一个人站在阳台上,从阳台边缘以相同的 速率v0 分别把三个质量相同的球竖直上 抛、竖直下抛、水平抛出,不计空气阻力,则 三球落地时的动能 ( ) A.上抛球最大 B.下抛球最大 C.平抛球最大 D.一样大 12.质量为m 的小球,以速度v在距地面高为 H 的水平光滑平台上运动,当它离开平台 经过距地面高为h的某一点时,它具有的 机械能为(忽略空气阻力,以地面为零势能 参考平面),则 ( ) A.mg(H-h) B.12mv 2+mg(H-h) C.12mv 2+mgh D.12mv 2+mgH 二、填空题 13.用如图1所示的实验装置做“验证机械能 守恒定律”的实验. (1)先将打点计时器接通电源,让重锤从高 处由静止开始下落.打点计时器每经过 0.02s在重锤拖着的纸带上打出一个点, 图2中的纸带是实验过程中打点计时器打 出的一条纸带.打点计时器打下O 点(图 中未标出)时,重锤开始下落,A、B、C 是打 点计时器连续打下的3个点.刻度尺0刻 线与O点对齐,A、B、C三个点所对刻度如 图2所示.打点计时器在打出B 点时重锤 下落的高度hB= cm,下落的速度 为vB= m/s(计算结果保留3位 有效数字). (2)若当地重力加速度为g,重锤由静止开 始下落h时的速度大小为v,则该实验需 要验证的关系式是 .(用题目所给 字母表示) 三、计算题 14.起重机用钢绳将质量为100kg的重物匀 速向上提高了2m,求重物所受力对重物 做功各为多少? (不计阻力,g取10m/s2) 15.如图所示,质量为m 的小物块在粗糙水平 桌面上做直线运动,经距离l后以速度v 飞离桌面,最终落在水平地面上,物块与桌 面间的动摩擦因数为μ,桌面高h,不计空 气阻力,重力加速度取g,求: (1)小物块落地点距飞出点的水平距离s; (2)小物块落地时的动能Ek; (3)小物块初速度v0 的大小. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —21—