2023年全国乙卷物理试题T14-常见力做功与相应的能量转化-选择题

【原题-14】 1．一同学将排球自O点垫起，排球竖直向上运动，随后下落回到O点。设排球在运动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比。则该排球（   ） A．上升时间等于下落时间 B．被垫起后瞬间的速度最大 C．达到最高点时加速度为零 D．下落过程中做匀加速运动 【变式题-基础1】 2．如图所示，一轻弹簧竖直固定在水平地面上，弹簧正上方有一个质量为m的小球自由下落。从小球接触弹簧上端O点到将弹簧压缩到最短的过程中，下列说法正确的是（　　） A．小球立即做减速运动 B．小球的加速度一直在减小 C．小球的加速度一直在增加 D．小球加速运动时小球的加速度在减小 【变式题-基础2】 3．“蹦极”是一项非常刺激的体育运动，如图所示，a点是弹性绳的原长位置，b点是人静止悬吊时的平衡位置，c点是人能到达的最低点，则人在从P点下落到最低点c点的过程中，下列说法正确的是（    ）    A．当人运动到a点时，人受到的合力为零 B．人到达c点时，他的速度为零，加速度方向竖直向下 C．人在段一直处于失重状态 D．人在段运动时，加速度逐渐变小 【变式题-基础3】 4．将一小球竖直上抛，抛出时小球的速度大小为，过一段时间小球回到抛出点，此时小球的速率为。小球运动过程中仅受重力和空气阻力，空气阻力大小与速率成正比。则可以求出哪个物理量（　　） A．小球动能的减少量 B．小球从抛出点到最高点的运动时间 C．小球从抛出点到最高点的路程 D．小球从抛出点回到抛出点的运动时间 【变式题-巩固1】 5．雨滴从高空由静止下落，由于空气阻力和下落的速度成正比，则在此过程中雨滴的运动情况是（    ） A．加速度方向和速度方向相反 B．加速度为零时速度最大 C．速度的变化率越来越大 D．速度的变化量越来越小 【变式题-巩固2】 6．如图所示，在一静止升降机内，物体A在位置B处，被一根伸长弹簧拉住，现让升降机加速上升，达到一定速度后保持匀速一段时间，最后减速上升直到停止，则在升降机上升的过程中（　　）    A．加速上升阶段物体A所受的摩擦力一定增大 B．匀速上升阶段物体A的所受的支持力一定增大 C．减速上升阶段物体A所受的摩擦力一定减小 D．整个过过程中物体A所受的摩擦力可能保持不变 【变式题-巩固3】 7．一个皮球从空中足够高处由静止释放，在重力和空气阻力的作用下做直线运动，若皮球受到的空气阻力大小与速度成正比，则皮球运动的加速度大小随速度变化的规律图像可能是下图中的（　　） A．   B．   C．   D．   【变式题-提升1】 8．烟花弹从竖直的炮筒被推出，升至最高点后爆炸。上升的过程由于空气阻力的影响，图像如图所示，从推出到最高点所用的时间为t，上升的最大高度为H，图线上C点的切线与AB平行，、为已知量，且烟花弹时间内上升的高度为h，则下列说法正确的是（　　） A．烟花弹上升至最高点时，加速度大小为零 B．烟花弹上升至最高点过程中，空气阻力大小不变 C．烟花弹刚从炮筒被推出的速度v满足 D．烟花弹刚从炮筒被推出的速度v满足 【变式题-提升2】 9．在地面竖直上抛两个质量不等、动能相等的物体，以地面为零势能面，不计空气阻力，下列判断正确的是（　　） A．质量大的物体机械能也大 B．两物体到达最高点时的势能一定相等 C．两物体的上升的最大高度一定相等 D．两物体上升到最大高度的时间一定相等 【变式题-提升3】 10．如图所示，小球甲在真空中做自由落体运动，另一同样的小球乙在油中由静止开始从h1的位置下落到高度为h2的位置。在这两种情况下，下列说法错误的是（　　）    A．甲球的重力势能变化量大 B．甲球的末机械能大 C．甲球的平均速度大 D．甲球的重力平均功率大 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．B 【详解】A．上升过程和下降过程的位移大小相同，上升过程的末状态和下降过程的初状态速度均为零。对排球受力分析，上升过程的重力和阻力方向相同，下降过程中重力和阻力方向相反，根据牛顿第二定律可知，上升过程中任意位置的加速度比下降过程中对应位置的加速度大，则上升过程的平均加速度较大。由位移与时间关系可知，上升时间比下落时间短，A错误； B．上升过程排球做减速运动，下降过程排球做加速运动。在整个过程中空气阻力一直做负功，小球机械能一直在减小，下降过程中的最低点的速度小于上升过程的最低点的速度，故排球被垫起时的速度最大，B正确； C．达到最高点速度为零，空气阻力为零，此刻排球重力提供加速度不为零，C错误； D．下落过程中，排球速度在变，所受空气阻力在变，故排球所受的合外力在变化，排球在下落过程中做变加速运动，D错误。 故选B。 2．D 【详解】小球接触弹簧上端后，一开始弹簧弹力小于重力，小球的合力方向向下，小球继续向下做加速运动，随着压缩量增大，弹簧弹力增大，小球的合力减小，小球的加速度减小；当弹簧弹力等于重力时，小球的加速度为零，小球的速度达到最大；之后继续向下压缩弹簧，弹簧弹力大于重力，小球的合力方向向上，小球向下做减速运动，随着压缩量增大，弹簧弹力增大，小球的合力增大，小球的加速度增大；故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。 故选D。 3．C 【详解】A．当人运动到a点时，弹性绳的拉力为零，人受到的合力向下，向下做加速运动；在经过b点时，人受到弹性绳的拉力与重力大小相等，方向相反，人的速度最大，故A错误： B．c点是人能到达的最低点，故人在C点时的速度为零，加速度不为零，方向竖直向上，故B错误； C．人在Pa段做自由落体运动，处于失重状态，在ab段所受的重力大于弹性绳的拉力，加速度向下，也处于失重状态，故C正确； D．人在段弹性绳的拉力大于人的重力，弹性绳的弹力F越来越大，由 可知，人的加速度逐渐变大，故D错误。 故选C。 4．D 【详解】A．小球动能变化量为 因为小球质量未知，故小球的动能减少量无法计算，A错误； BD．设小球运动过程中受到的空气阻力大小为，上升的最大高度为h，阻力的冲量大小为，规定竖直向上的方向为正方向，上升过程由动量定理可得 又因为 故 同理可得下降过程 联立可得 解得 故小球从抛出点回到抛出点的运动时间可以计算，上升或者下降的时间无法计算，B错误，D正确； C．小球上升过程做加速度逐渐减小的加速运动，由运动学公式无法计算位移，因为上升过程摩擦力是变力，该变力功无法计算，故用能量的观点无法计算位移，由BD选项分析可知上升时间无法计算，故动量角度也无法计算路程，C错误。 故选D。 5．B 【详解】A．雨滴从高空由静止下落，重力大于阻力时，合力向下，由牛顿第二定律，加速度方向和速度方向相同。A错误； B．重力大于阻力时，雨滴做加速运动，阻力大小等于重力大小时，加速度为零，此时速度最大。B正确； C．由于空气阻力和下落的速度成正比，设空气阻力与速度关系为 由牛顿第二定律 得 随着速度的增大，加速度减小直到为零。加速度表示的是速度的变化率，所以雨滴速度的变化率越来越小，最后为零，C错误； D．速度的变化量越来越大，D错误。 故选B。 6．D 【详解】加速上升阶段，支持力大于重力（最大静摩擦力变大）；匀速上升阶段，支持力大小等于重力（最大静摩擦力不变）；减速上升阶段，支持力小于重力（最大静摩擦力变小），前两阶段物体不会相对升降机滑动，最后一阶段物体可能相对升降机右滑，摩擦力变为滑动摩擦力；也可能相对静止，静摩擦力等于最初的弹簧弹力。所以摩擦力大小先不变后减小，也可能保持不变。 故选D。 7．A 【详解】皮球受到的空气阻力大小与速度成正比，设比例系数为，则，由牛顿第二定律可得 解得 皮球做加速度减小的加速运动，当加速度减为0时，皮球速度达到最大，皮球保持最大速度匀速运动。 故选A。 8．D 【详解】A．烟花弹上升至最高点时，受重力作用，加速度为g，故A错误； B．图像的斜率代表加速度，由图可知加速度逐渐减小，根据牛顿第二定律有 可知空气阻力逐渐减小，故B错误； C．若烟花弹做匀变速直线运动，设位移为H’，由图面积可知H<H’，结合匀变速直线运动规律可知，故C错误； D．同C项分析，从0~时间，若若烟花弹做匀变速直线运动，设位移为h’， 由图面积可知h’<h，结合匀变速直线运动规律可知，故D正确； 故选D。 9．B 【详解】AB．初始时两物体重力势能都为零，动能相等，在上抛的过程中只有重力做功，机械能守恒，故可知两物体的机械能始终相同；当到达最高点时动能全部转化成重力势能，所以到达最高点时的势能一定相等，故A错误，B正确； CD．由重力势能公式，同时两物体到达最高点时的势能相等，因为两物体质量不等，故上升的最大高度不相等，竖直上抛时的加速度相同，根据公式 可知两物体上升到最大高度的时间不相等，故CD错误。 故选B。 10．A 【详解】A．在这两种情况下，由 可知，重力做功相等，而重力做正功，重力势能减小，且重力势能的变化量在数值上等于重力所做的功，由此可知两球重力势能的变化量相同，都减小了，故A错误； B．两球初机械能相等，其中甲球在运动过程中只有重力做功，机械能不变；乙球在油中运动时，除了重力做功，油的阻力对乙球做负功，其机械能减小，故B正确； C．甲球做自由落体运动，加速度为重力加速度，而乙球运动过程中，假设油对乙球的阻力恒为，根据牛顿第二定律有 解得 而两球都做初速度为零的匀加速直线运动，向下运动的位移相同，根据 易知，甲球运动的时间更短，而根据平均速度 可知，甲球的平均速度大于乙球的平均速度，故C正确； D．甲乙两球重力所做的功相同，根据重力的平均功率 可知，甲球用时更短，因此甲球重力的平均功率更大，故D正确。 本题选择错误选项，故选A。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$