【创新设计】（安徽专用）高考物理一轮复习方案 第五章 第4讲 功能关系 能量转化和守恒定律活页限时训练（含解析） 新人教版必修2.doc

第4讲功能关系能量转化和守恒定律时间：60分钟1如图5-4-11所示，物体a的质量为m，置于水平地面上，a的上端连一轻弹簧，原长为l，劲度系数为k.现将弹簧上端b缓慢地竖直向上提起，使b点上移距离为l，此时物体a也已经离开地面，则下列说法中正确的是()图5-4-11a提弹簧的力对系统做功为mglb物体a的重力势能增加mglc系统增加的机械能小于mgld以上说法都不正确解析由于将弹簧上端b缓慢地竖直向上提起，可知提弹簧的力是不断增大的，最后大小等于a物体的重力，因此提弹簧的力对系统做功应小于mgl，a选项错误系统增加的机械能等于提弹簧的力对系统做的功，c选项正确由于弹簧的伸长，物体升高的高度小于l，所以b选项错误答案c2(2013安徽合肥模拟)如图5-4-12所示，在光滑四分之一圆弧轨道的顶端a点，质量为m的物块(可视为质点)由静止开始下滑，经圆弧最低点b滑上粗糙水平面，圆弧轨道在b点与水平轨道平滑相接，物块最终滑至c点停止若圆弧轨道半径为r，物块与水平面间的动摩擦因数为，下列说法正确的是()图5-4-12a物块滑到b点时的速度为b物块滑到b点时对b点的压力是mgcc点与b点的距离为d整个过程中物块机械能损失了2mgr解析物块从a到b，由机械能守恒定律得：mgrmv所以vb，故a错在b点，由fnmgm得fn3mg，故b错误从b到c由动能定理得：mgsmv，得s，故c对，对整个过程由能量守恒知机械能损失了mgr，故d错误答案c3飞船顺利发射升空后，在离地面340 km的圆轨道上环绕地球运行了多圈运行中需要多次进行“轨道维持”所谓“轨道维持”就是通过控制飞船上发动机的点火时间和推力的大小、方向，使飞船能保持在预定轨道上稳定运行如果不进行轨道维持，由于飞船受轨道上稀薄空气的摩擦阻力，轨道高度会逐渐降低，在这种情况下飞船的动能、重力势能和机械能变化情况将会是()a动能、重力势能和机械能都逐渐减小b重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能不变c重力势能逐渐增大，动能逐渐减小，机械能不变d重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能逐渐减小解析飞船由于受到摩擦阻力(不只受到重力)的作用，摩擦阻力做负功，所以在变轨过程中机械能不守恒，会有一部分内能产生，飞船的总机械能减小这种情况下飞船高度要降低，重力做正功，重力势能减小，由v 可知，速度会变大，故动能变大答案d4如图5-4-13所示，斜面ab、db的动摩擦因数相同可视为质点的物体分别沿ab、db从斜面顶端由静止下滑到底端，下列说法正确的是()图5-4-13a物体沿斜面db滑动到底端时动能较大b物体沿斜面ab滑动到底端时动能较大c物体沿斜面db滑动过程中克服摩擦力做的功较多d物体沿斜面ab滑动过程中克服摩擦力做的功较多解析已知斜面ab、db的动摩擦因数相同，设斜面倾角为，底边为x，则斜面高度为hxtan ，斜面长度l，物体分别沿ab、db从斜面顶端由静止下滑到底端，由动能定理有mghmglcos mv2，可知物体沿斜面ab滑动到底端时动能较大，故a错误、b正确；物体沿斜面滑动过程中克服摩擦力做的功wfmglcos mgx相同，故c、d错误答案b5(2013江西盟校二联)如图5-4-14所示，质量为m的小车在水平恒力f推动下，从山坡(粗糙)底部a处由静止起运动至高为h的坡顶b，获得的速度为v，a、b之间的水平距离为s，重力加速度为g.下列说法正确的是()图5-4-14a小车重力所做的功是mghb合外力对小车做的功是mv2c推力对小车做的功是mv2mghd阻力对小车做的功是fsmv2mgh解析小车重力所做的功为mgh，a错误由动能定理得合外力对小车做的功wmv2，b正确推力对小车做的功为fs，c错误根据动能定理，阻力对小车做的功为，故d错误答案b6在机场和火车站可以看到对行李进行安全检查用的水平传送带如图5-4-15所示，当旅客把行李放在正在匀速运动的传送带上后，传送带和行李之间的滑动摩擦力使行李开始运动，随后它们保持相对静止，行李随传送带一起匀速通过检测仪器接受检查，设某机场的传送带匀速前进的速度为0.4 m/s，某行李箱的质量为5 kg，行李箱与传送带之间的动摩擦因数为0.2，当旅客把这个行李箱小心地放在传送带上，通过安全检查的过程中，g取10 m/s2，则()图5-4-15a开始时行李的加速度为0.2 m/s2b行李到达b点时间为2 sc传送带对行李做的功为0.4 jd传送带上将留下一段摩擦痕迹，该痕迹的长度是0.03 m解析行李开始运动时由牛顿第二定律有：mgma，所以a2 m/s2，故不选a；由于传送带的长度未知，故时间不可求，故不选b；行李最后和传送带一起匀速运动，所以传送带对行李做的功为wmv20.4 j，选c；在传送带上留下的痕迹长度为svt0.04 m，不选d.答案c7(2013南通模拟)如图5-4-16甲所示，在倾角为的光滑斜面上，有一个质量为m的物体在沿斜面方向的力f的作用下由静止开始运动，物体的机械能e随位移x的变化关系如图乙所示其中0x1过程的图线是曲线，x1x2过程的图线为平行于x轴的直线，则下列说法中正确的是()图5-4-16a物体在沿斜面向上运动b在0x1过程中，物体的加速度一直减小c在0x2过程中，物体先减速再匀速d在x1x2过程中，物体的加速度为gsin 解析由图乙可知，在0x1过程中，物体机械能减少，故力f在此过程中做负功，因此，物体沿斜面向下运动，因在ex图线中的0x1阶段，图线的斜率变小，故力f在此过程中逐渐减小，由mgsin fma可知，物体的加速度逐渐增大，a、b、c错误；x1x2过程中，物体机械能保持不变，f0，故此过程中物体的加速度agsin ，d正确答案d8(2012安徽高考猜题卷)一质量为0.1 kg的小球自t0时刻从水平地面上方某处自由下落，小球与地面碰后反向弹回，不计空气阻力，也不计小球与地面碰撞的时间，小球距地面的高度h与运动时间t关系如图5-4-17所示，取g10 m/s2.则()图5-4-17a小球第一次与地面碰撞时机械能损失了5 jb小球第二次与地面碰撞前的最大速度为20 m/sc第二次碰撞后小球反弹过程中的最大势能(地面为零势能面)ep1.25 jd小球将在t6 s时与地面发生第四次碰撞解析小球第一次与地面碰撞时机械能损失了e(205)j15 j，第二次与地面碰撞前最大速度vm 10 m/s，第二次碰撞后小球反弹的最大高度hgt21.25 m，最大重力势能epmgh1.25 j，每次碰后均损失机械能，弹起高度减小，空中运动时间变短，故第四次碰撞在t6 s之前，正确答案为c项答案c9滑雪是一项危险性高而技巧性强的运动，某次滑雪过程可近似模拟为两个圆形轨道的对接，如图5-4-18 所示质量为m的运动员在轨道最低点a的速度为v，且刚好到达最高点b，两圆形轨道的半径相等，均为r，滑雪板与雪面间的摩擦不可忽略，下列说法正确的是()图5-4-18a运动员在最高点b时，对轨道的压力为零b由a到b过程中增加的重力势能为2mgrmv2c由a到b过程中阻力做功为2mgrmv2d由a到b过程中损失的机械能为mv2解析刚好到达最高点b，即运动员到达b点的速度为零，所以在b点对轨道的压力大小等于自身的重力，选项a错误；由a到b过程中重力所做的功wg2mgr，则epwg2mgr，选项b错误；对运动员在由a到b的过程由动能定理得：mg2rwf0mv2，即wf2mgrmv2，选项c正确；由功能关系知，机械能的变化量等于除重力外其他力所做的功，即损失的机械能为mv22mgr，选项d错误答案c10如图5-4-19所示，一物体质量m2 kg，在倾角为37的斜面上的a点以初速度v03 m/s下滑，a点距弹簧上端b的距离ab4 m当物体到达b后将弹簧压缩到c点，最大压缩量bc0.2 m，然后物体又被弹簧弹上去，弹到的最高位置为d点，d点距a点ad3 m挡板及弹簧质量不计，g取10 m/s2，sin 370.6，求：图5-4-19(1)物体与斜面间的动摩擦因数.(2)弹簧的最大弹性势能epm.解析(1)物体从开始位置a点到最后d点的过程中，弹性势能没有发生变化，动能和重力势能减少，机械能的减少量为eekepmvmgladsin 37物体克服摩擦力产生的热量为qffx其中x为物体的路程，即x5.4 mffmgcos 37由能量守恒定律可得eq由式解得0.52.(2)物体由a到c的过程中，动能减少ekmv重力势能减少epmglacsin 37摩擦生热qfflacmgcos 37lac由能量守恒定律得弹簧的最大弹性势能为epmekepq联立解得epm24.5 j.答案(1)0.52(2)24.5 j11如图5-4-20所示，粗糙水平地面ab与半径r0.4 m的光滑半圆轨道bcd相连接，且在同一竖直平面内，o是bcd的圆心，bod在同一竖直线上质量m2 kg的小物块在9 n的水平恒力f的作用下，从a点由静止开始做匀加速直线运动已知ab5 m，小物块与水平地面间的动摩擦因数为0.2.当小物块运动到b点时撤去力f.取重力加速度g10 m/s2.求：图5-4-20(1)小物块到达b点时速度的大小；(2)小物块运动到d点时，轨道对小物块作用力的大小；(3)小物块离开d点落到水平地面上