优化方案高考物理大一轮复习 第五章 第四节 功能关系 能量守恒课后达标检测.docVIP

第五章 第四节 功能关系 能量守恒一、单项选择题1.自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图所示为一个盛水袋，某人从侧面缓慢推袋壁使它变形，则水的重力势能()a增大b变小c不变 d不能确定解析：选a.人对水做正功，则水的机械能增大，由于水的动能仍为0，故重力势能增大，a对2(2014高考广东卷)如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图图中和为楔块，和为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中()a缓冲器的机械能守恒b摩擦力做功消耗机械能c垫板的动能全部转化为内能d弹簧的弹性势能全部转化为动能解析：选b.在车厢相互撞击使弹簧压缩过程中，由于要克服摩擦力做功，且缓冲器所受合外力做功不为零，因此机械能不守恒，a项错误；克服摩擦力做功消耗机械能，b项正确；撞击以后垫板和车厢有相同的速度，因此动能并不为零，c项错误；压缩弹簧过程弹簧的弹性势能增加，并没有减小，d项错误3(2015云南第一次检测)起跳摸高是学生经常进行的一项体育活动一质量为m的同学弯曲两腿向下蹲，然后用力蹬地起跳，从该同学用力蹬地到刚离开地面的起跳过程中，他的重心上升了h，离地时他的速度大小为v.下列说法正确的是()a该同学机械能增加了mghb起跳过程中该同学机械能增量为mghmv2c地面的支持力对该同学做功为mghmv2d该同学所受的合外力对其做功为mv2mgh解析：选b.学生重心升高h，重力势能增大了mgh，又知离地时获得动能为mv2，则机械能增加了mghmv2，a错，b对；人与地面作用过程中，支持力对人做功为零，c错；学生受合外力做功等于动能增量，则w合mv2，d错4(2015黑龙江齐齐哈尔模拟)如图所示，质量相等、材料相同的两个小球a、b间用一劲度系数为k的轻质弹簧相连组成系统，系统穿过一粗糙的水平滑杆，在作用在b上的水平外力f的作用下由静止开始运动，一段时间后一起做匀加速运动，当它们的总动能为4ek时撤去外力f，最后停止运动不计空气阻力，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力则在从撤去外力f到停止运动的过程中，下列说法正确的是()a撤去外力f的瞬间，弹簧的压缩量为b撤去外力f的瞬间，弹簧的伸长量为c系统克服摩擦力所做的功小于系统机械能的减少量da克服外力所做的总功等于2ek解析：选d.撤去f瞬间，弹簧处于拉伸状态，对系统，在f作用下一起匀加速运动时，由牛顿第二定律有f2mg2ma，对a有kxmgma，求得拉伸量x，则a、b两项错误；撤去f之后，系统运动过程中，克服摩擦力所做的功等于机械能的减少量，则c错误；对a利用动能定理w合0eka，又有ekaekb2ek，则知a克服外力做的总功等于 2ek，则d项正确5(2015山西太原一模)将小球以10 m/s的初速度从地面竖直向上抛出，取地面为零势能面，小球在上升过程中的动能ek、重力势能ep与上升高度h间的关系分别如图中两直线所示取g10 m/s2，下列说法正确的是()a小球的质量为0.2 kgb小球受到的阻力(不包括重力)大小为0.20 nc小球动能与重力势能相等时的高度为 md小球上升到2 m时，动能与重力势能之差为0.5 j解析：选d.在最高点，epmgh得m0.1 kg，a项错误；由除重力以外其他力做功e其e可知：fhe高e低，e为机械能，解得f0.25 n，b项错误；设小球动能和重力势能相等时的高度为h，此时有mghmv2，由动能定理：fhmghmv2mv得h m，故c项错；当上升h2 m时，由动能定理，fhmghek2mv得ek22.5 j，ep2mgh2 j，所以动能与重力势能之差为0.5 j，故d项正确6.(2015湖北襄阳调研)如图所示，质量为m的滑块从斜面底端以平行于斜面的初速度v0冲上固定斜面，沿斜面上升的最大高度为h.已知斜面倾角为，斜面与滑块间的动摩擦因数为 ，且tan ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取斜面底端为零势能面，则能表示滑块在斜面上运动的机械能e、动能ek、势能ep与上升高度h之间关系的图象是()解析：选d.势能先随高度增加而变大，后随高度减小而变小，上行与下行图线重合为一条第一象限内过原点的倾斜线段，a选项错误；机械能变化参考摩擦力做功，上行和下行过程中摩擦力随高度变化均匀做功，机械能随高度变化均匀减小，b选项错误；动能变化参考合外力做功，上行过程的合外力大于下行过程的合外力，且合外力在运动过程中大小恒定，随高度变化均匀做功，d选项正确，c选项错误二、多项选择题7足够长的水平传送带始终以速度v匀速运动某时刻，一质量为m、速度大小为v，方向与传送带运动方向相反的物体在传送带上运动，最后物体与传送带相对静止物体在传送带上相对滑动的过程中，滑动摩擦力对物体做的功为w1，传送带克服滑动摩擦力做的功为w2，物体与传送带间摩擦产生的热量为q，则()aw1mv2 bw12mv2cw2mv2 dq2mv2解析：选ad.设小物体速度由v减到零过程对地位移大小为x，则该过程传送带对地位移为2x，两者相对移动的路程为3x，当小物体速度由零增加到v过程，小物体和传送带对地位移分别为x和2x，两者相对移动的路程为x，因此全过程两者相对移动的路程为4x，摩擦生热q4ffx，而ffxmv2，所以q2mv2.滑动摩擦力对物体做的功w1mv2，物体相对传送带滑动的过程中，传送带克服摩擦力做的功w24ffx2mv2，选项a、d正确8.(2013高考大纲全国卷)如图所示，一固定斜面倾角为30，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度的大小等于重力加速度的大小g.若物块上升的最大高度为h，则此过程中，物块的()a动能损失了2mgh b动能损失了mghc机械能损失了mgh d机械能损失了mgh解析：选ac.由于上升过程中的加速度大小等于重力加速度，根据牛顿第二定律得mgsin 30fmg，解得fmg.由动能定理可得ekmghfl2mgh，选项a正确，b错误；机械能的减少量在数值上等于克服摩擦力做的功，则wfflmgh，选项c正确，d错误9.(2015河南适应性测试)如图所示，一质量为m的小球套在光滑竖直杆上，轻质弹簧一端固定于o点，另一端与该小球相连现将小球从a点由静止释放，沿竖直杆运动到b点已知oa的长度小于ob的长度，弹簧处于oa、ob两位置时弹力大小相等在小球由a运动到b的过程中()a小球的加速度等于重力加速度g的位置有两个b弹簧弹力的功率为零的位置有两个c弹簧弹力对小球先做负功，后做正功d小球运动到b点时速度一定不为零解析：选ad.由题意可知，小球在a点时，弹簧压缩，在b点时，弹簧伸长，对由a运动到b的过程进行受力分析可知，当弹簧与杆垂直的时候加速度为g，而且当弹簧处于原长状态的时候加速度也是g，因此选项a正确；当速度为0时，当弹力为0时，以及当弹簧与杆垂直的时候弹簧弹力的功率均为0，选项b错误；在运动过程中弹簧弹力对小球先做负功，后做正功，再做负功，选项c错误；由功能关系可知，小球运动到b点时速度一定不为零，选项d正确；所以答案选a、d.10.(2015四川资阳模拟)如图甲所示，足够长的固定光滑细杆与地面成一定夹角，在杆上套有一个光滑小环，沿杆方向给环施加一个拉力f，使环由静止开始运动，已知拉力f及小环速度v随时间t变化的规律如图乙所示，重力加速度g取10 m/s2.则以下判断正确的是()a小环的质量是1 kgb细杆与地面间的夹角是30c前3 s内拉力f的最大功率是2.5 wd前3 s内小环机械能的增加量是6.25 j解析：选ac.在第1 s内拉力f15 n，加速度a10.5 m/s2，在第2 s和第3 s内拉力f24.5 n，加速度a20，设夹角为，根据牛顿第二定律，f1mgsin ma1，f2mgsin ma2，可得m1 kg，arcsin 0.45，选项a正确，b错误；前3 s内拉力f的最大功率是pmf1vm5 n0.5 m/s2.5 w，选项c正确；前3 s内小环机械能的增加量等于拉力f做的功，即ef1x1f2x2510.5 j4.520.5 j5.75 j，选项d错误三、非选择题11(2015山西太原模拟)如图所示，在水平地面上固定一个半径为r的半圆形轨道，其中圆弧部分光滑，水平段长为l，一质量为m的小物块紧靠一根被压缩的固定在水平轨道的最右端的弹簧，小物块与水平轨道间的动摩擦因数为，现突然释放小物块，小物块被弹出，恰好能够到达圆弧轨道的最高点a，取g10 m/s2，且弹簧长度忽略不计，求：(1)小物块的落点距o的距离；(2)小物块释放前弹簧具有的弹性势能解析：设小物块被弹簧弹出时的速度大小为v1，到达圆弧轨道的最低点时速度大小为v2，到达圆弧轨道的最高点时速度大小为v3.(1)因为小物块恰好能到达圆弧轨道的最高点，故向心力刚好由重力提供，有mg小物块由a飞出后做平抛运动，由平抛运动的规律有xv3t2rgt2联立解得：x2r，即小物块的落点距o的距离为2r.(2)小物块在圆弧轨道上从最低点运动到最高点的过程中，由机械能守恒定律得mvmg2rmv小物块被弹簧弹出至运动到圆弧轨道的最低点的过程，由功能关系得：mvmvmgl小物块释放前弹簧具有的弹性势能就等于小物块被弹出时的动能，故有epmv由联立解得：epmgrmgl.答案：(1)2r(2)mgrmgl12.(2015济南模拟)如图，在高h130 m的光滑水平平台上，质量m1 kg的小物块压缩弹簧后被锁扣k锁住，储存了一定量的弹性势能ep.若打开锁扣k，物块将以一定的水平速度v1向右滑下平台，做平抛运动，并恰好能从光滑圆弧形轨道bc的b点的切线方向进入圆弧形轨道b点的高度h215 m，圆弧轨道的圆心o与平台等高，轨道最低点c的切线水平，并与地面上长为l70 m的水平粗糙轨道cd平滑连接；小物块沿轨道bcd运动与右边墙壁发生碰撞，g10 m/s2.求：(1)小物块由a到b的运动时间；(2)小物块原来压缩弹簧时储存的弹性势能ep的大小；(3)若小物块与墙壁只发生一次碰撞，碰后速度等大反向，反向运动过程中没有冲出b点，最后停在轨道cd上的某点p(p点没画出)设小物块与轨道cd之间的动摩擦因数为，求的取值范围解析：(1)设从a运动到b的时