全国高考物理模拟试题专题汇编 专题3 功与能 第2讲 功能关系、能量守恒（A）（含解析） (2).doc

专题3 功与能第2讲 功能关系、能量守恒（a卷）一选择题1.（2015宝鸡三检18）甲乙丙丁戊、如图甲所示，将质量为的小球以速度竖直向上抛出，小球上升的最大高度为。若将质量分别为、的小球，分别以同样大小的速度从半径均为的竖直圆形光滑轨道的最低点水平向右射入轨道，轨道形状如图乙、丙、丁、戊所示。则质量分别为、的小球中，能到达的最大高度仍为的是（小球大小和空气阻力均不计）（ ）a质量为的小球 b质量为的小球c质量为的小球 d质量为的小球2.(2015济南二模16）一根质量为m、长为l的均匀链条一半放在光滑的水平桌面上，另一半悬在桌边，桌面足够高，如图a所示。若将一个质量为m小球分别拴在链条左端和右端，如图b、图c所示。约束链条的挡板光滑，三种情况均由静止释放，当整根链条刚离开桌面时，关于它们的速度关系，下列判断中正确的是（ ）ava=vb=vc bva vb va vb dva vb vc3.（2015聊城二模20）.如图所示，光滑固定的竖直杆上套有小物块a，不可伸长的轻质细绳通过大小可忽略的定滑轮连接物块a和小物块b，虚线cd水平。现由静止释放两物块，物块a从图示位置上升，并恰能到达c点。在此过程中，若不计摩擦和空气阻力，下列说法正确的是（ ）a.绳拉力对物块a做的功等于物块a重力势能的增加量b.物块a到达c点时加速度为零c.绳拉力对物块b做的功在数值上等于物块b机械能的减少量d.绳拉力对物块b先做负功后做正功 4.(2015衡水高三调15). 一质点在015 s内竖直向上运动，其加速度一时间图像如图所示，若取竖直向下为正，g取10，则下列说法正确的是 ( )a.质点的机械能不断增加b在05 s内质点的动能增加c在1015 s内质点的机械能一直增加d在t-15 s时质点的机械能大于t=5 s时质点的机械能ba甲vhba乙vhc5.(2015永州三模20)如图所示，甲、乙两传送带与水平面的夹角相同，都以恒定速率v向上运动。现将一质量为m的小物体(视为质点)轻轻放在a处，小物体在甲传送带上到达b处时恰好达到传送带的速率v；在乙传送带上到达离b处竖直高度为h的c处时达到传送带的速率v，已知b处离地面的高度均为h。则在小物体从a到b的过程中（ ）a小物体与甲传送带间的动摩擦因数较小b两传送带对小物体做功相等c两传送带消耗的电能相等d两种情况下因摩擦产生的热量相等hxv06.(2015肇庆三测21)如下图所示，一质量为m（可视为质点）的物块以一定的初速度v0从斜面底端沿斜面向上运动，恰能滑行到斜面顶端设物块与斜面间的动摩擦因数一定，斜面的高度h和底边长度x可独立调节（斜面长度随之改变），下列说法正确的是a若只增大m，物块不能滑到斜面顶端b若只增大h，物块不能滑到斜面顶端，但上滑最大高度一定增大c若只增大x，物块不能滑到斜面顶端，但滑行水平距离一定增大d若再施加一个水平向右的恒力，物块一定从斜面顶端滑出7.（2015西安交大附中三模21）. 如图甲所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k，一端固定在倾角为的斜面底端，另一端与物块a连接；两物块a、b质量均为m，初始时均静止。现用平行于斜面向上的力f拉动物块b，使b做加速度为a的匀加速运动，a、b两物块在开始一段时间内的关系分别对应图乙中a、b图线（t1时刻a、b的图线相切，t2时刻对应a图线的最高点），重力加速度为g，则（ ）at2时刻，弹簧形变量为0bt1时刻，弹簧形变量为c从开始到t2时刻，拉力f逐渐增大d从开始到t1时刻，拉力f做的功比弹簧弹力做的功少8.（2015成都三诊7）如图所示,倾角=30的固定斜面上固定着挡板，轻弹簧下端与挡板相连，弹簧处于原长时上端位于d点。用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑定滑轮连接物体a和b，使滑轮左侧绳子始终与斜面平行，初始时a位于斜面的c点，c、d两点间的距离为l。现由静止同时释放a、b，物体a沿斜面向下运动，将弹簧压缩到最短的位置为e点，d、e两点间距离为。若a、b的质量分别为4m和m，a与斜面之间的动摩擦因数，不计空气阻力，重力加速度为g，整个过程中，轻绳始终处于伸直状态，则（ ）aa在从c至e的过程中，先做匀加速运动，后做匀减速运动ba在从c至d的过程中，加速度大小c弹簧的最大弹性势能为d弹簧的最大弹性势能为二非选择题9.（2015西安交大附中三模24）. （14分） 如图所示，一质量m0.4 kg的滑块(可视为质点)静止于动摩擦因数0.1的水平轨道上的a点现对滑块施加一水平外力，使其向右运动，外力的功率恒为p10.0 w经过一段时间后撤去外力，滑块继续滑行至b点后水平飞出，恰好在c点沿切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道，轨道的最低点d处装有压力传感器，当滑块到达传感器上方时，传感器的示数为25.6 n已知轨道ab的长度l2.0 m，半径oc和竖直方向的夹角37，圆形轨道的半径r0.5 m(空气阻力可忽略，重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)，求：(1)滑块运动到c点时速度vc的大小；(2)b、c两点的高度差h及水平距离x；(3)水平外力作用在滑块上的时间t. 10.(2015北京西城区二模22)（16分）habrroc如图所示为竖直放置的四分之一圆弧轨道，o点是其圆心，半径r=0.8m，oa水平、ob竖直。轨道底端距水平地面的高度h=0.8m。从轨道顶端a由静止释放一个质量m=0.1kg的小球，小球到达轨道底端b时，恰好与静止在b点的另一个相同的小球发生碰撞，碰后它们粘在一起水平飞出，落地点c与b点之间的水平距离x=0.4m。忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s2。求：（1）两球从b点飞出时的速度大小v2；（2）碰撞前瞬间入射小球的速度大小v1；（3）从a到b的过程中小球克服阻力做的功wf。11.(2015北京朝阳二练22)（16分）如图所示，竖直平面内的半圆形轨道下端与水平面相切，b、c分别为半圆形轨道的最低点和最高点。小滑块（可视为质点）沿水平面向左滑动，经过a点时的速度va=6.0m/s。已知半圆形轨道光滑，半径r=0.40m，滑块与水平面间的动摩擦因数m = 0.50，a、b两点间的距离l=1.10m。取重力加速度g =10m/s2。求：（1）滑块运动到b点时速度的大小vb；（2）滑块运动到c点时速度的大小vc；（3）滑块从c点水平飞出后，落地点与b点间的距离x。12.（2015南平综测20）(15分)如图所示，光滑的水平面ab与半径r=0.4m的光滑竖直半圆轨道bcd在b点相切，d点为半圆轨道最高点，a点的右侧连接一粗糙的水平面。用细线连接甲、乙两物体，中问夹一轻质压缩弹簧，弹簧与甲、乙两物体不拴接，甲的质量朋=4kg，乙的质量=5kg，甲、乙均静止。若固定乙，烧断细线，甲离开弹簧后经过b点进入半圆轨道，过d点时对轨道的压力恰好为零。取g=10m/s2，甲、乙两物体均可看作质点，求：(1)甲离开弹簧后经过b点时的速度的大小；(2)在弹簧压缩量相同的情况下，若固定甲，烧断细线，乙物体离开弹簧后从a点进入动摩擦因子=0.4的粗糙水平面，则乙物体在粗糙水平面运动的位移s。13.(2015肇庆三测35)hracbo(18分)如下图所示，质量为3kg的长木板b放在光滑的水平面上，右端与半径r=1m的粗糙的圆弧相切，左端上方放一质量为1kg物块c，物块c与长木板b间的动摩擦因数为0.2现将一质量为1kg的物体a从距圆弧上端h=5m处静止释放，沿着圆弧到达水平轨道与b碰撞后粘在一起运动，再经1s物块c刚好运动到b的右端且不会掉下取g=10m/s求：（1）物体a刚进入圆弧时对轨道的压力；（2）长木板b的长度；（3）物体a经过圆弧时克服阻力所做的功第2讲 功能关系、能量守恒（a卷）参考答案与详解1.【答案】c【命题立意】本题旨在考查机械能守恒的应用、竖直方向做圆周运动。【解析】由题意可知，质量为的小球，整个过程机械能守恒，得：a、质量为的小球，由图乙可知，上升到轨道最高点速度不能为零，有：，依据机械能守恒，可知此时的小球还没上升到最大高度，即，故a错误；bd、由丙图和戊图，可知小球出轨道时的速度方向不沿竖直方向，则上升到最高点时水平方向速度不为零，依据机械能守恒定律：，故bd错误；c、由丁图可知，小球出轨道时的速度方向沿竖直方向向上，则上升到最高点时，速度为零，依据机械能守恒定律：，故c正确。故选：c2.【答案】c【命题立意】本题旨在考查机械能守恒定律。【解析】铁链释放之后，到离开桌面，由于桌面无摩擦，对两次释放，桌面下方l处为0势能面，则释放前，系统的重力势能为：第一次：第二次：第三次：释放后：则损失的重力势能：、那么：、解得：、可得：，即：故选：c【举一反三】解决本题的关键知道系统机械能守恒，抓住系统重力势能的减小量等于系统动能的增加量进行求解。3.【答案】ac【命题立意】本题旨在考查机械能守恒定律、功能关系。【解析】a、从a到c，a的动能变化量为零，根据功能关系可知，绳拉力对物块a做的功等于物块a的重力势能的增加量，故a正确；b、当a物块到达c处时，由受力分析可知：水平方向受力平衡，竖直方向只受重力作用，所以根据牛顿第二定律得知，a物块的加速度，故b错误；c、从a到c，b的动能变化量为零，根据功能关系：除重力以为其他力做的功等于机械能的增量，故绳拉力对b做的功在数值上等于b机械能的减少量，故c正确；d、物块a上升到与滑轮等高前，b下降，绳的拉力对b做负功，故d错误。故选：ac4.【答案】d【命题立意】本题旨在考查功能关系。【解析】a、由图象可以看出内的加速度等于g，内的加速度小于g，内的加速度大于g，故物体的机械能先不变，后增加，再减小，故a错误；b、在内，物体速度向上，加速度方向向下，加速度与速度方向相反，则物体减速，速度减小，则动能减小，故b错误；c、在内，物体向上减速的加速度大于g，说明物体受到了方向向下的外力，做负功，机械能减少，故c错误；d、根据牛顿第二定律，内，得：，方向向上，做正功，物体机械能增加；内，得：，方向向下，物体机械能减少；物体一直向上做减速运动，而4-6s内的速度小于内的速度，则内的位移小于内的位移，故，则内物体机械能增加的多，减小的少，故质点在时的机械能大于时的机械能，d正确。故选：d5.【答案】ab【命题立意】本试题旨在考查功能关系、功的计算。【解析】a、根据公式，可知物体加速度关系，再由牛顿第二定律，得知：，故a正确；b、传送带对小物体做功等于小物块的机械能的增加量，动能增加量相等，重力势能的增加量也相同，故两种传送带对小物体做功相等，故b正确；c、d、由摩擦生热知，甲图中：，乙图中：，解得：，根据能量守恒定律，电动机消耗的电能等于摩擦产生的热量与物块增加机械能之和，因物块两次从a到b增加的机械能相同，所以将小物体传送到b处，两种传送带消耗的电能甲更多，故c错误，d错误。故选：ab6.【答案】bc【命题立意】本题考查功和能，意在考查考生思维的严密性和逻辑性的能力。【解析】物块以一定的初速度v0从斜面底端沿斜面向上运动，恰能滑行到斜面顶端，根据动能定理得：-mgh-mgscos=0-mv02，即：gh+gx=v02，可见与物体的质量无关，增大m，物块仍能滑到斜面顶端故a错误；根据：gh+gx=v02可知，h增大，物块不能滑到斜面的顶端，结合：gh+hgcot=v02可知：，增大h，增大，则上升的最大高度增大故b正确；根据：gh+gx=v02可知，知x增大，物块不能滑到斜面的顶端，结合gxtan+gx=v02，得增大x，斜面的倾角变小，则滑行的最大距离一定增大c正确；施加一个水平向右的恒力，恒力沿斜面方向的分力可能小于摩擦力的增加量，则物块不一定能从斜面顶端滑出d错误7.【答案】bd【命题立意】本试题旨在考查胡克定律、功能关系。【解析】a、由图知，时刻a的加速度为零，速度最大，根据牛顿第二定律和胡克定律得：，则得：，故a错误；b、由图读出，时刻a、b开始分离，对a根据牛顿第二定律：，则：，故b正确；c、从开始到时刻，对ab整体，根据牛顿第二定律得：，得：，减小，增大；时刻到时刻，对b，由牛顿第二定律得：，得：，可知不变，故c错误；d、由上知：时刻a、b开始分离开始时有： 从开始到时刻，弹簧释放的势能：从开始到时刻的过程中，根据动能定理得： 由解得：，所以拉力做的功比弹簧释放的势能少，故d正确。故选：bd8.【答案】bd【命题立意】本题旨在考查牛顿第二定律、动能和势能的相互转化。【解析】a、释放a、b后，a沿斜面加速下滑，当与弹簧接触时，开始压缩弹簧，弹簧产生沿斜面向上的弹力，但此时弹力小于a沿斜面向下的作用力，故a做加速度减小的加速运动，当把弹簧压缩到某一位置时，a沿斜面受力平衡，速度达到最大，之后弹力大于a沿斜面向下的作用力，a做减速运动，故a错误；b、a沿斜面受自身重力沿斜面分力、b对其沿斜面的拉力和斜面对a的摩擦力，根据牛顿第二定律，沿斜面方向则有：，解得：，故b正确；cd、以ab为研究对象，从c点运动到e点，在e点弹簧压缩最短，弹性势能达最大，ab从c点运动到e点，由能动能定理，得：，解得：由弹力做的功等于弹性势能的变化，即：，故d正确。故选：bd9.【答案】（1）；（2）、；（3）【命题立意】本试题旨在考查动能定理、牛顿第二定律、机械能守恒定律。【解析】：（1）滑块运动到d点时，由牛顿第二定律得:滑块由c点运动到d点的过程，由机械能守恒定律得：代入数据，联立解得：（2）滑块在c点速度的竖直分量为：b、c两点的高度差为：滑块由b运动到c所用的时间为：滑块运动到b点的速度为：b、c间的水平距离：（3）滑块由a点运动b点的过程，由动能定理得：代入数据解得：答：（1）滑块运动到c点时速度的大小为；（2）b、c两点的高度差为及水平距离为；（3）水平外力作用在滑块上的时间为。10.【答案】（1）；（2）；（3）【命题立意】本题旨在考查平抛运动、动量守恒定律。【解析】（1）两球从b点飞出后做平抛运动，则有：竖直方向上：解得： 水平方向上：解得： （2）两球碰撞，根据动量守恒定律则有：解得：（3）入射小球从a运动到b的过程中，根据动能定理得：解得：答：（1）两球从b点飞出时的速度大小为；（2）碰撞前瞬间入射小球的速度大小为；（3）从a到b的过程中小球克服阻力做的功为。11.【命题立意】考查动能定理的应用，以及平抛运动的规律【答案】（1）（2）（3