2018届高三物理二轮复习专题二能量动量和原子物理第2讲功能关系和能量守恒对点规范演练.docx

专题2 第2讲 功能关系和能量守恒1(2017湖北黄冈模拟)(多选)如图所示，在绝缘的斜面上方，存在着匀强电场，电场方向平行于斜面向上，斜面上的带电金属块在平行于斜面的力F作用下沿斜面移动已知金属块在移动的过程中，力F做功32 J，金属块克服电场力做功8 J，金属块克服摩擦力做功16 J，重力势能增加18 J，则在此过程中金属块的 (AD)A动能减小10 JB电势能增加24 JC机械能减少24 JD内能增加16 J2(2017天津模拟题)足够长的水平传送带以恒定速度v匀速运动，某时刻一个质量为m的小物块以大小也是v、方向与传送带的运动方向相反的初速度冲上传送带，最后小物块的速度与传送带的速度相同在小物块与传送带间有相对运动的过程中，滑动摩擦力对小物块做的功为W，小物块与传送带间因摩擦产生的热量为Q，则下列判断中正确的是(B)AW0Qmv2BW0Q2mv2CWQmv2DWmv2Q2mv2解析 对小物块，由动能定理有Wmv2mv20，设小物块与传送带间的动摩擦因数为，则小物块与传送带间的相对路程x相对，这段时间内因摩擦产生的热量Qmgx相对2mv2，选项B正确3(2017海南五校模拟)(多选)如图所示为做竖直上抛运动的小球的动能Ek、重力势能Ep与上升高度h间的关系图象，已知小球做竖直上拋运动的初速度为10 m/s，取地面为零势能面，小球在运动过程中所受阻力恒定，重力加速度g10 m/s2.则下列说法正确的是(AC)A小球上升过程中受到的阻力大小为0.25 NB小球上升过程中受到的阻力大小为0.50 NC小球动能与重力势能相等时的高度为 mD小球动能与重力势能相等时的高度为 m解析 小球从最低点运动到最高点的过程，根据能量守恒定律有FfhE2E14 J5 J，解得Ff0.25 N，选项A正确，选项B错误；因为在最高点mgh4 J，所以m0.1 kg，设小球动能和重力势能相等时的高度为H，此时有mgHmv2，FfHmgHmv2mv，解得H m，选项C正确，选项D错误4(2017湖南湘中名校联考)(多选)如图甲所示，质量为1 kg的小物块以初速度v011 m/s从53的固定斜面底端先后两次滑上斜面，第一次对小物块施加一沿斜面向上的恒力F，第二次不施加力图乙中的两条线段a、b分别表示施加力F和无F时小物块沿斜面向上运动的vt图象，不考虑空气阻力，g10 m/s2，sin 530.8，下列说法正确的是(AD)A恒力F大小为1 NB物块与斜面间动摩擦因数为0.6C有恒力F时，小物块在上升过程中产生的热量较少D有恒力F时，小物块在上升过程中机械能的减少量较小解析 根据vt图象中斜率等于加速度可知，aa10 m/s2，ab11 m/s2，不受拉力时，mabmgsin 53mgcos 53，代入数据得0.5；受到拉力的作用时，maaFmgsin 53mgcos 53，所以F1 N，故选项A正确，选项B错误；根据运动学公式x，有恒力F时，小物块的加速度小，位移大，所以在上升过程中产生的热量较大，故选项C错误；结合选项C的分析可知，有恒力F时，小物块上升的高度比较大，所以在最高点的重力势能比较大，而升高的过程中动能的减少量是相等的，所以在上升过程中机械能的减少量较小，故选项D正确5(2017河北石家庄二中模拟)(多选)研究表明，弹簧的弹性势能Ep的表达式为Epkx2，其中k为劲度系数，x为弹簧的形变量如图所示，质量均为m的两物体A、B用轻绳相连，将A用一轻弹簧悬挂在天花板上，系统处于静止状态弹簧一直在弹性限度内，重力加速度为g，现将A、B间的轻绳剪断，则下列说法正确的是(CD)A轻质绳子剪断瞬间A的加速度为gB轻质绳子剪断后物体A最大动能出现在弹簧原长时C轻质绳子剪断后A的动能最大时，弹簧弹力做的功为D轻质绳子剪断后A能上升的最大高度为解析 未剪断轻绳时，把A、B看做整体进行受力分析，由平衡条件可得轻弹簧中弹力为2mg，隔离B受力分析，由平衡条件可得轻绳中拉力为mg.轻质绳子剪断瞬间，A受到轻弹簧竖直向上的弹力2mg和竖直向下的重力mg，由牛顿运动定律，有mg2mgma，解得A的加速度为ag，选项A错误；轻质绳子剪断后物体A向上做加速运动，最大动能出现在弹簧弹力等于A的重力时，此时轻弹簧伸长量x，选项B错误；未剪断轻绳时，弹簧伸长量为，弹簧弹性势能为Ep1k2，轻质绳子剪断后A的动能最大时，弹簧弹性势能为Ep2k2，根据功能关系，弹簧弹力做的功为WEp1Ep2，选项C正确；设轻质绳子剪断后A能上升的最大高度为h，由机械能守恒定律，有Ep1mgh，解得h，选项D正确6(2017河北保定调研)(多选)如图所示，长为L的细线一端固定于O点，另一端连接小球，开始时小球静止于O点正下方的A点某时刻起对小球施加一水平恒力F，此时细线的拉力大小为T1，小球由A点开始运动并恰好能到达B点，此时细线的拉力大小为T2，细线与竖直方向夹角为.列说法中正确的是(ACD)A由A点到B点F做功为FLsin B小球到达B点时所受合外力为零C由A点运动到B点的过程中小球的机械能一直增加DT1T2解析 小球在位置A时，细线的拉力大小为T1mg，当对小球施加水平恒力F，且刚好到达B点时，小球速度大小为0，恒力F所做的功为WFLsin ，选项A正确；对小球由A到B的过程由动能定理得WmgL(1cos )0，则可解得Fmg，小球到达B点时的速度为零，向心力为零，切线方向的合力不为零，选项B错误；小球由A到B的过程中，由于恒力F一直做正功，则小球的机械能一直增加，选项C正确；小球在B点时，沿细线方向的合力为零，则T2mgcos Fsin ，由以上式子可解得T2mg，则T1T2，选项D正确7(2017江西五校模拟)如图所示，一倾角为37的斜面固定在水平地面上轻质弹簧的劲度系数k18 N/m，其上端固定于斜面顶端，下端连接有质量m1 kg的光滑小球A.另有一质量与A相同的物块B在一沿斜面向上的推力F18 N作用下与A紧靠着，A、B均处于静止状态，且斜面对B恰好无摩擦力作用已知B与斜面间、水平地面间的动摩擦因数均为0.75，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力不计斜面与水平地面转折处的能量损失现撤去推力F，A和B一起沿斜面下滑到某处时分离取sin 370.6，cos 370.8，重力加速度g10 m/s2.(1)A和B分离后，A能否再回到出发点，B做何种性质的运动？请分别简述理由；(2)A、B整体从开始运动到A、B刚分离过程，B的位移大小；(3)B最终停止的位置离斜面底端O点的距离解析 (1)A不能回到出发点，B将沿斜面向下做匀速运动A不能回到出发点是因为A与B一起下滑的过程中，B对A的弹力做负功而使A和弹簧的总机械能减少，B沿斜面向下做匀速运动是因为mgsin mgcos ，即B在沿斜面方向上所受合力为零(2)未撤去推力F时，对A和B整体，根据平衡条件，有2mgsin kx1F，解得弹簧的压缩量x1 m分离瞬间，A、B间无弹力作用，但速度和加速度相等，根据牛顿第二定律，对B有mgsin mgcos maB，对A有mgsin kx2maA，又aAaB，解得分离时弹簧的伸长量x2 m，B的位移大小xx1x2 m.(3)因x1x2，A、B整体从开始运动到A、B分离，弹簧弹力做功为零，根据动能定理(2mgsin mgcos )(x1x2)2mv2，解得v2 m/s，之后B沿斜面做匀速直线运动，直到运动到水平地面上受摩擦力作用而静止由运动学公式可得v22gx，解得x m.答案 (1)见解析(2) m(3) m8(2017湖北七市教科研协作体4月联考)如图，一类似“过山车”的光滑轨道由直轨道AB段、弯轨道BC段、水平直轨道CD段、竖直圆轨道DEFG段、水平直轨道DH段顺接而成，两小球a、b用长为L的轻杆连接，从轨道AB段由静止开始滑下，恰好能够一直沿轨道滑到DH段，已知AB段与水平方向夹角为53(cos 530.6)，轨道CD段的长度大于L，圆轨道DEFG段的直径为L，a、b两球的质量分别为2m和m，重力加速度为g.试求：(1)刚开始a、b两球距轨道水平段的高度；(2)若小球b通过圆轨道最高点F时对轨道无压力，则此时小球a对圆轨道的压力大小；(3)b球通过圆轨道的右半圈以及左半圈过程中，杆对a球分别做的功解析 (1)ab两球因轻杆相连不可能脱离轨道，所以恰好能滑过轨道即能量足够，考虑到b球在圆轨道上升过程中系统势能增加，动能减少，b球下降而a球上升时系统势能继续增加，动能继续减少，所以系统动能最少时为a球到达圆轨道最高点F时，此时动能应为0.设b球一开始的高度为h，则a球高度为hL，以地面为零势能位置，由机械能守恒有mgh2mg2mgL，可得b球距轨道水平段的高度为L，a球距轨道水平段的高度为L.(2)b通过最高点F时，设a、b的速度大小为v，由机械能守恒定律(从b到F点至a到F点)有mgL(m2m)v22mgL，得v.设此时杆对b的拉力为F，对b由向心力公式有mgFm，得Fmg.设地面此时对a的支持力为FN，对a由向心力公式有FN2mgF2m，得FNmg，由牛顿第三定律，a此时对地面的压力也为m