2013高考物理二轮复习 专题限时集训（六）专题六能量转化与守恒配套作业（解析版广东省专用）

1 专题限时集训专题限时集训 六六 专题六专题六 能量转化与守恒能量转化与守恒 时间 45 分钟 1 质量为m的木块静止在光滑的水平面上 从t 0 开始 将一个大小为F的水平恒力 作用在该木块上 在t t1时刻 力F的功率是 A F2t1 B F2t2 1 2m C D F2t1 m F2t2 1 m 2 双选 如图 6 1 所示 人站在自动扶梯上不动 随扶梯匀速上升的过程中 图 6 1 A 人克服重力做功 重力势能增加 B 支持力对人做正功 人的动能增加 C 合外力对人不做功 人的动能不变 D 合外力对人不做功 人的机械能不变 3 质量为m的物体从静止出发以 的加速度竖直下降h 下列说法中正确的是 g 2 A 物体的机械能增加mgh 1 2 B 物体的重力势能减少mgh 1 2 C 物体的动能增加mgh 1 2 D 重力做功mgh 1 2 4 双选 升降机底板上放一质量为 100 kg 的物体 物体随升降机由静止开始竖直向上 移动 5 m 时速度达到 4 m s 则此过程中 g取 10 m s2 A 升降机对物体做功 5800 J B 合外力对物体做功 5800 J C 物体的重力势能增加 5000 J D 物体的机械能增加 5000 J 5 关于功和机械能 下列说法正确的是 A 在有阻力作用的情况下 物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功 B 合力对物体所做的功等于物体动能的改变量 C 物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能 其大小与势能零点的选取有关 D 运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量 6 如图 6 2 所示 质量为m的木块沿粗糙斜面匀加速下滑h高度 速度由v1增大到 v2 所用时间为t 关于此过程中 下列说法错误的是 图 6 2 2 A 木块沿斜面下滑的距离为t v1 v2 2 B 木块的重力势能减少mgh C 动能变化为mv mv 1 22 2 1 22 1 D 木块克服摩擦力做的功为mgh mv mv 1 22 2 1 22 1 7 如图 6 3 所示 在竖直向上的匀强电场中 一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一 个带电小球 另一端固定于O点 小球在竖直平面内做匀速圆周运动 最高点为a 最低点 为b 不计空气阻力 则 图 6 3 A 小球带负电 B 小球在从a点运动到b点的过程中 电势能减小 C 小球所受电场力跟重力平衡 D 小球在运动过程中机械能守恒 8 跳伞运动员从悬停在半空的直升机上自由下落一段时间后 打开降落伞直至下落到 地面 降落伞没有打开之前 空气阻力不计 打开后 阻力与速度成正比 在整个下落过程 中 运动员的机械能与下落的高度的关系图象如图 6 4 所示 其中正确的是 A B C D 图 6 4 9 如图 6 5 所示 质量m 60 kg 参加 挑战极限 的业余选手 要越过宽度为 s 2 5 m 的水沟 跃上高为H 2 0 m 的平台 采用的方法是 人手握一根长为L 3 25 m 的轻质弹性杆的一端 从A点由静止开始匀加速助跑 至B点时 杆的另一端抵在O点的阻 挡物上 接着杆发生形变 同时脚蹬地 人被弹起 离地时重心高h 0 8 m 到达最高点时 杆处于竖直 人的重心在杆的顶端 运动过程中空气阻力可忽略不计 取g 10 m s2 1 第一次试跳 人恰能到达最高点 则人在B点离开地面时的速度v1是多少 2 第二次试跳 人在最高点放开杆水平飞出后 恰好趴落到平台边缘 则人在最高点 飞出时速度v2至少多大 3 设在第二次试跳中 人跑到B点时速度大小为vB 8 m s 求人在B点蹬地弹起瞬间 至少应做多少功 图 6 5 10 大风可能给人们的生产和生活带来一些危害 同时风能也是可以开发利用的清洁能 源 1 据北京市气象台监测显示 2012 年 3 月 23 日北京刮起了今年以来最大的风 其短时 3 风力达到近十级 在海淀区某公路旁停放的一辆小轿车被大风吹倒的数字信息亭砸中 如图 6 6 所示 已知该信息亭形状为长方体 其高度为h 底面是边长为l的正方形 信息亭所 受的重力为G 重心位于其几何中心 图 6 6 求大风吹倒信息亭的过程中 至少需要对信息亭做多少功 若已知空气密度为 大风的风速大小恒为v 方向垂直于正常直立的信息亭的竖直 表面 大风中运动的空气与信息亭表面作用后速度变为零 求信息亭正常直立时 大风给它 的对时间的平均作用力为多大 2 风力发电是利用风能的一种方式 风力发电机可以将风能 气流的动能 转化为电能 其主要部件如图 6 7 所示 已知某风力发电机风轮机旋转叶片正面迎风时的有效受风面积 为S 运动的空气与受风面作用后速度变为零 风力发电机将风能转化为电能的效率和空气 密度均保持不变 当风速为v且风向与风力发电机受风面垂直时 风力发电机输出的电功率 为P 求在同样的风向条件下 风速为 时这台风力发电机输出的电功率 v 2 利用风能发电时由于风速 风向不稳定 会造成风力发电输出的电压和功率不稳定 请 你提出一条合理性建议 解决这一问题 图 6 7 专题限时集训 六 1 C 解析 大小为F的水平恒力作用在该木块上产生的加速度为a t1时刻的速 F m 度为v1 at1 力F的功率是P Fv1 故 C 对 Ft1 m F2t1 m 2 AC 解析 人站在扶梯上不动随之上升时 受重力及支持力 重力做负功 重力势 能增加 A 对 支持力做正功 但动能不变 B 错 速度不变 合外力做功为零 C 对 动能 不变而重力势能增加 则机械能增加 D 错 3 C 解析 物体以 的加速度竖直下降h时 受力重力及阻力 有 mg f ma 解 g 2 得 f mg f做负功 机械能减少量为 E fh mgh A 错误 重力做正功mgh 重力势 1 2 1 2 能减少mgh B D 错误 由动能定理知 动能增加 Ek F合h mgh C 正确 1 2 4 AC 解析 动能的增加 Ek mv2 800 J 重力势能增加 Ep mgh 5000 J 故 1 2 C 对 从能量转化的角度来看 升降对物体做功的结果就是使物体的机械能增加 即 W E Ek Ep 5800 J 故 A 对 D 错 而合外力对物体做的功等于物体动能的增加 4 即W合 Ek 800 J 故 B 错 5 BC 解析 任何时候重力做的功都等于重力势能的减少量 选项 A 错误 合外力 做功等于物体动能改变量 这是动能定理的内容 选项 B 正确 势能是相互作用能 存在于 两个相互作用的物体之间 其大小与势能零点的选取有关 选项 C 正确 动能的减少量与重 力势能的增加量只有在机械能守恒时才会相等 选项 D 错误 6 D 解析 物体沿斜面匀加速下滑 其下滑的平均速度为 下滑距离为 v v1 v2 2 s t A 正确 下滑过程中重力势能减少mgh B 正确 由动能定理知合外力对物体做 v1 v2 2 的功等于物体动能的变化 即 mgh Wf mv mv 故Wf mgh mv mv C 正确 D 1 22 2 1 22 1 1 22 2 1 22 1 错误 7 C 解析 小球做匀速圆周运动 说明运动过程中合力不做功 即小球所受电场力 与重力平衡 小球受到的电场力竖直向上 所以小球带正电 从a点到b点过程电场力做负 功 电势能增大 选项 A B 错误 选项 C 正确 因为运动过程中电场力做功 所以机械能 不守恒 选项 D 错误 8 A 解析 运动员自由下落阶段机械能守恒 机械能不随高度变化 打开降落伞后 由于受空气阻力的作用 机械能减小 随着下降高度的增加 阻力随速度的减小而减小 机 械能减小逐渐缓慢 所以只有选项 A 正确 9 1 7 m s 2 5 m s 3 300 J 解析 1 由机械能守恒定律 得 mv mg L h 1 22 1 解得v1 7 m s 2g L h 2 人飞出后做平抛运动 最高点速度为v2时人刚好落在平台上 则 L H gt2 s v2t 1 2 解得v2 s 5 m s g 2 L H 3 设蹬地瞬间人做的功为W 由动能定理 有 W mg L h mv mv 1 22 2 1 22B 解得W mg L h mv mv 300 J 1 22 2 1 22B 10 1 G h 1 2h2 l2 hlv2 2 略 P 8 解析 1 信息亭被大风吹倒的过程中 其重心上升的最大高度为 h 1 2 h2 l2 h 当信息亭重心最高时速度为零 风对信息亭所做的功最少 设风吹倒信息亭至少做的功 为W 由动能定理 有 W G h 0 解得W G h 1 2h2 l2 在 t时间内垂直于信息亭表面吹来的风的空气质量为 5 m hlv t 设信息亭对空气的作用力为F 由动量定理 有 F t 0 hlv2 t 解得F hlv2 根据牛顿第三定律可知 大风 空气 对信息亭的作用力 F F hlv2 2 单位时间内垂直吹向旋转叶片有效受风面积的空气的质量为m Sv 这些空气所具有的动能为