人教版高中物理必考功能关系能量守恒定律(卷Ⅱ)(普通高中)单元测试

1、名校名 推荐（二十一）功能关系能量守恒定律（卷）B 级中档题目练通抓牢 1 多选 (2018 潍北一模 )如图所示，在粗糙的水平面上，质量相等的两个物体A、B间用一轻质弹簧相连组成系统，且该系统在外力F 作用下一起做匀加速直线运动，当它们的总动能为2E 时撤去水平力F ，最后系统停止运动。不计空气阻力，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，从撤去拉力F 到系统停止运动的过程中()A外力对物体A 所做总功的绝对值等于EB物体 A 克服摩擦阻力做的功等于EC系统克服摩擦阻力做的功可能等于系统的总动能2ED系统克服摩擦阻力做的功一定等于系统机械能的减小量解析选 AD它们的总动能为2E ，则 A 的动能为E

2、 ，根据动能定理知外力对物体A所做总功的绝对值等于物体A 动能的变化量，即E ，故 A 正确， B 错误；系统克服摩擦力做的功等于系统的动能和弹簧的弹性势能的减小量，所以系统克服摩擦阻力做的功不可能等于系统的总动能2E ，故 C 错误， D 正确。 2 多选 如图所示，轻质弹簧上端固定，下端系一物体。物体在A 处时，弹簧处于原长状态。现用手托住物体使它从A 处缓慢下降，到达B 处时，手和物体自然分开。此过程中， 物体克服手的支持力所做的功为W。不考虑空气阻力。关于此过程，下列说法正确的有()A物体重力势能减小量一定大于WB弹簧弹性势能增加量一定小于WC物体与弹簧组成的系统机械能增加量为WD若将

3、物体从A 处由静止释放，则物体到达B 处时的动能为W解析选 AD根据能量守恒定律可知，在此过程中减少的重力势能mghE p W，所以物体重力势能减小量一定大于W，不能确定弹簧弹性势能增加量与W 的大小关系，故A正确， B 错误；支持力对物体做负功，所以物体与弹簧组成的系统机械能减少W，所以C错误； 若将物体从A 处由静止释放， 从 A 到 B 的过程， 根据动能定理E mghEp W，所以 D 正确。 3.(2018 江苏联考 )如图所示， 一轻弹簧左端固定在长木板M 的左端，右端与小木块m 连接，且m 与 M 及 M 与地面间接触光滑，开始时， m 和 M 均静止，现同时对m、M 施加等大反

4、向的水平恒力F 1 和 F2，从两物体开始运动以后的整个运动过程中，弹簧形变不超过其弹性限度。对于m、 M 和弹簧组成的系统，下列说法正确的是()1名校名 推荐A由于 F 1、 F2 等大反向，故系统机械能守恒B当弹簧弹力大小与F 1、 F 2 大小相等时，m、 M 各自的动能最大，此时系统机械能最大C在运动的过程中， m、 M 动能的变化量加上弹簧弹性势能的变化量等于F 1、 F 2 做功的代数和D在运动过程中m 的最大速度一定大于M 的最大速度解析 选 C 由于 F 1、 F 2 对 m、 M 都做正功，故系统机械能增加，则系统机械能不守恒，故 A 错误；当弹簧弹力大小与F 1、 F 2

5、大小相等时， M 和 m 受力平衡，加速度减为零，此时速度达到最大值，故各自的动能最大，F 1 和 F 2 可继续对系统做功，系统机械能还可以继续增大，故此时系统机械能不是最大，故B 错误；在运动的过程中，根据除重力和弹簧弹力以外的力对系统做的功等于系统机械能的变化量可知，m、 M 动能的变化量加上弹簧弹性势能的变化量等于F 1、 F 2 做功的代数和，故 C 正确；由于不知道M 和 m 质量大小的关系，所以不能判断最大速度的大小，故D 错误。 4 多选 (2018 江苏淮阴中学模拟)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

6、长的轻绳通过轻质光滑定滑轮连接物体 A 和 B，使滑轮左侧轻绳始终与斜面平行，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L。若 A、B 的质量分别为4m 和 m，A 与斜面间的动摩擦因数E 点， D、E 两点间的距离为 23g，整个过程中，轻绳始终处于伸直状态，则() 8 ，不计空气阻力，重力加速度为A A 在从 C 至 E 的过程中，先做匀加速运动，后做匀减速运动1B A 在从 C 至 D 的过程中，加速度大小为20g15C弹簧的最大弹性势能为8 mgL3D弹簧的最大弹性势能为8mgL解析 选 BD 对

7、 A、 B 整体从 C 到 D的过程受力分析，根据牛顿第二定律得a4mgsin 30 mg 4mgcos 30 120g，从 D 点开始 A 与弹簧接触，压缩弹簧，弹簧被压缩4m m到 E 点的过程中，弹簧的弹力是变力，则加速度是变化的，所以A 在从 C 至 E 的过程中，先做匀加速运动，后做变加速运动，最后做变减速运动，直到速度为零，故A 错误， B 正确；当 A 的速度为零时，弹簧被压缩到最短，此时弹簧弹性势能最大，整个过程中对A、B整体应用动能定理得4mgLLL 4mgcos 30L W弹 0，解得 W2 sin 30 mg L 2L 22名校名 推荐弹 3mgL，则弹簧具有的最大弹性势

8、能E p W 弹 3mgL，故 C 错误， D 正确。885 多选 水平地面上有两个固定的、高度相同的粗糙斜面体甲和乙，乙的斜面倾角大，甲、乙斜面长分别为 S、L1，如图所示。两个完全相同的小滑块A、B 可视为质点，同时由静止开始从甲、乙两个斜面的顶端释放，小滑块A 一直沿斜面甲滑到底端C，而小滑块 B沿斜面乙滑到底端 P 后又沿水平面滑行到D (小滑块 B 在 P 点从斜面滑到水平面的速度大小不变 )，在水平面上滑行的距离PD L2，且 SL 1 L 2。小滑块 A、 B 与两个斜面和水平面间的动摩擦因数相同，则 ()A滑块 A 到达底端 C 点时的动能一定比滑块B 到达 D 点时的动能小B

9、两个滑块在斜面上加速下滑的过程中，到达同一高度时，动能可能相同C A、 B 两个滑块从斜面顶端分别运动到C、 D 的过程中，滑块A 重力做功的平均功率小于滑块 B 重力做功的平均功率D A、 B 两个滑块从斜面顶端分别运动到C、 D 的过程中，由于克服摩擦而产生的热量一定相同解析 选 AC研究滑块 A 到达底端 C 点的过程，根据动能定理得，mgh mgcos S12，研究滑块B 到达 D 点的过程，根据动能定理得，mgh mgcos L mgL 12mvC12221212mv D， S L1L 2，根据几何关系得 Scos L1 cos L 2，所以 mv Cmv D ，故 A 正确；22两

10、个滑块在斜面上加速下滑的过程中，到达同一高度时，重力做功相同，但克服摩擦力做功不等，所以动能不同，产生的热量也不同，故B、D 错误；整个过程中，两滑块所受重力做功相同，但由于滑块A 运动时间长，故重力对滑块A 做功的平均功率比滑块B 的小，故C 正确。46(2017 国卷全 )一质量为8.00 10g 的太空飞船从其飞行轨道返回地面。飞船在离地面高度 1.60 105 m 处以 7.50 103 m/s 的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为 100 m/s 时下落到地面。取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量，大小取为 9.8 m/s2。 (结果保留2 位有效数字 )(1)

11、 分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能；(2) 求飞船从离地面高度 600 m 处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0 。解析 (1) 飞船着地前瞬间的机械能为E 01mv0223名校名 推荐式中， m 和 v0 分别是飞船的质量和着地前瞬间的速率。由式和题给数据得E 0 4.0 108J设地面附近的重力加速度大小为g。飞船进入大气层时的机械能为12Eh mvh mgh2式中， v h 是飞船在高度1.60 105 m 处的速度大小。由式和题给数据得Eh2.4 1012 J。(2) 飞船在高度 h 600 m 处的机

12、械能为12.02Eh mv h mgh2100由功能关系得W E h E 0式中， W 是飞船从高度600 m 处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功。由式和题给数据得W 9.7 108 J。答案(1)4.0 108 J2.4 1012 J(2)9.7 108 JC 级难度题目自主选做 7(2018 临沂模拟 )某电视台“快乐向前冲”节目中的场地设施如图所示， AB 为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，可以载人运动，水面上漂浮着一个半径为R，角速度为，铺有海绵垫的转盘，转盘的轴心离平台的水平距离为L ，平台边缘与转盘平面的高度差为H 。选手抓住悬挂器，可以在电动机带动下，从A 点下方的平台边缘

13、处沿水平方向做初速度为零、加速度为a 的匀加速直线运动。选手必须在合适的位置放手，才能顺利落在转盘上。设人的质量为m(不计身高大小)，人与转盘间的最大静摩擦力为 mg，重力加速度为g。(1) 假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零，为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘，转盘的角速度 应限制在什么范围？2C 点放手能恰好落(2) 若已知 H 5 m， L 8 m， a2 m/s ， g 10 m/s2，且选手从某处到转盘的圆心上，则他是从平台出发后多长时间放手的？(3) 若电动悬挂器开动后，针对不同选手的动力与该选手重力关系皆为F 0.6mg，悬挂器在轨道上运动时存在恒定的摩擦阻力，选手在

14、运动到(2)中所述位置C 点时，因恐惧没有放手，但立即关闭了它的电动机，则按照(2)中数据计算，悬挂器载着选手还能继续向右滑行多远？解析(1) 设人落在转盘边缘也不至被甩下，由最大静摩擦力提供向心力，则有4名校名 推荐 mg m2Rg即转盘转动角速度应满足R 。(2) 设水平加速段位移为x1，时间为t1；平抛时水平位移为x2，时间为t2，则加速时有12x1 2at1v at1平抛运动阶段x2 v t212H 2gt2全程水平方向x1 x2 L解得 t1 2 s。(3) 设阻力为 F f，能继续向右滑动的距离为x3，由动能定理得12加速段(F F f)x1 mv12减速段 F fx3 0 mv2

15、解得 x3 2 m。答案 (1) g(2)2 s(3)2 mR8(2018 漳州检测 )如图所示，光滑圆弧AB 在竖直平面内，圆弧B 处的切线水平。 A、B 两端的高度差为0.2 m， B 端高出水平地面0.8 m， O 点在 B 点的正下方。将一滑块从 A端由静止释放，落在水平面上的C 点处。 (取 g 10 m/s2)(1) 求 OC 的长？(2) 在 B 端接一长为1.0 m 的木板 MN ，滑块从A 端释放后正好运动到N 端停止，求木板与滑块间的动摩擦因数？(3) 若将木板右端截去长为L 的一段，滑块从A 端释放后将滑离木板落在水平面上P点处，要使落地点距O 点的距离最远，L 应为多少？解析(1) 滑块从光滑圆弧AB 下滑过程中， 根据机械能守恒定律得mgh1 1mvB2，得 vB22gh1 2 m/s滑块离开B 点后做平抛运动，则5名校名 推荐12竖直方向h2 gt水平方向x vBt2h2联立得到x v Bg代入数据解得x 0.8 m。(2) 滑块从