2020届高考物理人教版一轮复习限时规范练：功能关系能量守恒定律(含解析)

1、2020 届高考物理人教版一轮复习限时规范练 功能关系能量守恒定律 一、选择题 1、一物体仅受重力和竖直向上的拉力作用，沿竖直方向向上做减速 运动。此过程中物体速度的平方和上升高度的关系如图所示。若取 h =0 处为重力势能等于零的参考平面，则此过程中物体的机械能随高 度变化的图像可能正确的是（ ） 【答案】D 【解析】拉力竖直向上，与物体的位移方向相同，则拉力对物体做正 功，由功能关系知物体的机械能增加，故 A、B 错误。由匀变速运动 的速度位移关系公式v2 vo2= 2ah得：v2= Vo2+ 2ah,由数学知识可知， v2-h图像的斜率等于 2a,直线的斜率一定，贝卩知物体的加速度 a

2、一 定，因此物体向上做匀减速直线运动，由牛顿第二定律知拉力恒定。 由功能关系知：FAh=A E,即得簣=F,所以E-h图像的斜率等于 h 拉力F, F 一定，因此E-h图像应是向上倾斜的直线，故 C 错误，D 正确。 2、物体在竖直方向上分别做了匀速上升、加速上升和减速上升三种 运动。在这三种情况下物体机械能的变化情况是 （ ） A. 匀速上升机械能不变，加速上升机械能增加，减速上升机械能减 B. 匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能减小 C. 匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能可能增加，可 能减少，也可能不变 D. 三种情况中，物体的机械能均增加 【答案】C 【解析】无论物

3、体向上加速运动还是向上匀速运动，除重力外，其他 外力一定对物体做正功，物体机械能都增加；物体向上减速运动时， 除重力外，物体受到的其他外力不确定，故无法确定其机械能的变化, C 正确。 3、如图所示，水平平台上放置一长为 L、质量为m的均匀木板。木 板右端距离平台边缘为s,木板与台面间的动摩擦因数为 卩,重力加 速度为g。现对木板施加水平推力，要使木板脱离平台，推力做功的 最小值为（ ） A. 卩 mgL + s) C.卩 mgL s) a + s 丿 【答案】B 4、滑块静止于光滑水平面上，与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状 态。现用恒定的水平外力F作用于弹簧右端，在向右移动一段距离的 过程中

4、拉力F做了 10 J 的功。在上述过程中（ ） z/zz/zz/zzzzz/z/zz A. 弹簧的弹性势能增加了 10 J B. 滑块的动能增加了 10 J C. 滑块和弹簧组成的系统机械能增加了 10 J D. 滑块和弹簧组成的系统机械能守恒 【答案】C 【解析】拉力F做功的同时，弹簧伸长，弹簧的弹性势能增大，滑块 向右加速运动，滑块动能增加，由功能关系可知，拉力做功等于滑块 的动能与弹簧弹性势能的增加量之和， C 正确，A、B、D 均错误。 5、如图所示，一表面光滑的木板可绕固定的水平轴 0转动。木板从 水平位置0A转到0B位置的过程中，木板上重为 5 N 的物块从靠近转 轴的位置由静止开

5、始滑到图中虚线所示位置。 在这一过程中，物块的 重力势能【解析】要使木板脱离平即让木板的重心脱离平台，则木板运动 的距离为 2+ s，需要克服摩擦力做功为 w= a s，故 B 正确，A C、D 错误。 s，即的最减少了 4 J。以下说法正确的是（取g= 10 m/s2）（ ） A. 物块的竖直高度降低了 0.8 m B. 由于木板转动，物块下降的竖直高度必大于 0.8 m C. 物块获得的动能为 4 J D. 由于木板转动，物块的机械能必定增加 【答案】A 【解析】 由重力势能的表达式 EP= mgh重力势能减少了 4 J， 而mg =5 N,故h = 0.8 m , A 项正确、B 项错误

6、；木板转动，木板的支持 力对物块做负功，则物块的机械能必定减少，物块获得的动能小于 4 J,故 C、D 项均错误。 6. （多选）重物m系在上端固定的轻弹簧下端，用手托起重物，使弹 簧处于竖直方向。弹簧的长度等于原长时，突然松手。重物下落的过 程中，对于重物、弹簧和地球组成的系统，下列说法正确的是 （弹簧 始终在弹性限度内变化）（ ） A. 重物的动能最大时，重力势能和弹性势能的总和最小 B. 重物的重力势能最小时，动能最大 C. 弹簧的弹性势能最大时，重物的动能最小 D. 重物的重力势能最小时，弹簧的弹性势能最大 【答案】ACD 【解析】重物下落过程中，只发生动能、重力势能和弹性势能的相互

7、转化，所以当动能最大时，重力势能和弹性势能的总和最小，A 正确； 当重物的重力势能最小时，重物应下落到最低点，其速度为零，动能 最小，此时弹簧伸长量最大，弹性势能最大，故 B 错误，C、D 正确。 7. 如图所示，长为L的小车置于光滑的水平面上，小车前端放一小 物块。用大小为F的水平力将小车向右拉动一段距离 s,物块刚好滑 到小车的左端。物块与小车间的摩擦力为 Ff。在此过程中（ ） A. 系统产生的内能为FfL B. 系统增加的机械能为Fs C. 物块增加的动能为FfL D.小车增加的动能为Fs FfL 【答案】A 【解析】系统运动过程的示意图如图所示， 系统产生的内能应为滑动 故 A 正确

8、；根据功能关系，外力对系统做的功应等于系统产生的内能 与机械能增量之和，即Fs=A E总+FfL,故 B 错误；根据动能定理， 合外力对物块做的功等于物块增加的动能，即 Ff(s L) , C 错误；根 据动能定理，合外力对小车做的功等于小车动能的增量，即 Fs FfS = H车，故 D 错误。 8 如图所示，水平传送带以v= 2 m/s 的速率匀速运行，上方漏斗每 秒将40 kg 的煤粉竖直放到传送带上，然后一起随传送带匀速运动。 如果要使传送带保持原来的速率匀速运行， 则电动机应增加的功率为 摩擦力乘以物体间的相对位移，即 A. 80 W160 W D . 800W 【答案】B 【解析】由

9、功能关系，电动机增加的功率用于使单位时间内落在传送 带上的煤粉获得的动能以及煤粉相对传送带滑动过程中产生的热量， 1 所以 Pt = 2mV+ Q传送带做匀速运动，而煤粉相对地面做匀加速 运动过程中的平均速度为传送带速度的一半， 所以煤粉相对传送带的 1 位移等于相对地面的位移，故 Q= f x= fx = qmV,解得 P= 160 W B 项正确。 9. （多选） 水平长直轨道上紧靠放置n个质量为m可看成质点的物块, 物块间用长为I的细线连接。开始处于静止状态，轨道与物块间的动 摩擦因数为卩。用水平恒力F拉动物块 1 开始运动，到连接第n个 物块的线刚好拉直时整体速度正好为零。下列判断正确

10、的是 x/zxxzxzz /Zzzzzzzxxxzxxx A. 拉力F所做功为nFI B. 系统克服摩擦力做功为 心小吨1 2 C. F D. (n 1) a mg Li cos B+L?,所以 2mvCa mgcos 6，故当物体与传送带同速后，物体将继续加速，由牛顿第二定律得 mgpin 6 a mgcos 6 = ma 1 2 L X1 = vt 2 + 2a2t 2 解得t2 = 1 s 故物体由A端运动到B端的时间 t = S +12= 2 s。 (2)物体与传送带间的相对位移 x 相=(vt 1 X1) + (L X1 vt 2) = 6 m 故 Q= a mgpos 6 x 相=

11、24 J。 17. 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。g取 10 m/s。 1 C (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？ 【答案】(1)0.8 m (2)0.2 (3)0.16 m 【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 mgh= 2m/，得 VB= 2ghi = 2 m/s 滑块离开B点后做平抛运动，则 1 2 竖直方向：h2=尹t 水平方向：x=Vet 联立得到x=VB 2h 代入数据解得t = 0.4 s , x= 0.8 m。 (2) 滑块从B端运动到N端停止的过程，根据动能定理得 1 2 口 mg0址 代入数据解得 卩=0.2。 (3