高考总复习优化设计二轮用书物理浙江专版 作业6　功能关系、机械能守恒定律、能量守恒定律

作业6功能关系、机械能守恒定律、能量守恒定律高考总复习优化设计GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI20251234567891011选择题1.如图为古代的水车,该水车周边均匀分布着N个盛水的容器,容器到水车大圆转轴的距离为R。在流水的冲力作用下,水车匀速转动,每分钟转动的圈数为n,当装满水的容器到达最高处时将水全部倒入水槽中。设每个盛水容器装入水的质量均为m,忽略容器装水给水增加的动能和水车浸入水的深度,不计一切摩擦。已知重力加速度为g,则水车运水的功率为(

)A123456789101112345678910112.(2024浙江嘉兴二模)如图是大型游乐装置“大摆锤”的简图,摆锤a和配重锤b分别固定在摆臂两端,并可绕摆臂上的转轴O在纸面内转动。若a、b到O的距离之比为2∶1且不计一切阻力,则摆臂自由转动一周过程中(

)A.a、b角速度之比为2∶1B.摆臂对转轴的弹力保持不变C.摆臂对a和b作用力的功为0D.摆臂对a和b作用力的冲量为0C【解析】

摆锤a和配重锤b属于同轴转动,角速度之比为1∶1,故A错误;摆锤和配重锤做圆周运动,则摆臂对转轴的弹力大小和方向都发生变化,故B错误;摆臂运动过程中,摆臂对a和b作用力做功大小相等,一正一负,则摆臂对a和b作用力的功为0,故C正确;摆臂运动过程中,a、b速度方向发生变化,则动量发生变化,摆臂对a和b作用力的冲量不为0,故D错误。123456789101112345678910113.山地自行车往往要加装减震装置,目的是应付颠簸的山路。图甲是一辆静止的山地自行车,用力推压缩杆(如图乙所示),将弹簧压缩到最短后放手,摩擦阻力不能忽略,弹簧被压缩杆压缩到最短后弹回到原长的过程中(

)A.杆的动能先增大后减小B.杆的加速度先增大后减小C.杆与弹簧组成的系统机械能守恒D.弹簧的弹性势能将一定全部转化为内能A1234567891011【解析】

在整个过程中杆受到弹力F、重力mg和摩擦力Ff三力的作用,刚开始,由牛顿第二定律得F-(mg+Ff)=ma,则弹簧对压缩杆的弹力大于压缩杆的重力和摩擦力之和,杆向上运动,弹力减小,加速度向上减小,速度向上增大,即动能增大。弹簧对压缩杆的弹力减小至等于压缩杆的重力和摩擦力之和时,加速度大小减为0,此时速度达到最大值,动能也达到最大值。当弹力小于重力和摩擦力之和,由牛顿第二定律得(mg+Ff)-F=ma,杆向上运动,弹力向上减小,加速度向下增大,速度向上减小,即动能减小,综上,杆的动能先增大后减小,杆的加速度先减小后增大,故A正确,B错误;由于要克服摩擦力做功,所以系统的机械能减小,故C错误;弹簧被压缩杆压缩到最短后弹回到原长的过程中,根据能量守恒定律可知,弹簧的弹性势能将转化为内能、杆的动能和杆的重力势能,故D错误。12345678910114.如图所示,一物体在力F作用下沿水平桌面做匀加速直线运动。已知物体质量为m,加速度大小为a,物体和桌面之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,在物体移动距离为x的过程中(

)A.摩擦力做功大小与F方向无关B.合力做功大小与F方向有关C.F为水平方向时,F做功为μmgxD.F做功的最小值为maxD1234567891011【解析】

设力F与水平方向的夹角为θ,则摩擦力为Ff=μ(mg-Fsin

θ),摩擦力的功Wf=μ(mg-Fsin

θ)x,即摩擦力的功与F方向有关,选项A错误;合力做功W=F合x=ma·x,可知合力做功与力F方向无关,选项B错误;当F为水平方向时,则F=ma+μmg,F做功为WF=Fx=(ma+μmg)x,选项C错误;因合力做功为max,大小一定,而合力做功等于力F与摩擦力做功的代数和,而当Fsin

θ=mg时,摩擦力为零,则此时摩擦力做功为零,此时力F做功最小,最小值为max,选项D正确。12345678910115.(2024浙江宁波高二期末)我国汉代劳动人民发明了辘轳,如图所示,可转动的把手边缘上a点到转轴的距离为4R,辘轳边缘b点到转轴的距离为R,忽略空气阻力。在水桶离开水面后加速往上运动的过程中,下列说法正确的是(

)A.把手边缘上a点与辘轳边缘b点的角速度之比为1∶4B.水桶上升的速度大小等于把手边缘上a点线速度大小的C.绳子拉力对水桶和水做的功等于水桶和水机械能的增加量D.绳子拉力对水桶和水的冲量等于水桶和水的动量变化量C1234567891011【解析】

同轴转动时,角速度相等,可知,把手边缘上a点与辘轳边缘b点的角速度之比为1∶1,故A错误;根据线速度与角速度的关系有vb=ωR,va=ω·4R,可知,水桶上升的速度大小等于把手边缘上a点线速度大小的

,故B错误;由于忽略空气阻力,水桶和水受到重力与拉力,拉力做正功,则绳子拉力对水桶和水做的功等于水桶和水机械能的增加量,故C正确;根据动量定理可知,绳子对水桶和水拉力和重力合力的冲量等于水桶和水的动量变化量,故D错误。12345678910116.如图所示,质量均为m的甲、乙两同学,分别坐在水平放置的轻木板上,木板通过一根原长为l的轻质弹性绳连接,连接点等高且间距为d(d<l)。两木板与地面间动摩擦因数均为μ,弹性绳劲度系数为k,被拉伸时弹性势能E=kx2(x为绳的伸长量)。现用水平力F缓慢拉动乙所坐木板,直至甲所坐木板刚要离开原位置,此过程中两人与所坐木板保持相对静止,k保持不变,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g,则F所做的功等于(

)B12345678910111234567891011B123456789101112345678910118.(2024浙江宁波模拟)如图所示,足够大的粗糙斜面倾角为θ,小滑块以大小为v0的水平初速度开始沿斜面运动,经过一段时间后,小滑块速度大小为v、方向与初速度垂直。此过程小滑块加速度的最大值为a1、最小值为a2。已知小滑块与斜面动摩擦因数μ=tanθ,则(

)A.v=v0

B.v>v0C.a2=gsinθ

D.a1=gsinθD123456789101112345678910119.2023年7月,由中国科学院研制的电磁弹射实验装置启动试运行,该装置在地面构建微重力实验环境,把“太空”搬到地面。实验装置像一个“大电梯”,原理如图所示,在电磁弹射阶段,电磁弹射系统推动实验舱竖直向上加速运动至A位置,撤除电磁作用。此后,实验舱做竖直上抛运动,到达最高点后返回A位置,再经历一段减速运动后静止。某同学查阅资料了解到:在上述过程中的某个阶段,忽略阻力,实验舱处于完全失重状态,这一阶段持续的时间为4s,实验舱的质量为500kg。他根据上述信息,做出以下判断,其中正确的是(

)A.实验舱向上运动的过程始终处于超重状态B.实验舱运动过程中的最大速度为40m/sC.电磁弹射阶段,电磁弹射系统对实验舱做功大于1×105JD.电磁弹射阶段,电磁弹射系统对实验舱的冲量等于1×104N·sC1234567891011【解析】

实验舱在电磁弹射阶段处于超重状态,在竖直上抛阶段处于失重状态,选项A错误;实验舱在电磁弹射结束后开始竖直上抛时的速度最大,由选项A可知竖直上抛阶段持续的时间为4

s,根据竖直上抛运动的对称性可知该速度为v=gt=10

m/s2×2

s=20

m/s,选项B错误;在电磁弹射过程中,根据动能定理有W-mgh=mv2=1×105

J,所以电磁弹射系统对实验舱做功W>1×105

J,选项C正确;在电磁弹射过程中,根据动量定理有I-mgt'=mv=1×104

N·s,所以I>1×104

N·s,选项D错误。123456789101110.如图所示,轻质定滑轮固定在天花板上,物体P和Q用不可伸长的轻绳相连,悬挂在定滑轮上,物体P的质量为m,物体Q的质量为3m。t=0时刻将两物体由静止释放,t0时刻轻绳突然断裂,物体P能够达到的最高点恰与物体Q释放位置处于同一高度。重力加速度大小为g,不计摩擦和空气阻力,两物体均可视为质点。下列说法正确的是(

)C1234567891011123456789101111.如图甲所示,一电荷量为+1×10-8C的物块置于绝缘光滑水平面上,其右端通过水平弹性轻绳固定在竖直墙壁上,整个装置处于水平向左的匀强电场中。用力将物块向左拉至O处后由静止释放,用传感器测出物块的位移x和对应的速度,作出物块的动能和运动位移的关系图像如图乙所示,其中0.40m处物块的动能最大但未知,0.50m处的动能为3.00J,0.50~1.25m间的图线为直线,其余部分为曲线。弹性轻绳的弹力与形变量的关系始终符合胡克定律,下列说法正确的是(

)A.物块会做往复运动,且全过程是简谐运动B.该匀强电场的电场强度为4×107N/CC.弹性轻绳的劲度系数为10N/mD.弹性轻绳弹性势能的最大值为5.00JD1234567891011【解析】

由题图可知,在0.50~1.25

m范围内,弹性轻绳处于松弛状态,物块只受恒定的静电力作用而做减速运动,可知物块在全过程中的运动不是简谐运动,故A错误;在0.50~1.25

m范围内,动能变化量等于克服静电力做的功,则有ΔEk=qEΔx,图线的斜率绝对值为k'=qE=N=4

N,解得匀强电场的电场强度为E=4×108

N/C,