高考物理二轮复习 第一部分 专题整合 专题二 功能与动量 第2讲 功能关系 能量守恒定律课时检测-人教版高三全册物理试题.doc

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1、第一部分专题二第2讲功能关系能量守恒定律一、单项选择题1新华社2016年2月20日体育专电，中国女子撑杆跳高名将李玲当地时间19日在多哈举行的亚洲室内田径锦标赛中以4.70的成绩获得第一，刷新了由她自己保持的亚洲室内纪录和亚洲纪录。如果把撑杆跳全过程分成四个阶段：ab、bc、cd、de，如图2213所示，则对这四个阶段的描述正确的是图2213Aab阶段：人加速助跑，人和杆的机械能不变Bbc阶段：杆弯曲、人上升，系统动能减少，重力势能和弹性势能增加Ccd阶段：杆伸直、人上升，人的动能减少量等于重力势能增加量Dde阶段：人过横杆后下落，重力所做的功等于人机械能的增加量解析ab阶段：人加速助跑，人和

2、杆的机械能增大，选项A错误；bc阶段：人与杆组成的系统机械能守恒，系统动能减少，重力势能和弹性势能增加，选项B正确；cd阶段：人与杆组成的系统机械能守恒，杆伸直、人上升，动能减少量与弹性势能的减少量之和等于重力势能的增加量，选项C错误；de阶段：人过横杆后下落，重力所做的功等于人重力势能的减少量，选项D错误。答案B2如图2214所示，竖直平面内的半圆形光滑轨道，其半径为R。小球A、B质量分别为mA、mB，A和B之间用一根长为l(lR)的轻杆相连，从图示位置由静止释放，球和杆只能在同一竖直面内运动，下列说法正确的是图2214A若mAmB，B在右侧上升的最大高度与A的起始高度相同B若mAmB，B在

3、右侧上升的最大高度与A的起始高度相同C在A下滑过程中轻杆对A做负功，对B做正功DA在下滑过程中减少的重力势能等于A与B增加的动能解析选轨道最低点为零势能点，根据系统机械能守恒条件可知A和B组成的系统机械能守恒，如果B在右侧上升的最大高度与A的起始高度相同，则有mAghmBgh0，则有mAmB，故选项A、B错误；小球A下滑、B上升过程中小球B机械能增加，则小球机械能减少，说明轻杆对A做负功，对B做正功，故选项C正确；A下滑过程中减少的重力势能等于B上升过程中增加的重力势能和A与B增加的动能之和，故选项D错误。答案C3.(2018吉林长春外国语学校二模)如图2215所示，重10 N的滑块在倾角为3

4、0的斜面上，从a点由静止开始下滑，到b点开始压缩轻弹簧，到c点时达到最大速度，到d点(图中未画出)开始弹回，返回b点离开弹簧，恰能再回到a点，若bc0.1 m，弹簧弹性势能的最大值为8 J，则下列说法正确的是图2215A轻弹簧的劲度系数是50 N/mB从d到b滑块克服重力做功8 JC滑块的动能最大值为8 JD从d点到c点弹簧的弹力对滑块做功8 J解析当滑块的合力为0时，滑块速度最大，即知在c点时滑块速度最大，此瞬间滑块受力平衡，由题分析可知，斜面光滑则有mgsin 30k，可得k N/m50 N/m，故A正确；滑块从d到a，运用动能定理得WGW弹00，又W弹Ep8 J，可得WG8 J，即克服重

5、力做功8 J，所以从d到b滑块克服重力做功小于8 J，故B错误；全程滑块和弹簧组成的系统机械能守恒，取d点为重力势能零点，则d点时重力势能、动能均为零，弹性势能最大为8 J，即系统总机械能为8 J，c点时动能最大，但弹性势能和重力势能不为零，所以滑块的动能最大值小于8 J，故C错误；弹簧弹性势能的最大值为8 J，根据功能关系知从d点到b点弹簧的弹力对滑块做功为8 J，从d点到c点弹簧的弹力对滑块做功小于8 J，故D错误。答案A4(2018漳州一模)质量为m的带电小球，在充满匀强电场的空间中水平抛出，小球运动时的加速度方向竖直向下，大小为。当小球下降高度为h时，不计空气阻力，重力加速度为g，下列

6、说法正确的是A小球的动能减少了B小球的动能增加了C小球的电势能减少了D小球的电势能增加了mgh解析小球受的合力Fmg，据动能定理，合力做功等于动能的增加量，故EkFhmgh，选项A错、B对。由题意可知，电场力F电mg，电场力做负功，电势能增加，EpF电hmgh，选项C、D均错。答案B5.如图2216所示，质量为m的物块从A点由静止开始下落，加速度是，下落高度H到B点后与一轻弹簧接触，又下落h后到达最低点C，在由A运动到C的过程中，空气阻力恒定，则图2216A物块机械能守恒B物块和弹簧组成的系统机械能守恒C物块机械能减少mg(Hh)D物块和弹簧组成的系统机械能减少mg(Hh)解析对于物块来说，从

7、A到C要克服空气阻力做功，从B到C又将一部分机械能转化为弹簧的弹性势能，因此机械能肯定减少，故A错误。对于物块和弹簧组成的系统来说，整个系统机械能减少量即为克服空气阻力所做的功，故B错误。由A运动到C的过程中，物块的动能变化为零，重力势能减少量等于机械能的减少量，所以物块机械能减少mg(Hh)，故C错误。物块从A点由静止开始下落，加速度是g，根据牛顿第二定律得fmgmamg，所以空气阻力所做的功Wfmg(Hh)，整个系统机械能减少量即为克服空气阻力所做的功，所以物块和弹簧组成的系统机械能减少mg(Hh)，故D正确。答案D二、多项选择题6如图2217，直立弹射装置的轻质弹簧顶端原来在O点，O与管

8、口P的距离为2x0，现将一个质量为mg的钢珠置于弹簧顶端，再把弹簧压缩至M点，压缩量为x0，释放弹簧后钢珠被弹出，钢珠运动到P点时的动能为4mgx0，不计一切阻力，下列说法中正确的是图2217A弹射过程，弹簧和钢珠组成的系统机械能守恒B弹簧恢复原长时，弹簧的弹性势能全部转化为钢珠的动能C钢珠弹射所到达的最高点距管口P的距离为7x0D弹簧被压缩至M点时的弹性势能为7mgx0解析弹射过程中，对弹簧和钢珠组成的系统而言，只受重力作用，故系统机械能守恒，A正确；弹簧恢复原长时，钢珠的动能和重力势能都增加，选项B错误；钢珠运动到P点时，钢珠的动能增加到4mgx0，且竖直方向上钢珠位置升高了3x0，即重力

9、势能增加量Ep3mgx0，故弹簧被压缩至M点时的弹性势能为E4mgx03mgx07mgx0，D正确；钢珠到达管口P点时动能为4mgx0，当钢珠达到最大高度时，动能为0，动能转化为重力势能，则上升的最高点与管口的距离h满足mgh4mgx0，故上升的最高点与管口的距离h4x0，C错误。答案AD7.(2018广东五校协作体联考)将小球以某一初速度从地面竖直向上抛出，取地面为零势能面，小球在上升过程中的动能Ek、重力势能Ep与上升高度h间的关系分别如图2218中两直线所示。取g10 m/s2，下列说法正确的是图2218A小球的质量为0.1 kgB小球受到的阻力(不包括重力)大小为0.5 NC小球动能与

10、重力势能相等时的高度为 mD小球上升到3 m时，动能与重力势能之差为0.5 J解析在最高点，Epmgh，得m kg0.1 kg，故A正确；由除重力以外其他力做功W其E可知FfhE高E低，E为机械能，解得Ff0.25 N，故B错误；设小球动能和重力势能相等时的高度为H，此时有mgHmv2，由动能定理得FfHmgHmv2mv，得H m，故C正确；由图可知，在h3 m处，小球的重力势能是3 J，动能是1.25 J，所以小球上升到3 m时，动能与重力势能之差为3 J1.25 J1.75 J，故D错误。答案AC8.如图2219所示，质量为M、长为L的木板置于光滑的水平面上，一质量为m的滑块放置在木板左端

11、，滑块与木板间滑动摩擦力大小为Ff，用水平的恒定拉力F作用于滑块，当滑块运动到木板右端时，木板在地面上移动的距离为x，滑块速度为v1，木板速度为v2，下列结论中正确的是图2219A上述过程中，F做功大小为mvMvB其他条件不变的情况下，M越大，x越小C其他条件不变的情况下，F越大，滑块到达右端所用时间越长D其他条件不变的情况下，Ff越大，滑块与木板间产生的热量越多解析由功能关系可知，上述过程中，F做功的大小等于二者增加的动能与系统产生的热量之和，选项A错；由题意可得x块x木L，即：a块t2a木t2L。其他条件不变的情况下，M越大，木板的加速度越小，t越小，x越小，选项B对；其他条件不变的情况下

12、，F越大，滑块的加速度越大，滑块到达右端所用时间越短，选项C错；滑块与木板间产生的热量QFfl相对FfL板，L板一定，Ff越大产生的热量越多，选项D对。答案BD三、计算题9(2018湖南石门第一中学高三检测)如图2220所示，光滑的水平面AB与半径R0.4 m的光滑竖直半圆轨道BCD在B点相切，D点为半圆轨道最高点，A右侧连接一粗糙水平面。用细线连接甲、乙两物体，中间夹一轻质压缩弹簧，弹簧与甲、乙两物体不拴接，甲质量为m14 kg，乙质量m25 kg，甲、乙均静止。若固定乙，烧断细线，甲离开弹簧后经过B点进入半圆轨道，过D点时对轨道压力恰好为零。取g10 m/s2，甲、乙两物体均可看作质点，求

13、：图2220(1)甲离开弹簧后经过B时速度大小vB；(2)弹簧压缩量相同情况下，若固定甲，烧断细线，乙物体离开弹簧后从A进入动摩擦因数0.4的粗糙水平面，则乙物体在粗糙水平面上运动位移s。解析(1)甲在最高点D，由牛顿第二定律得：m1gm1，甲离开弹簧运动至D点的过程中由机械能守恒得：m1vm1g2Rm1v。代入数据联立解得：vB2 m/s。(2)甲固定，烧断细线后乙的速度大小为v2，由能量守恒得：Epm1vm2v，得：v24 m/s。乙在粗糙水平面做匀减速运动：m2gm2a，解得：a4 m/s2，则有s m2 m。答案(1)2 m/s(2)2 m10(2018黄山质检)倾角37的传送带以速度

14、v1.0 m/s顺时针转动，位于其底部的煤斗每秒钟向其输送K4.0 kg的煤屑，煤屑刚落到传送带上的速度为零，传送带将煤屑送到h3.0 m的高处，煤屑与传送带间的动摩擦因数0.8，且煤屑在到达最高点前已经和传送带的速度相等。(重力加速度g10 m/s2，传送带直径大小可忽略)求：图2221(1)煤屑从落到传送带开始，运动到与传送带速度相等时前进的位移和时间；(2)传送带电机因输送煤屑而多产生的输出功率。解析(1)设有质量为m0的煤屑落到传送带上后向上加速运动，加速度a0.4 m/s2位移为s1.25 m时间为t2.5 s(2)传送带做功使煤屑动能增加、重力势能增加、热量增加设经过t时间，煤屑动

15、能增加量EkKtv2重力势能的增加量EpKtgh热量增加为滑动摩擦力乘以相对位移QKtgcos (vts)输出功率PKv2KghKgcos (vts)154 W。答案(1)1.25 m2.5 s(2)154 W11如图2222甲所示，质量为M1.0 kg的长木板A静止在光滑水平面上，在木板的左端放置一个质量为m1.0 kg的小铁块B，铁块与木板间的动摩擦因数0.2，对铁块施加水平向右的拉力F，F大小随时间变化如图乙所示，4 s时撤去拉力。可认为A、B间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度g10 m/s2。求：图2222(1)01 s内，A、B的加速度大小aA、aB；(2)B相对A滑行

16、的最大距离x；(3)04 s内，拉力做的功W。(4)04 s内系统产生的摩擦热Q。解析(1)在01 s内，A、B两物体分别做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得mgMaAF1mgmaB代入数据得aA2 m/s2，aB4 m/s2(2)t11 s后，拉力F2mg，铁块B做匀速运动，速度大小为v1；木板A仍做匀加速运动，又经过时间t2，速度与铁块B相等。v1aBt1又v1aA(t1t2)解得v14 m/s，t21 s设A、B速度相等后一起做匀加速运动，运动时间t32 s，加速度为aF2(Mm)aa1 m/s2木板A受到的静摩擦力FfMamg，故A、B一起运动xaBtv1t2aA(t1t2)2代入数据得x2 m(3)时间t1内拉力做的功W1F1x1F1aBt12 J时间t2内拉力做的功W2F2x2F2v1t28 J时间t3内拉力做的功W3F2x3F2(v1t3at)20 J4 s内拉力做的功WW1W2W340 J(4)系统的摩擦热Q只发生在t1t2时间内铁块与木板相对滑动阶段，此过程中系统的摩擦热Qmgx4 J。答案(1)2 m/s24 m/s2(2)2 m(3)40 J(4)4 J