高考物理二轮复习 专题二 功和能 第6讲 功能关系与能量守恒自主演练-人教版高三全册物理试题.doc

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1、第6讲 功能关系与能量守恒1从地面竖直上抛一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为h.设上升和下降过程中空气阻力大小恒定为Ff.下列说法正确的是()(导学号 57180030)A小球上升的过程中动能减少了mghB小球上升和下降的整个过程中机械能减少了Ff hC小球上升的过程中重力势能增加了mghD小球上升和下降的整个过程中动能减少了Ff h解析：小球在上升过程中的动能减少量等于克服合力做的功，即Ek(mgFf)h，选项A错误；整个过程中的机械能减少量(动能减少量)等于克服除重力之外其他力做的功，即E2Ffh，选项B、D错误；上升过程中重力势能增加量等于克服重力做的功，即Epmgh，选项C正确答

2、案：C2.如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一小球向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面设小球在斜面最低点A的速度为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为h，则从A到C的过程中弹簧弹力做功是()(导学号 57180031)Amghmv2B.mv2mghCmgh D(mghmv2)解析：小球从斜面底端到最高点C的过程中，重力、弹簧弹力做功，C点为最高点，即vC0，由动能定理得：mghW弹0mv2，W弹mghmv2，故A正确答案：A3.如图所示，物体从直立轻质弹簧的正上方处下落，然后又被弹回，若不计空气阻力，对上述过程的下列判断正确的是()A能量在动能和弹性势能两种形式之间转化B物体、地球和

3、弹簧组成的系统在任意两时刻机械能相等C当重力和弹簧弹力大小相等时，重力势能最小D物体在把弹簧压缩到最短时，动能最大解析：物体下落中动能、重力势能以及弹性势能都在发生变化，故能量在这三种形式间转化，故A错误；对物体、地球和弹簧组成的系统分析可知，系统没有外力做功，故机械能守恒，故B正确；当重力和弹簧弹力大小相等时，此时物体的速度最大，还将继续向下运动，故重力势能还将减小，故C错误；弹簧压缩至最短时，此时物体速度变为零，故动能最小，故D错误答案：B4.春晚中开心麻花团队打造的创意形体秀魔幻三兄弟给观众留下了很深的印象该剧采用了“斜躺”的表演方式，三位演员躺在倾角为30的斜面上完成一系列动作，摄像机

4、垂直于斜面拍摄，让观众产生演员在竖直墙面前表演的错觉如图所示，演员甲被演员乙和演员丙“竖直向上”抛出，到最高点后恰好悬停在“空中”已知演员甲的质量m60 kg，该过程中观众看到演员甲上升的“高度”为0.8 m设演员甲和斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力，则该过程中，下列说法不正确的是()(导学号 57180032)A演员甲被抛出的初速度为4 m/sB演员甲运动的时间为0.4 sC演员甲的重力势能增加了480 JD演员乙和演员丙对甲做的功为480 J解析：因为到达最高点后，恰好悬停，则有mgsin 30mgcos 30，向上滑动的过程中，加速度a2gsi

5、n 3010 m/s2.根据v2ax得，初速度v0 m/s4 m/s，故A正确，演员甲的运动时间t s0.4 s，故B正确演员甲的重力势能增加量Epmgxsin 3060100.8 J240 J，故C错误演员乙和演员丙对甲做的功Wmv6042 J480 J，故D正确本题选不正确的，故选C.答案：C一、单项选择题1.如图所示，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在墙上，一个小物块(可视为质点)从A点以初速度v0向左运动，接触弹簧后运动到C点时速度恰好为零，弹簧始终在弹性限度内AC两点间距离为L，物块与水平面间动摩擦因数为，重力加速度为g，则物块由A点运动到C点的过程中，下列说法正确的是()A弹簧和物块组

6、成的系统机械能守恒B物块克服摩擦力做的功为mvC弹簧的弹性势能增加量为mgLD物块的初动能等于弹簧的弹性势能增加量与摩擦产生的热量之和解析：物块与水平面间动摩擦因数为，由于摩擦力做功机械能减小，故A错误；此过程动能转换为弹性势能和内能，根据能量守恒知物块克服摩擦力做的功为WmvEp弹，故B错误，D正确；根据以上分析知Ep弹mvmgL，故C错误答案：D2.如图所示，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()(导学号 57180118)A若mAmB，B在右

7、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D在A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A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.如图所示，绝缘斜面处在一个竖直向上的匀强电场中，一带电金属块由静止开始沿斜面

8、滑到底端已知在金属块下滑的过程中动能增加0.3 J，重力做功1.5 J，电势能增加0.5 J，则以下判断正确的是()(导学号 57180119)A金属块带负电荷B电场力做功0.5 JC金属块克服摩擦力做功0.8 JD金属块的机械能减少1.2 J解析：金属块的电势能增加，说明电场力做负功，则电场力方向竖直向上，所以金属块带正电荷，选项A错误；克服电场力做多少功，电势能就增加多少，故金属块克服电场力做功0.5 J，即电场力做功0.5 J，选项B错误；根据动能定理可得WGWEWFfEk，解得WFf0.7 J，即金属块克服摩擦力做功0.7 J，选项C错误；重力做功1.5 J，金属块的重力势能减少1.5

9、 J，动能增加0.3 J，故机械能减少1.2 J，选项D正确答案：D4(2017南京模拟)质量为m的球从地面以初速度v0竖直向上抛出，已知球所受的空气阻力与速度大小成正比下列图象分别描述了球在空中运动的速度v、加速度a随时间t的变化关系和动能Ek、机械能E(选地面处重力势能为零)随球距离地面高度h的变化关系，其中可能正确的是()(导学号 57180120)解析：已知球所受的空气阻力与速度大小成正比，即Ffkv，当球上升到最高点时，速度为零，则加速度等于g，则vt线切线的斜率不等于零，故A、B错误； 上升阶段，由动能定理：mghFfhEkEk0，解得EkEk0(mgkv)h，随h的增加，v减小，

10、则斜率减小，下降过程，由动能定理：mg(h0h)Ff(h0h)Ek，即Ek(mgkv)(h0h)，随下降的高度的增加，v增大，斜率减小，故C正确；机械能的变化量等于克服阻力做的功：FfhEE0，上升过程中v逐渐减小，则Ff逐渐减小，即Eh图象的斜率逐渐变小，故Eh图象不是直线，故D错误；故选C.答案：C二、多项选择题5(2017西安模拟)物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能若取两物体相距无穷远时的引力势能为零，一个质量为m0的质点距质量为M0的引力中心为r0时，其万有引力势能Ep(式中G为引力常数)一颗质量为m的人造地球卫星以半径为r1圆形轨道环绕地球飞行，已知地球的质量为M，要使此卫星绕

11、地球做匀速圆周运动的轨道半径增大为r2，则在此过程中()(导学号 57180121)A卫星势能增加了GMmB卫星动能减少了C卫星机械能增加了D卫星上的发动机所消耗的最小能量为解析：引力势能的增加量EpGMm，故A正确；根据万有引力提供向心力，Gm，解得Ek1mv，同理，Ek2，动能的减少量为Ek，故B错误；根据能量守恒定律，卫星机械能增量等于发动机消耗的最小能量为EEpEk，故C正确，D错误答案：AC6(2017邵阳模拟)如图所示，物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体A、B的质量分别为2m、m.开始时细绳伸直，物体B静止在桌面上，用手托着物体A使弹簧处于原长且A与地面的距离为h.

12、放手后物体A下落，着地时速度大小为v，此时物体B对桌面恰好无压力不计一切摩擦及空气阻力，重力加速度大小为g.下列说法正确的是()A物体A下落过程中，物体A和弹簧组成的系统机械能守恒B弹簧的劲度系数为C物体A着地时的加速度大小为D物体A着地时弹簧的弹性势能为mghmv2解析：因为B没有运动，所以物体A下落过程中，只有弹簧和重力做功，故物体A和弹簧组成的系统机械能守恒，A正确；因为A刚下落时，弹簧处于原长，A落地时，弹簧对B的弹力大小等于B的重力，故khmg，解得k，B错误；物体A落地时弹簧对绳子的拉力大小为mg，故对A分析，受到竖直向上的拉力，大小为mg，竖直向下的重力，大小为2mg，故根据牛顿

13、第二定律可得2mgmg2ma，解得a，C正确；物体A下落过程中，物体A和弹簧组成的系统机械能守恒，故2mgh2mv2Ep，解得Ep2mghmv2，D错误答案：AC7.如图所示，固定在水平面上的光滑斜面倾角为30，质量分别为M、m的两个物体通过细绳及轻弹簧连接于光滑轻滑轮两侧，斜面底端有一与斜面垂直的挡板开始时用手按住物体M，此时M到挡板的距离为s，滑轮两边的细绳恰好伸直，而没有力的作用已知M2m，空气阻力不计松开手后，关于二者的运动下列说法正确的是()(导学号 57180122)AM和m组成的系统机械能守恒B当M的速度最大时，m与地面间的作用力为零C若M恰好能到达挡板处，则此时m的速度为零D若

14、M恰好能到达挡板处，则此过程中重力对M做的功等于弹簧弹性势能的增加量与物体m的机械能增加量之和解析：运动过程中，M、m与弹簧组成的系统机械能守恒，A错误；当M速度最大时，弹簧的弹力等于Mgsin 30mg，此时m对地面的压力恰好为零，B正确；然后M做减速运动，恰好能到达挡板时，也就是速度刚好减小到了零，之后M会上升并最终到达松手位置，所以此时弹簧弹力大于mg，即此时m受到的绳拉力大于自身重力，m还在加速上升，C错误；根据功能关系，M减小的机械能，等于m增加的机械能与弹簧增加弹性势能之和，而M恰好到达板时，动能恰好为零，因此减小的机械能等于减小的重力势能，即等于重力对M做的功，D正确答案：BD三

15、、计算题8(2017长沙模拟)如图所示，竖直平面内有无限长、不计电阻的两组平行光滑金属导轨，宽度均为L0.5 m，上方连接一个阻值R1 的定值电阻，虚线下方的区域内存在磁感应强度B2 T的匀强磁场完全相同的两根金属杆1和2靠在导轨上，金属杆与导轨等宽且与导轨接触良好，电阻均为r0.5 .将金属杆1固定在磁场的上边缘(仍在此磁场内)，金属杆2从磁场边界上方h00.8 m处由静止释放，进入磁场后恰做匀速运动(g取10 m/s2)(导学号 57180123)(1)求金属杆的质量m；(2)若金属杆2从磁场边界上方h10.2 m处由静止释放，进入磁场经过一段时间后开始做匀速运动在此过程中整个回路产生了1

16、.4 J的电热，则此过程中流过电阻R的电荷量q为多少？解析：(1)金属杆2进入磁场前做自由落体运动，则vm4 m/s金属杆2进入磁场后受两个力而处于平衡状态，即mgBIL，且EBLvm，I解得m kg0.2 kg.(2)金属杆2从下落到再次匀速运动的过程中，设金属杆2在磁场内下降h2，由能量守恒定律得mg(h1h2)mvQ解得h2h1 m0.2 m1.3 m金属杆2进入磁场到匀速运动的过程中，感应电动势和感应电流的平均值分别为E，I故流过电阻R的电荷量qIt2联立解得q C0.65 C.答案：(1)0.2 kg(2)0.65 C9.如图所示，水平传送带以v2 m/s的速率沿逆时针方向转动，在其

17、左端与一竖直固定的光滑轨道平滑相切，右端与一半径R0.4 m的光滑半圆轨道相切一质量m2 kg的物块(可视为质点)从光滑轨道上的某点由静止开始下滑，通过水平传送带后从半圆轨道的最高点水平抛出，并恰好落在传送带的最左端已知物块通过半圆轨道最高点时受到的弹力F60 N，物块与传送带间的动摩擦因数0.25，取重力加速度g取10 m/s2，求(计算结果可保留根号)：(1)物块做平抛运动的初速度v0；(2)物块开始下滑时距水平传送带的高度H；(3)电动机由于物块通过传送带而多消耗的电能E.解析：(1)物块通过半圆轨道最高点时，有mgFm，解得：v04 m/s.(2)物块做平抛运动的过程中，有xv0t，2

18、Rgt2，解得x1.6 m.物块从开始下滑到运动至半圆轨道最高点的过程中，有mgHmgx2mgRmv，解得H2 m.(3)设物块滑上传送带时的速度为v1，有mgHmv，解得v12 m/s.设物块离开传送带时的速度为v2，有mv2mgRmv，解得v24 m/s.而物块在传送带上运动的加速度大小ag2.5 m/s2.物块在传送带上运动的时间t，电动机由于物块通过传送带而多消耗的电能Emgvt，解得E8(2) J.答案：(1)4 m/s(2)2 m(3)8(2) J10.(2017济南模拟)如图所示，在光滑水平地面上放置质量M2 kg的长木板，木板上表面与固定的竖直弧形轨道相切一质量m1 kg的小滑

19、块自A点沿弧面由静止滑下，A点距离长木板上表面的高度h0.6 m滑块在木板上滑行t1 s后，和木板以共同速度v1 m/s匀速运动，g取10 m/s2.求：(1)滑块与木板间的摩擦力；(2)滑块沿弧面下滑过程中克服摩擦力做的功；(3)滑块自A点沿弧面由静止滑下到与木板共同运动，产生的内能是多少？解析：(1)滑块在木板上滑行时，对木板，根据牛顿第二定律有FfMa1由运动学公式得va1t代入数据解得Ff2 N.(2)滑块在木板上滑行时，对滑块，根据牛顿第二定律有Ffma2设滑块滑上木板时的初速度为v0，则有vv0a2t代入数据解得v03 m/s滑块沿弧面下滑的过程，由动能定理得mghWFfmv则WFfmghmvQ1WFfmghmv1.5 J.(3)滑块在木板上滑行，t1 s时木板的位移为x1a1t2此过程中滑块的位移为x2v0ta2t2故滑块相对木板滑行的距离为Lx2x11.5 m所以QFfL3 J则QQ1Q24.5 J.答案：(1)2 N(2)1.5 J(3)4.5 J