（新課標(biāo)）2020年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第五章 第四講 功能關(guān)系 能量守恒定律練習(xí)（含解析）

功能關(guān)系 能量守恒定律A組·基礎(chǔ)題1(2017·全國卷) 如圖，半圓形光滑軌道固定在水平地面上，半圓的直徑與地面垂直，一小物塊以速度v從軌道下端滑入軌道，并從軌道上端水平飛出，小物塊落地點到軌道下端的距離與軌道半徑有關(guān)，此距離最大時，對應(yīng)的軌道半徑為(重力加速度為g)( B )A.BC. D2如圖所示，BC是豎直面內(nèi)的四分之一圓弧形光滑軌道，下端C與水平直軌道相切一個小物塊從B點正上方R處的A點處由靜止釋放，從B點剛好進(jìn)入圓弧形光滑軌道下滑，已知圓弧形軌道半徑為R0.2 m，小物塊的質(zhì)量為m0.1 kg，小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)0.5，g取10 m/s2.小物塊在水平面上滑動的最大距離是( D )A0.1 m B0.2 mC0.6 m D0.8 m3如圖所示，建筑工地上載人升降機用不計質(zhì)量的細(xì)鋼繩跨過定滑輪與一電動機相連，通電后電動機帶動升降機沿豎直方向先勻加速上升后勻速上升摩擦及空氣阻力均不計則( C )A升降機勻加速上升過程中，升降機底板對人做的功等于人增加的動能B升降機勻加速上升過程中，升降機底板對人做的功大于人增加的機械能C升降機勻速上升過程中，升降機底板對人做的功等于人增加的機械能D升降機上升的全過程中，鋼繩拉力對升降機做的功大于升降機和人增加的機械能4(2017·江蘇聯(lián)考)如圖甲所示，小物體從豎直彈簧上方離地高h(yuǎn)1處由靜止釋放，其動能Ek與離地高度h的關(guān)系如圖乙所示其中高度從h1下降到h2，圖象為直線，其余部分為曲線，h3對應(yīng)圖象的最高點，輕彈簧的勁度系數(shù)為k，小物體的質(zhì)量為m，重力加速度為g.以下說法正確的是( C )A小物體下降至高度h3時，彈簧形變量為0B小物體下落至高度h5時，加速度為0C小物體從高度h2下降到h4，彈簧的彈性勢能增加D小物體從高度h1下降到h5，彈簧的最大彈性勢能為2mg(h1h5)5(2019·安徽師大附中期中)質(zhì)量為m的物體從靜止以g的加速度豎直上升高度為h.對該過程，下列說法中正確的是 ( B )A物體的機械能增加mghB物體的機械能增加mghC重力對物體做功mghD合外力對物體做功mgh解析：物體從靜止開始以的加速度沿豎直方向勻加速上升，由牛頓第二定律得：Fmgma，解得：Fmg，由動能定理得：mghFhEk0，解得Ekmgh，物體重力勢能增加了mgh，動能增加了mgh，故機械能增加mgh，故A錯誤，B正確；物體上升，克服重力做功，重力做功為mgh，故C錯誤；合外力對物體做功等于動能的增量，則合外力對物體做功mgh，選項D錯誤6(多選) 如圖所示，楔形木塊abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc與水平面的夾角相同，頂角b處安裝一定滑輪質(zhì)量分別為M、m(M>m)的滑塊，通過不可伸長的輕繩跨過定滑輪連接，輕繩與斜面平行兩滑塊由靜止釋放后，沿斜面做勻加速運動若不計滑輪的質(zhì)量和摩擦，在兩滑塊沿斜面運動的過程中( CD )A兩滑塊組成系統(tǒng)的機械能守恒B重力對M做的功等于M動能的增加C輕繩對m做的功等于m機械能的增加D兩滑塊組成系統(tǒng)的機械能損失等于M克服摩擦力做的功B組·能力題7(多選) (2019·廣西百校聯(lián)考)光滑斜面AB和水平傳送帶BC通過一小段光滑圓弧平滑連接傳送帶以大小為3 m/s 的速率逆時針勻速轉(zhuǎn)動，現(xiàn)讓質(zhì)量為0.2 kg的滑塊(視為質(zhì)點)輕放在傳送帶的右端C，滑塊恰好能運動到斜面上最高點A.若滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.5，傳送帶長度BC1.6 m，取g10 m/s2，不計空氣阻力，則下列說法正確的是( BC )AA、B兩點間的高度差為0.8 mB滑塊不可能返回到C點C滑塊第一次從C點運動到B點的過程中，摩擦力對滑塊做的功為0.9 JD滑塊最終將靜止不動解析：根據(jù)動能定理：mgx2mv2可得x0.9 m<1.6 m，可見滑塊第一次在傳送帶上先做勻加速直線運動后做勻速直線運動，到達(dá)B點時的速率為3 m/s ，根據(jù)機械能守恒有：mghmv2可得A、B兩點間的高度差為h0.45 m，選項A錯誤；滑塊第一次返回到B點后做勻減速直線運動，運動了0.9 m速度變?yōu)榱悖豢赡芊祷氐紺點，選項B正確；滑塊第一次從C點運動到B點的過程中，摩擦力對滑塊做的功Wmgx0.9 J，選項C正確；經(jīng)上述分析可知，滑塊在斜面和傳送帶上往復(fù)運動，選項D錯誤8. (多選)(2018·定遠(yuǎn)育才實驗學(xué)校期末)如圖所示，在粗糙水平地面上，彈簧一端固定在豎直墻壁上，另一端連著物塊，彈簧處于原長時物塊處于O點位置現(xiàn)用外力緩慢把物塊向左壓至P點不動，此時彈簧的彈性勢能為Ep.撤去外力后物塊向右運動至Q(圖中未有標(biāo)出)點停下下列說法正確的是( BC )A外力所做的功等于EPB物塊到達(dá)PQ中點時速度最大CQ點可能在O點的左側(cè)D從P到Q的過程摩擦產(chǎn)生的熱量一定小于EP解析：由功能關(guān)系可知，外力所做的功等于彈性勢能EP與摩擦力做功的代數(shù)和，選項A錯誤；當(dāng)彈簧彈力等于摩擦力時，加速度為零，此時速度最大，此位置應(yīng)該在PQ的中點位置，選項B正確；因動摩擦因數(shù)未知，故Q點可能在O點的左側(cè)，選項C正確；物塊停止的位置可能在O點，此時彈簧的彈性勢能為零，故從P到Q的過程彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為摩擦生熱，即摩擦產(chǎn)生的熱量等于EP，選項D錯誤9(多選)(2018·南京師大附中模擬)如圖所示，一質(zhì)量為M2m、長為L質(zhì)量均勻的板放在光滑水平桌面上，板的右端與桌邊定滑輪距離足夠大，板的左端有一可視為質(zhì)點、質(zhì)量為m的物塊，物塊上連接一條很長的細(xì)繩，某人拉繩并使其以恒定速率v向下運動，物塊只能運動到板的中點下列說法正確的是( BD )A物塊對板做功的功率保持不變B物塊與板間因摩擦產(chǎn)生的熱量為mgLC整個過程繩的拉力對物塊做的功為mgLD若板與桌面間有摩擦，則當(dāng)板與桌面間動摩擦因數(shù)為時，物塊一定能到達(dá)板右端解析：木板受木塊對它的摩擦力作用，做勻加速直線運動，當(dāng)速度與木塊速度相等后保持相對靜止，根據(jù)Pfv知，物塊對板的功率逐漸增大，A錯誤；當(dāng)物塊到達(dá)板的中點時，此時物塊的位移x1vt，木板的位移x2t，根據(jù)x1x2得板的位移x2，相對位移的大小等于物塊位移的一半，等于木板的位移，因為fx板Mv2，產(chǎn)生的熱量Qfx板Mv2·2m()2mgL，B正確；繩子拉力做的功，等于系統(tǒng)動能增加量與產(chǎn)生的熱量之和，故WMv2Q2mgL，C錯誤；如果板與桌面有摩擦，因為M與桌面摩擦因數(shù)越大，m越易從右端滑下，所以當(dāng)m滑到M右端兩者剛好共速時摩擦因數(shù)最小，設(shè)為2，對M，由牛頓第二定律得：Ma1mg2(mM)g，板的位移：x2t；速度位移公式：v22ax2，對m有：vtx1，x1x2L，聯(lián)立得2，所以桌面與板間的摩擦因數(shù)應(yīng)滿足，所以當(dāng)板與桌面間動摩擦因數(shù)為時，物塊一定能到達(dá)板右端，D正確10(2019·洛陽孟津二中月考)如圖所示，傾角為的斜面與光滑的水平面平滑相連，在水平面的左端固定有一輕質(zhì)水平彈簧，一質(zhì)量為m0.1 kg的小物塊以初速度v04 m/s 由水平面滑上斜面，小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為，斜面的傾角可在0°75°的范圍內(nèi)變化(調(diào)節(jié)好后即保持不變)已知重力加速度g取10 m/s2，不計空氣阻力(1)求當(dāng)取何值時，小物塊第一次沿斜面上滑到最高點所用的時間最短，并求出最短時間；(2)當(dāng)取不同值時，求小物塊在運動的全過程中產(chǎn)生的摩擦熱量Q與tan的關(guān)系式解析：(1)小物塊沿斜面上滑時，由牛頓第二定律：mgsin mgcos ma上滑時間t解得：t由數(shù)學(xué)知識可知，當(dāng)60°時，tmin s(2)小物塊恰好的斜面上保持靜止時有：mgsin mgcos 解得30°，則當(dāng)030°，小物塊在斜面上停下后即保持靜止，小物塊在斜面上滑行的距離為x小物塊因摩擦產(chǎn)生的熱量為Qmgcos ·x聯(lián)立解得：Q當(dāng)300<750，小物塊在斜面上到達(dá)最高點后返回，經(jīng)多次往返運動后，最終靜止在水平面上，則小物塊摩擦產(chǎn)生的熱量為Qmv0.8 J答案：(1)60°，ts(2)當(dāng)030°時，Q，當(dāng)30°75°時，Q0.8 J11如圖，在高h(yuǎn)130 m的光滑水平平臺上，質(zhì)量m1 kg的小物塊壓縮彈簧后被鎖扣K鎖住，儲存了一定量的彈性勢能Ep.若打開鎖扣K，物塊將以一定的水平速度v1向右滑下平臺，做平拋運動，并恰好能從光滑圓弧形軌道BC的B點沿切線方向進(jìn)入圓弧形軌道B點的高度h215 m，圓弧軌道的圓心O與平臺等高，軌道最低點C的切線水平，并與地面上長為L70 m的水平粗糙軌道CD平滑連接；小物塊沿軌道BCD運動與右邊墻壁發(fā)生碰撞，g取10 m/s2.求：(1)小物塊由A到B的運動時間；(2)小物塊原來壓縮彈簧時儲存的彈性勢能Ep的大小；(3)若小物塊與墻壁只發(fā)生一次碰撞，碰后速度等大反向，運動至C點停止，試求動摩擦因數(shù).解析：(1)設(shè)從A運動到B的時間為t，則h1h2gt2，t s.(2)由Rh1，得BOC60°.設(shè)小物塊平拋的水平速度是v1，則tan 60°v110 m/s故Epmv50 J.(3)設(shè)小物塊在水平軌道CD上通過的總路程為2L，由能量守恒知，mgh1mvmg·2L代入數(shù)據(jù)計算得出.答案：(1) s(2)50 J(3)7