2013高考物理 考點(diǎn)預(yù)測(cè)專練 專題十五 能量綜合專題

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1、專題十五 能量綜合專題 復(fù)習(xí)目標(biāo): 1. 進(jìn)一步認(rèn)識(shí)功和能量的關(guān)系,熟練掌握運(yùn)用能量的觀點(diǎn)解決問題。 2. 讓學(xué)生體會(huì)到用能量的觀點(diǎn)解決問題,能從整體上把握問題的實(shí)質(zhì),能化繁為簡(jiǎn)。 一、 選擇題 1、如圖所示,在水平面上,A球以4m/s的速度與靜止的B球發(fā) 生無(wú)能量損失的正碰,碰后B球的速度不可能是 A.10m/s B.8m/s C.6m/s D.4m/s 2.如圖所示,虛線表示等勢(shì)面,相鄰兩等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等。有一帶正電的小 球在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),實(shí)線表示該帶正電小球的運(yùn)動(dòng)軌跡。小球在a點(diǎn)的動(dòng)能等于20eV,運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能等于2eV

2、。若取C點(diǎn)為零勢(shì)點(diǎn),則當(dāng)這個(gè)帶電小球的電勢(shì)能等于6eV時(shí)(不計(jì)重力和空氣阻力),它的動(dòng)能等于 A.16eV B.14eV C.8eV D.4Ev 3.圖中活塞將汽缸分成甲、乙兩氣室,汽缸、活塞(連同拉桿)是絕熱的,且不漏氣,以E甲、E乙分別表示甲、乙兩氣室中的氣體的內(nèi)能,則在拉桿緩慢向外的過程中 A.E甲不變,E乙減小 B、E甲增大,E乙不變 C、E甲增大,E乙減小 D.E甲不變,E乙不變 4.若原子的某內(nèi)層電子被電離形成空位,其它層的電子躍遷到該空 位上時(shí),會(huì)將多余的能量以電磁輻射的形式釋放出來(lái),此電磁輻射就是原子的特征X射線.內(nèi) 層空位的產(chǎn)生有多種機(jī)

3、制,其中的一種稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換,即原子中處于激發(fā)態(tài)的核躍遷回基態(tài) 時(shí),將躍遷時(shí)釋放的能量交給某一內(nèi)層電子,使此內(nèi)層電子電離而形成空位(被電離的電 子稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換電子).Po的原子核從某一激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí),可將能量E0=1.416 MeV 交給內(nèi)層電子(如K、L、M層電子,K、L、M標(biāo)記原子中最靠近核的三個(gè)電子層)使 其電離.實(shí)驗(yàn)測(cè)得從Po原子的K、L、M層電離出的電子的動(dòng)能分別為EK=1.323 MeV 、EL=1.399 MeV、EM=1.412 MeV。則可能發(fā)射的特征X射線的能量為 (A)0.013 MeV (B)0. 017 MeV (C)0.076 MeV (D

4、)0.093 MeV 5.“神舟三號(hào)”順利發(fā)射升空后,在離地面340km的圓軌道上運(yùn)行了108圈.運(yùn)行中需要多次進(jìn)行 “軌道維持”.所謂“軌道維持”就是通過控制飛船上發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火時(shí)間和推力的大小方向,使飛船能保持在預(yù)定軌道上穩(wěn)定運(yùn)行.如果不進(jìn)行軌道維持,由于飛船受軌道上稀薄空氣的摩擦阻力,軌道高度會(huì)逐漸降低,在這種情況下飛船的動(dòng)能.重力勢(shì)能和機(jī)械能變化情況將會(huì)是                             A.動(dòng)能.重力勢(shì)能和機(jī)械能都逐漸減小  B.重力勢(shì)能逐漸減小,動(dòng)能逐漸增大,機(jī)械能不變 C.重力勢(shì)能逐漸增大,動(dòng)能逐漸減小,機(jī)械能不變 D.重力勢(shì)能逐漸減小,動(dòng)能逐

5、漸增大,機(jī)械能逐漸減小(D) 6.如圖所示、水平傳送帶長(zhǎng)為AB=S,把質(zhì)量為m的小物體輕放在A點(diǎn),物體與傳送帶間的動(dòng)摩因數(shù)為,當(dāng)小物體由A運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中,摩檫力對(duì)小物體做功可能為 A.大于,B、大于 C、小于 D、等于 7.如圖中,小物塊m與長(zhǎng)木板M之間光滑,M置于光滑水平面上,一輕質(zhì)彈簧左端固定在M的左端,右端與m連接,開始時(shí),m和M皆靜止,現(xiàn)同時(shí)對(duì)m、M施加等大反向的水平恒力F1、F2,從兩物體開始運(yùn)動(dòng)以后的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,對(duì)m、M、彈簧組成的系統(tǒng),正確的說法是(整個(gè)過程中彈簧不超過其彈性限度) A.由于F1與F2分別對(duì)M、m做正功,故系統(tǒng)的機(jī)械能不斷增加 B.由于F1與

6、F2等大反向,故系統(tǒng)的動(dòng)量守恒 C.當(dāng)彈簧有最大伸長(zhǎng)時(shí),m、M的速度為零,系統(tǒng)具有的機(jī)械能最大 D.當(dāng)彈簧彈力的大小與拉力F1、F2的大小相等時(shí),m、M的動(dòng)能最大 8、一個(gè)輕質(zhì)彈簧,固定于天花板的O點(diǎn)處,原長(zhǎng)為L(zhǎng),如圖.一個(gè)質(zhì)量為m的物塊從A點(diǎn)豎直向上拋出,以速度v與彈簧在B點(diǎn)相接觸,然后向上壓縮彈簧,到C點(diǎn)時(shí)物塊速度為零,在此過程中無(wú)機(jī)械能損失,則下列說法正確的是 A.由A到C的過程中,動(dòng)能和重力勢(shì)能之和不變 B.由B到C的過程中,彈性勢(shì)能與動(dòng)能之和不變 C.由A到C的過程中,重力勢(shì)能的變化量與克服彈力做的功相等 D.由B到C的過程中,彈性勢(shì)能的變化量與克服彈力做的功相等

7、 二、非選擇題 9.如圖所示,質(zhì)量M=3.0 kg的小車靜止在光滑的水平面上,AD部分是表面粗糙的水平導(dǎo)軌,DC部分是光滑的1/4圓弧形導(dǎo)軌.整個(gè)導(dǎo)軌是由絕緣材料制成并處于B=1.0T垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.今有一質(zhì)量m=1.0kg的金屬塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),帶q=2.0×103C的負(fù)電,以v0=8m/s的速度沖上小車,當(dāng)將要過D點(diǎn)時(shí),對(duì)水平導(dǎo)軌的壓力為9.81N(g取9.8m/s2) (1)求m從A到D過程中,系統(tǒng)的機(jī)械能損失多少? (2)若m通過D點(diǎn)立即撤去磁場(chǎng),這以后小車能獲得的最大速度是多少? 10.如圖所示,光滑水平面上放置一塊長(zhǎng)木板,一質(zhì)量為m帶 電

8、量為-q的物體沿木板上表面以某一初速度從B端沿水平方向滑入,木板所處空間存在著勻強(qiáng)電場(chǎng),方向豎直向下。已知木板與物體問存在著摩擦,物體沿木板運(yùn)動(dòng)至A端時(shí),恰好與木板保持相對(duì)靜止。若將勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向改為豎直向上,電場(chǎng)強(qiáng)度的大小保持不變,且物體仍以原速度沿木板上表面滑入,結(jié)果物體運(yùn)動(dòng)至木板中點(diǎn)時(shí),木板與物體又相對(duì)靜止(設(shè)電場(chǎng)區(qū)域足夠大,物體的電量在運(yùn)動(dòng)過程中不變,物體的體積不計(jì))。求:電場(chǎng)強(qiáng)度大小。 11.“和平號(hào)”空間站已于今年3月23日成功地墜落在南太平洋海域,墜落過程可簡(jiǎn)化為從一個(gè)近圓軌道(可近似看作圓軌道)開始,經(jīng)過與大氣摩擦,空間站的絕大部分經(jīng)過升溫、熔化,最后汽化而銷

9、毀,剩下的殘片墜人大海.此過程中,空間站原來(lái)的機(jī)械能中,除一部分用于銷毀和一部分被殘片帶走外,還有一部分能量E‘通過其他方式散失(不考慮墜落過程中化學(xué)反應(yīng)的能量)。(1)試導(dǎo)出以下各物理量的符號(hào)表示散失能量E'的公式.(2)算出F的數(shù)值(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)墜落開始時(shí)空間站的質(zhì)量M=1.17×105kg, 軌道距地面的高度為h=146 km, 地球半徑R=6.4×106m, 墜落空間范圍內(nèi)重力加速度可看作g=10m/s2, 入海殘片的質(zhì)量m=1.2×104kg, 入海殘片的溫度升高△T=3000 K, 入海殘片的入海速度為聲速v=340 m/s。 空間站材料每千克升溫1K平均所需能

10、量C=1.0×103J.每銷毀lkg材料平均所需能量J. 12.如圖所示,質(zhì)量M=1.99kg的木質(zhì)小車靜止在光滑水平面上,其左端板上固定一輕彈簧,彈簧右端靠放著—質(zhì)量m=2kg的小物塊,小物塊左側(cè)的小車表面光滑,而右側(cè)的小車表面與小物塊間動(dòng)摩擦因數(shù)0.2,現(xiàn)有質(zhì)量m0=0.01kg 子彈以v0=400m/s的水平速度射人小車,求:(g=l0m/s2)(1)小車在運(yùn)動(dòng)過程中,彈簧的彈性勢(shì)能最大值.(2)為使小物體不從小車上掉下來(lái),車表面粗糙部分至少為多長(zhǎng)? 13、如圖,質(zhì)量M=2kg的小車放在光滑的水平面上,物塊A和B質(zhì)量mA=mB=1kg,物塊A和小車右

11、側(cè)壁用一輕質(zhì)彈簧連接起來(lái)不分開,物塊B和A靠在一起,現(xiàn)用力推B,并保持小車靜止,使彈簧壓縮,此過程推力做功72J,同時(shí)撤去推力和障礙物C,當(dāng)AB分開后,在A到達(dá)小車底板最左端位置之前,B已經(jīng)從小車左端拋出,一切摩擦不計(jì),試求(設(shè)A不會(huì)離開底板)(1)從撤去推力直到B與A分開時(shí),A對(duì)B作了多少功?(2)整個(gè)過程中,彈簧從壓縮狀態(tài)開始,每次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí),物塊A和小車的速度各為多少? 14、如圖所示,水平虛線上方有場(chǎng)強(qiáng)為E1的勻強(qiáng)電場(chǎng),方向豎直向下,虛線下方有場(chǎng)強(qiáng)為E2的勻強(qiáng)電場(chǎng),方向水平向右;在虛線上、下方均有磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直紙面向外,ab是一長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)桿,豎

12、直位于虛線上方,b端恰在虛線上,將一套在桿上的帶電小環(huán)從a端由靜止開始釋放,小環(huán)先加速而后勻速到達(dá)b端,環(huán)與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3,小環(huán)的重力不計(jì),當(dāng)環(huán)脫離桿后在虛線下方沿原方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),求(1)E1與E2的比值;(2)若撤去虛線下方的電場(chǎng),小環(huán)進(jìn)入虛線下方后的運(yùn)動(dòng)軌跡為半圓,圓周半徑為,環(huán)從a到b的過程中克服摩擦力做功Wf與電場(chǎng)做功WE之比有多大? 15. 如圖所示,一質(zhì)量為m帶正電的小球,用長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn),處于一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,靜止時(shí)細(xì)線右偏與豎直方向成450角,位于圖中的P點(diǎn).(1)求靜止在P點(diǎn)時(shí)線的拉力是多大?(2)如將小球向右拉緊

13、至與O點(diǎn)等高的A點(diǎn)由靜止釋放,求小球擺至P點(diǎn)時(shí)的速度大??? (3)如將小球向左拉緊至與O點(diǎn)等高的B點(diǎn)由靜止釋放,則小球是如何由B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至A點(diǎn)的?并求到達(dá)A點(diǎn)時(shí)繩的拉力是多大? 16.(1)如圖1,在光滑水平長(zhǎng)直軌道上,放著一個(gè)靜止的彈簧振子,它由一輕彈簧兩端各聯(lián)結(jié)一個(gè)小球構(gòu)成,兩小球質(zhì)量相等?,F(xiàn)突然給左端小球一個(gè)向右的速度u0,求彈簧第一次恢復(fù)到自然長(zhǎng)度時(shí),每個(gè)小球的速度。 ⑵如圖2,將N個(gè)這樣的振子放在該軌道上。最左邊的振子1被壓縮至彈簧為某一長(zhǎng)度后鎖定,靜止在適當(dāng)位置上,這時(shí)它的彈性勢(shì)能為E0。其余各振子間都有一定的距離?,F(xiàn)解除對(duì)振子1的鎖定,任其自由運(yùn)動(dòng),當(dāng)它第一次恢

14、復(fù)到自然長(zhǎng)度時(shí),剛好與振子2碰撞,此后,繼續(xù)發(fā)生一系列碰撞,每個(gè)振子被碰后剛好都是在彈簧第一次恢復(fù)到自然長(zhǎng)度時(shí)與下一個(gè)振子相碰。求所有可能的碰撞都發(fā)生后,每個(gè)振子彈性勢(shì)能的最大值。已知本題中兩球發(fā)生碰撞時(shí),速度交換,即一球碰后的速度等于另一球碰前的速度。 1 2 3 4 N …… 左 左 右 右 圖1 圖2 專題預(yù)測(cè): 11.有—種地下鐵道,站臺(tái)建得高一些,電車進(jìn)站時(shí)要上坡,出站時(shí)要下坡,如圖所示,試說明這一設(shè)計(jì)有何優(yōu)點(diǎn)?若站臺(tái)高h(yuǎn)=2m,進(jìn)站的電車到達(dá)坡的下端

15、A點(diǎn)時(shí)的速度為25.2km/h,此后隨即切斷電動(dòng)機(jī)的電源,電車能不能沖到站士上?如果能沖上,在站臺(tái)上的速度是多大?再請(qǐng)你分析一下,這一設(shè)計(jì)有何缺點(diǎn)? 12.如圖所示,正方形閉合線圈邊長(zhǎng)0.2m,質(zhì)量0.1kg,電阻0.1,在傾角為30?°的斜面上砝碼的質(zhì)量0.4kg,勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感強(qiáng)度為0.5T,不計(jì)一切摩擦,砝碼沿斜面下滑線圈開始進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),它恰好作勻速運(yùn)動(dòng).求:(1)線圈勻速上升的速度。(2)在線圈勻速進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中,砝碼對(duì)線圈做了多少功。(3)線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生多少焦耳熱。 參考答案: 1. A 2、C 3、C 4、BD

16、 5、D 6、CD 7、BCD 8、D 9、18J、3m/s 10、mg/3q 11、 E’=2.9×1012J 12.2J 0.5m 13、①18J ②VA=6m/s V車=-6m/s或VA=-10m/s V車=2m/s 14、0.3 15、(1)T=mg (2)A→P,動(dòng)能定理:mgLcos450-mgL(1-sin450)=mv2/2-0 v= (3)先由B→C勻加速直線運(yùn)動(dòng),然后由C→A變速圓周運(yùn)動(dòng).C點(diǎn)的速度為VC=2,由C→A,動(dòng)能定理:EqL-mgL=mvA2/2-m(vcCOS

17、450)2/2 vA== TA- Eq=mvA2/L, TA=3mg. 速度為VC=2,由C→A,動(dòng)能定理:EqL-mgL=mvA2/2-m(vcCOS450)2/2 vA== TA- Eq=mvA2/L, TA=3mg. 17、地鐵是解決城市交通擁擠的有效手段之一。由于兩站間的距離一定,電車在其間運(yùn)行時(shí),必有加速和減速的過程,在建沒這類地鐵時(shí),可考慮將電車的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能,減少剎車的過程。從而達(dá)到節(jié)約能源,同時(shí)減少剎車時(shí)噪聲污染的目的。其缺點(diǎn)是地鐵軌道的高度不等,挖地洞時(shí)需要增加洞高,使建設(shè)成本相應(yīng)提高。 設(shè)電車沖上站臺(tái)的未速度為vt,則v0=25.2km/h=7m/s 由機(jī)械能守恒定律可得: vt= 所以,電車能沖上站臺(tái),且到達(dá)站臺(tái)速度為3m/s,需通過制動(dòng)器使列車停下。 18.10m/s 0.4J 0.2J

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