2019-2020年高考物理一輪總復習 5.4功能關系 能量守恒定律限時規(guī)范特訓.doc

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2019-2020年高考物理一輪總復習 5.4功能關系 能量守恒定律限時規(guī)范特訓 一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分) 1. [xx南通市模擬]某同學用頻閃相機拍攝了運動員跳遠比賽時助跑、起跳、最高點、落地四個位置的照片，簡化圖如圖所示。經(jīng)計算運動員離地最大高度約為0.5 m，則運動員起跳瞬間消耗的體能最接近(　　) A. 4 J　　　B. 40 J　　　C. 400 J　　　D. 4000 J 解析：運動員起跳瞬間消耗的體能約為運動員增加的重力勢能。h＝0.5 m，運動員質(zhì)量取60 kg，g取10 N/kg，mgh＝300 J，所以運動員起跳瞬間消耗的體能最接近400 J，選項C正確。 答案：C 2. [xx邯鄲模擬]如圖所示，A、B、C三個一樣的滑塊從粗糙斜面上的同一高度同時開始運動，A由靜止釋放，B的初速度方向沿斜面向下，大小為v0，C的初速度方向沿斜面水平向左，大小也為v0。下列說法中正確的是(　　) A. A和C將同時滑到斜面底端 B. 滑到斜面底端時，B的機械能減少最多 C. 滑到斜面底端時，B的動能最大 D. C的重力勢能減少最多 解析：滑塊A和C通過的路程不同，在沿斜面方向的加速度大小也不相同，故A錯；三個滑塊滑到底端時重力勢能減少量相同，故D錯；滑塊A和B滑到底端時經(jīng)過的位移相等，克服摩擦力做功相等，而滑塊C的路程較大，機械能減少得較多，故B錯C對。 答案：C 3. [xx深圳模擬]如圖所示，輕彈簧下端固定在地面上，壓縮彈簧后用細線綁定拴牢。將一個金屬球放置在彈簧頂端(球與彈簧不粘連，放上金屬球后細線仍是繃緊的)，某時刻燒斷細線，球?qū)⒈粡椘?，脫離彈簧后能繼續(xù)向上運動，那么該球從細線被燒斷到金屬球剛脫離彈簧的這一運動過程中(　　) A. 球所受的合力先增大后減小 B. 球的動能減小而它的機械能增加 C. 球剛脫離彈簧時的動能最大 D. 球剛脫離彈簧時彈簧的彈性勢能最小 解析：因為燒斷線后小球向上運動，說明燒斷線瞬間彈力大于重力，小球受到的合力向上，隨著小球向上運動，彈簧形變減小，彈力減小，小球受的合力先減小，A錯誤；當彈簧形變產(chǎn)生的彈力與小球重力大小相等時，小球受的合力為零，小球速度達到最大，動能最大，B、C錯誤；此后小球繼續(xù)上升，小球受到的合力變?yōu)樨Q直向下，小球減速，這個過程中，除重力做功外，還有彈力做功，彈力做正功，所以小球的機械能增加，球剛脫離彈簧時彈簧的彈性形變消失，彈性勢能最小，D正確。 答案：D 4. 構(gòu)建和諧型、節(jié)約型社會深得民心，遍布于生活的方方面面。自動充電式電動自行車就是很好的一例，電動自行車的前輪裝有發(fā)電機，發(fā)電機與蓄電池連接。當騎車者用力蹬車或電動自行車自動滑行時，自行車就可以通過發(fā)電機向蓄電池充電，將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能儲存起來。現(xiàn)有某人騎車以600 J的初動能在粗糙的水平路面上滑行，第一次關閉自動充電裝置，讓車自由滑行，其動能隨位移變化關系如圖中的圖線①所示；第二次啟動自動充電裝置，其動能隨位移變化關系如圖線②所示，則第二次向蓄電池所充的電能是(　　) A. 600 J　　　　　　　 B. 360 J C. 300 J D. 240 J 解析：設自行車的總質(zhì)量為m，第一次關閉自動充電裝置，由動能定理有－μmgL1＝0－Ek，第二次啟動自動充電裝置，由功能關系有Ek＝μmgL2＋E電，代入數(shù)據(jù)解得E電＝240 J，D正確。 答案：D 5. [xx溫州模擬]滑板是現(xiàn)在非常流行的一種運動，如圖所示，一滑板運動員以7 m/s的初速度從曲面的A點下滑，運動到B點時速度仍為7 m/s，若他以6 m/s的初速度仍由A點下滑，則他運動到B點時的速度(　　) A. 大于6 m/s B. 等于6 m/s C. 小于6 m/s D. 條件不足，無法計算 解析：當初速度為7 m/s時，由功能關系知，運動員克服摩擦力做的功等于減少的重力勢能。運動員做曲線運動可看成圓周運動，當初速度變?yōu)? m/s時，所需的向心力變小，因而運動員對軌道的壓力變小，由Ff＝μFN知運動員所受的摩擦力減小，故從A到B過程中克服摩擦力做的功減少，而重力勢能變化量不變，故運動員在B點的動能大于他在A點的動能，A正確。 答案：A 6. [xx杭州模擬]如圖所示，足夠長的傳送帶以恒定速率順時針運行，將一個物體輕輕放在傳送帶底端，第一階段物體被加速到與傳送帶具有相同的速度，第二階段與傳送帶相對靜止，勻速運動到達傳送帶頂端。下列說法正確的是(　　) A. 第一階段摩擦力對物體做正功，第二階段摩擦力對物體不做功 B. 第一階段摩擦力對物體做的功等于第一階段物體動能的增加 C. 第一階段物體和傳送帶間的摩擦生熱等于第一階段物體機械能的增加 D. 物體從底端到頂端全過程機械能的增加等于全過程物體與傳送帶間的摩擦生熱 解析：第一階段為滑動摩擦力做功，第二階段為靜摩擦力做功，兩個階段摩擦力方向都跟物體運動方向相同，所以摩擦力都做正功，選項A錯誤；由功能關系可知，第一階段摩擦力對物體做的功(除重力之外的力所做的功)等于物體機械能的增加，即ΔE＝W阻＝F阻l物，摩擦生熱為Q＝F阻l相對，又由于l帶＝vt，l物＝t，所以l物＝l相對＝l帶，即Q＝ΔE，選項C正確，B錯誤；第二階段沒有摩擦生熱，但物體的機械能繼續(xù)增加，結(jié)合選項C可以判斷選項D錯誤。 答案：C 7. 如圖所示，質(zhì)量為M，長度為L的小車靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的小物塊，放在小車的最左端，現(xiàn)用一水平力F作用在小物塊上，小物塊與小車之間的摩擦力為Ff，經(jīng)過一段時間小車運動的位移為x，小物塊剛好滑到小車的右端，則下列說法中正確的是 (　　) A. 此時物塊的動能為F(x＋L) B. 此時小車的動能為Ff(x＋L) C. 這一過程中，物塊和小車增加的機械能為Fx－FfL D. 這一過程中，因摩擦而產(chǎn)生的熱量為FfL 解析：對物塊，所受四個力中水平力F和物塊所受的滑動摩擦力做功，這兩個力做功的位移都是(x＋L)，則由動能定理可知小物塊的動能(等于增加的動能)Ek＝ΔEk＝(F－Ff)(x＋L)，選項A錯誤；對小車，只有物塊對小車的滑動摩擦力做正功，且W＝Ffx，由動能定理可知選項B錯誤；系統(tǒng)增加的機械能等于除重力和彈力外的其他力(包括內(nèi)力和外力)做功的代數(shù)和，即ΔE＝F(x＋L)－FfL，選項C錯誤；這一過程中，因摩擦而產(chǎn)生的熱量等于滑動摩擦力與相對路程的乘積，即Q＝FfL，選項D正確。 答案：D 8. [xx蘭州市一模](多選)懸崖跳水是一項極具挑戰(zhàn)性的極限運動，需要運動員具有非凡的膽量和過硬的技術。跳水運動員進入水中后受到水的阻力而做減速運動，設質(zhì)量為m的運動員剛?cè)胨畷r的速度為v，水對他的阻力大小恒為Ff，那么在他減速下降深度為h的過程中，下列說法正確的是(g為當?shù)氐闹亓铀俣?(　　) A. 他的動能減少了(Ff－mg)h B. 他的重力勢能減少了mgh－mv2 C. 他的機械能減少了Ffh D. 他的機械能減少了mgh 解析：在他減速下降深度為h的過程中，所受合力為Ff－mg，由動能定理，他的動能減少了(Ff－mg)h，他的重力勢能減少了mgh，選項A正確，B錯誤；由功能關系，他的機械能減少了Ffh，選項C正確，D錯誤。 答案：AC 9. [xx哈爾濱模擬](多選)豎直向上拋出一個物體，由于受到空氣阻力作用，物體落回拋出點的速率小于拋出時的速率，則在這個過程中(　　) A. 物體的機械能守恒 B. 物體的機械能不守恒 C. 物體上升時機械能減小，下降時機械能減小 D. 物體上升時機械能增大，下降時機械能減小 解析：物體在運動過程中受到空氣阻力的作用，將會有一部分機械能轉(zhuǎn)化成因摩擦生熱而產(chǎn)生的內(nèi)能，所以無論上升過程還是下降過程，機械能均不守恒，且機械能都在減小，故本題只有B、C正確。 答案：BC 10. [xx東北三校聯(lián)考](多選)兩木塊A、B用一輕彈簧拴接，靜置于水平地面上，如圖甲所示?，F(xiàn)用一豎直向上的恒力F拉動木塊A，使木塊A由靜止向上做直線運動，如圖乙所示，當木塊A運動到最高點時，木塊B恰好要離開地面。在這一過程中，下列說法中正確的是(設此過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi))(　　) A. 木塊A的加速度先增大后減小 B. 彈簧的彈性勢能先減小后增大 C. 木塊A的動能先增大后減小 D. 兩木塊A、B和輕彈簧組成的系統(tǒng)機械能先增大后減小 解析：木塊A在拉力F作用下由靜止運動最后達到最高點時速度為零，說明木塊A向上先加速后減速，加速度先減小后增大，故選項A錯誤，C正確；木塊A向上運動的過程中，彈簧先恢復原長后被拉伸，其彈性勢能先減小后增大，故選項B正確；由于拉力F始終對兩木塊A、B和彈簧組成的系統(tǒng)做正功，故系統(tǒng)的機械能增加，選項D錯誤。 答案：BC 二、非選擇題(本題共2小題，共40分) 11. (16分)[xx泰安模擬] 如圖所示，一物體質(zhì)量m＝2 kg，在傾角為θ＝37的斜面上的A點以初速度v0＝3 m/s下滑，A點距彈簧上端B的距離AB＝4 m。當物體到達B后將彈簧壓縮到C點，最大壓縮量BC＝0.2 m，然后物體又被彈簧彈上去，彈到的最高位置為D點，D點距A點AD＝3 m。擋板及彈簧質(zhì)量不計，g取10 m/s2，sin37＝0.6，求： (1)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ； (2)彈簧的最大彈性勢能Epm。 解析：(1)物體從開始位置A點到最后D點的過程中，彈性勢能沒有發(fā)生變化，動能和重力勢能減少，機械能的減少量為 ΔE＝ΔEk＋ΔEp＝mv＋mglADsin37① 物體克服摩擦力產(chǎn)生的熱量為Q＝Ffx ② 其中x為物體的路程，即x＝5.4 m ③ Ff＝μmgcos37④ 由能量守恒定律可得ΔE＝Q ⑤ 由①②③④⑤式解得μ＝0.52。 (2)物體由A到C的過程中， 動能減少ΔE′k＝mv⑥ 重力勢能減少ΔE′p＝mglACsin37 ⑦ 摩擦生熱Q′＝FflAC＝μmgcos37lAC ⑧ 由能量守恒定律得彈簧的最大彈性勢能為 Epm＝ΔE′k＋ΔE′p－Q′⑨ 聯(lián)立⑥⑦⑧⑨解得Epm＝24.5 J。 答案：(1)0.52 (2)24.5 J 12. (24分)[xx西安模擬]如圖甲所示，一傾角為37的傳送帶以恒定速度運行。現(xiàn)將一質(zhì)量m＝1 kg的小物體拋上傳送帶，物體相對地面的速度隨時間變化的關系如圖乙所示，取沿傳送帶向上為正方向，g＝10 m/s2，sin37＝0.6，cos37＝0.8。求： (1)0～8 s內(nèi)物體位移的大?。? (2)物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)； (3)0～8 s內(nèi)物體機械能增量及因與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量Q。 解析：(1)從圖乙中求出物體位移 x＝－22 m＋44 m＋24 m＝14 m (2)由圖象知，物體相對傳送帶滑動時的加速度a＝1 m/s2 對此過程中物體受力分析得 μmgcosθ－mgsinθ＝ma 得μ＝0.875 (3)物體被送上的高度h＝xsinθ＝8.4 m 重力勢能增量 ΔEp＝mgh＝84 J 動能增量 ΔEk＝mv－mv＝6 J 機械能增加 ΔE＝ΔEp＋ΔEk＝90 J 0～8 s內(nèi)只有前6 s發(fā)生相對滑動。 0～6 s內(nèi)傳送帶運動距離x1＝46 m＝24 m 0～6 s內(nèi)物體位移x2＝6 m 產(chǎn)生的熱量Q＝μmgcosθΔx＝μmgcosθ(x1－x2)＝126 J 答案：(1)14 m　(2)0.875　(3)90 J　126 J