（浙江專(zhuān)用）2019版高考物理大二輪復(fù)習(xí)優(yōu)選習(xí)題 專(zhuān)題二 能量與動(dòng)量 提升訓(xùn)練8 機(jī)械能守恒和能量守恒定律.doc

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提升訓(xùn)練8　機(jī)械能守恒和能量守恒定律 1.海洋能是一種蘊(yùn)藏量極大的可再生能源,具有廣闊的應(yīng)用前景。下列能源不屬于海洋能的是(　　) A.潮汐能 B.波浪能 C.太陽(yáng)能 D.海流能 2. 如圖所示,具有一定初速度的物塊,沿傾角為30的粗糙斜面向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,受一個(gè)恒定的沿斜面向上的拉力F作用,這時(shí)物塊的加速度大小為4 m/s2,方向沿斜面向下,那么,在物塊向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(　　) A.物塊的機(jī)械能一定增加 B.物塊的機(jī)械能一定減小 C.物塊的機(jī)械能可能不變 D.無(wú)法確定 3.市面上出售一種裝有太陽(yáng)能電扇的帽子(如圖所示)。在陽(yáng)光的照射下,小電扇快速轉(zhuǎn)動(dòng),能給炎熱的夏季帶來(lái)一絲涼爽。該裝置的能量轉(zhuǎn)化情況是(　　) A.太陽(yáng)能→電能→機(jī)械能 B.太陽(yáng)能→機(jī)械能→電能 C.電能→太陽(yáng)能→機(jī)械能 D.機(jī)械能→太陽(yáng)能→電能 4.物體做自由落體運(yùn)動(dòng),Ek表示動(dòng)能,Ep表示勢(shì)能,h表示下落的距離,以水平地面為零勢(shì)能面,下列所示圖象中,能正確反映各物理量之間的關(guān)系的是(　　) 5. 如圖所示,豎直放置的等螺距螺線(xiàn)管高為h,該螺線(xiàn)管是用長(zhǎng)為l的硬質(zhì)直管(內(nèi)徑遠(yuǎn)小于h)彎制而成。一光滑小球從上端管口由靜止釋放,關(guān)于小球的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是(　　) A.小球到達(dá)下端管口時(shí)的速度大小與l有關(guān) B.小球到達(dá)下端管口時(shí)重力的功率為mg2gh C.小球到達(dá)下端的時(shí)間為2l2gh D.小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受管道的作用力大小不變 6. 如圖所示,一個(gè)人把質(zhì)量為m的石塊,從距地面高為h處,以初速度v0斜向上拋出。以水平地面為參考平面,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g,則(　　) A.石塊離開(kāi)手的時(shí)刻機(jī)械能為12mv02 B.石塊剛落地的時(shí)刻動(dòng)能為mgh C.人對(duì)石塊做的功是12mv02+mgh D.人對(duì)石塊做的功是12mv02 7.如圖所示,質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))以某一速度從A點(diǎn)沖上傾角為30的固定斜面,其運(yùn)動(dòng)的加速度為23g,此物體在斜面上上升的最大高度為h,則在這個(gè)過(guò)程中物體(　　) A.重力勢(shì)能增加了12mgh B.動(dòng)能損失了mgh C.克服摩擦力做功16mgh D.機(jī)械能損失13mgh 8. 2016年巴西里約奧運(yùn)會(huì)上,中國(guó)選手鄧薇以262 kg(抓舉115 kg,挺舉147 kg)的總成績(jī)打破奧運(yùn)會(huì)紀(jì)錄、世界紀(jì)錄。某次抓舉,在杠鈴被舉高的整個(gè)過(guò)程中,不計(jì)空氣阻力,下列說(shuō)法正確的是(　　) A.杠鈴的動(dòng)能一直增大 B.杠鈴的重力勢(shì)能一直增大 C.杠鈴的機(jī)械能守恒 D.杠鈴一直處于超重狀態(tài) 9.如圖甲所示,質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎直固定在水平面上,t=0時(shí)刻,將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放,小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點(diǎn),然后又被彈起離開(kāi)彈簧,上升到一定高度后再下落,如此反復(fù)。通過(guò)安裝在彈簧下端的壓力傳感器,測(cè)出這一過(guò)程彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示,則(　　) A.t1時(shí)刻小球動(dòng)能最大 B.t2時(shí)刻小球動(dòng)能最大 C.t2~t3時(shí)間內(nèi),小球的動(dòng)能先增大后減小 D.t2~t3時(shí)間內(nèi),小球增加的動(dòng)能等于彈簧減少的彈性勢(shì)能 10.我們的課本上曾有一個(gè)小實(shí)驗(yàn),課本截圖如下。實(shí)驗(yàn)時(shí),某同學(xué)把小紙帽壓到桌面上,從放手到小紙帽剛脫離彈簧的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,不計(jì)空氣及摩擦阻力,下列說(shuō)法正確的是(　　) A.小紙帽的機(jī)械能守恒 B.小紙帽剛脫離彈簧時(shí)動(dòng)能最大 C.小紙帽在最低點(diǎn)所受的彈力等于重力 D.在某一階段內(nèi),小紙帽的動(dòng)能減小而小紙帽的機(jī)械能增加 11. 如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為2m的甲球和一個(gè)質(zhì)量為m的乙球,用長(zhǎng)度為2R的輕桿連接,兩個(gè)球都被限制在半徑為R的光滑圓形豎直軌道上,軌道固定于水平地面。初始時(shí)刻,輕桿豎直,且質(zhì)量為2m的甲球,在上方。此時(shí),受擾動(dòng)兩球開(kāi)始運(yùn)動(dòng),重力加速度為g,則下列說(shuō)法正確的是(　　) A.甲球下滑過(guò)程中減少的機(jī)械能總大于乙球增加的機(jī)械能 B.甲球下滑過(guò)程中減少的重力勢(shì)能總等于乙球増加的重力勢(shì)能 C.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中甲球的最大速度為233gR D.甲球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)前,輕桿對(duì)乙球一直做正功 12.三峽水力發(fā)電站是我國(guó)最大的水力發(fā)電站,三峽水庫(kù)水位落差約100 m,水的流量約1.35104 m3/s,船只通航需要3 500 m3/s的流量,其余流量全部用來(lái)發(fā)電,水流沖擊水輪機(jī)發(fā)電時(shí),水流減少的機(jī)械能有20%轉(zhuǎn)化為電能。按照以上數(shù)據(jù)估算,如果三峽電站全部用于城市生活用電,它可以滿(mǎn)足約多少個(gè)百萬(wàn)人口城市生活用電(設(shè)三口之家平均每家每月用電240度)(　　) A.2個(gè) B.6個(gè) C.18個(gè) D.90個(gè) 13. 如圖所示,水平地面與一半徑為l的豎直光滑圓弧軌道相接于B點(diǎn),軌道上的C點(diǎn)位置處于圓心O的正下方。在距地面高度為l的水平平臺(tái)邊緣上的A點(diǎn),質(zhì)量為m的小球以v0=2gl的速度水平飛出,小球在空中運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí),恰好沿圓弧軌道在該點(diǎn)的切線(xiàn)方向滑入軌道。小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中空氣阻力不計(jì),重力加速度為g,試求: (1)B點(diǎn)與拋出點(diǎn)A正下方的水平距離x; (2)圓弧BC段所對(duì)的圓心角θ; (3)小球滑到C點(diǎn)時(shí),對(duì)圓軌道的壓力。 14.如圖所示,水平軌道BC的左端與固定的光滑豎直14圓軌道相切于B點(diǎn),右端與一傾角為30的光滑斜面軌道在C點(diǎn)平滑連接(即物體經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)速度的大小不變),斜面頂端固定一輕質(zhì)彈簧,一質(zhì)量為2 kg的滑塊從圓弧軌道的頂端A點(diǎn)由靜止釋放,經(jīng)水平軌道后滑上斜面并壓縮彈簧,第一次可將彈簧壓縮至D點(diǎn),已知光滑圓軌道的半徑R=0.45 m,水平軌道BC長(zhǎng)為0.4 m,其動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,光滑斜面軌道上CD長(zhǎng)為0.6 m,g取10 m/s2,求: (1)滑塊第一次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力; (2)整個(gè)過(guò)程中彈簧具有最大的彈性勢(shì)能; (3)滑塊最終停在何處?  提升訓(xùn)練8　機(jī)械能守恒和能量守恒定律 1.C　2.A 3.A　解析 帽子上的太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能,供小電扇工作。小電扇工作時(shí)消耗電能,將電能轉(zhuǎn)化為扇葉的機(jī)械能,故選A。 4.B 5.C　解析 在小球到達(dá)最低點(diǎn)的過(guò)程中只有重力做功,故根據(jù)動(dòng)能定理可知mgh=12mv2,解得v=2gh,小球到達(dá)下端管口時(shí)的速度大小與h有關(guān),與l無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤;到達(dá)下端管口的速度為v=2gh,速度沿管道的切線(xiàn)方向,故重力的瞬時(shí)功率為P=mg2ghsinθ(θ為管口處管道切線(xiàn)方向與水平方向的夾角),故B錯(cuò)誤;物體在管內(nèi)下滑的加速度為a=ghl,設(shè)下滑所需時(shí)間為t,則l=12at2,t=2la=2l2gh,故C正確;小球得做的是加速螺旋運(yùn)動(dòng),速度越來(lái)越大,做的是螺旋圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)Fn=mv2R可知,支持力越來(lái)越大,故D錯(cuò)誤。 6.D 7.D　解析 過(guò)程中重力做負(fù)功,WG=-mgh,所以重力勢(shì)能增加mgh,故A錯(cuò)誤;在沿斜面方向上受到沿斜面向下重力的分力和沿斜面向下的摩擦力,根據(jù)牛頓第二定律可得mgsin30+Ff=ma,解得Ff=16mg,故克服摩擦力做功Wf=Ffhsin30=16mg2h=13mgh,機(jī)械能損失13mgh,故C錯(cuò)誤,D正確;動(dòng)能損失量為合外力做的功的大小,ΔEk=F合s=23mg2h=43mgh,故B錯(cuò)誤。 8.B　解析 杠鈴被舉起后,速度為0,動(dòng)能為0,故A錯(cuò);在舉重的過(guò)程中杠鈴的重力勢(shì)能一直增大,故B對(duì);杠鈴受到手的作用力,且做正功,杠鈴的機(jī)械能不守恒,故C錯(cuò);杠鈴可能勻速上升,杠鈴不一定一直處于超重狀態(tài),故D錯(cuò)。 9.C　解析 t1時(shí)刻小球剛與彈簧接觸,與彈簧接觸后,先做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)彈力增大到與重力平衡,即加速度為零時(shí),速度達(dá)到最大;t2時(shí)刻,彈力最大,彈簧的壓縮量最大,小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn),速度等于零;t2~t3時(shí)間內(nèi),小球上升,先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),后做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng);t2~t3時(shí)間內(nèi),小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,故小球增加的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和等于彈簧減少的彈性勢(shì)能。 10.D　解析 從放手到小紙帽剛脫離彈簧的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小紙帽的機(jī)械能,所以在此過(guò)程中小紙帽的機(jī)械能會(huì)越來(lái)越大,不守恒,故A錯(cuò)誤;上升時(shí)彈力逐漸減小,到等于小紙帽的重力后,小紙帽就開(kāi)始減速,動(dòng)能開(kāi)始減小,但彈簧彈性勢(shì)能還繼續(xù)轉(zhuǎn)化為小紙帽的機(jī)械能,機(jī)械能還在增大,故B錯(cuò)誤,D正確;小紙帽在最低點(diǎn)所受的彈力等于手的壓力和重力之和,故C錯(cuò)誤。 11.D　解析 在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,由于只有動(dòng)能和重力勢(shì)能之間相互轉(zhuǎn)化,所以甲球下滑過(guò)程中減少的機(jī)械能總等于乙球增加的機(jī)械能,故A錯(cuò)誤; 在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,重力對(duì)系統(tǒng)做正功,甲和乙的動(dòng)能都增加,所以甲球下滑過(guò)程中減少的重力勢(shì)能總大于乙球增加的重力勢(shì)能,故B錯(cuò)誤; 當(dāng)甲到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),乙也到達(dá)了最高點(diǎn),該過(guò)程中系統(tǒng)減小的重力勢(shì)能等于系統(tǒng)增加的動(dòng)能,由于兩球的線(xiàn)速度相等,設(shè)該速度為v,則2mg2R-mg2R=12mv2+122mv2,得v=2gR3,故C錯(cuò)誤; 甲球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)前,乙的重力勢(shì)能一直增大,同時(shí)乙的動(dòng)能也一直增大,可知輕桿對(duì)乙球一直做正功,故D正確。 12.C　解析 每秒用于發(fā)電的重力勢(shì)能為mgh=11010 J,轉(zhuǎn)化為電能的有2109 J,每月約5.21015 J,等于1.44109度,大約600萬(wàn)個(gè)三口之家,也就是1 800萬(wàn)人口,18個(gè)百萬(wàn)人口,故C正確。 13.答案 (1)2l　(2)45　(3)(7-2)mg,方向豎直向下 解析 (1)設(shè)小球做平拋運(yùn)動(dòng)到達(dá)B點(diǎn)的時(shí)間為t,由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得l=12gt2,x=v0t 聯(lián)立解得x=2l。 (2)由小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)豎直分速度vy=2gl,tanθ=vyv0,解得θ=45。 (3)小球從A運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中機(jī)械能守恒,設(shè)到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度大小為vC,由機(jī)械能守恒定律有 mgl1+1-22=12mvC2-12mv02 設(shè)軌道對(duì)小球的支持力為F,有F-mg=mvC2l 解得F=(7-2)mg 由牛頓第三定律可知,小球?qū)A軌道的壓力大小為 F=(7-2)mg,方向豎直向下。 14.答案 (1)60 N,方向豎直向下　(2)1.4 J　(3)滑塊最終停止在BC間距B點(diǎn)0.15 m處(或距C點(diǎn)0.25 m處) 解析 (1)滑塊從A點(diǎn)到B點(diǎn),由動(dòng)能定理可得 mgR=12mvB2-0,解得vB=3 m/s 滑塊在B點(diǎn)F-mg=mvB2R,解得F=60 N 由牛頓第三定律可得物塊對(duì)B點(diǎn)的壓力F=F=60 N,方向豎直向下。 (2)滑塊從A點(diǎn)到D點(diǎn),該過(guò)程彈簧彈力對(duì)滑塊做的功為W,由動(dòng)能定理可得mgR-μmgLBC-mgLCDsin30+W=0 Ep=-W 解得Ep=1.4 J。 (3)滑塊最終停止在水平軌道BC間,從滑塊第一次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)到最終停下來(lái)的全過(guò)程,由動(dòng)能定理可得-μmgs=0-12mvB2 解得s=2.25 m 則物體在BC段上運(yùn)動(dòng)的次數(shù)為n=2.250.4=5.625 說(shuō)明物體在BC上滑動(dòng)了5次,又向左運(yùn)動(dòng)0.6250.4=0.25 m 故滑塊最終停止在BC間距B點(diǎn)0.15 m處(或距C點(diǎn)0.25 m處)。