高考物理复习练习功能关系 能量守恒定律能力课时.docx

高考物理复习练习功能关系 能量守恒定律能力课时.docx

《高考物理复习练习功能关系 能量守恒定律能力课时.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理复习练习功能关系 能量守恒定律能力课时.docx（7页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高考物理复习练习功能关系能量守恒定律能力课时

限时规范训练（单独成册）

[基础巩固题组]（20分钟，50分）

1．物体在竖直方向上分别做了匀速上升、加速上升和减速上升三种运动．在这三种情况下物体机械能的变化情况是（　　）

A．匀速上升机械能不变，加速上升机械能增加，减速上升机械能减小

B．匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能减小

C．匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能可能增加，可能减少，也可能不变

D．三种情况中，物体的机械能均增加

解析：

选C.无论物体向上加速还是向上匀速运动，除重力外，其他外力一定对物体做正功，物体机械能都增加，物体向上减速运动时，除重力外，物体受到的其他外力不确定，故无法确定其机械能的变化，C正确．

2．（多选）如图所示，木块静止在光滑水平桌面上，一子弹水平射入木块的深度为d时，子弹与木块相对静止，在子弹射入的过程中，木块沿桌面移动的距离为L，木块对子弹的平均阻力为Ff，那么在这一过程中正确的是（　　）

A．木块的机械能增量为FfL

B．子弹的机械能减少量为Ff（L＋d）

C．系统的机械能减少量为Ffd

D．系统的机械能减少量为Ff（L＋d）

解析：

选ABC.木块机械能的增量等于子弹对木块的作用力Ff做的功FfL，选项A正确；子弹机械能的减少量等于动能的减少量，即子弹克服阻力做的功Ff（L＋d），选项B正确；系统减少的机械能等于因摩擦产生的热量，Q＝Ffx相对＝Ffd，选项C正确，D错误．

3．如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A，若将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h.若将小球A换为质量为3m的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球B下降h时的速度为（重力加速度为g，不计空气阻力）（　　）

A.　　　　　　　B．

C.D．

解析：

选B.小球A下降h过程小球克服弹簧弹力做功为W1，根据动能定理，有mgh－W1＝0；小球B下降过程，由动能定理有3mgh－W1＝×3m×v2－0，解得：

v＝，故B正确．

4．如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图．图中①和②为楔块，③和④为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦．在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中（　　）

A．缓冲器的机械能守恒

B．摩擦力做功消耗机械能

C．垫板的动能全部转化为内能

D．弹簧的弹性势能全部转化为动能

解析：

选B.在车厢相互撞击使弹簧压缩过程中，由于要克服摩擦力做功，且缓冲器所受合外力做功不为零，因此机械能不守恒，选项A错误；克服摩擦力做功消耗机械能，选项B正确；撞击以后垫板和车厢有相同的速度，因此动能并不为零，选项C错误；压缩弹簧过程弹簧的弹性势能增加，并没有减少，选项D错误．

5．（2019·湖北孝感模拟）质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为Ep＝－，其中G为引力常量，M为地球质量．该卫星原来在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其做匀速圆周运动的半径变为R2，此过程中因摩擦而产生的热量为（　　）

A．GMmB．GMm

C.D．

解析：

选C.卫星绕地球做匀速圆周运动满足G＝m，动能Ek＝mv2＝，机械能E＝Ek＋Ep，则E＝－＝－.卫星由半径为R1的轨道降到半径为R2的轨道过程中损失的机械能ΔE＝E1－E2＝，即为下降过程中因摩擦而产生的热量，所以选项C正确．

6．如图所示，半径R＝0.4m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角θ＝30°，下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切，一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上．质量m＝0.1kg的小物块（可视为质点）从空中A点以v0＝2m/s的速度被水平抛出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，经过C点后沿水平面向右运动至D点时，弹簧被压缩至最短，C、D两点间的水平距离L＝1.2m，小物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10m/s2.求：

（1）小物块经过圆弧轨道上B点时速度vB的大小；

（2）小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力大小；

（3）弹簧的弹性势能的最大值Epm.

解析：

（1）小物块恰好从B点沿切线方向进入轨道，根据运动的分解有

vB＝＝4m/s

（2）小物块由B点运动到C点，由机械能守恒定律有

mgR（1＋sinθ）＝mv－mv

在C点处，由牛顿第二定律有FN－mg＝m，

解得FN＝8N

根据牛顿第三定律，小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力FN′大小为8N.

（3）小物块从B点运动到D点，由能量守恒定律有

Epm＝mv＋mgR（1＋sinθ）－μmgL＝0.8J.

答案：

（1）4m/s　

（2）8N　（3）0.8J

[能力提升题组]（25分钟，50分）

1．如图所示，在粗糙的水平面上，质量相等的两个物体A、B间用一轻质弹簧相连组成系统，且该系统在水平拉力F作用下以相同加速度保持间距不变一起做匀加速直线运动，当它们的总动能为2Ek时撤去水平力F，最后系统停止运动．不计空气阻力，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，从撤去拉力F到系统停止运动的过程中（　　）

A．外力对物体A所做总功的绝对值等于2Ek

B．物体A克服摩擦阻力做的功等于Ek

C．系统克服摩擦阻力做的功可能等于系统的总动能2Ek

D．系统克服摩擦阻力做的功一定等于系统机械能的减少量

解析：

选D.当它们的总动能为2Ek时，物体A动能为Ek，撤去水平力F，最后系统停止运动，外力对物体A所做总功的绝对值等于Ek，选项A、B错误；由于二者之间有弹簧，弹簧具有弹性势能，根据功能关系，系统克服摩擦阻力做的功一定等于系统机械能的减少量，选项D正确，C错误．

2．（2018·高考全国卷Ⅰ）如图所示，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点．一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动．重力加速度大小为g.小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为（　　）

A．2mgRB．4mgR

C．5mgRD．6mgR

解析：

选C.根据动能定理，小球在b、c两点的速度大小相等，设小球离开c时的速度为v，则有mg·2R＝mv2，v＝，小球离开轨道后的上升时间t＝＝，小球从离开轨道至到达轨迹最高点的过程中，水平方向上的加速度大小等于g，水平位移s＝gt2＝g2＝2R，整个过程中水平外力做功W＝mg（2R＋R＋2R）＝5mgR，C正确．

3．（2019·黄山模拟）“弹弓”一直是孩子们最喜爱的弹射类玩具之一，其构造如图所示，橡皮筋两端点A、B固定在把手上，橡皮筋ACB恰好处于原长状态，在C处（AB连线的中垂线上）放一固体弹丸，一手执把，另一手将弹丸拉至D点放手，弹丸就会在橡皮筋的作用下迅速发射出去，打击目标，现将弹丸竖直向上发射，已知E是CD中点，则（　　）

A．从D到C，弹丸的机械能守恒

B．从D到C，弹丸的动能一直在增大

C．从D到C，弹丸的机械能先增大后减小

D．从D到E弹丸增加的机械能大于从E到C弹丸增加的机械能

解析：

选D.从D到C，橡皮筋对弹丸做正功，弹丸机械能一直在增加，选项A、C错误；从D到E橡皮筋作用在弹丸上的合力大于从E到C橡皮筋作用在弹丸上的合力，两段高度相等，所以DE段橡皮筋对弹丸做功较多，即机械能增加的较多，选项D正确；在CD连线中的某一处，弹丸受力平衡，所以从D到C，弹丸的速度先增大后减小，选项B错误．

4．（2019·江西十校模拟）将三个木板1、2、3固定在墙角，木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形，如图所示，其中1与2底边相同，2和3高度相同．现将一个可以视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放，并沿斜面下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数μ均相同．在这三个过程中，下列说法不正确的是（　　）

A．沿着1和2下滑到底端时，物块的速率不同，沿着2和3下滑到底端时，物块的速率相同

B．沿着1下滑到底端时，物块的速度最大

C．物块沿着3下滑到底端的过程中，产生的热量是最多的

D．物块沿着1和2下滑到底端的过程中，产生的热量是一样多的

解析：

选A.设1、2、3木板与地面的夹角分别为θ1、θ2、θ3，木板长分别为l1、l2、l3，当物块沿木板1下滑时，由动能定理有mgh1－μmgl1cosθ1＝mv－0，当物块沿木板2下滑时，由动能定理有mgh2－μmgl2cosθ2＝mv－0，又h1＞h2，l1cosθ1＝l2cosθ2，可得v1＞v2；当物块沿木板3下滑时，由动能定理有mgh3－μmgl3cosθ3＝mv－0，又h2＝h3，l2cosθ2＜l3cosθ3，可得v2＞v3，故A错、B对；三个过程中产生的热量分别为Q1＝μmgl1cosθ1，Q2＝μmgl2cosθ2，Q3＝μmgl3cosθ3，则Q1＝Q2＜Q3，故C、D对．

5．（多选）如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长．圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，AC＝h.圆环在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A.弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g.则圆环（　　）

A．下滑过程中，加速度一直减小

B．下滑过程中，克服摩擦力做的功为mv2

C．在C处，弹簧的弹性势能为mv2－mgh

D．上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度

解析：

选BD.圆环下落时，先加速，在B位置时速度最大，加速度减小至0，从B到C圆环减速，加速度增大，方向向上，选项A错误．圆环下滑时，设克服摩擦力做功为Wf，弹簧的最大弹性势能为ΔEp，由A到C的过程中，根据功能关系有mgh＝ΔEp＋Wf，由C到A的过程中，有mv2＋ΔEp＝Wf＋mgh，联立解得Wf＝mv2，ΔEp＝mgh－mv2，选项B正确，选项C错误．设圆环在B位置时，弹簧弹性势能为ΔEp′，根据能量守恒，A到B的过程有mv＋ΔEp′＋Wf′＝mgh′，B到A的过程有mvB′2＋ΔEp′＝mgh′＋Wf′，比较两式得vB′>vB，选项D正确．

6．（2019·浙江杭州模拟）在学校组织的趣味运动会上，某科技小组为大家提供了一个游戏．如图所示，将一质量为0.1kg的钢球放在O点，用弹射装置将其弹出，使其沿着光滑的半环形轨道OA和AB运动．BC段为一段长为L＝2.0m的粗糙平面，DEFG为接球槽．圆弧OA和AB的半径分别为r＝0.2m、R＝0.4m，小球与BC段的动摩擦因数为μ＝0.7，C点离接球槽的高度为h＝1.25m，水平距离为x＝0.5m，接球槽足够大，g取10m/s2.求：

（1）要使钢球恰好不脱离半环形轨道，钢球在A点的速度大小；

（2）钢球恰好不脱离轨道时，在B位置对半环形轨道的压力大小；

（3）要使钢球最终能落入槽中，弹射速度v0至少多大？

解析：

（1）要使钢球恰好不脱离轨道，钢球在最高点时，

对钢球分析有mg＝m，

解得vA＝2m/s.

（2）钢球从A到B的过程由动能定理得

mg·2R＝mv－mv，

在B点有FN－mg＝m，

解得FN＝6N，

根据牛顿第三定律，钢球在B位置对半环形轨道的压力为6N.

（3）从C到D钢球做平抛运动，要使钢球恰好能落入槽中，

则x＝vCt，h＝gt2，

解得vC＝1m/s，

假设钢球在A点的速度恰为vA＝2m/s时，钢球可运动到C点，且速度为vC′，从A到C有

mg·2R－μmgL＝mvC′2－mv，

解得vC′2<0，

故当钢球在A点的速度恰为vA＝2m/s时，钢球不可能到达C点，更不可能入槽，要使钢球最终能落入槽中，需要更大的弹射速度，才能使钢球既不脱离轨道，又能落入槽中．当钢球到达C点速度为vC时，v0有最小值，从O到C有

mgR－μmgL＝mv－mv，

解得v0＝m/s.

答案：

（1）2m/s　

（2）6N　（3）m/s