2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練21 功能關(guān)系、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律.doc

2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練21 功能關(guān)系、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律一、選擇題1(xx沈陽(yáng)鐵路實(shí)驗(yàn)中學(xué)期中)兩輛汽車，質(zhì)量和初速度都相同，一輛沿粗糙水平路面運(yùn)動(dòng)，另一輛沿比較光滑的水平冰面運(yùn)動(dòng)，它們從減速到停止產(chǎn)生的熱量()A沿粗糙路面較多 B沿冰面較多C一樣多 D無(wú)法比較解析：兩汽車最終都停下來(lái)，它們的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱量，原來(lái)二者動(dòng)能一樣，則產(chǎn)生的熱量相等，所以C正確答案：C2為了探究能量轉(zhuǎn)化和守恒，小明將小鐵塊綁在橡皮筋中部，并讓橡皮筋穿入鐵罐，兩端分別固定在罐蓋和罐底上讓該裝置從不太陡的斜面上A處滾下，到斜面上B處停下，發(fā)現(xiàn)橡皮筋被卷緊了，接著鐵罐居然能從B處自動(dòng)滾了上去下列關(guān)于該裝置能量轉(zhuǎn)化的判斷正確的是()A從A處滾到B處，主要是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能B從A處滾到B處，主要是彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能C從B處滾到最高處，主要是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能D從B處滾到最高處，主要是彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能解析：從A處滾到B處，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能；從B處滾到最高處，彈性勢(shì)能又轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，所以選項(xiàng)D正確答案：D3(多選)重物m系在上端固定的輕彈簧下端，用手托起重物，使彈簧處于豎直方向，彈簧的長(zhǎng)度等于原長(zhǎng)時(shí)，突然松手，重物下落的過(guò)程中，對(duì)于重物、彈簧和地球組成的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，正確的是(彈簧始終在彈性限度內(nèi)變化)()A重物的動(dòng)能最大時(shí)，重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的總和最小B重物的重力勢(shì)能最小時(shí)，動(dòng)能最大C彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)，重物的動(dòng)能最小D重物的重力勢(shì)能最小時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能最大解析：重物下落過(guò)程中，只發(fā)生動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，所以當(dāng)動(dòng)能最大時(shí)，重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的總和最小，A正確；當(dāng)重物的重力勢(shì)能最小時(shí)，重物應(yīng)下落到最低點(diǎn)，其速度為零，動(dòng)能最小，此時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量最大，彈性勢(shì)能最大，故B錯(cuò)誤，C、D正確答案：ACD4(多選)懸崖跳水是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的極限運(yùn)動(dòng)，需要運(yùn)動(dòng)員具有非凡的膽量和過(guò)硬的技術(shù)跳水運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水中后受到水的阻力而做減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員剛?cè)胨畷r(shí)的速度為v，水對(duì)他的阻力大小恒為F，那么在他減速下降深度為h的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?()A他的動(dòng)能減少了(Fmg)hB他的重力勢(shì)能減小了mghmv2C他的機(jī)械能減少了FhD他的機(jī)械能減少了mgh解析：動(dòng)能的變化對(duì)應(yīng)合外力做功，由動(dòng)能定理：(mgF)hEk，動(dòng)能減少量Ek(Fmg)h，選項(xiàng)A正確；重力做功等于重力勢(shì)能的減少量，則重力勢(shì)能減少mgh，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；除重力以外的其他力(即阻力)做功等于機(jī)械能的變化，它克服阻力做功Fh，則機(jī)械能減少Fh，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：AC5(xx廣東卷)如圖所示是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結(jié)構(gòu)圖圖中和為楔塊，和為墊板，楔塊與彈簧盒、墊板間均有摩擦，在車廂相互撞擊使彈簧壓縮的過(guò)程中()A緩沖器的機(jī)械能守恒B摩擦力做功消耗機(jī)械能C墊板的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D彈簧的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能解析：由于系統(tǒng)內(nèi)存在摩擦力，在車廂撞擊壓縮彈簧的過(guò)程中需要克服摩擦力做功，機(jī)械能不守恒，墊板的動(dòng)能一部分轉(zhuǎn)化為彈簧彈性勢(shì)能，另一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，A、C錯(cuò)誤，B正確彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)過(guò)程中，克服摩擦力做功，彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和動(dòng)能，D錯(cuò)誤答案：B6質(zhì)量m2 kg的長(zhǎng)木板A放在光滑的水平面上，另一質(zhì)量m2 kg的物體B以水平速度v02 m/s滑上原來(lái)靜止的長(zhǎng)木板A的表面，由于A、B間存在摩擦，之后A、B速度隨時(shí)間變化的情況如圖所示，重力加速度g10 m/s2，則下列說(shuō)法正確的是()A木板A獲得的動(dòng)能為2 JB系統(tǒng)損失的機(jī)械能為1 JC木板A的最小長(zhǎng)度為1.5 mDA、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1解析：從題圖可以看出，開(kāi)始B做勻減速運(yùn)動(dòng)，A做勻加速運(yùn)動(dòng)，最后的共同速度為1 m/s，由EkAmv2可得木板A獲得的動(dòng)能為1 J，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；系統(tǒng)損失的機(jī)械能Ekmv2mv22 J，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由圖象可知在1 s末A、B兩物體達(dá)到相同的速度，物體B的位移為1.5 m，木板A的位移為0.5 m，所以木板最小長(zhǎng)度為1 m，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由圖象可知木板A的加速度為1 m/s2，根據(jù)mgmaA得出動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，選項(xiàng)D正確答案：D7.(xx福州市質(zhì)檢)如圖所示，在光滑斜面上的A點(diǎn)先后水平拋出和靜止釋放兩個(gè)質(zhì)量相等的小球1和2，不計(jì)空氣阻力，最終兩小球在斜面上的B點(diǎn)相遇，在這個(gè)過(guò)程中()A小球1重力做的功大于小球2重力做的功B小球1機(jī)械能的變化大于小球2機(jī)械能的變化C小球1到達(dá)B點(diǎn)的動(dòng)能大于小球2的動(dòng)能D兩小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，在豎直方向的分速度相等解析：重力做功只與初、末位置有關(guān)，與物體經(jīng)過(guò)的路徑無(wú)關(guān)，所以重力對(duì)1、2兩小球所做的功相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；1、2兩小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，只有重力對(duì)其做功，所以它們的機(jī)械能均守恒，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理可得，對(duì)小球1有：mghEk1Ek0對(duì)小球2有：mghEk20，顯然Ek1>Ek2，選項(xiàng)C正確；由上面的分析可知，兩小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，小球1的速度大于小球2的速度，設(shè)斜面傾角為，則v1ygt，v2yv2singsin2t，所以v1y>v2y，因此，小球1在豎直方向上的速度大于小球2在豎直方向上的速度，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：C8(多選)(xx武漢市高三調(diào)研)如圖所示，傾斜傳送帶沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，在傳送帶的A端無(wú)初速度放置一物塊選擇B端所在的水平面為參考平面，物塊從A端運(yùn)動(dòng)到B端的過(guò)程中，其機(jī)械能E與位移x的關(guān)系圖象可能正確的是()解析：取B點(diǎn)勢(shì)能為零，釋放點(diǎn)的重力勢(shì)能不為零，A錯(cuò)誤；若物塊始終做勻加速運(yùn)動(dòng)，則摩擦力始終做正功，B正確；若物塊加速到中間某一位置，物塊與傳送帶相對(duì)靜止一起勻速運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，則先沿運(yùn)動(dòng)方向的滑動(dòng)摩擦力做正功，然后與速度相反的靜摩擦力做負(fù)功，機(jī)械能先增加，后減小，D正確答案：BD9.如圖所示，固定在地面上的半圓軌道直徑ab水平，質(zhì)點(diǎn)P與半圓軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)處處一樣，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)P從a點(diǎn)正上方高H處自由下落，經(jīng)過(guò)軌道后從b點(diǎn)沖出豎直上拋，上升的最大高度為H/2，空氣阻力不計(jì)當(dāng)質(zhì)點(diǎn)下落再經(jīng)過(guò)軌道a點(diǎn)沖出時(shí)，能上升的最大高度h為()AhH/2B從a點(diǎn)能沖出半圓軌道，但h<H/2C不能從a點(diǎn)沖出半圓軌道D無(wú)法確定能否從a點(diǎn)沖出半圓軌道解析：質(zhì)點(diǎn)P在經(jīng)過(guò)圓軌道時(shí)由于摩擦力做負(fù)功，質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能減少，即質(zhì)點(diǎn)上升的高度逐漸減小，但由于質(zhì)點(diǎn)第二次通過(guò)圓軌道時(shí)克服摩擦力做功較第一次少，故質(zhì)點(diǎn)損失的機(jī)械能E<mgH，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤答案：B10(多選)(xx江蘇卷)如圖所示，水平桌面上的輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與小物塊相連彈簧處于自然長(zhǎng)度時(shí)物塊位于O點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)物塊的質(zhì)量為m，ABa，物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.現(xiàn)用水平向右的力將物塊從O點(diǎn)拉至A點(diǎn)，拉力做的功為W.撤去拉力后物塊由靜止向左運(yùn)動(dòng)，經(jīng)O點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零重力加速度為g.則上述過(guò)程中()A物塊在A點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能等于WmgaB物塊在B點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能小于WmgaC經(jīng)O點(diǎn)時(shí)，物塊的動(dòng)能小于WmgaD物塊動(dòng)能最大時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能小于物塊在B點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能解析：設(shè)O點(diǎn)到A點(diǎn)的距離為x，則物塊在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為EpAWmgx，由于摩擦力的存在，因此A、B間的距離a小于2x，即x>a，所以EpA>Wmga，A項(xiàng)錯(cuò)誤；物塊從O點(diǎn)經(jīng)A點(diǎn)到B點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理Wmg(xa)EpB，mg(xa)>mga，所以EpB<Wmga，B項(xiàng)正確；在O點(diǎn)彈性勢(shì)能為零，從O點(diǎn)再到O點(diǎn)W2mgxEkO，由于x>a，因此EkO<Wmga，C項(xiàng)正確；物塊動(dòng)能最大時(shí)，是摩擦力等于彈簧的彈力的時(shí)候，此位置在O點(diǎn)右側(cè)，如果B點(diǎn)到O點(diǎn)的距離小于動(dòng)能最大的位置到O點(diǎn)的距離，則物塊動(dòng)能最大時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能大于物塊在B點(diǎn)時(shí)的彈簧的彈力勢(shì)能，D項(xiàng)錯(cuò)誤答案：BC二、非選擇題11(xx邯鄲質(zhì)檢)如下圖甲所示，在圓形水池正上方，有一半徑為r的圓形儲(chǔ)水桶水桶底部有多個(gè)水平小孔，小孔噴出的水在水池中的落點(diǎn)離水池中心的距離為R，水桶底部與水池水面之間的高度差是h.為了維持水桶水面的高度不變，用水泵通過(guò)細(xì)水管將灑落的水重新抽回到高度差為H的水桶上方水泵由效率為1的太陽(yáng)能電池板供電，電池板與水平面之間的夾角為，太陽(yáng)光豎直向下照射(如下圖乙所示)，太陽(yáng)光垂直照射時(shí)單位時(shí)間、單位面積接受的能量為E0.水泵的效率為2，水泵出水口單位時(shí)間流出水的質(zhì)量為m0，流出水流的速度大小為v0(不計(jì)水在細(xì)水管和空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力)求：(1)水從小孔噴出時(shí)的速度大??；(2)水泵的輸出功率；(3)為了使水泵的工作能維持水面的高度不變，太陽(yáng)能電池板面積的最小值S.解析：(1)水從小孔噴出時(shí)速度沿水平方向，只受重力作用，做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)水噴出時(shí)的速度大小為v，有Rrvt，hgt2，解得v.(2)水泵做功，既改變水的勢(shì)能，又改變水的動(dòng)能由功能關(guān)系得Pm0gHm0v.(3)考慮單位時(shí)間內(nèi)的能量轉(zhuǎn)化及利用效率，太陽(yáng)能電池板接收太陽(yáng)能的其中一部分轉(zhuǎn)變成電能E1，電能通過(guò)水泵將其中的部分轉(zhuǎn)變成水的勢(shì)能與動(dòng)能E2，有E11E0Scos，E22E1，由能量守恒得E2m0gHm0v，聯(lián)立以上各式解得S.答案：(1)(2)m0gHm0v(3)12(xx浙江省“六市六?！蹦M)某研究性學(xué)習(xí)小組為了測(cè)量木頭與鐵板間動(dòng)摩擦因數(shù)，利用如圖所示的裝置將一鐵板靜置于水平地面上，其中水平段AB長(zhǎng)L11.0 m，傾斜段CD長(zhǎng)L20.5 m，與水平面夾角53， BC是一小段圓弧，物體經(jīng)過(guò)BC段速度大小不變現(xiàn)將一小木塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面上的P點(diǎn)由靜止開(kāi)始釋放，木塊滑到水平面上Q點(diǎn)處停止運(yùn)動(dòng)已知P點(diǎn)距水平面高h(yuǎn)0.2 m，B、Q間距x0.85 m，(取重力加速度g10 m/s2，sin530.8) 求：(1)動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)若某同學(xué)在A點(diǎn)以v02.5 m/s的初速度將木塊推出，試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明木塊能否經(jīng)過(guò)P點(diǎn)？若不能，則請(qǐng)求出木塊從A點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)所需時(shí)間t.解析：解法一：木塊從P運(yùn)動(dòng)到Q過(guò)程分析，由動(dòng)能定理得：mghmgxmg0代入數(shù)據(jù)得：0.2解法二：P到B過(guò)程分析：v2amamgsinmgcosB到Q過(guò)程分析：v2axmamg根據(jù)題意，聯(lián)立方程求解，得：0.2(2)根據(jù)能量守恒定律：EmvE3.1254.15，E<0，故不能達(dá)到P點(diǎn)A到B過(guò)程分析：xv0t1a1tmgma1代入數(shù)據(jù)得：t12 s(舍去)t10.5 svBvAat1解得：vB1.5 m/sB到最高點(diǎn)過(guò)程分析：ma2mgcosmgsinvBa2t2解得：t20.16 s所以，t1t20.66 s.答案：(1)0.2(2)不能0.66 s