2019-2020年高考物理總復(fù)習(xí) 第5章 第4講 功能關(guān)系 能量守恒定律課時限時檢測.doc

2019-2020年高考物理總復(fù)習(xí) 第5章 第4講 功能關(guān)系 能量守恒定律課時限時檢測知識點(diǎn)題號易中難功解關(guān)系理解1、27、8能量守恒定律應(yīng)用3、46、9傳送帶模型11綜合問題510、12B彈簧伸長到最長時，系統(tǒng)的機(jī)械能最大C恒力對系統(tǒng)一直做正功，系統(tǒng)的機(jī)械能不斷增大D兩車的速度減小到零時，彈簧的彈力大小大于外力F1、F2的大小【解析】對甲、乙單獨(dú)受力分析，兩車都先加速后減速，故系統(tǒng)動能先增大后減少，A錯誤；彈簧最長時，外力對系統(tǒng)做正功最多，系統(tǒng)的機(jī)械能最大，B正確；彈簧達(dá)到最長后，甲、乙兩車開始反向加速運(yùn)動，F(xiàn)1、F2對系統(tǒng)做負(fù)功，系統(tǒng)機(jī)械能開始減少，C錯；當(dāng)兩車第一次速度減小到零時，彈簧彈力大小大于F1、F2的大小，當(dāng)返回速度再次為零時，彈簧的彈力大小小于外力F1、F2的大小，D錯【答案】B4(xx濰坊模擬)如圖5414所示，一個質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))，由斜面底端的A點(diǎn)以某一初速度沖上傾角為30的固定斜面做勻減速直線運(yùn)動，減速的加速度大小為g，物體沿斜面上圖5414升的最大高度為h，在此過程中()A重力勢能增加了2mghB機(jī)械能損失了mghC動能損失了mghD系統(tǒng)生熱mgh【解析】設(shè)阻力大小為Ff，由牛頓第二定律得：mgsin 30Ffma，可得：Ffmg，故此過程阻力Ff做功為Ffmgh，系統(tǒng)生熱mgh，機(jī)械能損失了mgh，B正確，D錯誤；合外力做負(fù)功mg2mgh，故動能損失了2mgh，C錯誤；重力做負(fù)功mgh，重力勢能增加了mgh，A錯誤【答案】B5.圖5415(xx石家莊一中檢測)將三個木板1、2、3固定在墻角，木板與墻壁和地面構(gòu)成了三個不同的三角形，如圖5415所示，其中1與2底邊相同，2和3高度相同現(xiàn)將一個可以視為質(zhì)點(diǎn)的物塊分別從三個木板的頂端由靜止釋放，并沿斜面下滑到底端，物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)均相同在這三個過程中，下列說法不正確的是()A沿著1和2下滑到底端時，物塊的速度不同；沿著2和3下滑到底端時，物塊的速度相同B沿著1下滑到底端時，物塊的速度最大C沿著3下滑到底端的過程中，產(chǎn)生的熱量是最多的D沿著1和2下滑到底端的過程中，產(chǎn)生的熱量是一樣多的【解析】由于速度是矢量，所以沿著1、2、3下滑到底端時，物塊的速度都不同，A錯；令斜面底邊長為l，與水平地面的夾角為，根據(jù)動能定理和能量轉(zhuǎn)化有mgltan mgcos mv2，產(chǎn)生的熱量Qmgcos mgl，所以，B、C、D說法都正確【答案】A6.圖5416(xx揚(yáng)州模擬)如圖5416所示，質(zhì)量m10 kg和M20 kg的兩物塊，疊放在光滑水平面上，其中物塊m通過處于水平方向的輕彈簧與豎直墻壁相連，初始時刻，彈簧處于原長狀態(tài)，彈簧的勁度系數(shù)k250 N/m.現(xiàn)用水平力F作用在物塊M上，使其緩慢地向墻壁移動，當(dāng)移動40 cm時，兩物塊間開始相對滑動，在相對滑動前的過程中，下列說法中正確的是()AM受到的摩擦力保持不變B物塊m受到的摩擦力對物塊m不做功C推力做的功等于彈簧增加的彈性勢能D開始相對滑動時，推力F的大小等于200 N【解析】取m和M為一整體，由平衡條件可得：Fkx，隔離m，由平衡條件可得：Ffkx，可見M緩慢左移過程中，M受的摩擦力在增大，開始滑動時，F(xiàn)fkxm100 N，故此時推力F為100 N，A、D均錯誤，m受的摩擦力對m做正功，B錯誤；系統(tǒng)緩慢移動，動能不變，且又無內(nèi)能產(chǎn)生，由能量守恒定律可知，推力F做的功全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，C正確【答案】C7.圖5417來自福建省體操隊的運(yùn)動員黃珊汕是第一位在奧運(yùn)會上獲得蹦床獎牌的中國選手蹦床是一項好看又驚險的運(yùn)動，如圖5417所示為運(yùn)動員在蹦床運(yùn)動中完成某個動作的示意圖，圖中虛線PQ是彈性蹦床的原始位置，A為運(yùn)動員抵達(dá)的最高點(diǎn)，B為運(yùn)動員剛抵達(dá)蹦床時的位置，C為運(yùn)動員抵達(dá)的最低點(diǎn)不考慮空氣阻力和運(yùn)動員與蹦床作用時的機(jī)械能損失，在A、B、C三個位置上運(yùn)動員的速度分別是vA、vB、vC，機(jī)械能分別是EA、EB、EC，則它們的大小關(guān)系是()AvAvB，vBvCBvAvB，vBvCCEAEB，EBEC DEAEB，EBEC【解析】運(yùn)動員在最高點(diǎn)A的速度為零，剛抵達(dá)B位置時的速度不為零，vAvB，在最低點(diǎn)C的速度也為零，vBvC，故A對，B錯；以運(yùn)動員為研究對象，BA機(jī)械能守恒，EAEB，BC彈力對運(yùn)動員做負(fù)功，機(jī)械能減小，EBEC，故C對，D錯【答案】AC8.圖5418(xx臨沂模擬)山東電視臺“快樂向前沖”欄目最后一關(guān)，選手需要抓住固定在支架上的繩子向上攀登，才可沖上領(lǐng)獎臺，如圖5418所示如果某選手剛剛勻速攀爬到繩子頂端時，突然因抓不住繩子而加速滑下，對該過程進(jìn)行分析(不考慮腳蹬墻壁的作用)，下述說法正確的是()A上行時，人受到繩子的拉力與重力和摩擦力平衡B上行時，繩子拉力對人做的功等于人重力勢能的增加C下滑時，人受到的重力大于摩擦力，加速度小于gD下滑時，重力勢能的減小大于動能的增加，機(jī)械能的減少量等于克服摩擦力做的功【解析】人勻速上升時，繩子對人的摩擦力等于人的重力，A錯誤；人上升過程中，人拉繩子，對自身做功，繩子并不對人做功，B錯誤；人下滑時，由mgFfma，可知，F(xiàn)f<mg，a<g，C正確；人下滑時，重力勢能的減小量有一部分用于克服摩擦力做功，故其動能的增量一定小于重力勢能的減少量，D正確【答案】CD9.圖5419如圖5419所示，在升降機(jī)內(nèi)固定一光滑的斜面體，一輕彈簧的一端連在位于斜面體上方的固定木板B上，另一端與質(zhì)量為m的物塊A相連，彈簧與斜面平行整個系統(tǒng)由靜止開始加速上升高度h的過程中()A物塊A的重力勢能增加量一定等于mghB物塊A的動能增加量等于斜面的支持力和彈簧的拉力對其做功的代數(shù)和C物塊A的機(jī)械能增加量等于斜面的支持力和彈簧的拉力對其做功的代數(shù)和D物塊A和彈簧組成系統(tǒng)的機(jī)械能增加量等于斜面對物塊的支持力和B對彈簧的拉力做功的代數(shù)和【解析】由于斜面光滑，物塊A靜止時彈簧彈力與斜面支持力的合力與重力平衡，當(dāng)整個裝置加速上升時，由牛頓第二定律可知物塊A受到的合力應(yīng)向上，故彈簧伸長量增加，物塊A相對斜面下滑一段距離，故選項A錯誤；根據(jù)動能定理可知，物塊A動能的增加量應(yīng)等于重力、支持力及彈簧彈力對其做功的代數(shù)和，故選項B錯誤；物塊A機(jī)械能的增加量應(yīng)等于除重力以外的其他力對其做功的代數(shù)和，選項C正確；物塊A和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加量應(yīng)等于除重力和彈簧彈力以外的其他力做功的代數(shù)和，故選項D正確【答案】CD10.(xx福州一中檢測)足夠長的粗糙斜面上，用力推著一物體沿斜面向上運(yùn)動，t0時撤去推力，06 s內(nèi)速度隨時間的變化情況如圖5420所示，由圖象可知()圖5420A01 s內(nèi)重力的平均功率大小與16 s內(nèi)重力平均功率大小之比為51B01 s內(nèi)摩擦力的平均功率與16 s內(nèi)摩擦力平均功率之比為11C01 s內(nèi)機(jī)械能變化量大小與16 s內(nèi)機(jī)械能變化量大小之比為15D16 s內(nèi)動能變化量大小與機(jī)械能變化量大小之比為12【解析】由圖可知，物體上升加速度a110 m/s2，物體下滑加速度a22 m/s2.上升時mgsin fma1，下滑時mgsin fma2.由兩式可得f4m，對于A項01 s內(nèi)重力的平均功率大小為G1mg1sin mgsin 5，16 s內(nèi)重力的平均功率大小為G2mg2sin 5mgsin ，則G1G211，故A項錯誤；對于B項01 s內(nèi)摩擦力的平均功率f1f15f16 s內(nèi)摩擦力的平均功率f2f25f，則f1f211，故B項正確；對于C項機(jī)械能變化量大小應(yīng)等于摩擦力所做的功，則01 s內(nèi)Wf1f55f16 s內(nèi)Wf2f51025f，則Wf1Wf215，故C項正確；對于D項，16 s內(nèi)動能變化量大小為Ekm10250 m，機(jī)械能變化量大小為Wf25f254 m100 m，其比值為12.故D項正確【答案】BCD二、非選擇題(本題共2小題，共30分計算題要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)11.圖5421(14分)(xx西安一中模擬)如圖5421所示 ，傾角為30的光滑斜面的下端有一水平傳送帶，傳送帶正以6 m/s的速度運(yùn)動，運(yùn)動方向如圖所示一個質(zhì)量為2 kg的物體(物體可以視為質(zhì)點(diǎn))，從h3.2 m高處由靜止沿斜面下滑，物體經(jīng)過A點(diǎn)時，不管是從斜面到傳送帶還是從傳送帶到斜面，都不計其動能損失物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.5，物體向左最多能滑到傳送帶左右兩端AB的中點(diǎn)處，重力加速度g取10 m/s2，則：(1)物體由靜止沿斜面下滑到斜面末端需要多長時間？(2)傳送帶左右兩端AB間的距離l至少為多少？(3)上述過程中物體與傳送帶組成的系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦熱為多少？(4)物體隨傳送帶向右運(yùn)動，最后沿斜面上滑的最大高度h為多少？【解析】(1)對物體：mgsin maat2可得t1.6 s.(2)由能的轉(zhuǎn)化和守恒得：mghmg解得：l12.8 m.(3)物體與傳送帶間的相對位移x相v帶t1而gt，摩擦熱Qmgx相，以上三式聯(lián)立可得Q160 J.(4)物體隨傳送帶向右勻加速運(yùn)動，設(shè)當(dāng)速度為v帶6 m/s時向右的位移為x，則mgxmv，得x3.6 m<，即物體在到達(dá)A點(diǎn)前速度與傳送帶相等，最后以v帶6 m/s的速度沖上斜面，根據(jù)機(jī)械能守恒有mvmgh，得h1.8 m.【答案】(1)1.6 s(2)12.8 m(3)160 J(4)1.8 m12.圖5422(16分)如圖5422所示有一傾角為37的硬桿，其上套一底端固定且勁度系數(shù)為k120 N/m的輕彈簧，彈簧與桿間無摩擦一個質(zhì)量為m1 kg的小球套在此硬桿上，從P點(diǎn)由靜止開始滑下，已知小球與硬桿間的動摩擦因數(shù)0.5，P與彈簧自由端Q間的距離為l1 m彈簧的彈性勢能與其形變量x的關(guān)系為Epkx2.求：(1)小球從開始下滑到與彈簧自由端相碰所經(jīng)歷的時間t；(2)小球運(yùn)動過程中達(dá)到的最大速度vm；(3)若使小球在P點(diǎn)以初速度v0下滑后又恰好回到P點(diǎn)，則v0需多大？【解析】(1)F合mgsin mgcos agsin gcos 2 m/s2lat2，所以t1 s.(2)小球從P點(diǎn)無初速度滑下，當(dāng)彈簧的壓縮量為x時小球有最大速度vm，有mgsin mgcos kx，x m此過程由能量守恒定律可得：mg(lx)sin W彈mgcos (lx)mv而W彈kx2代入數(shù)據(jù)解得：vm m/s2 m/s.(3)設(shè)小球從P點(diǎn)以初速度v0下滑，壓縮彈簧至最低點(diǎn)時彈簧的壓縮量為x1，由能量守恒有：mg(lx1)sin mvmgcos (lx1)kx小球從最低點(diǎn)經(jīng)過Q點(diǎn)回到P點(diǎn)時的速度為0，則有：kxmg(lx1)sin mgcos (lx1)聯(lián)立以上二式解得x10.5 m，v02 m/s4.9 m/s.【答案】(1)1 s(2)2 m/s(3)4.9 m/s