《2020高考物理一轮总复习 第五章 机械能 能力课3 功能关系 能量守恒定律练习（含解析）新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020高考物理一轮总复习 第五章 机械能 能力课3 功能关系 能量守恒定律练习（含解析）新人教版（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、能力课3 功能关系能量守恒定律一、选择题1(2016年上海卷)在今年上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞行体验装置，体验者在风力作用下漂浮在半空若减小风力，体验者在加速下落过程中()A失重且机械能增加B失重且机械能减少C超重且机械能增加 D超重且机械能减少解析：选B据题意，体验者漂浮时受到的重力和风力平衡；在加速下降过程中，风力小于重力，即重力对体验者做正功，风力做负功，体验者的机械能减小；加速下降过程中，加速度方向向下，体验者处于失重状态，故选项B正确2.如图所示，一表面光滑的木板可绕固定的水平轴O转动，木板从水平位置OA转到OB位置的过程中，木板上重为5 N 的物块从靠近转轴的位置由静止
2、开始滑到图中虚线所示位置，在这一过程中，物块的重力势能减少了4 J则以下说法正确的是(取g10 m/s2)()A物块的竖直高度降低了0.8 mB由于木板转动，物块下降的竖直高度必大于0.8 mC物块获得的动能为4 JD由于木板转动，物块的机械能必定增加解析：选A由重力势能的表达式Epmgh，重力势能减少了4 J，而mg5 N，故h0.8 m，A项正确，B项错误；木板转动，木板的支持力对物块做负功，则物块机械能必定减少，C、D项错误3.如图所示，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在墙上，一个小物块(可视为质点)从A点以初速度v0向左运动，接触弹簧后运动到C点时速度恰好为零，弹簧始终在弹性限度内A、C两
3、点间距离为L，物块与水平面间动摩擦因数为，重力加速度为g，则物块由A点运动到C点的过程中，下列说法正确的是()A弹簧和物块组成的系统机械能守恒B物块克服摩擦力做的功为mv02C弹簧的弹性势能增加量为mgLD物块的初动能等于弹簧的弹性势能增加量与摩擦产生的热量之和解析：选D物块与水平面间动摩擦因数为，由于摩擦力做功机械能减小，故A项错误；物块由A点运动到C点过程动能转换为弹性势能和内能，根据能量守恒知物块克服摩擦力做的功为mgLmv02Ep弹，故B项错误，D项正确；根据B项分析知Ep弹mv02mgL，故C项错误4.(多选)如图所示，质量为m的滑块以一定初速度滑上倾角为的固定斜面，同时施加一沿斜面
4、向上的恒力Fmgsin；已知滑块与斜面间的动摩擦因数tan，取出发点为参考点，能正确描述滑块运动到最高点过程中产生的热量Q、滑块动能Ek、机械能E随时间t的关系及重力势能Ep随位移x关系的是()解析：选CD根据滑块与斜面间的动摩擦因数tan可知，滑动摩擦力等于重力沿斜面向下的分力施加一沿斜面向上的恒力Fmgsin，滑块机械能保持不变，重力势能随位移x均匀增大，选项C、D正确；产生的热量QFfx，由受力分析可知，滑块做匀减速直线运动，xv0tat2，故QFf，Q和t为二次函数关系，同理，动能EkEk0Ffx，动能Ek和时间也是二次函数关系，选项A、B错误5.(多选)(2019届青岛模拟)如图所示
5、，一根原长为L的轻弹簧，下端固定在水平地面上，一个质量为m的小球，在弹簧的正上方从距地面高度为H处由静止下落压缩弹簧若弹簧的最大压缩量为x，小球下落过程受到的空气阻力恒为Ff，则小球从开始下落至最低点的过程()A小球动能的增量为零B小球重力势能的增量为mg(HxL)C弹簧弹性势能的增量为(mgFf)(HxL)D系统机械能减小FfH解析：选AC小球下落的整个过程中，开始时速度为零，结束时速度也为零，所以小球动能的增量为0，故A正确；小球下落的整个过程中，重力做功WGmghmg(HxL)，根据重力做功量度重力势能的变化WGEp得小球重力势能的增量为mg(HxL)，故B错误；根据动能定理得WGWfW
6、弹000，所以W弹(mgFf)(HxL)，根据弹簧弹力做功量度弹性势能的变化W弹Ep得弹簧弹性势能的增量为(mgFf)(HxL)，故C正确；系统机械能的减少量等于克服重力、弹力以外的力做的功，所以小球从开始下落至最低点的过程，克服阻力做的功为Ff(HxL)，所以系统机械能的减小量为Ff(HxL)，故D错误6.(多选)如图所示，长木板A放在光滑的水平地面上，物体B以水平速度冲上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上，则从B冲到木板A上到相对木板A静止的过程中，下述说法中正确的是()A物体B动能的减少量等于系统损失的机械能B物体B克服摩擦力做的功等于系统内能的增加量C物体B损失的机械能等于木板A
7、获得的动能与系统损失的机械能之和D摩擦力对物体B做的功和对木板A做的功的总和等于系统内能的增加量解析：选CD物体B以水平速度冲上A后，由于摩擦力作用，B减速运动，A加速运动，根据能量守恒定律，物体B动能的减少量等于A增加的动能和产生的热量之和，选项A错误；根据动能定理，物体B克服摩擦力做的功等于B损失的动能，选项B错误；由能量守恒定律可知，物体B损失的机械能等于木板A获得的动能与系统损失的机械能之和，选项C正确；摩擦力对物体B做的功等于B动能的减少量，摩擦力对木板A做的功等于A动能的增加量，由能量守恒定律，摩擦力对物体B做的功和对木板A做的功的总和等于系统内能的增加量，选项D正确7.(多选)(
8、2018届淮北一模)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，且该系统在外力F作用下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EkB物体A克服摩擦阻力做的功等于EkC系统克服摩擦阻力做的功可能等于系统的总动能2EkD系统克服摩擦阻力做的功一定等于系统机械能的减小量解析：选AD它们的总动能为2Ek，则A的动能为Ek，根据动能定理知，外力对物体A所做总功的绝对值等于物体A动能的变化量，即Ek，故A正确，B错误；
9、系统克服摩擦力做的功等于系统的动能和弹簧的弹性势能的减小量，所以系统克服摩擦阻力做的功不可能等于系统的总动能2Ek，故C错误，D正确8.(多选)如图所示，AB为固定水平长木板，长为L，C为长木板的中点，AC段光滑，CB段粗糙，一原长为的轻弹簧一端连在长木板左端的挡板上，另一端连一物块，开始时将物块拉至长木板的右端B点，由静止释放物块，物块在弹簧弹力的作用下向左滑动，已知物块与长木板CB段间的动摩擦因数为，物块的质量为m，弹簧的劲度系数为k，且k，物块第一次到达C点时，物块的速度大小为v0，这时弹簧的弹性势能为E0，不计物块的大小，则下列说法正确的是()A物块可能会停在CB面上某处B物块最终会做
10、往复运动C弹簧开始具有的最大弹性势能为mv02E0D物块克服摩擦做的功最大为mv02mgL解析：选BD由于k，由此kLmg，由此，物块不可能停在BC段，故A错误；只要物块滑上BC段，就要克服摩擦力做功，物块的机械能就减小，所以物块最终会在AC段做往返运动，故B正确；物块从开始运动到第一次运动到C点的过程中，根据能量守恒定律得EpmE0mv02mg，故C错误；物块第一次到达C点时，物块的速度大小为v0，物块最终会在AC段做往返运动，到达C点的速度为0，可知物块克服摩擦做的功最大为WfmEpmE0mv02mgL，故D正确9.(2019届郴州模拟)如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角为，传送带在电动
11、机的带动下，始终保持v的速率运行，现把一质量为m的工件(可看做质点)轻轻放在传送带的底端，经过一段时间，工件与传送带达到共同速度后继续传送到达h高处，工件与传送带间动摩擦因数为，重力加速度为g，则下列结论正确的是()A工件与传送带间摩擦生热为mv2B传送带对工件做的功为mv2mghC传送带对工件做的功为D电动机因传送工件多做的功为 mv2mgh解析：选B工件与传送带共速时，工件与传送带的相对位移svttt，工件的位移为st，对工件，根据动能定理(fmgsin)smv2，摩擦生热Qfs，A错误；传送带对工件做的功等于工件增加的机械能，B正确，C错误；电动机因传送工件多做的功Wmv2mghQ，D错
12、误10(2018届湖北省七市教科研协作体联考)物块的质量m1.0 kg，在一竖直向上的恒力F作用下以初速度v010 m/s开始竖直向上运动，该过程中物块速度的平方随路程x变化的关系图象如图所示，已知g10 m/s2，物块在运动过程中受到与运动方向相反且大小恒定的阻力，下列选项中正确的是()A恒力F大小为6 NB在t1 s时刻，物体运动开始反向C2秒末3秒末内物块做匀减速运动D在物块运动路程为13 m过程中，重力势能增加130 J解析：选B根据公式v2v022ax，可得v22axv02，图象的斜率表示加速度的2倍，在05 m过程中以向上为正方向，Ffmgma1，a110 m/s2，即Ff0，在5
13、13 m过程中以向下为正方向，根据牛顿第二定律可得mg(Ff)ma2，a24 m/s2，即Ff6 N，解得Ff3 N，A错误；初速度v010 m/s，故t s1 s，速度减小到零，即在t1 s时刻，物体运动开始反向，之后Ffmg0，故以后向下做匀加速直线运动，B正确，C错误；在物块运动路程为13 m过程中，先上升5 m，然后又从最高点下降8 m，即位移为3 m，在抛出点下方，所以重力做正功，重力势能减小，Epmgh10330 J，D错误 二、非选择题11.(2018届苏北四市模拟)如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成，轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接，其中轨道AB、CD段是光滑的，水平轨
14、道BC的长度s5 m，轨道CD足够长且倾角37，A、D两点离轨道BC的高度分别为h14.30 m、h21.35 m现让质量为m的小滑块自A点由静止释放已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数 0.5，重力加速度g取10 m/s2，sin370.6，cos370.8，求：(1)小滑块第一次到达D点时的速度大小；(2)小滑块最终停止的位置距B点的距离解析：(1)小滑块从ABCD过程中，由动能定理得mg(h1h2)mgsmvD20代入数据解得vD3 m/s.(2)对小滑块运动全过程应用动能定理，设小滑块在水平轨道上运动的总路程为s总，有mgh1mgs总代入数据解得s总8.6 m故小滑块最终停止的位置距B点
15、的距离为2ss总1.4 m.答案：(1)3 m/s(2)1.4 m12(2017年全国卷)一质量为8.00104 kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面飞船在离地面高度1.60105 m处以7.50103 m/s的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为100 m/s时下落到地面取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量，大小取为9.8 m/s2.(结果保留2位有效数字)(1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能；(2)求飞船从离地面高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已知飞船在该处的速度大小是其进人大气层时速度大小的2.0%.解析：(1)飞船着地前瞬间的机械能为Ek0mv02式中，m和v0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速率由式和题给数据得Ek04.0
