（江浙選考1）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第七章 機械能及其守恒定律 考點強化練17 功能關(guān)系和能量守恒定律

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1、考點強化練17　功能關(guān)系和能量守恒定律 1.下列說法正確的是(　　) A.隨著科技的發(fā)展,永動機是可以制成的 B.太陽照射到地球上的光能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量,但照射到宇宙空間的能量都消失了 C.“既要馬兒跑,又讓馬兒不吃草”違背了能量守恒定律,因而是不可能的 D.有種“全自動”手表,不用上發(fā)條,也不用任何形式的電源,卻能一直走動,說明能量可以憑空產(chǎn)生 2.從地面豎直上拋一個質(zhì)量為m的小球,小球上升的最大高度為h。設(shè)上升和下降過程中空氣阻力大小恒定為Ff。下列說法正確的是(　　) A.小球上升的過程中動能減少了mgh B.小球上升和下降的整個過程中機械能減少了Ffh C.

2、小球上升的過程中重力勢能增加了mgh D.小球上升和下降的整個過程中動能減少了Ffh 3.如圖所示,一小孩從公園中粗糙的滑梯上自由加速滑下,其能量的變化情況是(　　) A.重力勢能減小,動能不變,機械能減小,總能量減小 B.重力勢能減小,動能增加,機械能減小,總能量不變 C.重力勢能減小,動能增加,機械能增加,總能量增加 D.重力勢能減小,動能增加,機械能守恒,總能量不變 4.在同一位置以相同的速率把三個小球分別沿水平、斜向上、斜向下方向拋出,不計空氣阻力,則落在同一水平地面時的速度大小(　　) A.一樣大 B.水平拋的最大 C.斜向上拋的最大 D.斜向下拋的最大

3、5.如圖所示,在地面上以速度v0拋出質(zhì)量為m的物體,拋出后物體落到比地面低h的海平面上。若以地面為零勢能面,而且不計空氣阻力,則下列說法正確的是(　　) A.重力對物體做的功為mgh B.物體在海平面上的勢能為mgh C.物體在海平面上的動能為-mgh D.物體在海平面上的機械能為+mgh 6.(2017湖南雨花區(qū)一模)彈弓一直是孩子們最喜愛的彈射類玩具之一,其構(gòu)造如圖所示,橡皮筋兩端點A、B固定在把手上,橡皮筋A(yù)CB恰好處于原長狀態(tài),在C處(AB連線的中垂線上)放一固體彈丸,一手執(zhí)把,另一手將彈丸拉至D點放手,彈丸就會在橡皮筋的作用下迅速發(fā)射出去,打擊目標,現(xiàn)將彈丸豎直向上發(fā)射

4、,已知E是CD中點,則(　　) A.從D到C,彈丸的機械能守恒 B.從D到C,彈丸的動能一直在增加 C.從D到C,彈丸的機械能先增加后減少 D.從D到E彈丸增加的機械能大于從E到C彈丸增加的機械能 7.如圖所示,質(zhì)量為m的小球,用OB和O'B兩根輕繩吊著,兩輕繩與水平天花板的夾角分別為30°和60°,這時OB繩的拉力大小為F1,若燒斷O'B繩,當小球運動到最低點C時,OB繩的拉力大小為F2,則F1∶F2等于(　　) A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶4 8.如圖所示,木塊放在光滑水平面上,一顆子彈水平射入木塊中,子彈受到的平均阻力為f,射入木塊深度為d,此

5、過程中木塊在地面上移動的位移為s,則(　　) A.fs可以量度子彈動能損失值 B.f(s+d)可以量度木塊動能的增加值 C.fd可以量度子彈和木塊系統(tǒng)機械能的損失值 D.f(d+s)可以量度子彈和木塊系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量值 9.(2018浙江余杭高級中學(xué)期中)懸崖跳水是一項極具挑戰(zhàn)性的極限運動,需要運動員具有非凡的膽量和過硬的技術(shù)。跳水運動員進入水中后受到水的阻力而做減速運動,設(shè)質(zhì)量為m的運動員剛?cè)胨畷r的速度為v,水對他的阻力大小恒為F,那么在他減速下降深度為h的過程中,下列說法正確的是(g為當?shù)氐闹亓铀俣?(　　) A.他的動能減少了Fh B.他的重力勢能減小了mgh-mv2

6、 C.他的機械能減少了Fh D.他的機械能減少了mgh 10.(多選)如圖所示,一根原長為L的輕彈簧,下端固定在水平地面上,一個質(zhì)量為m的小球,在彈簧的正上方從距地面高度為H處由靜止下落壓縮彈簧。若彈簧的最大壓縮量為x,小球下落過程受到的空氣阻力恒為Ff,則小球從開始下落至最低點的過程(　　) A.小球動能的增量為零 B.小球重力勢能的增量為mg(H+x-L) C.彈簧彈性勢能的增量為(mg-Ff)(H+x-L) D.系統(tǒng)機械能減小FfH 11.(2018浙江寧波重點中學(xué)高三上學(xué)期期末)用起重機將地面上靜止的貨物豎直向上吊起,貨物由地面運動至最高點的過程中,其v-t圖象如

7、圖所示,下列說法正確的是 (　　) A.在0~t1時間內(nèi),起重機拉力逐漸變大 B.在t1~t2時間內(nèi),起重機拉力的功率保持不變 C.在t1~t2時間內(nèi),貨物的機械能保持不變 D.在t2~t3時間內(nèi),起重機拉力對貨物做負功 12.如圖所示,固定的豎直光滑長桿上套有質(zhì)量為m的小圓環(huán),圓環(huán)與水平狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧一端連接,彈簧的另一端連接在墻上,且處于原長狀態(tài)?，F(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開始下滑,已知彈簧原長為l,圓環(huán)下滑到最大距離時彈簧的長度變?yōu)?l(未超過彈性限度),則在圓環(huán)下滑到最大距離的過程中(　　) A.圓環(huán)的機械能守恒 B.彈簧彈性勢能變化了mgl C.圓環(huán)下滑到最大距離時,所受

8、合力為零 D.圓環(huán)重力勢能與彈簧彈性勢能之和保持不變 13.(多選)如圖a所示,一傾角為37°的傳送帶以恒定速度運行,現(xiàn)將一質(zhì)量m=1 kg的小物體拋上傳送帶,物體相對地面的速度隨時間變化的關(guān)系如圖b所示,取沿傳送帶向上為正方向,g取10 m/s2, sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。則下列說法正確的是(　　) A.物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.875 B.0~8 s內(nèi)物體機械能的增量為90 J C.0~8 s內(nèi)物體與傳送帶由于摩擦產(chǎn)生的熱量為120 J D.0~8 s內(nèi)傳送帶因傳送小物體致使電動機多消耗的能量為216 J 14.如圖所示,長l=1.25 m、

9、質(zhì)量M=8 kg的平板車靜止在光滑水平面上,車的左端放一質(zhì)量m=2 kg的木塊,它與車面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2。今以水平恒力F=10 N拖木塊在車上滑行,物體最終從車的右端滑落。木塊在車上滑動過程中,問: (1)拉力對木塊做了多少功? (2)小車和木塊各獲得多大動能? (3)摩擦產(chǎn)生多少熱量? 15.(2018浙江11月選考)如圖所示,在地面上豎直固定了刻度尺和輕質(zhì)彈簧,彈簧原長時上端與刻度尺上的A點等高。質(zhì)量m=0.5 kg的籃球靜止在彈簧正上方,其底端距A點高度h1=1.10 m?；@球靜止釋放,測得第一次撞擊彈簧時,彈簧的最大形變量x1

10、=0.15 m,第一次反彈至最高點,籃球底端距A點的高度h2=0.873 m,籃球多次反彈后靜止在彈簧的上端,此時彈簧的形變量x2=0.01 m,彈性勢能為Ep=0.025 J。若籃球運動時受到的空氣阻力大小恒定,忽略籃球與彈簧碰撞時的能量損失和籃球的形變,彈簧形變在彈性限度范圍內(nèi)。g取10 m/s2。求: (1)彈簧的勁度系數(shù); (2)籃球在運動過程中受到的空氣阻力; (3)籃球在整個運動過程中通過的路程; (4)籃球在整個運動過程中速度最大的位置。 考點強化練17　功能關(guān)系和能量守恒定律 1.C　永動機是指不消耗或少消耗能量,而可以大量對外做功的裝置,這種裝置違背了能量

11、守恒定律,所以永動機是永遠不可能制成的,A錯誤;太陽輻射大量的能量,地球只吸收了極少的一部分,使萬物生長,但輻射到宇宙空間的能量也沒有消失,而是轉(zhuǎn)化成了別的能量,B錯誤;馬和其他動物,包括人,要運動,必須消耗能量,C正確;所謂“全自動”手表,內(nèi)部還是有能量轉(zhuǎn)化裝置的,一般是一個擺錘,當人戴著手表活動時,使擺錘不停擺動,給游絲彈簧補充能量,才會維持手表的運行,如果把這種手表放在桌面上靜置幾天,它一定會停止走動的,D錯誤。 2.C　小球在上升過程中的動能減少量等于克服合力做的功,即ΔEk=(mg+Ff)h,A錯誤;整個過程中的機械能減少量(動能減少量)等于克服除重力之外其他力做的功,即ΔE=2F

12、fh,B、D錯誤;上升過程中重力勢能增加量等于克服重力做的功,即ΔEp=mgh,C正確。 3.B　由能量守恒定律可知,小孩在下滑過程中總能量守恒,故A、C均錯;由于摩擦力要做負功,機械能不守恒,故D錯;下滑過程中重力勢能向動能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化,故只有B正確。 4.A　由機械能守恒定律mgh+知,落地時速度v2的大小相等,故A正確。 5.A　重力對物體做的功只與初、末位置的高度差有關(guān),為mgh,A正確;物體在海平面上的勢能為-mgh,B錯誤;由動能定理mgh=mv2-,到達海平面時動能為+mgh,C錯誤;物體只受重力做功,機械能守恒,等于地面時的機械能,D錯誤。 6.D　解析 從D到C,橡皮筋

13、對彈丸做正功,彈丸機械能一直在增加,A、C錯誤;從D到E橡皮筋作用在彈丸上的合力大于從E到C橡皮筋作用在彈丸上的合力,兩段高度相等,所以DE段橡皮筋對彈丸做功較多,即機械能增加的較多,D正確;在CD連線中的某一處,彈丸受力平衡,所以從D到C,彈丸的速度先增大后減小,B錯誤。 7. D　燒斷O'B輕繩前,小球處于平衡狀態(tài),合力為零, 根據(jù)幾何關(guān)系得F1=mgsin 30°=mg; 燒斷O'B繩,設(shè)小球擺到最低點時速度為v,繩長為l。小球擺到最低點的過程中,由機械能守恒定律得 mgl(1-sin 30°)=mv2 在最低點,有F2-mg=m 聯(lián)立解得F2=2mg;故F1∶F2等于1

14、∶4。 8.C　以子彈為研究對象,子彈所受合外力即為阻力f,在力的反方向發(fā)生的位移為(s+d),所以阻力對子彈做功為-f(s+d),可以量度子彈動能損失量,A錯;木塊在水平方向發(fā)生的位移為s,f對木塊做功為fs,f對系統(tǒng)做功為-f(s+d)+fs=-fd,系統(tǒng)機械能損失了fd,轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能,C對D錯。 9.C　在運動員減速下降高度為h的過程中,運動員受重力和阻力,運用動能定理得:(mg-F)h=ΔEk,由于運動員動能是減小的,所以運動員動能減少(F-mg)h,故A錯誤;根據(jù)重力做功與重力勢能變化的關(guān)系得:EG=-ΔEp=mgh,即他的重力勢能減少了mgh,故B錯誤;機械能的減少量等于水

15、的阻力做的功,他的機械能減少了Fh,故C正確,D錯誤;故選C。 10.AC　小球下落的整個過程中,開始時速度為零,結(jié)束時速度也為零,所以小球動能的增量為0,故A正確;小球下落的整個過程中,重力做功WG=mgh=mg(H+x-L),根據(jù)重力做功量度重力勢能的變化WG=-ΔEp得:小球重力勢能的增量為-mg(H+x-L),故B錯誤;根據(jù)動能定理得:WG+Wf+W彈=0-0=0,所以W彈=-(mg-Ff)(H+x-L),根據(jù)彈簧彈力做功量度彈性勢能的變化W彈=-ΔEp得:彈簧彈性勢能的增量為(mg-Ff)·(H+x-L),故C正確;系統(tǒng)機械能的減少等于重力、彈力以外的力做的功,所以小球從開始下落至

16、最低點的過程,克服阻力做的功為:Ff(H+x-L),所以系統(tǒng)機械能的減小量為:Ff(H+x-L),故D錯誤。 11.B　v-t圖象的斜率表示加速度大小,在0~t1時間內(nèi)貨物加速上升,加速度逐漸減小,起重機拉力逐漸變小,故A錯誤;在t1~t2時間內(nèi),貨物勻速上升,拉力方向向上,拉力等于重力,由P=Fv可知起重機拉力的功率保持不變,故B正確;在t1~t2時間內(nèi),貨物勻速上升,動能不變,重力勢能增大,所以機械能增大,故C錯誤;在t2~t3時間內(nèi),貨物勻減速上升,拉力方向向上,起重機拉力對貨物做正功,故D錯誤,故選B。 12.B　圓環(huán)在下落過程中彈簧的彈性勢能增加,由能量守恒定律可知圓環(huán)的機械能減

17、少,而圓環(huán)與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒,故A、D錯誤;圓環(huán)下滑到最大距離時速度為零,但是加速度不為零,即合外力不為零,故C錯誤;圓環(huán)重力勢能減少了mgl,由能量守恒定律知彈簧彈性勢能增加了mgl,故B正確。 13.ABD　根據(jù)v-t圖象的斜率表示加速度,可得物體相對傳送帶滑動時的加速度大小為:a= m/s2=1 m/s2,由牛頓第二定律得:μmgcos θ-mgsin θ=ma,解得μ=0.875,故A正確;0~8 s內(nèi)物體位移為:s=-×2×2 m+×4 m=14 m,物體被送上的高度為:h=ssin θ=8.4 m,重力勢能的增量為:ΔEp=mgh=84 J,動能增量為:ΔEk=×1×(4

18、2-22)J=6 J,機械能增加為:ΔE=ΔEp+ΔEk=90 J,故B正確;0~8 s內(nèi)只有前6 s內(nèi)物體與傳送帶發(fā)生相對滑動。0~6 s內(nèi)傳送帶運動距離為:s帶=4×6 m=24 m,0~6 s內(nèi)物體位移為:s物=-×2×2 m+ m=6 m,產(chǎn)生的熱量為:Q=μmgcos θ·s相對=126 J,故C錯誤;則0~8 s內(nèi)因放上物體,傳送帶電動機多消耗的電能為Q+ΔE=216 J,故D正確;故選ABD。 14.答案 (1)15 J　(2)1 J　9 J　(3)5 J 解析 本題考查功的計算和動能定理的應(yīng)用,以木塊為研究對象,先由牛頓第二定律F-μmg=ma1,a1=3 m/s2,再以小

19、車為研究對象μmg=Ma2,a2=0.5 m/s2,由勻變速直線運動的追擊問題可知a1t2-a2t2=L,t=1 s,在這1 s間木塊位移為a1t2=1.5 m,拉力做功W=Fs=15 J,以木塊為研究對象,摩擦力做功為-fs=6 J,所以合力對木塊做功為9 J,小車位移為0.25 m,摩擦力對小車做功為1 J,由動能定理可知木塊獲得動能為9 J,小車獲得動能為1 J,摩擦力對系統(tǒng)做功為6 J-1 J=5 J,摩擦力對系統(tǒng)做功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增量。 15.答案 (1)k=500 N/m　(2)f=0.5 N　(3)s=11.05 m (4)第一次下落至A點下方0.009 m處速度最大 解析 (1)球靜止在彈簧上,mg-kx2=0,k=500 N/m (2)球從開始運動到第一次上升到最高點,動能定理 mg(h1-h2)-f(h1+h2+2x1)=0 f=0.5 N (3)球在整個運動過程中總路程s mg(h1+x2)=fs+Ep s=11.05 m (4)球在首次下落過程中,合力為零處速度最大 速度最大時彈簧形變量為x3 mg-f-kx3=0 在A點下方,離A點x3=0.009 m。 6