（講練測）高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題21 功能關(guān)系 能量守恒定律（練）（含解析）-人教版高三全冊物理試題

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1、專題21 功能關(guān)系 能量守恒定律（練） 1．（多選）跳傘運動員從懸停的直升機上跳下，經(jīng)過一段時間后拉開繩索開啟降落傘，如圖所示是跳傘過程中的v－t圖象。若將人和傘看成—個系統(tǒng)，則： （ ） A．系統(tǒng)先加速運動，接著減速運動，最后勻速運動B．系統(tǒng)受到的合外力始終向下 C．阻力對系統(tǒng)始終做負(fù)功D．系統(tǒng)的機械能守恒 【答案】AC 【名師點睛】本題關(guān)鍵是分析清楚運動員的運動規(guī)律，從v-t圖象可以看出，跳傘運動員先加速下降，后減速下降，最后勻速下降；機械能守恒的條件是只有重力時物體的機械能守恒；此題是基礎(chǔ)題。 2．（多選）如圖甲所示，一物體懸掛在細(xì)繩下端，由靜

2、止開始沿豎直方向運動，運動過程中物體的機械能E與物體通過路程x的關(guān)系圖象如圖乙所示，其中0～x1過程的圖象為曲線，x1～x2過程的圖象為直線（忽略空氣阻力）。則下列說法正確的是： （ ） A．0～x1過程中物體所受拉力是變力，且一定不斷減小 B．0～x1過程中物體的動能一定先增加后減小，最后為零 C．x1～x2過程中物體一定做勻速直線運動 D．x1～x2過程中物體可能做勻加速直線運動，也可能做勻減速直線運動 【答案】AB 【名師點睛】物體的機械能的變化是通過除重力之外的力做功來量度的。由于除重力和細(xì)繩的拉力之外的其它力做多少負(fù)功物體的機械能就減少多少，圖象的

3、斜率的絕對值等于物體所受拉力的大??；如果拉力等于物體所受的重力，故物體做勻速直線運動；如果拉力小于物體的重力，則物體加速向下運動。本題是以力和運動、功能關(guān)系為命題背景，考查學(xué)生應(yīng)用圖象分析、推理的綜合能力，對運動過程的分析是難點，靠的是定性分析確定運動過程和應(yīng)用。 3．（多選）如圖所示，平直長木板傾斜放置，小木塊與木板間的動摩擦因數(shù)由A到B逐漸減小。先讓物塊從A端由靜止釋放滑到B端；然后，將木板A端著地，使木板的傾角與前一次相同，再讓物塊從B端由靜止釋放滑到A端。上述兩個過程相比較，下列說法正確的是： （ ） A、前一過程中，系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱能較少 B、兩個過程

4、中，物塊滑到底端時的速度相同 C、后一過程中，物塊從頂端滑到底端時，可能先做加速運動后減速運動 D、后一過程中，物塊從頂端滑到底端的時間較短 【答案】BD 【解析】，可知兩過程中因摩擦產(chǎn)生的熱相同，A錯誤；由能量守恒，可知兩個過程中，物塊從頂端滑到底端時的速度相同，B正確；因為，后一過程中，加速度，則物塊一直做加速運動，C錯誤；前一過程中加速度逐漸增大，后一過程中加速度逐漸減小，結(jié)合圖象可知，后一過程中，物塊從頂端滑到底端的時間較短，D正確。 【名師點睛】本題考查能量守恒和v-t圖象等力學(xué)綜合問題．處于基礎(chǔ)類題目，注意動能定理，機械能守恒的條件。 4．（多選）如圖所示，一質(zhì)量為1

5、kg的小物塊自斜面上A點由靜止開始下滑，經(jīng)2s運動到B點后通過光滑的銜接弧面恰好滑上與地面等高的傳送帶上．傳送帶以4m/s的恒定速率運行。已知AB間距離為2m，傳送帶長度（即BC間距離）為10m，物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.2。取g＝10m/s2，下列說法正確的是： （ ） A.物塊在傳送帶上運動的時間為2.32s B:物塊在傳送帶上因摩擦產(chǎn)生的熱量為2J C、物塊在傳送帶上運動過程中傳送帶對物塊做功為6J D、物塊滑上傳送帶后，傳動系統(tǒng)因此而多消耗的能量為8J 【答案】BCD 【名師點睛】傳送帶模型是高中物理的典型模型，要掌握其解題思路與方法，

6、分析清楚物塊運動過程是正確解題的關(guān)鍵，應(yīng)用牛頓第二定律、運動學(xué)公式與能量守恒定律可以解題；注意物塊在傳送帶上因摩擦產(chǎn)生的熱量Q=μmg△x。 5．如圖所示，擋板P固定在足夠高的水平桌面上，小物塊A和B大小可忽略，它們分別帶有+和+的電量，質(zhì)量均為m，兩物塊由絕緣的輕彈簧連接，一不可伸長的輕繩跨過滑輪，一端與B連接，另一端連接一輕質(zhì)小鉤。整個裝置處于場強為E，方向水平向左的勻強電場中，A、B開始靜止，已知彈簧的勁度系數(shù)為k，不計一切摩擦以及A、B間的庫侖力，A、B所帶電量保持不變，B不會碰到滑輪。 （1）若在小鉤上掛一質(zhì)量為m的小物塊C并由靜止釋放，可使物塊A恰好離開擋板P，求物塊C

7、下落的最大高度； （2）若C的質(zhì)量改為2m，則當(dāng)A剛離開擋板P時，B的速度多大？ 【答案】（1）（2） （2）由能量守恒定律可知：C下落h過程中，C重力勢能的減少量等于B的電勢能的增量和彈簧彈性勢能的增量以及系統(tǒng)動能的增量之和，當(dāng)C的質(zhì)量為m時：…⑤ 當(dāng)C的質(zhì)量為2m時，設(shè)A剛離開擋板時B的速度為v，則有：…⑥ 由④～⑥式可解得A剛離開P時B的速度為：? 【名師點睛】本題過程較繁雜，涉及功能關(guān)系多，有彈性勢能、電勢能、重力勢能等之間的轉(zhuǎn)化，全面考察了學(xué)生綜合分析問題能力和對功能關(guān)系的理解及應(yīng)用，難度較大．對于這類題目在分析過程中，要化繁為簡，即把復(fù)雜過程，分解為多個小過程分析，

8、同時要正確分析受力情況，弄清系統(tǒng)運動狀態(tài)以及功能關(guān)系． 1．（多選）一水平傳送帶以的速度順時針傳送，其右端與一傾角為的光滑斜面平滑相連，一個可視為質(zhì)點的物塊輕放在傳送帶最左端，已知物塊的質(zhì)量為，若物塊經(jīng)傳送帶與斜面的連接處無能量損失，則： （ ） A、物塊在第一次沖上斜面前，一定一直做加速運動 B、物塊不可能從傳送帶的左端滑落 C、物塊不可能回到出發(fā)點 D、滑塊的最大機械能不可能大于 【答案】BD 【名師點睛】物塊輕放上傳送帶后先做勻加速運動，根據(jù)求出勻加速運動的位移，再判斷物塊是否勻速；物塊在斜面上運動的過程中只有重力做功，機械能守恒

9、．然后結(jié)合返回時運動的特點分析即可；本題關(guān)鍵要正確進行受力分析及過程分析，靈活選擇研究的過程，運用動力學(xué)方法和動能定理結(jié)合研究。 2．（多選）質(zhì)量為m的物體從傾角為30°的斜面上靜止開始下滑s，物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)，下列說法中正確的是： （ ） A．物體的動能增加 B．物體的重力勢能減少 C．物體克服阻力所做的功為 D．物體的機械能減少 【答案】AC 【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵要掌握常見的功與能的關(guān)系，知道動能的變化與合力做功有關(guān)即 ，重力勢能的變化與重力做功有關(guān)即 ，機械能的變化與除重力以外的力做功有關(guān)。

10、3．（多選）如圖所示，有三個斜面a、b、c，底邊的長分別為L、L、2L，高度分別為2h、h、h。某物體與三個斜面間的動摩擦因數(shù)都相同，這個物體分別沿三個斜面從頂端由靜止開始下滑到底端。三種情況相比較，下列說法正確的是： （ ） A．物體減少的重力勢能ΔEa＝2ΔEb＝2ΔEc B．物體到達底端的動能Eka＝2Ekb＝2Ekc C．因摩擦產(chǎn)生的熱量2Qa＝2Qb＝Qc D．因摩擦產(chǎn)生的熱量4Qa＝2Qb＝Qc 【答案】AC 【名師點睛】損失的機械能轉(zhuǎn)化成摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能．物體從斜面下滑過程中，重力做正功，摩擦力做負(fù)功，根據(jù)動能定理可以比較三者動能大小，

11、注意物體在運動過程中克服摩擦力所做功等于因摩擦產(chǎn)生熱量，據(jù)此可以比較摩擦生熱大小。 4．（多選）如圖所示，一傾角為a的固定斜面下端固定一擋板，一勁度系數(shù)為k的輕彈簧下端固定在擋板上．現(xiàn)將一質(zhì)量為m的小物塊從斜面上離彈簧上端距離為s處，由靜止釋放，已知物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，物塊下滑過程中的最大動能為Ekm，則小物塊從釋放到運動至最低點的過程中，下列說法中正確的是： （ ） A．μ

12、止釋放，則下滑過程中物塊的最大動能小于2Ekm 【答案】ACD 【解析】據(jù)題：小物塊從靜止釋放后能下滑，則有，解得，故A正確；物塊剛與彈簧接觸的瞬間，彈簧的彈力仍為零，仍有，物塊繼續(xù)向下加速，動能仍在增大，所以此瞬間動能不是最大，當(dāng)物塊的合力為零時動能才最大，故B錯誤；根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律知，彈簧的最大彈性勢能等于整個過程中物塊減少的重力勢能與產(chǎn)生的內(nèi)能之差，而內(nèi)能等于物塊克服摩擦力做功，可得彈簧的最大彈性勢能等于整個過程中物塊減少的重力勢能與摩擦力對物塊做功之和，故C正確；若將物塊從離彈簧上端的斜面處由靜止釋放，下滑過程中物塊動能最大的位置不變，彈性勢能不變，設(shè)為，此位置彈簧的壓縮量為

13、，根據(jù)功能關(guān)系可得：將物塊從離彈簧上端的斜面處由靜止釋放，下滑過程中物塊的最大動能為． 將物塊從離彈簧上端的斜面處由靜止釋放，下滑過程中物塊的最大動能為． 而 由于在物塊接觸彈簧到動能最大的過程中，物塊的重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和物塊的動能，則根據(jù)功能關(guān)系可得：，即，所以得，故D正確。 【名師點睛】本題主要考查了動能定理及能量守恒定律的直接應(yīng)用，要求同學(xué)們能正確分析物體的運動情況，知道什么時候動能最大，能熟練運用能量守恒定律列式研究。 5．水平傳送帶被廣泛的應(yīng)用于飛機場和火車站，對旅客的行李進行安全檢查，圖為一水平傳送帶裝置示意圖，繃緊的傳送帶AB始終保持的恒定速度運行，一質(zhì)量為的行李

14、無初速的放在A處，該行李與傳送帶間的動摩擦因數(shù)，AB間的距離，取，求： （1）行李從A運送到B所用的時間為多少。 （2）電動機運送該行李需增加的電能為多少。 （3）如果提高傳送帶的運行速率，行李就能夠較快的傳送到B處，求行李從A處傳送到B處的最短時間和傳送帶對應(yīng)的最小運行速率。 【答案】（1）2.5s；（2）4J；（3）2m/s 設(shè)行李從A運送到B共用時間為，則 （2）電動機需增加的電能就是物體增加的動能和系統(tǒng)增加的內(nèi)能之和 故 （3）行李從A勻加速運動到B時，傳送時間最短 代入數(shù)據(jù)得 此時傳送帶對應(yīng)的運行速率為 故傳送帶對應(yīng)的最小運行速率為。 【名師點睛】把行李無

15、初速放上傳送帶時，行李先做初速度為零的勻加速直線運動，當(dāng)速度與傳送帶相同時與傳送帶一起做勻速直線運動，根據(jù)動量定理和運動學(xué)公式研究行李和人運動情況分析它們到達B的時間長短，判斷哪個先到達B．當(dāng)行李一直做勻加速運動時，到達B的時間最短． 1．【2016·四川卷】韓曉鵬是我國首位在冬奧會雪上項目奪冠的運動員。他在一次自由式滑雪空中技巧比賽中沿“助滑區(qū)”保持同一姿態(tài)下滑了一段距離，重力對他做功1 900 J，他克服阻力做功100 J。韓曉鵬在此過程中： （ ） A．動能增加了1 900 J B．動能增加了2 000 J

16、C．重力勢能減小了1 900 J D．重力勢能減小了2 000J 【答案】C 【名師點睛】此題是對功能關(guān)系的考查；關(guān)鍵是搞清功與能的對應(yīng)關(guān)系：合外力的功等于動能的變化量；重力做功等于重力勢能的變化量；除重力以外的其它力做功等于機械能的變化量. 2．【2015·全國新課標(biāo)Ⅰ·17】如圖所示，一半徑為R，粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置,直徑POQ水平。一質(zhì)量為m的質(zhì)點自P點上方高度R處由靜止開始下落，恰好從P點進入軌道。質(zhì)點滑到軌道最低點N時，對軌道的壓力為4mg，g為重力加速度的大小。用W表示質(zhì)點從P點運動到N點的過程中客服摩擦力所做的功。則：

17、 （ ） A．，質(zhì)點恰好可以到達Q點 B．，質(zhì)點不能到達Q點 C．，質(zhì)點到達Q后，繼續(xù)上升一段距離 D．，質(zhì)點到達Q后，繼續(xù)上升一段距離 【答案】C mg FN θ 【方法技巧】動能定理分析摩擦力做功是基礎(chǔ)，對于滑動摩擦力一定要注意壓力的變化，最大的誤區(qū)是根據(jù)對稱性誤認(rèn)為左右兩部分摩擦力做功相等。 3．【2014·海南·10】（多選）如圖，質(zhì)量相同的兩物體a、b，用不可伸長的輕繩跨接在一光滑的輕質(zhì)定滑輪兩側(cè)，a在水平桌面的上方，b在水平粗糙桌面上，初始時用力壓住b使a、b靜止，撤去此壓力后，a開始運動。在a下降的過程中，b始終未離開桌面。在此過程中： （ ） A．a(chǎn)的動能小于b的動能 B．兩物體機械能的變化量相等 C．a(chǎn)的重力勢能的減小量等于兩物體總動能的增加量 D．繩的拉力對a所做的功與對b所做的功的代數(shù)和為零 【答案】AD 【方法技巧】本題重點考查能量守恒，在分析問題時，注意地面的粗糙的，即系統(tǒng)機械能不守恒。