（新課標）2019版高考物理一輪復習 主題五 能量和動量 課時跟蹤訓練23.doc

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課時跟蹤訓練(二十三) 落實雙基 [基礎鞏固] 1．2013年2月15日中午12時30分左右，俄羅斯車里雅賓斯克州發(fā)生天體墜落事件．根據俄緊急情況部的說法，墜落的是一顆隕石．這顆隕石重量接近1萬噸，進入地球大氣層的速度約為4萬英里每小時，隨后與空氣摩擦而發(fā)生劇烈燃燒，并在距離地面上空12至15英里處發(fā)生爆炸，產生大量碎片，假定某一碎片自爆炸后落至地面并陷入地下一定深度過程中，其質量不變，則(　　) A．該碎片在空中下落過程中重力做的功等于動能的增加量 B．該碎片在空中下落過程中重力做的功小于動能的增加量 C．該碎片在陷入地下的過程中重力做的功等于動能的改變量 D．該碎片在整個過程中克服阻力做的功等于機械能的減少量 [解析]　隕石在空中下落過程中，隕石與空氣之間的摩擦力對隕石做負功，由動能定理有：WG－Wf＝ΔEk，故WG>ΔEk，A、B錯誤；隕石碎片在陷入地下的過程中，阻力同樣做負功，WG>ΔEk，C錯誤；對全過程，由能量守恒定律可知機械能轉化為內能，機械能減少，內能增大，由功能原理可知該碎片在整個過程中克服阻力做的功等于機械能的減少量，D正確． [答案]　D 2．(多選)從地面豎直上拋一個質量為m的小球，小球上升的最大高度為H，設上升過程中空氣阻力F阻恒定，則對于小球的整個上升過程，下列說法中錯誤的是(　　) A．小球動能減少了mgH B．小球機械能減少了F阻H C．小球重力勢能增加了mgH D．小球的加速度大于重力加速度g [解析]　由動能定理知，小球動能減少了(mg＋F阻)H，A錯誤；由功能關系知，小球機械能減少了F阻H，B正確；重力勢能增加了mgH，C正確；小球的加速度為g＋，D正確． [答案]　BCD 3．升降機底板上放一質量為100 kg的物體，物體隨升降機由靜止開始豎直向上移動5 m時速度達到4 m/s，則此過程中(g取10 m/s2)(　　) A．升降機對物體做功5800 J B．合外力對物體做功5800 J C．物體的重力勢能增加500 J D．物體的機械能增加800 J [解析]　根據動能定理得W升－mgh＝mv2，可解得W升＝5800 J，A正確；合外力做的功為mv2＝10042 J＝800 J，B錯誤；物體重力勢能增力mgh＝100105 J＝5000 J，C錯誤；物體機械能增加E＝Fh＝W升＝5800 J，D錯． [答案]　A 4．(多選)如圖所示，小球從A點以初速度v0沿粗糙斜面向上運動，到達最高點B后返回A點，C為AB的中點．下列說法中正確的是(　　) A．小球從A出發(fā)到返回A的過程中，位移為零，外力做功為零 B．小球從A到C與從C到B的過程，減少的動能相等 C．小球從A到C與從C到B的過程，速度的變化率相等 D．小球從A到C與從C到B的過程，損失的機械能相等 [解析]　小球從A出發(fā)到返回A的過程中，位移為零，重力做功為零，但有摩擦力做負功，選項A錯誤；因為C為AB的中點，小球從A到C與從C到B的過程合外力恒定、加速度恒定、速度的變化率相等，選項C正確；又因為重力做功相等，摩擦力做功相等，合外力做功相等，故減少的動能相等，損失的機械能相等，選項B、D正確． [答案]　BCD 5．如圖所示，斜面AB、DB的動摩擦因數相同．可視為質點的物體分別沿AB、DB從斜面頂端由靜止下滑到底端，下列說法正確的是(　　) A．物體沿斜面DB滑動到底端時動能較大 B．物體沿斜面AB滑動到底端時動能較大 C．物體沿斜面DB滑動過程中克服摩擦力做的功較多 D．物體沿斜面AB滑動過程中克服摩擦力做的功較多 [解析]　已知斜面AB、DB的動摩擦因數相同，設斜面傾角為θ，底邊為x，則斜面高度為h＝xtanθ，斜面長度L＝，物體分別沿AB、DB從斜面頂端由靜止下滑到底端，由動能定理有mgh－μmgLcosθ＝mv2，可知物體沿斜面AB滑動到底端時動能較大，故A錯誤，B正確；物體沿斜面滑動過程中克服摩擦力做的功Wf＝μmgLcosθ＝μmgx相同，故C、D錯誤． [答案]　B 6．(2017唐山模擬)輕質彈簧右端固定在墻上，左端與一質量m＝0.5 kg的物塊相連，如圖甲所示．彈簧處于原長狀態(tài)，物塊靜止且與水平面間的動摩擦因數μ＝0.2.以物塊所在處為原點，水平向右為正方向建立x軸．現對物塊施加水平向右的外力F，F隨x軸坐標變化的關系如圖乙所示．物塊運動至x＝0.4 m處時速度為零．則此時彈簧的彈性勢能為(g取10 m/s2)(　　) A．3.1 J B．3.5 J C．1.8 J D．2.0 J [解析]　物塊與水平面間的摩擦力為Ff＝μmg＝1 N．現對物塊施加水平向右的外力F，由F－x圖象面積表示外F做的功，可知F做功W＝3.5 J，克服摩擦力做功Wf＝Ffx＝0.4 J．由功能關系可知，W－Wf＝Ep，此時彈簧的彈性勢能為Ep＝3.1 J，選項A正確． [答案]　A 7．(2018浙江四校聯考)蹦極是一項既驚險又刺激的運動，深受年輕人的喜愛．如圖所示，蹦極者從P處由靜止跳下，到達A處時彈性繩剛好伸直，繼續(xù)下降到最低點B處，B離水面還有數米距離．蹦極者(視為質點)在其下降的整個過程中，重力勢能的減少量為ΔE1、繩的彈性勢能的增加量為ΔE2、克服空氣阻力做的功為W，則下列說法正確的是(　　) A．蹦極者從P到A的運動過程中，機械能守恒 B．蹦極者與繩組成的系統從A到B的過程中，機械能守恒 C．ΔE1＝W＋ΔE2 D．ΔE1＋ΔE2＝W [解析]　下落過程中有空氣阻力做功，所以機械能不守恒，A、B項錯誤；根據能量守恒，在下落的全過程，有ΔE1＝W＋ΔE2，故C項正確，D項錯誤． [答案]　C 8．如圖所示，一物體質量m＝2 kg，在傾角θ＝37的斜面上的A點以初速度v0＝3 m/s下滑，A點距彈簧上端B的距離AB＝4 m．當物體到達B點后將彈簧壓縮到C點，最大壓縮量BC＝0.2 m，然后物體又被彈簧彈上去，彈到的最高位置為D點，D點距A點的距離AD＝3 m．擋板及彈簧質量不計，g取10 m/s2，sin37＝0.6，求： (1)物體與斜面間的動摩擦因數μ. (2)彈簧的最大彈性勢能Epm. [解析]　(1)物體從開始位置A點到最后D點的過程中，彈性勢能沒有發(fā)生變化，機械能的減少量全部用來克服摩擦力做功，即： mv＋mgLADsin37＝μmgcos37(LAB＋2LCB＋LBD) 代入數據解得：μ≈0.52. (2)物體由A到C的過程中，動能減少量 ΔEk＝mv， 重力勢能減少量ΔEp＝mgLACsin37 摩擦產生的熱Q＝μmgcos37LAC. 由能量守恒定律可得彈簧的最大彈性勢能為： Epm＝ΔEk＋ΔEp－Q ＝mv＋mgLACsin37－μmgcos37LAC ≈24.5 J. [答案]　(1)0.52　(2)24.5 J [素能培養(yǎng)] 9．(2017湖南長沙模擬)彈弓是孩子們喜愛的彈射類玩具，其構造原理如圖所示，橡皮筋兩端點A、B固定在把手上，橡皮筋處于ACB時恰好為原長狀態(tài)，在C處(A、B連線的中垂線上)放一固體彈丸，一手執(zhí)把手，另一手將彈丸拉至D點放手，彈丸就會在橡皮筋的作用下發(fā)射出去，打擊目標．現將彈丸豎直向上發(fā)射，已知E是CD中點，則(　　) A．從D到C過程中，彈丸的機械能守恒 B．從D到C過程中，彈丸的動能一直在增大 C．從D到C過程中，橡皮筋的彈性勢能先增大后減小 D．從D到E過程橡皮筋彈力做功大于從E到C過程 [解析]　從D到C過程中，彈力對彈丸做正功，彈丸的機械能增加，選項A錯誤；彈丸豎直向上發(fā)射，從D到C過程中，必有一點彈丸受力平衡，在此點F彈＝mg，在此點上方彈力小于重力，在此點下方彈力大于重力，則從D到C過程中，彈丸的動能先增大后減小，選項B錯誤；從D到C過程中，橡皮筋的彈性勢能一直減小，選項C錯誤；從D到E過程橡皮筋的彈力大于從E到C過程的，故從D到E過程橡皮筋彈力做功大于從E到C過程，選項D正確． [答案]　D 10．如右圖所示，水平傳送帶以速度v勻速轉動，一質量為m的小物塊A由靜止輕放在傳送帶上，若小物塊與傳送帶間的動摩擦因數為μ，已知物塊在傳送帶上先加速后勻速，下列說法中正確的是(　　) A．摩擦力對物塊一直做負功 B．摩擦力對傳送帶一直做正功 C．傳送帶克服摩擦力做功的功率為μmgv D．此過程中產生的內能為mv2 [解析]　小物塊A由靜止輕放在傳送帶上，物塊在傳送帶上先加速后勻速．加速階段由滑動摩擦力提供加速度，滑動摩擦力對物塊做正功，對傳送帶做負功，選項A、B錯誤．傳送帶克服摩擦力做功的功率為P＝μmgv，選項C錯誤．根據勻變速直線運動公式，v＝at＝μgt，在達到相對靜止時需要時間為t＝v/μg，物塊的位移為x1＝，皮帶位移為x2＝vt＝，物塊相對于傳送帶滑動距離x＝x2－x1＝，此過程中產生的內能為E＝μmgx＝μmg＝mv2，選項D正確． [答案]　D 11．(多選)將一長木板靜止放在光滑的水平面上，如下圖甲所示，一個小鉛塊(可視為質點)以水平初速度v0由木板左端向右滑動，到達右端時恰能與木板保持相對靜止．現將木板分成A和B兩段，使B的長度和質量均為A的2倍，并緊挨著放在原水平面上，讓小鉛塊仍以初速度v0由木板A的左端開始向右滑動，如圖乙所示．若小鉛塊相對滑動過程中所受的摩擦力始終不變，則下列有關說法正確的是(　　) A．小鉛塊將從木板B的右端飛離木板 B．小鉛塊滑到木板B的右端前就與木板B保持相對靜止 C．甲、乙兩圖所示的過程中產生的熱量相等 D．圖甲所示的過程產生的熱量大于圖乙所示的過程產生的熱量 [解析]　在第一次小鉛塊運動過程中，小鉛塊與木板之間的摩擦力使整個木板一直加速，第二次小鉛塊先使整個木板加速，運動到B部分上后A部分停止加速，只有B部分加速，加速度大于第一次的對應過程，故第二次小鉛塊與B木板將更早達到速度相等，所以小鉛塊還沒有運動到B的右端，兩者速度就已經相同，選項A錯誤，B正確；根據摩擦力乘相對路程等于產生的熱量，第一次的相對路程大小大于第二次的相對路程大小，則圖甲所示的過程產生的熱量大于圖乙所示的過程產生的熱量，選項C錯誤，D正確． [答案]　BD 12.如圖所示，繃緊的傳送帶與水平面的夾角θ＝30，皮帶在電動機的帶動下，始終保持v0＝2 m/s的速率運行，現把一質量為m＝10 kg的工件(可看做質點)輕輕放在皮帶的底端，經過時間1.9 s，工件被傳送到h＝1.5 m的高處，取g＝10 m/s2，求： (1)工件與傳送帶間的動摩擦因數； (2)電動機由于傳送工件多消耗的電能． [解析]　(1)由題圖可知，皮帶長x＝＝3 m．工件速度達v0前，做勻加速運動的位移x1＝ t1＝t1 勻速運動的位移為x－x1＝v0(t－t1) 解得加速運動的時間t1＝0.8 s 加速運動的位移x1＝0.8 m 所以加速度a＝＝2.5 m/s2 由牛頓第二定律有：μmgcosθ－mgsinθ＝ma 解得：μ＝. (2)從能量守恒的觀點，顯然電動機多消耗的電能用于增加工件的動能、勢能以及克服傳送帶與工件之間發(fā)生相對位移時摩擦力做功發(fā)出的熱量． 在時間t1內，皮帶運動的位移 x皮＝v0t1＝1.6 m 在時間t1內，工件相對皮帶的位移 x相＝x皮－x1＝0.8 m 在時間t1內，摩擦生熱 Q＝μmgcosθx相＝60 J 工件獲得的動能Ek＝mv＝20 J 工件增加的勢能Ep＝mgh＝150 J 電動機多消耗的電能W＝Q＋Ek＋Ep＝230 J. [答案]　(1)　(2)230 J