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2018年新课标高考物理总复习 课时达标检测(三十) 功能关系 能量守恒定律 (重点突破课) WORD版含解析.doc

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资源描述

1、课时达标检测(三十) 功能关系 能量守恒定律 (重点突破课)一、单项选择题1力对物体做功100 J,下列说法正确的是( )A物体具有的能量增加100 JB物体具有的能量减少100 JC有100 J的能量发生了转化D产生了100 J的能量解析:选C由于物体是否对外做功未知,因此无法判断物体具有的能量的变化,A、B错误;功是能量转化的量度,故C正确,D错误。2(2016上海高考)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

2、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。3从地面竖直上抛一个质量为m的小球,小球上升的最大高度为h。设上升和下降过程中空气阻力大小恒定为Ff。下列说法正确的是( )A小球上升的过程中动能减少了mghB小球上升和下降的整个过程中机械能减少了FfhC小球上升的过程中重力势能增加了mghD小球上升和下降的整个过程中动能减少了Ffh解析:选C小球在上升过程中的动能减少量等于克服合力做的功,即Ek(mgFf)h,A错误;整个过程中的机械能减少量(动能减少量)等于克

3、服除重力之外其他力做的功,即E2Ffh,B、D错误;上升过程中重力势能增加量等于克服重力做的功,即Epmgh,C正确。4.(2017济宁月考)如图所示,A、B、C三个一样的滑块从粗糙斜面上的同一高度同时开始运动,A由静止释放,B的初速度方向沿斜面向下,大小为v0,C的初速度方向沿斜面水平,大小也为v0。下列说法中正确的是( )AA和C将同时滑到斜面底端B滑到斜面底端时,B的机械能减少最多C滑到斜面底端时,B的动能最大D滑到斜面底端时,C的重力势能减少最多解析:选C滑块A和C通过的路程不同,在沿斜面方向的加速度大小也不相同,故A错;三个滑块滑到底端时重力势能减少量相同,故D错;滑块A和B滑到底端

4、时经过的位移相等,克服摩擦力做功相等,而滑块C的路程较大,机械能减少得较多,故B错、C对。5.如图所示,质量m10 kg和M20 kg的两物块,叠放在光滑水平面上,其中物块m通过处于水平方向的轻弹簧与竖直墙壁相连,初始时刻,弹簧处于原长状态,弹簧的劲度系数k250 N/m。现用水平力F作用在物块M上,使其缓慢地向墙壁移动,当移动40 cm时,两物块间开始相对滑动,在相对滑动前的过程中,下列说法中正确的是( )AM受到的摩擦力保持不变B物块m受到的摩擦力对其不做功C推力做的功等于弹簧增加的弹性势能D开始相对滑动时,推力F的大小等于200 N解析:选C对物块m进行受力分析,水平方向受向右的弹簧弹力

5、和向左的静摩擦力。由于弹簧在缩短,所以弹力越来越大,由于缓慢地向墙壁移动,物体处于平衡状态,M对m的摩擦力也在增大,所以M受到的摩擦力在增大,A错误;物块m受到的摩擦力方向向左,m向左运动,所以摩擦力做正功,B错误;把m和M看成整体进行受力分析,水平方向受向右的弹簧弹力和向左的推力,当移动40 cm时,两物块间开始相对滑动,根据胡克定律得Fkx100 N,对整体研究,根据动能定理得WFW弹Ek0,弹簧弹力做功等于弹性势能的变化,WFW弹Ep,所以推力做的功等于弹簧增加的弹性势能,C正确,D错误。6(2017大连质检)一足够长的传送带与水平面的夹角为,传送带以一定的速度匀速运动。某时刻在传送带适

6、当的位置放上具有一定初速度的物块(如图甲所示),以此时为t0时刻,作出小物块之后在传送带上的运动速度随时间的变化关系,如图乙所示(图中取沿斜面向下的运动方向为正方向,其中v1v2)。已知传送带的速度保持不变,g取10 m/s2,则( )A0t1时间内,物块对传送带做正功B物块与传送带间的动摩擦因数tan C0t2时间内,传送带对物块做功为Wmv22mv12Dt1时刻之后,物块先受滑动摩擦力,对其做正功,后受静摩擦力,对其做负功解析:选D由题图乙知,物块的初速度方向平行传送带斜向上,在0t1时间内速度减小,传送带对物块做负功,由牛顿第三定律知,物块对传送带的摩擦力沿传送带向上,对传送带做负功,在

7、t2时间后,物块和传送带一起做匀速运动,有mgsin mgcos ,所以tan ,B错误;在0t2时间内传送带对物块做功,WEkEp,C错误;在t1时刻后,物块速度先增大后不变,摩擦力先做正功,后做负功,D正确。二、多项选择题7(2017湖北重点中学联考)在离水平地面h高处将一质量为m的小球水平抛出,在空中运动的过程中所受空气阻力大小恒为Ff,落地时小球距抛出点的水平距离为x,速率为v,那么,在小球运动的过程中( )A重力做功为mghB克服空气阻力做的功为FfC落地时,重力的瞬时功率为mgvD重力势能和机械能都逐渐减少解析:选AD重力做功为WGmgh,A正确。空气阻力做功与经过的路程有关,而小

8、球经过的路程大于,故克服空气阻力做的功大于Ff ,B错误 。落地时,重力的瞬时功率为重力与沿重力方向的分速度的乘积,故落地时重力的瞬时功率小于mgv,C错误。重力做正功,重力势能减少,空气阻力做负功,机械能减少,D正确。8.(2017山东师大附中一模)如图所示,小球从A点以初速度v0沿粗糙斜面向上运动,到达最高点B后返回A,C为AB的中点。下列说法正确的是( )A小球从A出发到返回A的过程中,位移为零,外力做功为零B小球从A到C与从C到B的过程,减少的动能相等C小球从A到C与从C到B的过程,速度的变化率相等D小球从A到C与从C到B的过程,损失的机械能相等解析:选BCD小球从A出发到返回A,位移

9、为0,但整个过程中摩擦力的方向与小球运动的方向始终相反,故整个过程中摩擦力对物体做负功,故A错误;设A到C的高度和从C到B的高度为h,AC的距离为x,斜面的倾角为,则有xsin h,根据mghmgxcos Ek,可知小球从A到C过程与从C到B过程合外力对物体做的功相同,故小球减少的动能相等,故B正确;小球从A到C与从C到B的过程,受力情况不变,加速度相同,所以速度的变化率相等,故C正确;克服除重力之外其他力做多少功物体的机械能就减少多少,根据mgxcos E可得小球从A到C过程与从C到B过程,损失的机械能相等,故D正确。9(2017江西省重点中学联考)水平地面上有两个固定的、高度相同的粗糙斜面

10、甲和乙,底边长分别为L1、L2,且L1L2,如图所示。两个完全相同的小滑块A、B(可视为质点)与两个斜面间的动摩擦因数相同,将小滑块A、B分别从甲、乙两个斜面的顶端同时由静止开始释放,取地面所在的水平面为参考平面,则( )A从顶端到底端的运动过程中,由于克服摩擦而产生的热量一定相同B滑块A到达底端时的动能一定比滑块B到达底端时的动能大C两个滑块从顶端运动到底端的过程中,重力对滑块A做功的平均功率比滑块B的大D两个滑块加速下滑的过程中,到达同一高度时,机械能可能相同解析:选BCA、B滑块从斜面顶端分别运动到底端的过程中,摩擦力做功不同,所以克服摩擦而产生的热量一定不同,故A错误;由于B滑块受到的

11、摩擦力Ffmgcos 大,且通过的位移大,则克服摩擦力做功多,滑块A克服摩擦力做功少,损失的机械能少,根据动能定理,可知滑块A到达底端时的动能一定比B到达底端时的动能大,故B正确;整个过程中,两物块所受重力做功相同,但由于A先到达底端,故重力对滑块A做功的平均功率比滑块B的大,故C正确;两个滑块在斜面上加速下滑的过程中,到达同一高度时,重力做功相同,由于乙的斜面倾角大,所以在斜面上滑行的距离不等,摩擦力做功不等,所以机械能不同,故D错误。10.(2017成都模拟)如图所示,光滑轨道ABCD是大型游乐设施过山车轨道的简化模型,最低点B处的入、出口靠近但相互错开,C是半径为R的圆形轨道的最高点,B

12、D部分水平,末端D点与右端足够长的水平传送带无缝连接,传送带以恒定速度v逆时针转动,现将一质量为m的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放,滑块通过C点后再经D点滑上传送带,则( )A固定位置A到B点的竖直高度可能为2RB滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v有关C滑块可能重新回到出发点A处D传送带速度v越大,滑块与传送带摩擦产生的热量越多解析:选CD设AB的高度为h,假设滑块从A点下滑刚好通过最高点C,则此时应该是A下滑高度的最小值,则刚好通过最高点时,由重力提供向心力,则:mgm,解得vC ,从A到C根据动能定理得mg(h2R)mvC20,整理得到:h2.5R,A错误;滑块从A

13、到最终停止,根据动能定理得mghmgx0,可得x,可以看出滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v无关,与高度h有关,B错误;滑块在传送带上先做减速运动,然后反向做加速运动,如果再次到达D点时速度大小不变,则根据能量守恒,可以再次回到A点,C正确;滑块与传送带之间产生的热量Qmgx相对,当传送带的速度越大,则在相同时间内二者相对位移越大,则产生的热量越多,D正确。三、计算题11.(2017衡水模拟)如图所示,传送带与水平面之间的夹角为30,其上A、B两点间的距离为l5 m,传送带在电动机的带动下以v1 m/s的速度匀速运动,现将一质量为m10 kg 的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A

14、点,已知小物体与传送带之间的动摩擦因数,在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中(g取10 m/s2),求:(1)传送带对小物体做的功;(2)电动机做的功。解析:(1)小物体轻放在传送带上时,受力分析如图所示,根据牛顿第二定律得沿斜面方向:mgcos mgsin ma可知,小物体上升的加速度为a2.5 m/s2当小物体的速度为v1 m/s时,位移x0.2 m然后小物体将以v1 m/s的速度完成4.8 m的路程。由功能关系得传送带对小物体做的功WEpEkmglsin mv2255 J。(2)电动机做功使小物体机械能增加,同时小物体与传送带间因摩擦产生热量Q,由vat得t0.4 s相对位移xvta

15、t20.2 m摩擦热Qmgxcos 15 J故电动机做的功为W电WQ270 J。答案:(1)255 J(2)270 J12.(2017铜陵模拟)如图所示,半径R1.0 m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角37,另一端点C为轨道的最低点。C点右侧的光滑水平面上紧挨C点静止放置一木板,木板质量M1 kg,上表面与C点等高。质量为m1 kg的物块(可视为质点)从空中A点以v01.2 m/s 的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道。已知物块与木板间的动摩擦因数0.2,取g10 m/s2。求:(1)物块经过C点时的速度vC;(2)若木板足够长,物块在木板上相对滑动过程中产生的热量Q。解析:(1)设物块在B点的速度为vB,在C点的速度为vC,从A到B物块做平抛运动,有vBsin v0从B到C,根据动能定理有mgR(1sin )mvC2mvB2解得vC6 m/s。(2)物块在木板上相对滑动过程中由于摩擦力作用,最终将一起共同运动。设相对滑动时物块加速度为a1,木板加速度为a2,经过时间t达到共同速度为v,则mgma1mgMa2vvCa1tva2t根据能量守恒定律有(mM)v2QmvC2联立解得Q9 J。答案:(1)6 m/s(2)9 J

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