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2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練21 功能關(guān)系、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律

上傳人:xt****7 文檔編號(hào):106787909 上傳時(shí)間:2022-06-14 格式:DOC 頁數(shù):8 大?。?68.52KB
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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練21 功能關(guān)系、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律 一、選擇題 1.(xx·沈陽鐵路實(shí)驗(yàn)中學(xué)期中)兩輛汽車,質(zhì)量和初速度都相同,一輛沿粗糙水平路面運(yùn)動(dòng),另一輛沿比較光滑的水平冰面運(yùn)動(dòng),它們從減速到停止產(chǎn)生的熱量(  ) A.沿粗糙路面較多 B.沿冰面較多 C.一樣多 D.無法比較 解析:兩汽車最終都停下來,它們的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱量,原來二者動(dòng)能一樣,則產(chǎn)生的熱量相等,所以C正確. 答案:C 2.為了探究能量轉(zhuǎn)化和守恒,小明將小鐵塊綁在橡皮筋中部,并讓橡皮筋穿入鐵罐,兩端分別固定在罐蓋和罐底上.讓該裝置從不太陡的斜面上A處滾下,到斜面上B處停下,發(fā)現(xiàn)橡皮

2、筋被卷緊了,接著鐵罐居然能從B處自動(dòng)滾了上去.下列關(guān)于該裝置能量轉(zhuǎn)化的判斷正確的是(  ) A.從A處滾到B處,主要是重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 B.從A處滾到B處,主要是彈性勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 C.從B處滾到最高處,主要是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能 D.從B處滾到最高處,主要是彈性勢能轉(zhuǎn)化為重力勢能 解析:從A處滾到B處,重力勢能轉(zhuǎn)化為彈性勢能;從B處滾到最高處,彈性勢能又轉(zhuǎn)化為重力勢能,所以選項(xiàng)D正確. 答案:D 3.(多選)重物m系在上端固定的輕彈簧下端,用手托起重物,使彈簧處于豎直方向,彈簧的長度等于原長時(shí),突然松手,重物下落的過程中,對于重物、彈簧和地球組成的系統(tǒng)來說,正確的是(彈簧始終在

3、彈性限度內(nèi)變化)(  ) A.重物的動(dòng)能最大時(shí),重力勢能和彈性勢能的總和最小 B.重物的重力勢能最小時(shí),動(dòng)能最大 C.彈簧的彈性勢能最大時(shí),重物的動(dòng)能最小 D.重物的重力勢能最小時(shí),彈簧的彈性勢能最大 解析:重物下落過程中,只發(fā)生動(dòng)能、重力勢能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化,所以當(dāng)動(dòng)能最大時(shí),重力勢能和彈性勢能的總和最小,A正確;當(dāng)重物的重力勢能最小時(shí),重物應(yīng)下落到最低點(diǎn),其速度為零,動(dòng)能最小,此時(shí)彈簧伸長量最大,彈性勢能最大,故B錯(cuò)誤,C、D正確. 答案:ACD 4.(多選)懸崖跳水是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的極限運(yùn)動(dòng),需要運(yùn)動(dòng)員具有非凡的膽量和過硬的技術(shù).跳水運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水中后受到水的阻力而做減速

4、運(yùn)動(dòng),設(shè)質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員剛?cè)胨畷r(shí)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(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?(  ) A.他的動(dòng)能減少了(F-mg)h B.他的重力勢能減小了mgh-mv2 C.他的機(jī)械能減少了Fh D.他的機(jī)械能減少了mgh 解析:動(dòng)能的變化對應(yīng)合外力做功,由動(dòng)能定理:(mg-F)h=ΔEk,動(dòng)能減少量-ΔEk=(F-mg)h,選項(xiàng)A正確;重力做功等于重力勢能的減少量,則重力勢能減少mgh,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;除重力以外的其他力(即阻力)做功等于機(jī)械能的變化,它克服阻力做功Fh,則機(jī)械能減少Fh,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 答案:AC

5、 5.(xx·廣東卷)如圖所示是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結(jié)構(gòu)圖.圖中①和②為楔塊,③和④為墊板,楔塊與彈簧盒、墊板間均有摩擦,在車廂相互撞擊使彈簧壓縮的過程中(  ) A.緩沖器的機(jī)械能守恒 B.摩擦力做功消耗機(jī)械能 C.墊板的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D.彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 解析:由于系統(tǒng)內(nèi)存在摩擦力,在車廂撞擊壓縮彈簧的過程中需要克服摩擦力做功,機(jī)械能不守恒,墊板的動(dòng)能一部分轉(zhuǎn)化為彈簧彈性勢能,另一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,A、C錯(cuò)誤,B正確.彈簧恢復(fù)原長過程中,克服摩擦力做功,彈性勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和動(dòng)能,D錯(cuò)誤. 答案:B 6.質(zhì)量m=2 kg的長木板A放在光滑的水平面上

6、,另一質(zhì)量m=2 kg的物體B以水平速度v0=2 m/s滑上原來靜止的長木板A的表面,由于A、B間存在摩擦,之后A、B速度隨時(shí)間變化的情況如圖所示,重力加速度g=10 m/s2,則下列說法正確的是(  ) A.木板A獲得的動(dòng)能為2 J B.系統(tǒng)損失的機(jī)械能為1 J C.木板A的最小長度為1.5 m D.A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1 解析:從題圖可以看出,開始B做勻減速運(yùn)動(dòng),A做勻加速運(yùn)動(dòng),最后的共同速度為1 m/s,由EkA=mv2可得木板A獲得的動(dòng)能為1 J,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;系統(tǒng)損失的機(jī)械能ΔEk=mv-×2mv2=2 J,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由圖象可知在1 s末A、B兩物體達(dá)到相同的速度,物

7、體B的位移為1.5 m,木板A的位移為0.5 m,所以木板最小長度為1 m,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由圖象可知木板A的加速度為1 m/s2,根據(jù)μmg=maA得出動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1,選項(xiàng)D正確. 答案:D 7.(xx·福州市質(zhì)檢)如圖所示,在光滑斜面上的A點(diǎn)先后水平拋出和靜止釋放兩個(gè)質(zhì)量相等的小球1和2,不計(jì)空氣阻力,最終兩小球在斜面上的B點(diǎn)相遇,在這個(gè)過程中(  ) A.小球1重力做的功大于小球2重力做的功 B.小球1機(jī)械能的變化大于小球2機(jī)械能的變化 C.小球1到達(dá)B點(diǎn)的動(dòng)能大于小球2的動(dòng)能 D.兩小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí),在豎直方向的分速度相等 解析:重力做功只與初、末位置有關(guān),與物體經(jīng)過的

8、路徑無關(guān),所以重力對1、2兩小球所做的功相等,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;1、2兩小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中,只有重力對其做功,所以它們的機(jī)械能均守恒,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由動(dòng)能定理可得,對小球1有:mgh=Ek1-Ek0對小球2有:mgh=Ek2-0,顯然Ek1>Ek2,選項(xiàng)C正確;由上面的分析可知,兩小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí),小球1的速度大于小球2的速度,設(shè)斜面傾角為θ,則v1y=gt,v2y=v2sinθ=gsin2θt,所以v1y>v2y,因此,小球1在豎直方向上的速度大于小球2在豎直方向上的速度,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 答案:C 8.(多選)(xx·武漢市高三調(diào)研)如圖所示,傾斜傳送帶沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng),在傳送帶的A端

9、無初速度放置一物塊.選擇B端所在的水平面為參考平面,物塊從A端運(yùn)動(dòng)到B端的過程中,其機(jī)械能E與位移x的關(guān)系圖象可能正確的是(  ) 解析:取B點(diǎn)勢能為零,釋放點(diǎn)的重力勢能不為零,A錯(cuò)誤;若物塊始終做勻加速運(yùn)動(dòng),則摩擦力始終做正功,B正確;若物塊加速到中間某一位置,物塊與傳送帶相對靜止一起勻速運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),則先沿運(yùn)動(dòng)方向的滑動(dòng)摩擦力做正功,然后與速度相反的靜摩擦力做負(fù)功,機(jī)械能先增加,后減小,D正確. 答案:BD 9. 如圖所示,固定在地面上的半圓軌道直徑ab水平,質(zhì)點(diǎn)P與半圓軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)處處一樣,當(dāng)質(zhì)點(diǎn)P從a點(diǎn)正上方高H處自由下落,經(jīng)過軌道后從b點(diǎn)沖出豎直上拋,上升的最大高度

10、為H/2,空氣阻力不計(jì).當(dāng)質(zhì)點(diǎn)下落再經(jīng)過軌道a點(diǎn)沖出時(shí),能上升的最大高度h為(  ) A.h=H/2 B.從a點(diǎn)能沖出半圓軌道,但h

11、a,物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)用水平向右的力將物塊從O點(diǎn)拉至A點(diǎn),拉力做的功為W.撤去拉力后物塊由靜止向左運(yùn)動(dòng),經(jīng)O點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零.重力加速度為g.則上述過程中(  ) A.物塊在A點(diǎn)時(shí),彈簧的彈性勢能等于W-μmga B.物塊在B點(diǎn)時(shí),彈簧的彈性勢能小于W-μmga C.經(jīng)O點(diǎn)時(shí),物塊的動(dòng)能小于W-μmga D.物塊動(dòng)能最大時(shí)彈簧的彈性勢能小于物塊在B點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢能 解析:設(shè)O點(diǎn)到A點(diǎn)的距離為x,則物塊在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢能為EpA=W-μmgx,由于摩擦力的存在,因此A、B間的距離a小于2x,即x>a,所以EpA>W-μmga,A項(xiàng)錯(cuò)誤;物塊從O點(diǎn)經(jīng)A點(diǎn)到B點(diǎn),根

12、據(jù)動(dòng)能定理W-μmg(x+a)=EpB,μmg(x+a)>μmga,所以EpBa,因此EkO

13、池水面之間的高度差是h.為了維持水桶水面的高度不變,用水泵通過細(xì)水管將灑落的水重新抽回到高度差為H的水桶上方.水泵由效率為η1的太陽能電池板供電,電池板與水平面之間的夾角為α,太陽光豎直向下照射(如下圖乙所示),太陽光垂直照射時(shí)單位時(shí)間、單位面積接受的能量為E0.水泵的效率為η2,水泵出水口單位時(shí)間流出水的質(zhì)量為m0,流出水流的速度大小為v0(不計(jì)水在細(xì)水管和空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力).求: (1)水從小孔噴出時(shí)的速度大??; (2)水泵的輸出功率; (3)為了使水泵的工作能維持水面的高度不變,太陽能電池板面積的最小值S. 解析:(1)水從小孔噴出時(shí)速度沿水平方向,只受重力作用,做平拋

14、運(yùn)動(dòng),設(shè)水噴出時(shí)的速度大小為v,有R-r=vt,h=gt2,解得v=. (2)水泵做功,既改變水的勢能,又改變水的動(dòng)能.由功能關(guān)系得P=m0gH+m0v. (3)考慮單位時(shí)間內(nèi)的能量轉(zhuǎn)化及利用效率,太陽能電池板接收太陽能的其中一部分轉(zhuǎn)變成電能E1,電能通過水泵將其中的部分轉(zhuǎn)變成水的勢能與動(dòng)能E2,有E1=η1E0Scosα,E2=η2E1,由能量守恒得E2=m0gH+m0v, 聯(lián)立以上各式解得S=. 答案:(1) (2)m0gH+m0v (3) 12.(xx·浙江省“六市六?!蹦M)某研究性學(xué)習(xí)小組為了測量木頭與鐵板間動(dòng)摩擦因數(shù),利用如圖所示的裝置將一鐵板靜置于水平地面上,其中水平段

15、AB長L1=1.0 m,傾斜段CD長L2=0.5 m,與水平面夾角θ=53°, BC是一小段圓弧,物體經(jīng)過BC段速度大小不變.現(xiàn)將一小木塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面上的P點(diǎn)由靜止開始釋放,木塊滑到水平面上Q點(diǎn)處停止運(yùn)動(dòng).已知P點(diǎn)距水平面高h(yuǎn)=0.2 m,B、Q間距x=0.85 m,(取重力加速度g=10 m/s2,sin53°=0.8) 求: (1)動(dòng)摩擦因數(shù)μ; (2)若某同學(xué)在A點(diǎn)以v0=2.5 m/s的初速度將木塊推出,試通過計(jì)算說明木塊能否經(jīng)過P點(diǎn)?若不能,則請求出木塊從A點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)所需時(shí)間t. 解析:解法一:木塊從P運(yùn)動(dòng)到Q過程分析,由動(dòng)能定理得: mgh-μmgx-

16、μmg=0 代入數(shù)據(jù)得:μ=0.2 解法二:P到B過程分析:v=2a ma=mgsinθ-μmgcosθ B到Q過程分析:v=2a′x ma′=μmg 根據(jù)題意,聯(lián)立方程求解,得:μ=0.2 (2)根據(jù)能量守恒定律:E=mv- E=3.125-4.15,E<0,故不能達(dá)到P點(diǎn) A到B過程分析:x′=v0t1+a1t -μmg=ma1 代入數(shù)據(jù)得:t′1=2 s(舍去) t″1=0.5 s vB=vA+at1 解得:vB=1.5 m/s B到最高點(diǎn)過程分析:ma2=μmgcosθ+mgsinθ vB=a2t2 解得:t2≈0.16 s 所以,t1+t2=0.66 s. 答案:(1)0.2 (2)不能 0.66 s

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