届高三物理一轮复习同步练习卷功能关系和能量守恒.docx
- 文档编号:3400343
- 上传时间:2022-11-22
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:105.30KB
届高三物理一轮复习同步练习卷功能关系和能量守恒.docx
《届高三物理一轮复习同步练习卷功能关系和能量守恒.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《届高三物理一轮复习同步练习卷功能关系和能量守恒.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
届高三物理一轮复习同步练习卷功能关系和能量守恒
功能关系与能量守恒
1.(多选)(2019·福建省三明一中模拟)滑沙是人们喜爱的游乐活动,如图是滑沙场地的一段斜面,其倾角为30°,设参加活动的人和滑车总质量为m,人和滑车从距底端高为h处的顶端A沿滑道由静止开始匀加速下滑,加速度为0.4g,人和滑车可视为质点,则从顶端向下滑到底端B的过程中,下列说法正确的是( )
A.人和滑车减少的重力势能全部转化为动能B.人和滑车获得的动能为0.8mgh
C.整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为0.2mghD.人和滑车克服摩擦力做功为0.6mgh
2.(多选)(2019·安徽省安庆市二模)一运动员穿着飞翔装备从飞机上跳出后的一段运动过程可近似认为是匀变速直线运动,如图2所示,运动方向与水平方向成53°,运动员的加速度大小为
.已知运动员(包含装备)的质量为m,则在运动员下落高度为h的过程中,下列说法正确的是( )
A.运动员重力势能的减少量为
B.运动员动能的增加量为
C.运动员动能的增加量为
mghD.运动员的机械能减少了
3.(多选)(2019·山东省临沂市模拟)如图所示,在升降机内固定一光滑的斜面体,一轻弹簧的一端连在位于斜面体上方的固定木板B上,另一端与质量为m的物块A相连,弹簧与斜面平行.整个系统由静止开始加速上升高度h的过程中( )
A.物块A的重力势能增加量一定等于mgh
B.物块A的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的和
C.物块A的机械能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的和
D.物块A和弹簧组成系统的机械能增加量等于斜面对物块的支持力和B对弹簧的拉力做功的和
4.(2019·四川省德阳市调研)足够长的水平传送带以恒定速度v匀速运动,某时刻一个质量为m的小物块以大小也是v、方向与传送带的运动方向相反的初速度冲上传送带,最后小物块的速度与传送带的速度相同.在小物块与传送带间有相对运动的过程中,滑动摩擦力对小物块做的功为W,小物块与传送带间因摩擦产生的热量为Q,则下列判断中正确的是( )
A.W=0,Q=mv2B.W=0,Q=2mv2
C.W=
,Q=mv2D.W=mv2,Q=2mv2
5.(多选)(2018·陕西省黄陵中学考前模拟)如图所示,光滑水平面OB与足够长粗糙斜面BC交于B点.轻弹簧左端固定于竖直墙面,现将质量为m1的滑块压缩弹簧至D点,然后由静止释放,滑块脱离弹簧后经B点滑上斜面,上升到最大高度,并静止在斜面上.不计滑块在B点的机械能损失;换用相同材料质量为m2的滑块(m2>m1)压缩弹簧至同一点D后,重复上述过程,下列说法正确的是( )
A.两滑块到达B点的速度相同B.两滑块沿斜面上升的最大高度相同
C.两滑块上升到最高点过程克服重力做的功相同D.两滑块上升到最高点过程机械能损失相同
6.(多选)(2018·黑龙江省佳木斯市质检)如图5所示,建筑工地上载人升降机用不计质量的细钢绳跨过定滑轮与一电动机相连,通电后电动机带动升降机沿竖直方向先匀加速上升后匀速上升.摩擦及空气阻力均不计.则( )
A.升降机匀加速上升过程中,升降机底板对人做的功等于人增加的动能
B.升降机匀加速上升过程中,升降机底板对人做的功等于人增加的机械能
C.升降机匀速上升过程中,升降机底板对人做的功等于人增加的机械能
D.升降机上升的全过程中,升降机拉力做的功大于升降机和人增加的机械能
7.(多选)(2019·河南师大附中模拟)如图所示,楔形木块abc固定在水平面上,粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同,顶角b处安装一定滑轮.质量分别为M、m(M>m)的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接,轻绳与斜面平行.两滑块由静止释放后,沿斜面做匀加速运动.若不计滑轮的质量和摩擦,在两滑块沿斜面运动的过程中( )
A.两滑块组成系统的机械能守恒B.重力对M做的功等于M动能的增加量
C.轻绳对m做的功等于m机械能的增加量D.两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功
8.(多选)(2019·山东省泰安市上学期期中)一小球在竖直方向的升降机中,由静止开始竖直向上做直线运动,运动过程中小球的机械能E与其上升高度h关系的图象如图所示,其中0~h1过程的图线为曲线,h1~h2过程中的图线为直线.下列说法正确的是( )
A.0~h1过程中,升降机对小球的支持力一定做正功B.0~h1过程中,小球的动能一定在增加
C.h1~h2过程中,小球的动能可能不变D.h1~h2过程中,小球重力势能可能不变
9.(2019·湖南石门一中高三检测)如图所示,光滑的水平面AB与半径R=0.4m的光滑竖直半圆轨道BCD在B点相切,D点为半圆轨道最高点,A右侧连接一粗糙水平面.用细线连接甲、乙两物体,中间夹一轻质压缩弹簧,弹簧与甲、乙两物体不拴接,甲质量为m1=4kg,乙质量m2=5kg,甲、乙均静止.若固定乙,烧断细线,甲离开弹簧后经过B点进入半圆轨道,过D点时对轨道压力恰好为零.取g=10m/s2,甲、乙两物体均可看做质点,求:
(1)甲离开弹簧后经过B时速度大小vB;
(2)弹簧压缩量相同情况下,若固定甲,烧断细线,乙物体离开弹簧后从A进入动摩擦因数μ=0.4的粗糙水平面,则乙物体在粗糙水平面上运动的位移s.
10.如图所示,传送带A、B之间的距离为L=3.2m,与水平面间的夹角为θ=37°,传送带沿顺时针方向转动,速度恒为v=2m/s,在上端A点无初速度地放置一个质量为m=1kg、大小可视为质点的金属块,它与传送带的动摩擦因数为μ=0.5,金属块滑离传送带后,经过弯道,沿半径R=0.4m的光滑圆轨道做圆周运动,刚好能通过最高点E,已知B、D两点的竖直高度差为h=0.5m(g取10m/s2).求:
(1)金属块经过D点时的速度大小;
(2)金属块在BCD弯道上克服摩擦力做的功.
11.如图所示,一物体质量m=2kg,在倾角θ=37°的斜面上的A点以初速度v0=3m/s下滑,A点距弹簧上端B的距离AB=4m.当物体到达B点后将弹簧压缩到C点,最大压缩量BC=0.2m,然后物体又被弹簧弹上去,弹到的最高位置为D点,D点距A点的距离AD=3m.挡板及弹簧质量不计,g取10m/s2,sin37°=0.6,求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)弹簧的最大弹性势能Epm.
12.如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切,半圆形导轨的半径为R.一个质
量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧,当它
经过B点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍,之后向上运动恰能到达最高点C.不计空气阻力,
试求:
(1)物体在A点时弹簧的弹性势能;
(2)物体从B点运动至C点的过程中产生的内能.
参考答案
1.(多选)(2019·福建省三明一中模拟)滑沙是人们喜爱的游乐活动,如图是滑沙场地的一段斜面,其倾角为30°,设参加活动的人和滑车总质量为m,人和滑车从距底端高为h处的顶端A沿滑道由静止开始匀加速下滑,加速度为0.4g,人和滑车可视为质点,则从顶端向下滑到底端B的过程中,下列说法正确的是( )
A.人和滑车减少的重力势能全部转化为动能B.人和滑车获得的动能为0.8mgh
C.整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为0.2mghD.人和滑车克服摩擦力做功为0.6mgh
【答案】 BC
【解析】 沿斜面的方向有ma=mgsin30°-Ff,所以Ff=0.1mg,人和滑车减少的重力势能转化为动能和内能,故A错误;人和滑车下滑的过程中重力和摩擦力做功,获得的动能为Ek=(mgsin30°-Ff)
=0.8mgh,故B正确;整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为ΔE=mgh-Ek=mgh-0.8mgh=0.2mgh,故C正确;整个下滑过程中克服摩擦力做功等于人和滑车减少的机械能,所以人和滑车克服摩擦力做功为0.2mgh,故D错误.
2.(多选)(2019·安徽省安庆市二模)一运动员穿着飞翔装备从飞机上跳出后的一段运动过程可近似认为是匀变速直线运动,如图2所示,运动方向与水平方向成53°,运动员的加速度大小为
.已知运动员(包含装备)的质量为m,则在运动员下落高度为h的过程中,下列说法正确的是( )
A.运动员重力势能的减少量为
B.运动员动能的增加量为
C.运动员动能的增加量为
mghD.运动员的机械能减少了
【答案】 CD
【解析】 运动员下落的高度是h,W=mgh,运动员重力势能的减少量为mgh,故A错误;运动员下落的高度是h,则飞行的距离L=
=
h,运动员受到的合外力F合=ma=
mg,动能的增加量等于合外力做的功,即ΔEk=W合=
mg×
h=
mgh,故B错误,C正确;运动员重力势能的减少量为mgh,动能的增加量为
mgh,所以运动员的机械能减少了
mgh,故D正确.
3.(多选)(2019·山东省临沂市模拟)如图所示,在升降机内固定一光滑的斜面体,一轻弹簧的一端连在位于斜面体上方的固定木板B上,另一端与质量为m的物块A相连,弹簧与斜面平行.整个系统由静止开始加速上升高度h的过程中( )
A.物块A的重力势能增加量一定等于mgh
B.物块A的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的和
C.物块A的机械能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的和
D.物块A和弹簧组成系统的机械能增加量等于斜面对物块的支持力和B对弹簧的拉力做功的和
【答案】 CD
【解析】 当物块具有向上的加速度时,弹簧弹力在竖直方向上的分力和斜面的支持力在竖直方向上的分力的合力大于重力,所以弹簧的弹力比物块静止时大,弹簧的伸长量增大,物块A相对于斜面向下运动,物块A上升的高度小于h,所以重力势能的增加量小于mgh,故A错误;对物块A由动能定理有物块A的动能增加量等于斜面的支持力、弹簧的拉力和重力对其做功的和,故B错误;物块A机械能的增加量等于斜面支持力和弹簧弹力做功的和,故C正确;物块A和弹簧组成系统的机械能增加量等于斜面对物块的支持力和B对弹簧的拉力做功的和,故D正确.
4.(2019·四川省德阳市调研)足够长的水平传送带以恒定速度v匀速运动,某时刻一个质量为m的小物块以大小也是v、方向与传送带的运动方向相反的初速度冲上传送带,最后小物块的速度与传送带的速度相同.在小物块与传送带间有相对运动的过程中,滑动摩擦力对小物块做的功为W,小物块与传送带间因摩擦产生的热量为Q,则下列判断中正确的是( )
A.W=0,Q=mv2B.W=0,Q=2mv2
C.W=
,Q=mv2D.W=mv2,Q=2mv2
【答案】 B
【解析】 对小物块,由动能定理有W=
mv2-
mv2=0,设小物块与传送带间的动摩擦因数为μ,则小物块与传送带间的相对路程x相对=
,这段时间内因摩擦产生的热量Q=μmg·x相对=2mv2,选项B正确.
5.(多选)(2018·陕西省黄陵中学考前模拟)如图所示,光滑水平面OB与足够长粗糙斜面BC交于B点.轻弹簧左端固定于竖直墙面,现将质量为m1的滑块压缩弹簧至D点,然后由静止释放,滑块脱离弹簧后经B点滑上斜面,上升到最大高度,并静止在斜面上.不计滑块在B点的机械能损失;换用相同材料质量为m2的滑块(m2>m1)压缩弹簧至同一点D后,重复上述过程,下列说法正确的是( )
A.两滑块到达B点的速度相同B.两滑块沿斜面上升的最大高度相同
C.两滑块上升到最高点过程克服重力做的功相同D.两滑块上升到最高点过程机械能损失相同
【答案】 CD
【解析】 两滑块到B点的动能相同,但速度不同,故A错误;两滑块在斜面上运动时加速度相同,由于在B点时的速度不同,故上升的最大高度不同,故B错误;两滑块上升到斜面最高点过程克服重力做的功为mgh,由能量守恒定律得Ep=mgh+μmgcosθ·
,则mgh=
,故两滑块上升到斜面最高点过程克服重力做的功相同,故C正确;由能量守恒定律得E损=μmgcosθ·
=
,结合C可知D正确.
6.(多选)(2018·黑龙江省佳木斯市质检)如图5所示,建筑工地上载人升降机用不计质量的细钢绳跨过定滑轮与一电动机相连,通电后电动机带动升降机沿竖直方向先匀加速上升后匀速上升.摩擦及空气阻力均不计.则( )
A.升降机匀加速上升过程中,升降机底板对人做的功等于人增加的动能
B.升降机匀加速上升过程中,升降机底板对人做的功等于人增加的机械能
C.升降机匀速上升过程中,升降机底板对人做的功等于人增加的机械能
D.升降机上升的全过程中,升降机拉力做的功大于升降机和人增加的机械能
【答案】 BC
【解析】 根据动能定理可知,合外力对物体做的功等于物体动能的变化量,所以升降机匀加速上升过程中,升降机底板对人做的功和人的重力做功之和等于人增加的动能,故A错误;除重力外,其他力对人做的功等于人机械能的增加量,B正确;升降机匀速上升过程中,升降机底板对人做的功等于人克服重力做的功(此过程中动能不变),即增加的机械能,C正确;升降机上升的全过程中,升降机拉力做的功等于升降机和人增加的机械能,D错误.
7.(多选)(2019·河南师大附中模拟)如图所示,楔形木块abc固定在水平面上,粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同,顶角b处安装一定滑轮.质量分别为M、m(M>m)的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接,轻绳与斜面平行.两滑块由静止释放后,沿斜面做匀加速运动.若不计滑轮的质量和摩擦,在两滑块沿斜面运动的过程中( )
A.两滑块组成系统的机械能守恒B.重力对M做的功等于M动能的增加量
C.轻绳对m做的功等于m机械能的增加量D.两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功
【答案】 CD
【解析】 由于斜面ab粗糙,故两滑块组成系统的机械能不守恒,故A错误;由动能定理得,重力、拉力、摩擦力对M做的总功等于M动能的增加量,故B错误;除重力、弹力以外的力做功,将导致机械能变化,轻绳对m做的功等于m机械能的增加量,故C正确;摩擦力做负功,故造成机械能损失,故D正确.
8.(多选)(2019·山东省泰安市上学期期中)一小球在竖直方向的升降机中,由静止开始竖直向上做直线运动,运动过程中小球的机械能E与其上升高度h关系的图象如图所示,其中0~h1过程的图线为曲线,h1~h2过程中的图线为直线.下列说法正确的是( )
A.0~h1过程中,升降机对小球的支持力一定做正功B.0~h1过程中,小球的动能一定在增加
C.h1~h2过程中,小球的动能可能不变D.h1~h2过程中,小球重力势能可能不变
【答案】 AC
【解析】 设升降机对小球的支持力大小为FN,由功能关系得FNh=E,所以E-h图象的斜率的绝对值等于小球所受支持力的大小,从题图可知机械能增大,所以升降机对小球的支持力做正功,在0~h1过程中斜率的绝对值逐渐减小,故在0~h1过程中小球所受的支持力逐渐减小.所以开始先做加速运动,当支持力减小后,可能会做匀速运动,也可能会做减速运动,还可能仍做加速运动,故A正确,B错误;由于小球在h1~h2过程中E-h图象的斜率不变,所以小球所受的支持力保持不变,故小球可能做匀速运动,动能可能不变,C正确;由于小球在h1~h2过程中高度一直增大,重力势能随高度的增大而增大,故D错误.
9.(2019·湖南石门一中高三检测)如图所示,光滑的水平面AB与半径R=0.4m的光滑竖直半圆轨道BCD在B点相切,D点为半圆轨道最高点,A右侧连接一粗糙水平面.用细线连接甲、乙两物体,中间夹一轻质压缩弹簧,弹簧与甲、乙两物体不拴接,甲质量为m1=4kg,乙质量m2=5kg,甲、乙均静止.若固定乙,烧断细线,甲离开弹簧后经过B点进入半圆轨道,过D点时对轨道压力恰好为零.取g=10m/s2,甲、乙两物体均可看做质点,求:
(1)甲离开弹簧后经过B时速度大小vB;
(2)弹簧压缩量相同情况下,若固定甲,烧断细线,乙物体离开弹簧后从A进入动摩擦因数μ=0.4的粗糙水平面,则乙物体在粗糙水平面上运动的位移s.
【答案】
(1)2
m/s
(2)2m
【解析】
(1)甲在最高点D,由牛顿第二定律得:
m1g=m1
,
甲离开弹簧运动至D点的过程中由机械能守恒得:
m1v
=m1g·2R+
m1v
.
代入数据联立解得:
vB=2
m/s.
(2)甲固定,烧断细线后乙的速度大小为v2,由能量守恒得:
Ep=
m1v
=
m2v
,
得:
v2=4m/s.
乙在粗糙水平面做匀减速运动:
μm2g=m2a,
解得:
a=4m/s2,
则有:
s=
=
m=2m.
10.如图所示,传送带A、B之间的距离为L=3.2m,与水平面间的夹角为θ=37°,传送带沿顺时针方向转动,速度恒为v=2m/s,在上端A点无初速度地放置一个质量为m=1kg、大小可视为质点的金属块,它与传送带的动摩擦因数为μ=0.5,金属块滑离传送带后,经过弯道,沿半径R=0.4m的光滑圆轨道做圆周运动,刚好能通过最高点E,已知B、D两点的竖直高度差为h=0.5m(g取10m/s2).求:
(1)金属块经过D点时的速度大小;
(2)金属块在BCD弯道上克服摩擦力做的功.
【答案】
(1)2
m/s
(2)3J
【解析】
(1)金属块在E点时,mg=
,
解得vE=2m/s,在从D到E的过程中由动能定理得
-mg·2R=
mvE2-
mvD2,
解得vD=2
m/s.
(2)金属块刚刚放上传送带时,mgsinθ+μmgcosθ=ma1
解得a1=10m/s2
设经位移s1达到相同速度,则v2=2a1s1,
解得s1=0.2m<3.2m
继续加速的过程中,mgsinθ-μmgcosθ=ma2,解得a2=2m/s2
由s2=L-s1=3m,vB2-v2=2a2s2,
解得vB=4m/s
在从B到D的过程中由动能定理得
mgh-W=
mvD2-
mvB2,解得W=3J.
11.如图所示,一物体质量m=2kg,在倾角θ=37°的斜面上的A点以初速度v0=3m/s下滑,A点距弹簧上端B的距离AB=4m.当物体到达B点后将弹簧压缩到C点,最大压缩量BC=0.2m,然后物体又被弹簧弹上去,弹到的最高位置为D点,D点距A点的距离AD=3m.挡板及弹簧质量不计,g取10m/s2,sin37°=0.6,求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)弹簧的最大弹性势能Epm.
【答案】
(1)0.52
(2)24.5J
【解析】
(1)物体从开始位置A点到最后D点的过程中,弹簧弹性势能没有发生变化,物体动能和重力势能减少,机械能的减少量为
ΔE=ΔEk+ΔEp=
mv
+mglADsin37°①
物体克服摩擦力产生的热量为
Q=Ffx②
其中x为物体的路程,即x=5.4m③
Ff=μmgcos37°④
由能量守恒定律可得ΔE=Q⑤
由①②③④⑤式解得μ≈0.52.
(2)由A到C的过程中,动能减少
ΔE′k=
mv
⑥
重力势能减少ΔE′p=mglACsin37°⑦
摩擦生热Q=FflAC=μmgcos37°lAC⑧
由能量守恒定律得弹簧的最大弹性势能为
Epm=ΔE′k+ΔE′p-Q⑨
联立⑥⑦⑧⑨解得Epm≈24.5J.
12.如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切,半圆形导轨的半径为R.一个质
量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧,当它
经过B点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍,之后向上运动恰能到达最高点C.不计空气阻力,
试求:
(1)物体在A点时弹簧的弹性势能;
(2)物体从B点运动至C点的过程中产生的内能.
【答案】
(1)
mgR
(2)mgR
【解析】
(1)设物体在B点的速度为vB,所受弹力为FNB,由牛顿第二定律得:
FNB-mg=m
由牛顿第三定律FNB′=8mg=FNB
由能量守恒定律可知
物体在A点时的弹性势能Ep=
mv
=
mgR
(2)设物体在C点的速度为vC,由题意可知
mg=m
物体由B点运动到C点的过程中,由能量守恒定律得Q=
mv
-(
mv
+2mgR)
解得Q=mgR.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 届高三 物理 一轮 复习 同步 练习 功能 关系 能量 守恒