高考物理二輪復習 第一部分 二輪專題突破 專題二 動量和能量 課時作業(yè)6 功能關(guān)系 能量轉(zhuǎn)化守恒定律一、選擇題(14題為單項選擇題，57題為多項選擇題)1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 JB動能增加了2 000 JC重力勢能減小了1 900 JD重力勢能減小了2 000 J解析：由題可得，重力做功WG1 900 J，則重力勢能減少1 900 J，故C正確、D錯誤；由動能定理得，WGWfEk，克服阻力做功Wf100 J，則動能增加1 800 J，故A、B錯誤答案：C2(xx·北京海淀區(qū)測試)地球表面附近某區(qū)域存在大小為150 N/C、方向豎直向下的勻強電場一質(zhì)量為1.00×104 kg、帶電荷量為1.00×107 C的小球從靜止釋放，在電場區(qū)域內(nèi)下落10.0 m對此過程，該小球的電勢能和動能的改變量分別為(重力加速度大小取9.80 m/s2，忽略空氣阻力)()A1.50×104 J和9.95×103 JB1.50×104 J和9.95×103 JC1.50×104 J和9.65×103 JD1.50×104 J和9.65×103 J解析：在電場區(qū)域內(nèi)下落10.0 m，電場力做功WqEh1.00×107 C×150 N/C×10.0 m1.50×104 J，該小球的電勢能增加1.50×104 J由動能定理可知，動能的改變量為Wmgh1.50×104 J1.00×104 kg×9.80 m/s2×10.0 m9.65×103 J，選項D正確答案：D3(xx·北京西城區(qū)模擬)空間存在豎直向上的勻強電場，質(zhì)量為m的帶正電的微粒水平射入電場中，微粒的運動軌跡如圖所示，在相等的時間間隔內(nèi)()A重力做的功相等B電場力做的功相等C電場力做的功大于重力做的功D電場力做的功小于重力做的功解析：對微粒受力分析，受重力和向上的電場力，并且電場力大于重力微粒水平方向做勻速直線運動，豎直方向做初速度為零的勻加速直線運動，相等的時間間隔內(nèi)，豎直方向的分位移不等，所以在相等的時間間隔內(nèi)，重力和電場力做的功不同，A、B錯誤；因為電場力大于重力，所以在相等的時間間隔內(nèi)，電場力做的功大于重力做的功，選項C正確、D錯誤答案：C4(xx·山東省部分重點中學高三調(diào)研)如圖所示，物體A、B通過細繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪兩側(cè)，物體A、B的質(zhì)量分別為2m、m，開始時細繩伸直，用手托著物體A使彈簧處于原長且A與地面的距離為h，物體B靜止在地面上，放手后物體A下落，與地面即將接觸時速度為v，此時物體B對地面恰好無壓力，則下列說法中正確的是()A物體A下落過程中的某一時刻，物體A的加速度為零B此時彈簧的彈性勢能等于2mghmv2C此時物體B處于超重狀態(tài)D彈簧勁度系數(shù)為解析：在物體A的下落過程中，物體B還沒有脫離地面，繩子的拉力Fmg，地面對物體B的支持力FNmg，此時物體B處于失重狀態(tài)，可知物體A在下落過程中一直做加速運動，且物體A與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，有關(guān)系式2mgh×2mv2Ep，此時彈簧的彈性勢能Ep2mghmv2，則選項A、C錯誤，B正確；A即將與地面接觸時，彈簧伸長量為h，彈簧彈力F彈kh，對B受力分析，有F彈mg，解得k，易知選項D錯誤答案：B5(多選)如圖所示，救護直升機在應急救援中下面吊著一個箱子，箱里裝有一物體，箱里物體剛好與箱頂接觸但不擠壓在直升機加速豎直上升的過程中，懸掛箱子的繩子突然斷了，此后箱子運動過程中始終保持開始時的姿勢，箱子所受的空氣阻力與箱子運動速率的平方成正比，則在繩斷后箱子運動過程中(假設(shè)箱子在空中運動的時間足夠長)，下列說法正確的是()A箱子的加速度一直減小直到最后為零B箱子的重力勢能一直減小C繩斷的一瞬間，箱內(nèi)物體對箱底的壓力為零D箱內(nèi)物體的機械能先減小后增大解析：在直升機加速豎直上升的過程中繩子斷了，箱子有向上的速度，由于受到向下的空氣阻力和重力，因此箱子向上做減速運動，由于空氣阻力與箱子運動速率的平方成正比，由kv2mgma可知，箱子向上做加速度越來越小的減速運動，到最高點加速度度g，同理分析，箱子下落過程，由mgkv2ma可知，隨著速度增大，加速度減小，當最后勻速下降時，加速度為零，A項正確；箱子先上升后下降，因此重力勢能先增大后減小，B項錯誤；繩斷的一瞬間，由于箱子向下的加速度大于g，因此箱頂對物體有向下的壓力，而物體對箱底的壓力為零，C項正確；上升過程中，箱頂對物體向下的壓力做負功，物體的機械能減小，下降過程中，箱底對物體有向上的作用力也做負功，因此物體的機械能也減小，D錯誤答案：AC6(xx·河北保定調(diào)研)如圖所示，內(nèi)壁光滑半徑大小為R的圓軌道豎直固定在桌面上，一個質(zhì)量為m的小球靜止在軌道底部A點現(xiàn)用小錘沿水平方向快速擊打小球，擊打后迅速移開，使小球沿軌道在豎直面內(nèi)運動當小球回到A點時，再次用小錘沿運動方向擊打小球，通過兩次擊打，小球才能運動到圓軌道的最高點已知小球在運動過程中始終未脫離軌道，在第一次擊打過程中小錘對小球做功W1，第二次擊打過程中小錘對小球做功W2.設(shè)先后兩次擊打過程中小錘對小球做功全部用來增加小球的動能，則的值可能是()A.B.C. D1解析：第一次擊打小球時小球最高運動到過O點與水平地面平行的直徑的兩端位置，小錘對小球做功W1mgR，第二次擊打小球，小球恰好做圓周運動，此時小球在最高點速度v，與小球在最高點對應最低點的速度為vA，根據(jù)機械能守恒定律可得mg·2Rmv2mv.第二次擊打小球，小錘對小球做的功W2mvmgRmgR，則先后兩次擊打，小錘對小球做功的最大值為，故選項A、B正確，C、D錯誤答案：AB7(多選)如圖中虛線是甲球做平拋運動的軌跡，實線是一固定的光滑金屬曲桿，若將其向左平移，形狀與虛線可以完全重合，乙球套在桿的頂端，由于微小擾動球沿桿從靜止開始下滑，滑到B點時，對桿的作用力恰好為零，A點是甲運動軌跡上與B點等高的點，甲、乙兩球的質(zhì)量相同，則()A甲球運動到A點時的速度大于乙球運動到B點時的速度B甲球運動到A點時的時間與乙球運動到B點時的時間相同C甲球運動到A點時的加速度與乙球運動到B點時的加速度相同D甲球運動到A點時的重力的功率與乙球運動到B點時的重力的功率相同解析：由于甲球的初速度不為零，乙球的初速度為零，根據(jù)機械能守恒定律可知甲球運動到A點時的速度大于乙球運動到B點時的速度，A項正確；甲球運動到A點與乙球運動到B點豎直方向的高度相同，由于甲球在豎直方向的分運動加速度恒為g，而乙球由于桿的作用力，使乙球在豎直方向運動的加速度小于g，因此甲球運動的時間短，B項錯誤；甲球在A點的加速度為g，乙球在B點只受重力，加速度也為g，C項正確；甲球運動到A點時豎直方向的分速度大于乙球運動到B點時豎直方向的分速度，因此甲球運動到A點時的重力的功率大于乙球運動到B點時的重力的功率，D項錯誤答案：AC二、非選擇題8(xx·南京市、鹽城市二模)如圖所示，足夠長光滑導軌傾斜放置，導軌平面與水平面夾角37°，導軌間距L0.4 m，其下端連接一個定值電阻R2 ，其他電阻不計兩導軌間存在垂直于導軌平面向下的勻強磁場，磁感應強度B0.5 T一質(zhì)量為m0.02 kg的導體棒ab垂直于導軌放置，現(xiàn)將導體棒由靜止釋放，取重力加速度g10 m/s2，sin37°0.6，cos37°0.8.(1)求導體棒下滑的最大速度；(2)求ab棒下滑過程中電阻R消耗的最大功率；(3)若導體棒從靜止加速到v4 m/s的過程中，通過R的電量q0.26 C，求R產(chǎn)生的熱量Q.解析：(1)EBLvIF安BIL當安培力與重力沿導軌向下的分力相等時，速度最大，棒ab做勻速運動，即mgsinvm6 m/s.(2)由(1)可知vm代入P得P0.72 W.(3)qItx2.6 m由能量關(guān)系有Qmgxsin37°mv20.152 J.答案：(1)6 m/s(2)0.72 W(3)0.152 J9如圖甲所示，一個四分之一光滑圓弧軌道最低點與平臺右端B點平滑相接并與平臺相切，圓弧的半徑R1 m，一物塊置于A點，A、B兩點間距離為2 m，物塊與平臺間的動摩擦因數(shù)為0.2，現(xiàn)用水平恒力F拉物塊，使其從靜止向右運動，到B點時撤去拉力，結(jié)果物塊剛好能滑到四分之一圓弧軌道的最高點，物塊的質(zhì)量為1 kg，g10 m/s2.(1)求拉力F的大小及物塊剛滑上四分之一圓弧軌道時對軌道壓力的大小；(2)若將四分之一圓弧軌道豎直向下平移，且圓心與B點重合，如圖乙所示，仍用水平恒力F拉物塊，使其從靜止向右運動，并在B點撤去拉力，求物塊第一次與圓弧軌道碰撞的位置離平臺的豎直距離(計算結(jié)果可以用根式表示)解析：(1)設(shè)A、B間的距離為l，物塊的質(zhì)量為m，由動能定理可知FlmglmgR0求得F7 N設(shè)物塊在B點的速度為vB，軌道對物塊的支持力為FN，從B點到圓弧軌道最高點，根據(jù)機械能守恒得mvmgR在圓弧軌道的最低點，根據(jù)牛頓第二定律得FNmgm求得FN3mg30 N根據(jù)牛頓第三定律，物塊對圓弧軌道的壓力為30 N(2)由mvmgR可知，物塊在B點的速度vB2 m/s物塊從B點做平拋運動，設(shè)下落的高度為y，水平位移為x，則xvBtygt2x2y2R2求得物塊第一次與圓弧軌道碰撞的位置離平臺的豎直距離y(2) m答案：(1)30 N(2)y(2) m10(xx·瀘州市二診)如圖所示，整個空間存在水平向右的勻強電場，場強E2×103 V/m，在電場中的水平地面上，放有質(zhì)量M2 kg的不帶電絕緣木板，處于靜止狀態(tài)現(xiàn)有一質(zhì)量為m2 kg，所帶負電荷為q1×103 C的絕緣物塊(可看作質(zhì)點)，以水平向右的初速度v08 m/s滑上木板左端已知木板與水平地面間的動摩擦因數(shù)10.1，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)20.3，物塊在運動過程中始終沒有從木板上滑下，g取10 m/s2.求：(1)放上物塊瞬間，物塊和木板的加速度分別是多少；(2)木板至少多長，才能保證物塊不從木板上掉下來；(3)從物塊滑上木板到物塊與木板達到共速的過程中，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量Q.解析：(1)物塊滑上木板瞬間，根據(jù)牛頓第二定律得：對m有：qE2mgma1，對M有：2mg1(mM)gMa2，解得：a14 m/s2，方向水平向左，a21 m/s2，方向水平向右(2)假設(shè)m、M經(jīng)過時間t1兩者具有共同速度v，各自的位移為x1、x2，則有：vv0a1t1a2t1，x1t1，x2t1，M、m之間的相對位移為x，則有：xx1x2，聯(lián)立方程解得：x6.4 m，所以木板至少長6.4 m.(3)物塊與木板間產(chǎn)生的內(nèi)能為Q1，木板與地面產(chǎn)生的內(nèi)能為Q2，則有：Q12mgx，Q21(mM)gx2，全過程產(chǎn)生的熱量為：QQ1Q2，解得：Q43.52 J.答案：(1)4 m/s2，方向水平向左1 m/s2，方向水平向右(2)6.4 m(3)43.52 J