2019-2020年高考物理總復習 課時跟蹤檢測（十八）功能關系 能量守恒定律一、單項選擇題1. (xx·安慶模擬)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()圖1A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2.(xx·溫州八校聯考)如圖2所示，質量為m的滑塊以一定初速度滑上傾角為的固定斜面，同時施加一沿斜面向上的恒力Fmgsin ；已知滑塊與斜面間的動摩擦因數tan ，取出發(fā)點為參考點，能正確描述滑塊運動到最高點過程中產生的熱量Q，滑塊動能Ek、勢能Ep、機械能E隨時間t、位移x關系的是()圖2圖33(xx·徐州三模)“健身彈跳球”是近期流行的一項健身器材。小學生在玩彈跳球時雙腳站在如圖4所示的水平跳板上，用力向下壓彈跳球后，彈跳球能和人一起跳離地面。某彈跳球安全性能指標要求反彈高度不超過15 cm，請估算該彈跳球一次反彈過程最多能對小學生做的功最接近于()圖4A0.6 JB6 JC60 J D600 J4(xx·廣東高考)如圖5是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結構圖。圖中和為楔塊，和為墊板，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()圖5A緩沖器的機械能守恒B摩擦力做功消耗機械能C墊板的動能全部轉化為內能D彈簧的彈性勢能全部轉化為動能5. (xx·大慶模擬)如圖6所示，一足夠長的木板在光滑的水平面上以速度v向右勻速運動，現將質量為m的物體輕輕地放置在木板上的右端，已知物體m和木板之間的動摩擦因數為，為保持木板的速度不變，從物體m放到木板上到它相對木板靜止的過程中，須對木板施一水平向右的作用力F，那么力F對木板做功的數值為()圖6A. B.Cmv2D2mv26(xx·全國卷)一物體靜止在粗糙水平地面上?，F用一大小為F1的水平拉力拉動物體，經過一段時間后其速度變?yōu)関。若將水平拉力的大小改為F2，物體從靜止開始經過同樣的時間后速度變?yōu)?v。對于上述兩個過程，用WF1、WF2分別表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分別表示前后兩次克服摩擦力所做的功，則()AWF2>4WF1，Wf2>2Wf1BWF2>4WF1，Wf22Wf1CWF2<4WF1，Wf22Wf1DWF2<4WF1，Wf2<2Wf1二、多項選擇題7.如圖7所示，輕質彈簧的一端與固定的豎直板P拴接，另一端與物體A相連，物體A靜止于光滑水平桌面上，A右端連接一細線，細線繞過光滑的定滑輪與物體B相連。開始時用手托住B，讓細線恰好伸直，然后由靜止釋放B，直至B獲得最大速度。下列有關該過程的分析正確的是()圖7AB物體的機械能一直減少BB物體動能的增量等于它所受重力與拉力做功之和CB物體機械能的減少量等于彈簧彈性勢能的增加量D細線的拉力對A做的功等于A物體與彈簧組成的系統機械能的增加量8.如圖8所示是某中學科技小組制作的利用太陽能驅動小車的裝置。當太陽光照射到小車上方的光電板時，光電板中產生的電流經電動機帶動小車前進。若小車在平直的公路上以初速度v0開始加速行駛，經過時間t，前進了距離l，達到最大速度vmax，設此過程中電動機功率恒為額定功率P，受的阻力恒為Ff，則此過程中電動機所做的功為()圖8AFfvmaxtBPtCFft D.mvFflmv9. (xx·大綱卷)如圖9，一固定斜面傾角為30°，一質量為m的小物塊自斜面底端以一定的初速度，沿斜面向上做勻減速運動，加速度的大小等于重力加速度的大小g。若物塊上升的最大高度為H，則此過程中，物塊的()圖9A動能損失了2mgH B動能損失了mgHC機械能損失了mgH D機械能損失了mgH 10(xx·江蘇高考)如圖10所示，水平桌面上的輕質彈簧一端固定，另一端與小物塊相連。彈簧處于自然長度時物塊位于O點(圖中未標出)。物塊的質量為m，ABa，物塊與桌面間的動摩擦因數為?，F用水平向右的力將物塊從O點拉至A點，拉力做的功為W。撤去拉力后物塊由靜止向左運動，經O點到達B點時速度為零。重力加速度為g。則上述過程中()圖10A物塊在A點時，彈簧的彈性勢能等于WmgaB物塊在B點時，彈簧的彈性勢能小于WmgaC經O點時，物塊的動能小于WmgaD物塊動能最大時彈簧的彈性勢能小于物塊在B點時彈簧的彈性勢能三、非選擇題11.如圖11所示，光滑半圓弧軌道半徑為R，OA為水平半徑，BC為豎直直徑。一質量為m的小物塊自A處以某一豎直向下的初速度滑下，進入與C點相切的粗糙水平軌道CM上。在水平軌道上有一輕彈簧，其一端固定在豎直墻上，另一端恰位于軌道的末端C點(此時彈簧處于自然狀態(tài))。若物塊運動過程中彈簧最大彈性勢能為Ep，且物塊被彈簧反彈后恰能通過B點。已知物塊與水平軌道間的動摩擦因數為，重力加速度為g，求：圖11(1)物塊離開彈簧剛進入半圓軌道時對軌道的壓力FN的大??；(2)彈簧的最大壓縮量d；(3)物塊從A處開始下滑時的初速度v0。12如圖12所示，質量為m的滑塊放在光滑的水平平臺上，平臺右端B與水平傳送帶相接，傳送帶的運行速度為v0，長為L?，F將滑塊緩慢向左移動壓縮固定在平臺上的輕彈簧，到達某處時突然釋放，當滑塊滑到傳送帶右端C時，恰好與傳送帶速度相同?；瑝K與傳送帶間的動摩擦因數為。圖12(1)試分析滑塊在傳送帶上的運動情況；(2)若滑塊離開彈簧時的速度大于傳送帶的速度，求釋放滑動時彈簧具有的彈性勢能；(3)若滑塊離開彈簧時的速度大于傳送帶的速度，求滑塊在傳送帶上滑行的整個過程中產生的熱量。答 案1選D由能量轉化和守恒定律可知，該碎片在空氣中下落過程中，重力和空氣阻力做功之和等于動能的增加量，因空氣阻力做負功，故重力做的功大于動能的增加量，A、B均錯誤；該碎片陷入地下的過程中，因有阻力做負功，且克服阻力做的功等于其機械能的減少量，故D正確，C錯誤。2選C根據滑塊與斜面間的動摩擦因數tan 可知，滑動摩擦力等于重力沿斜面向下的分力。施加一沿斜面向上的恒力Fmgsin ，物體機械能保持不變，重力勢能隨位移x均勻增大，選項C正確，D錯誤。產生的熱量QFfx，隨位移均勻增大，滑塊動能Ek隨位移x均勻減小，選項A、B錯誤。3選C小學生的體重比較小，取m40 kg，根據能量守恒得，Wmgh40×10×0.15 J60 J。故C正確，A、B、D錯誤。4選B在車廂相互撞擊使彈簧壓縮過程中，由于要克服摩擦力做功，且緩沖器所受合外力做功不為零，因此機械能不守恒，A項錯誤；克服摩擦力做功消耗機械能，B項正確；撞擊以后墊板和車廂有相同的速度，因此動能并不為零，C項錯誤；壓縮彈簧過程彈簧的彈性勢能增加，并沒有減小，D項錯誤。5選C由能量轉化和守恒定律可知，拉力F對木板所做的功W一部分轉化為物體m的動能，一部分轉化為系統內能，故Wmv2mg·s相，s相vtt，vgt，以上三式聯立可得：Wmv2，故C正確。6選C根據勻變速直線運動的規(guī)律、牛頓第二定律、功的計算公式解題。根據xt得，兩過程的位移關系x1x2，根據加速度的定義a，得兩過程的加速度關系為a1。由于在相同的粗糙水平地面上運動，故兩過程的摩擦力大小相等，即f1f2f，根據牛頓第二定律Ffma得，F1f1ma1，F2f2ma2，所以F1F2f，即F1>。根據功的計算公式WFl，可知Wf1Wf2，WF1>WF2，故選項C正確，選項A、B、D錯誤。7選ABD由于細線的拉力對B做負功，故B物體機械能一直減少，A正確；根據動能定理可確定B正確；由于該過程中A的動能增加，故B物體機械能的減少量等于彈簧彈性勢能與物體A動能增加量的和，故C錯誤；細線的拉力對A和彈簧組成的系統做正功，根據功能關系，D正確。8選ABD因小車以恒定的功率運動，故此過程小車電動機做功為WPtFfvmaxt，A、B均正確；由動能定理可得WFflmvmv，得：WmvmvFfl，故D正確，C錯誤。9選AC小物塊向上做勻減速直線運動，合外力沿斜面向下，由牛頓第二定律得F合mgma，根據動能定理可知損失的動能等于F合s2mgH，A對，B錯；小物塊在向上運動過程中，重力勢能增加了mgH，而動能減少了2mgH，故機械能損失了mgH，C對，D錯。10選BC設O點到A點的距離為x，則物塊在A點時彈簧的彈性勢能為EpAWmgx，由于摩擦力的存在，因此A、B間的距離a小于2x，即xa，所以EpAWmga，A項錯誤；物塊從O點經A點到B點，根據動能定理Wmg(xa)EpB，mg(xa)mga，所以EpBWmg a，B項正確；在O點彈性勢能為零，從O點再到O點W2mgxEk0，由于xa，因此Ek0Wmga，C項正確；物塊動能最大時，是摩擦力等于彈簧的彈力的時候，此位置在O點右側，如果B點到O點的距離小于動能最大的位置到O點的距離，則物塊動能最大時彈簧的彈性勢能大于物塊在B點時的彈簧的彈性勢能，D項錯誤。11解析：(1)設物塊剛離開彈簧時速度為v1，恰通過B點時速度為v2，由題意可知：mgm在物塊由C點運動到B點過程中，由機械能守恒定律得mv2mgRmv解得v1又由牛頓第二定律得：Fmgm所以F6mg由牛頓第三定律可得物塊對軌道的壓力為6mg(2)彈簧從壓縮到最短開始至物塊被彈離彈簧的過程中，由能量守恒可得mvmgdEp聯立求解得d(3)物塊從A處下滑至彈簧被壓縮到最短的過程中由能量守恒可得mvmgREpmgd聯立可得v0 答案：(1)6mg(2)(3) 12解析：(1)若滑塊沖上傳送帶時的速度小于帶速，則滑塊由于受到向右的滑動摩擦力而做勻加速運動；若滑塊沖上傳送帶時的速度大于帶速，則滑塊由于受到向左的滑動摩擦力而做勻減速運動。(2)設滑塊沖上傳送帶時的速度大小為v，由機械能守恒Epmv2設滑塊在傳送帶上做勻減速運動的加速度大小為a，由牛頓第二定律：mgma由運動學公式vv22aL解得v，EpmvmgL。(3)設滑塊在傳送帶上運動的時間為t，則t時間內傳送帶的位移xv0t，v0vat滑塊相對傳送帶滑動的位移xLx因相對滑動生成的熱量Qmg·x解得QmgLmv0(v0)。答案：(1)見解析(2)mvmgL(3)mgLmv0(v0)