2019-2020年高考物理總復(fù)習(xí) 第5章 第4課時(shí) 功能關(guān)系、能量轉(zhuǎn)化和守恒定律課時(shí)作業(yè)（含解析）一、單項(xiàng)選擇題1(xx本溪聯(lián)考)蹦床是青少年喜歡的一種體育活動(dòng)，蹦床邊框用彈簧固定有彈性網(wǎng)角，運(yùn)動(dòng)員從最高點(diǎn)落下直至最低點(diǎn)的過程中，空氣阻力大小恒定，則運(yùn)動(dòng)員()圖1A剛接觸網(wǎng)面時(shí)，動(dòng)能最大B機(jī)械能一直減少C重力勢能的減少量等于彈性勢能的增加量D重力做功等于克服空氣阻力做功【答案】B【解析】當(dāng)運(yùn)動(dòng)員受到的彈力、阻力、重力三力的合力為零時(shí)加速度為零，動(dòng)能最大，A錯(cuò)誤；在此過程中除重力外，運(yùn)動(dòng)員受到的彈力和阻力一起做負(fù)功，所以運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能減小，B正確；全過程由功能關(guān)系知mghW阻Ep彈，所以C、D錯(cuò)誤2如圖2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()圖2A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【答案】C【解析】重力做功只與初、末位置的高度差有關(guān)，與物體經(jīng)過的路徑無關(guān)，所以重力對1、2兩小球所做的功相等，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，B錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理可得，對小球1有：mghEk1Ek0，對小球2有：mghEk20，顯然Ek1>Ek2，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，且小球1的速度方向與豎直方向的夾角小于小球2速度方向與豎直方向的夾角，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，D錯(cuò)誤3.如圖3所示，輕彈簧下端固定在地面上，壓縮彈簧后用細(xì)線綁定拴牢將一個(gè)金屬球放置在彈簧頂端(球與彈簧不粘連，放上金屬球后細(xì)線仍是繃緊的)，某時(shí)刻燒斷細(xì)線，球?qū)⒈粡椘穑撾x彈簧后能繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，那么該球從細(xì)線被燒斷到金屬球剛脫離彈簧的這一運(yùn)動(dòng)過程中()圖3A球所受的合力先增大后減小B球的動(dòng)能減小而它的機(jī)械能增加C球剛脫離彈簧時(shí)的動(dòng)能最大D球剛脫離彈簧時(shí)彈簧的彈性勢能最小【答案】D【解析】因?yàn)闊龜嗑€后小球向上運(yùn)動(dòng)，說明燒斷線瞬間彈力大于重力，小球受到的合力向上，隨著小球向上運(yùn)動(dòng)，彈簧形變減小，彈力減小，小球受的合力減小，A錯(cuò)；當(dāng)彈簧形變產(chǎn)生的彈力與小球重力大小相等時(shí)，小球受的合力為零，小球速度達(dá)到最大，動(dòng)能最大，B、C錯(cuò)；此后小球繼續(xù)上升，小球受到的合力變?yōu)樨Q直向下，小球減速，這個(gè)過程中，除重力做功外，還有彈力做功，彈力做正功，所以小球的機(jī)械能增加，球剛脫離彈簧時(shí)彈簧的彈性形變消失，彈性勢能最小，故D正確4(xx陜西師大附中檢測)已知貨物的質(zhì)量為m，在某段時(shí)間內(nèi)起重機(jī)將貨物以a的加速度加速升高h(yuǎn)，則在這段時(shí)間內(nèi)，下列敘述正確的是(重力加速度為g)()A貨物的動(dòng)能一定增加mahmghB貨物的機(jī)械能一定增加mahC貨物的重力勢能一定增加mahD貨物的機(jī)械能一定增加mahmgh【答案】D【解析】根據(jù)動(dòng)能定理可知，貨物動(dòng)能的增加量等于貨物合外力做的功mah，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)功能關(guān)系，貨物機(jī)械能的增量等于除重力以外的力做的功而不等于合外力做的功，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由功能關(guān)系知，重力勢能的增量對應(yīng)貨物重力做的負(fù)功的大小mgh，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由功能關(guān)系，貨物機(jī)械能的增量為起重機(jī)拉力做的功m(ga)h，D項(xiàng)正確5(xx江門調(diào)研)冬奧會自由式滑雪比賽中，運(yùn)動(dòng)員沿著山坡上的雪道從高處滑下，如圖4所示下列描述正確的是()圖4A雪地對雪橇的摩擦力做正功B運(yùn)動(dòng)員的重力勢能增大C運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能增大D運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能增大【答案】D【解析】本題以自由式滑雪比賽為載體考查受力分析、摩擦力做功、機(jī)械能守恒條件、動(dòng)能定理和重力勢能等知識點(diǎn)運(yùn)動(dòng)員從高處滑下，摩擦力與運(yùn)動(dòng)方向相反，做負(fù)功，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；重力做正功，重力勢能減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；摩擦力做負(fù)功，故其機(jī)械能減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；選項(xiàng)D正確二、雙項(xiàng)選擇題6若禮花彈在由炮筒底部擊發(fā)至炮筒口的過程中，克服重力做功W1，克服炮筒阻力及空氣阻力做功W2，高壓燃?xì)鈱ΧY花彈做功W3，則禮花彈在炮筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過程中(設(shè)禮花彈發(fā)射過程中質(zhì)量不變)()A禮花彈的動(dòng)能變化量為W3W2W1B禮花彈的動(dòng)能變化量為W3W2W1C禮花彈的機(jī)械能變化量為W3W2D禮花彈的機(jī)械能變化量為W3W2W1【答案】BC【解析】動(dòng)能變化量等于各力做功的代數(shù)和，阻力、重力都做負(fù)功，故W3W1W2Ek，所以B對，A錯(cuò)重力以外其他力做功的和為W3W2即等于機(jī)械能增加量，所以C對，D錯(cuò)7.為了讓乘客乘車更為舒適，某探究小組設(shè)計(jì)了一種新的交通工具，乘客的座椅能隨著坡度的變化而自動(dòng)調(diào)整，使座椅始終保持水平，如圖5所示，當(dāng)此車減速上坡時(shí)，乘客()圖5A處于失重狀態(tài)B重力勢能增加C受到向前的摩擦力作用D所受力的合力沿斜面向上【答案】AB【解析】當(dāng)車減速上坡時(shí)，因加速度有向下的分量，所以乘客處于失重狀態(tài)，A正確；乘客的高度增加，重力勢能增加，B正確；因?yàn)槌丝偷募铀俣妊匦逼孪蛳?，故所受合力沿斜坡向下，D錯(cuò)誤；乘客受到水平向左的摩擦力作用，C錯(cuò)誤8(xx廣東六校聯(lián)考)升降機(jī)底板上放一質(zhì)量為100 kg的物體，物體隨升降機(jī)由靜止開始豎直向上移動(dòng)5 m時(shí)速度達(dá)到4 m/s，則此過程中(取g10 m/s2)()A升降機(jī)對物體做功5 800 JB合外力對物體做功5 800 JC物體的重力勢能增加了5 000 JD物體的機(jī)械能增加了5 000 J【答案】AC【解析】升降機(jī)對物體所做的功Wmghmv25800 J，A正確；合外力做功W合mv2800 J，B錯(cuò)；重力勢能增加Epmgh5 000 J，C正確；物體機(jī)械能增加Emghmv25 800 J，D錯(cuò)9.(xx全國大綱)如圖6所示，一固定斜面傾角為30，一質(zhì)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(yùn)動(dòng)，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6A動(dòng)能損失了2mgHB動(dòng)能損失了mgHC機(jī)械能損失了mgHD機(jī)械能損失了mgH【答案】AC【解析】 本題綜合考查了動(dòng)能定理、功能關(guān)系等知識難度中等根據(jù)幾何關(guān)系，小物塊的位移為2H，動(dòng)能的損失等于合外力做功的絕對值，小物塊受到的合外力大小為mg，合外力做功的絕對值等于2mgH，所以選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律有mgsin 30fmg，解得f mg，機(jī)械能損失了2fHmgH，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤合外力做的功等于動(dòng)能的變化，除重力以外的力做的功等于機(jī)械能的變化，對于功能關(guān)系問題，要弄清什么力做的功對應(yīng)著什么能量的變化10(xx全國新課標(biāo))目前，在地球周圍有許多人造地球衛(wèi)星繞著它運(yùn)轉(zhuǎn)，其中一些衛(wèi)星的軌道可近似為圓，且軌道半徑逐漸變小若衛(wèi)星在軌道半徑逐漸變小的過程中，只受到地球引力和稀薄氣體阻力的作用，則下列判斷正確的是()A衛(wèi)星的動(dòng)能逐漸減小B由于地球引力做正功，引力勢能一定減小C由于氣體阻力做負(fù)功，地球引力做正功，機(jī)械能保持不變D衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢能的減小【答案】BD【解析】本題考查萬有引力定律、圓周運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識和動(dòng)能定理難度中等由于有空氣阻力做功，衛(wèi)星機(jī)械能不守恒，由G m可知，v，因此隨著軌道半徑的變小，衛(wèi)星速率增大，動(dòng)能增大，衛(wèi)星動(dòng)能增大，說明引力與阻力的總功大于零，因此，引力做的正功大于空氣阻力做的負(fù)功，即衛(wèi)星減少的引力勢能大于克服阻力做的功，選項(xiàng)AC錯(cuò)誤，BD正確三、非選擇題11(xx師大附中檢測)如圖7所示，傳送帶與水平面之間的夾角30，其上A、B兩點(diǎn)間的距離L5 m，傳送帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下以v1 m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)現(xiàn)將一質(zhì)量m10 kg的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))輕放在傳送帶的A點(diǎn)，已知小物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，在傳送帶將小物體從A點(diǎn)傳送到B點(diǎn)的過程中，求：(取g10m/s2)圖7(1)傳送帶對小物體做的功(2)電動(dòng)機(jī)做的功【答案】(1)255 J(2)270 J【解析】(1)小物塊加速過程根據(jù)牛頓第二定律有：mgcos mgsin ma物塊上升的加速度ag2.5 m/s2當(dāng)物塊的速度v1 m/s時(shí)，位移是：x0.2 m即物塊將以v1 m/s的速度完成4.8 m的路程，由功能關(guān)系得：WEpEkmgLsin mv2255 J.(2)電動(dòng)機(jī)做功使小物體機(jī)械能增加，同時(shí)小物體與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生熱量Q，由vat得t0.4 s相對位移xvtvt0.2 m摩擦生熱Qmgxcos 15 J故電動(dòng)機(jī)做的功W電 WQ270 J.12如圖8所示，水平軌道上輕彈簧左端固定，彈簧處于自然狀態(tài)時(shí)，其右端位于P點(diǎn)現(xiàn)用一質(zhì)量m0.1 kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))將彈簧壓縮后釋放，物塊經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度v018 m/s，經(jīng)過水平軌道右端Q點(diǎn)后恰好沿半圓軌道的切線進(jìn)入豎直固定的圓軌道，最后物塊經(jīng)軌道最低點(diǎn)A拋出后落到B點(diǎn)，若物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.15，R1 m，P到Q的長度l1 m，A到B的豎直高度h1.25 m，取g10 m/s2.圖8(1)求物塊到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)的速度大小(保留根號)；(2)判斷物塊經(jīng)過Q點(diǎn)后能否沿圓周軌道運(yùn)動(dòng)；(3)求物塊水平拋出的位移大小【答案】(1) m/s(2)能(3)9.5 m【解析】(1)設(shè)物塊到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)的速度為v，由動(dòng)能定理得mglmv2mv代入數(shù)據(jù)解得v m/s.(2)設(shè)物塊剛離開Q點(diǎn)時(shí)，圓軌道對物塊的壓力為FN根據(jù)牛頓定律有FNmgm則FNmmg31.1 N>0，故物塊能沿圓周軌道運(yùn)動(dòng)(3)設(shè)物塊到達(dá)半圓軌道最低點(diǎn)A時(shí)的速度為v1，由機(jī)械能守恒得mv2mg2Rmv解得v119 m/s由滑塊從A點(diǎn)下落，hgt2做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移xv1t得xv1 代入數(shù)據(jù)，得x9.5 m.