2019-2020年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第五章 第四節(jié) 功能關(guān)系 能量守恒課后達(dá)標(biāo)檢測一、單項選擇題1.自然現(xiàn)象中蘊(yùn)藏著許多物理知識，如圖所示為一個盛水袋，某人從側(cè)面緩慢推袋壁使它變形，則水的重力勢能()A增大B變小C不變 D不能確定解析：選A.人對水做正功，則水的機(jī)械能增大，由于水的動能仍為0，故重力勢能增大，A對2(xx高考廣東卷)如圖是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結(jié)構(gòu)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()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)化為動能解析：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(jī)械能不守恒，A項錯誤；克服摩擦力做功消耗機(jī)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3(xx云南第一次檢測)起跳摸高是學(xué)生經(jīng)常進(jìn)行的一項體育活動一質(zhì)量為m的同學(xué)彎曲兩腿向下蹲，然后用力蹬地起跳，從該同學(xué)用力蹬地到剛離開地面的起跳過程中，他的重心上升了h，離地時他的速度大小為v.下列說法正確的是()A該同學(xué)機(jī)械能增加了mghB起跳過程中該同學(xué)機(jī)械能增量為mghmv2C地面的支持力對該同學(xué)做功為mghmv2D該同學(xué)所受的合外力對其做功為mv2mgh解析：選B.學(xué)生重心升高h(yuǎn)，重力勢能增大了mgh，又知離地時獲得動能為mv2，則機(jī)械能增加了mghmv2，A錯，B對；人與地面作用過程中，支持力對人做功為零，C錯；學(xué)生受合外力做功等于動能增量，則W合mv2，D錯4(xx黑龍江齊齊哈爾模擬)如圖所示，質(zhì)量相等、材料相同的兩個小球A、B間用一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連組成系統(tǒng)，系統(tǒng)穿過一粗糙的水平滑桿，在作用在B上的水平外力F的作用下由靜止開始運(yùn)動，一段時間后一起做勻加速運(yùn)動，當(dāng)它們的總動能為4Ek時撤去外力F，最后停止運(yùn)動不計空氣阻力，認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力則在從撤去外力F到停止運(yùn)動的過程中，下列說法正確的是()A撤去外力F的瞬間，彈簧的壓縮量為B撤去外力F的瞬間，彈簧的伸長量為C系統(tǒng)克服摩擦力所做的功小于系統(tǒng)機(jī)械能的減少量DA克服外力所做的總功等于2Ek解析：選D.撤去F瞬間，彈簧處于拉伸狀態(tài)，對系統(tǒng)，在F作用下一起勻加速運(yùn)動時，由牛頓第二定律有F2mg2ma，對A有kxmgma，求得拉伸量x，則A、B兩項錯誤；撤去F之后，系統(tǒng)運(yùn)動過程中，克服摩擦力所做的功等于機(jī)械能的減少量，則C錯誤；對A利用動能定理W合0EkA，又有EkAEkB2Ek，則知A克服外力做的總功等于 2Ek，則D項正確5(xx山西太原一模)將小球以10 m/s的初速度從地面豎直向上拋出，取地面為零勢能面，小球在上升過程中的動能Ek、重力勢能Ep與上升高度h間的關(guān)系分別如圖中兩直線所示取g10 m/s2，下列說法正確的是()A小球的質(zhì)量為0.2 kgB小球受到的阻力(不包括重力)大小為0.20 NC小球動能與重力勢能相等時的高度為 mD小球上升到2 m時，動能與重力勢能之差為0.5 J解析：選D.在最高點(diǎn)，Epmgh得m0.1 kg，A項錯誤；由除重力以外其他力做功E其E可知：fhE高E低，E為機(jī)械能，解得f0.25 N，B項錯誤；設(shè)小球動能和重力勢能相等時的高度為H，此時有mgHmv2，由動能定理：fHmgHmv2mv得H m，故C項錯；當(dāng)上升h2 m時，由動能定理，fhmghEk2mv得Ek22.5 J，Ep2mgh2 J，所以動能與重力勢能之差為0.5 J，故D項正確6.(xx湖北襄陽調(diào)研)如圖所示，質(zhì)量為m的滑塊從斜面底端以平行于斜面的初速度v0沖上固定斜面，沿斜面上升的最大高度為h.已知斜面傾角為，斜面與滑塊間的動摩擦因數(shù)為 ，且<tan ，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取斜面底端為零勢能面，則能表示滑塊在斜面上運(yùn)動的機(jī)械能E、動能Ek、勢能Ep與上升高度h之間關(guān)系的圖象是()解析：選D.勢能先隨高度增加而變大，后隨高度減小而變小，上行與下行圖線重合為一條第一象限內(nèi)過原點(diǎn)的傾斜線段，A選項錯誤；機(jī)械能變化參考摩擦力做功，上行和下行過程中摩擦力隨高度變化均勻做功，機(jī)械能隨高度變化均勻減小，B選項錯誤；動能變化參考合外力做功，上行過程的合外力大于下行過程的合外力，且合外力在運(yùn)動過程中大小恒定，隨高度變化均勻做功，D選項正確，C選項錯誤二、多項選擇題7足夠長的水平傳送帶始終以速度v勻速運(yùn)動某時刻，一質(zhì)量為m、速度大小為v，方向與傳送帶運(yùn)動方向相反的物體在傳送帶上運(yùn)動，最后物體與傳送帶相對靜止物體在傳送帶上相對滑動的過程中，滑動摩擦力對物體做的功為W1，傳送帶克服滑動摩擦力做的功為W2，物體與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量為Q，則()AW1mv2 BW12mv2CW2mv2 DQ2mv2解析：選AD.設(shè)小物體速度由v減到零過程對地位移大小為x，則該過程傳送帶對地位移為2x，兩者相對移動的路程為3x，當(dāng)小物體速度由零增加到v過程，小物體和傳送帶對地位移分別為x和2x，兩者相對移動的路程為x，因此全過程兩者相對移動的路程為4x，摩擦生熱Q4Ffx，而Ffxmv2，所以Q2mv2.滑動摩擦力對物體做的功W1mv2，物體相對傳送帶滑動的過程中，傳送帶克服摩擦力做的功W24Ffx2mv2，選項A、D正確8.(xx高考大綱全國卷)如圖所示，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，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()A動能損失了2mgH B動能損失了mgHC機(jī)械能損失了mgH D機(jī)械能損失了mgH解析：選AC.由于上升過程中的加速度大小等于重力加速度，根據(jù)牛頓第二定律得mgsin 30fmg，解得fmg.由動能定理可得EkmgHfL2mgH，選項A正確，B錯誤；機(jī)械能的減少量在數(shù)值上等于克服摩擦力做的功，則WffLmgH，選項C正確，D錯誤9.(xx河南適應(yīng)性測試)如圖所示，一質(zhì)量為m的小球套在光滑豎直桿上，輕質(zhì)彈簧一端固定于O點(diǎn)，另一端與該小球相連現(xiàn)將小球從A點(diǎn)由靜止釋放，沿豎直桿運(yùn)動到B點(diǎn)已知OA的長度小于OB的長度，彈簧處于OA、OB兩位置時彈力大小相等在小球由A運(yùn)動到B的過程中()A小球的加速度等于重力加速度g的位置有兩個B彈簧彈力的功率為零的位置有兩個C彈簧彈力對小球先做負(fù)功，后做正功D小球運(yùn)動到B點(diǎn)時速度一定不為零解析：選AD.由題意可知，小球在A點(diǎn)時，彈簧壓縮，在B點(diǎn)時，彈簧伸長，對由A運(yùn)動到B的過程進(jìn)行受力分析可知，當(dāng)彈簧與桿垂直的時候加速度為g，而且當(dāng)彈簧處于原長狀態(tài)的時候加速度也是g，因此選項A正確；當(dāng)速度為0時，當(dāng)彈力為0時，以及當(dāng)彈簧與桿垂直的時候彈簧彈力的功率均為0，選項B錯誤；在運(yùn)動過程中彈簧彈力對小球先做負(fù)功，后做正功，再做負(fù)功，選項C錯誤；由功能關(guān)系可知，小球運(yùn)動到B點(diǎn)時速度一定不為零，選項D正確；所以答案選A、D.10.(xx四川資陽模擬)如圖甲所示，足夠長的固定光滑細(xì)桿與地面成一定夾角，在桿上套有一個光滑小環(huán)，沿桿方向給環(huán)施加一個拉力F，使環(huán)由靜止開始運(yùn)動，已知拉力F及小環(huán)速度v隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示，重力加速度g取10 m/s2.則以下判斷正確的是()A小環(huán)的質(zhì)量是1 kgB細(xì)桿與地面間的夾角是30C前3 s內(nèi)拉力F的最大功率是2.5 WD前3 s內(nèi)小環(huán)機(jī)械能的增加量是6.25 J解析：選AC.在第1 s內(nèi)拉力F15 N，加速度a10.5 m/s2，在第2 s和第3 s內(nèi)拉力F24.5 N，加速度a20，設(shè)夾角為，根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)1mgsin ma1，F(xiàn)2mgsin ma2，可得m1 kg，arcsin 0.45，選項A正確，B錯誤；前3 s內(nèi)拉力F的最大功率是PmF1vm5 N0.5 m/s2.5 W，選項C正確；前3 s內(nèi)小環(huán)機(jī)械能的增加量等于拉力F做的功，即EF1x1F2x2510.5 J4.520.5 J5.75 J，選項D錯誤三、非選擇題11(xx山西太原模擬)如圖所示，在水平地面上固定一個半徑為R的半圓形軌道，其中圓弧部分光滑，水平段長為L，一質(zhì)量為m的小物塊緊靠一根被壓縮的固定在水平軌道的最右端的彈簧，小物塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為，現(xiàn)突然釋放小物塊，小物塊被彈出，恰好能夠到達(dá)圓弧軌道的最高點(diǎn)A，取g10 m/s2，且彈簧長度忽略不計，求：(1)小物塊的落點(diǎn)距O的距離；(2)小物塊釋放前彈簧具有的彈性勢能解析：設(shè)小物塊被彈簧彈出時的速度大小為v1，到達(dá)圓弧軌道的最低點(diǎn)時速度大小為v2，到達(dá)圓弧軌道的最高點(diǎn)時速度大小為v3.(1)因為小物塊恰好能到達(dá)圓弧軌道的最高點(diǎn)，故向心力剛好由重力提供，有mg小物塊由A飛出后做平拋運(yùn)動，由平拋運(yùn)動的規(guī)律有xv3t2Rgt2聯(lián)立解得：x2R，即小物塊的落點(diǎn)距O的距離為2R.(2)小物塊在圓弧軌道上從最低點(diǎn)運(yùn)動到最高點(diǎn)的過程中，由機(jī)械能守恒定律得mvmg2Rmv小物塊被彈簧彈出至運(yùn)動到圓弧軌道的最低點(diǎn)的過程，由功能關(guān)系得：mvmvmgL小物塊釋放前彈簧具有的彈性勢能就等于小物塊被彈出時的動能，故有Epmv由聯(lián)立解得：EpmgRmgL.答案：(1)2R(2)mgRmgL12.(xx濟(jì)南模擬)如圖，在高h(yuǎn)130 m的光滑水平平臺上，質(zhì)量m1 kg的小物塊壓縮彈簧后被鎖扣K鎖住，儲存了一定量的彈性勢能Ep.若打開鎖扣K，物塊將以一定的水平速度v1向右滑下平臺，做平拋運(yùn)動，并恰好能從光滑圓弧形軌道BC的B點(diǎn)的切線方向進(jìn)入圓弧形軌道B點(diǎn)的高度h215 m，圓弧軌道的圓心O與平臺等高，軌道最低點(diǎn)C的切線水平，并與地面上長為L70 m的水平粗糙軌道CD平滑連接；小物塊沿軌道BCD運(yùn)動與右邊墻壁發(fā)生碰撞，g10 m/s2.求：(1)小物塊由A到B的運(yùn)動時間；(2)小物塊原來壓縮彈簧時儲存的彈性勢能Ep的大??；(3)若小物塊與墻壁只發(fā)生一次碰撞，碰后速度等大反向，反向運(yùn)動過程中沒有沖出B點(diǎn)，最后停在軌道CD上的某點(diǎn)P(P點(diǎn)沒畫出)設(shè)小物塊與軌道CD之間的動摩擦因數(shù)為，求的取值范圍解析：(1)設(shè)從A運(yùn)動到B的時間為t，則h1h2gt2，t s(2)由Rh1，所以BOC60.設(shè)小物塊平拋的水平速度是v1，則tan 60v110 m/s故Epmv50 J.(3)設(shè)小物塊在水平軌道CD上通過的總路程為s，根據(jù)題意，該路程的最大值是smax3L路程的最小值是sminL路程最大時，動摩擦因數(shù)最小，路程最小時，動摩擦因數(shù)最大，由能量守恒知：mgh1mvminmgsmaxmgh1mvmaxmgsmin解得max，min即<.答案：(1) s(2)50 J(3)<