2011屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 功能關(guān)系 能量守恒定律同步練習(xí)24

1、功能關(guān)系 能量守恒定律一、選擇題(本大題共9個小題，共63分，每小題至少有一個選項正確，全部選對的得7分，選對但不全的得4分，有選錯的得0分)1. 輕質(zhì)彈簧吊著小球靜止在如圖1所示的A位置，現(xiàn)用水平外力F將小球緩慢拉到B位置，此時彈簧與豎直方向的夾角為，在這一過程中，對于整個系統(tǒng)，下列說法正確的是()A系統(tǒng)的彈性勢能不變B系統(tǒng)的彈性勢能增加C系統(tǒng)的機(jī)械能不變D系統(tǒng)的機(jī)械能增加解析：根據(jù)力的平衡條件可得Fmgtan，彈簧彈力大小為F彈，B位置比A位置彈力大，彈簧伸長量大，所以由A位置到B位置的過程中，系統(tǒng)的彈性勢能增加，又由于重力勢能增加，動能不變，所以系統(tǒng)的機(jī)械能增加答案：BD2. (2010

2、·海淀模擬)滑板是現(xiàn)在非常流行的一種運動，如圖2所示，一滑板運動員以7 m/s的初速度從曲面的A點下滑，運動到B點速度仍為7 m/s，若他以6 m/s的初速度仍由A點下滑，則他運動到B點時的速度()A大于6 m/sB等于6 m/sC小于6 m/s D條件不足，無法計算解析：當(dāng)初速度為7 m/s時，由功能關(guān)系，運動員克服摩擦力做功等于減少的重力勢能而當(dāng)初速度變?yōu)? m/s時，運動員所受的摩擦力減小，故從A到B過程中克服摩擦力做的功減少，而重力勢能變化量不變，故運動員在B點動能大于他在A點的動能答案：A3質(zhì)量為m的物體，從距地面h高處由靜止開始以加速度ag豎直下落到地面，在此過程中 ()

3、A物體的重力勢能減少mghB物體的動能增加mghC物體的機(jī)械能減少mghD物體的機(jī)械能保持不變解析：物體所受合力為F合mamg由動能定理得，動能的增加量EkF合·hmgh.答案：B4(2008·四川高考)一物體沿固定斜面從靜止開始向下運動，經(jīng)過時間t0滑至斜面底端已知在物體運動過程中物體所受的摩擦力恒定若用F、v、x和E分別表示該物體所受的合力、物體的速度、位移和機(jī)械能，則如圖3所示的圖象中可能正確的是()圖3解析：物體在沿斜面向下滑動的過程中，受到重力、支持力、摩擦力的作用，其合力為恒力，A正確；而物體在此合力作用下做勻加速運動，vat，xat2，所以B、C錯；物體受摩擦

4、力作用，總的機(jī)械能將減小，D正確答案：AD5.如圖4所示，一小球從光滑圓弧軌道頂端由靜止開始下滑，進(jìn)入光滑水平面又壓縮彈簧在此過程中，小球重力勢能和動能的最大值分別為Ep和Ek，彈簧彈性勢能的最大值為Ep，則它們之間的關(guān)系為 ()AEpEkEp BEp>Ek>EpCEpEkEp DEpEkEp解析：當(dāng)小球處于最高點時，重力勢能最大；當(dāng)小球剛滾到水平面時重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能，此時動能最大；當(dāng)小球壓縮彈簧到最短時動能全部轉(zhuǎn)化為彈性勢能，彈性勢能最大由機(jī)械能守恒定律可知EpEkEp，故答案選A.答案：A6(2009·廣東高考)某緩沖裝置可抽象成如圖5所示的簡單模型圖中K1、K

5、2為原長相等，勁度系數(shù)不同的輕質(zhì)彈簧下列表述正確的是()A緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)無關(guān)B墊片向右移動時，兩彈簧產(chǎn)生的彈力大小相等C墊片向右移動時，兩彈簧的長度保持相等D墊片向右移動時，兩彈簧的彈性勢能發(fā)生改變解析：兩彈簧中任一點處，相互作用力均相等都等于彈簧一端的力，與勁度系數(shù)無關(guān)(只是勁度系數(shù)不同，形變量不同)，B對，C錯兩彈簧均發(fā)生形變，其彈性勢能均變化，D對答案：BD7如圖6所示，水平面上的輕彈簧一端與物體相連，另一端固定在墻上的P點，已知物體的質(zhì)量為m2.0 kg，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)0.4，彈簧的勁度系數(shù)k200 N/m.現(xiàn)用力F拉物體，使彈簧從處于自然狀態(tài)的O點由靜止開始向左

6、移動10 cm，這時彈簧具有彈性勢能Ep1.0 J，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)若取g10 m/s2，則撤去外力F后 ()A物體向右滑動的距離可以達(dá)到12.5 cmB物體向右滑動的距離一定小于12.5 cmC物體回到O點時速度最大D物體到達(dá)最右端時動能為零，系統(tǒng)機(jī)械能也為零解析：當(dāng)物體向右運動至O點過程中，彈簧的彈力向右由牛頓第二定律可知，kxmgma(x為彈簧的伸長量)，當(dāng)a0時，物體速度最大，此時kxmg，彈簧仍處于伸長狀態(tài)，故C錯誤當(dāng)物體至O點時，由Epmg×0.1mv2可知，物體至O點的速度不為零，將繼續(xù)向右壓縮彈簧，由能量守恒可得，EpmgxEp，因Ep0，所以x12.5 cm，A錯誤

7、，B正確物體到達(dá)最右端時，動能為零，但彈簧有彈性勢能，故系統(tǒng)的機(jī)械能不為零，D錯誤 答案：B8.(2010·鄭州模擬)如圖7所示，傾角為30°的斜面體置于水平地面上一根不可伸長的輕繩兩端分別系著小球A和物塊B，跨過固定于斜面體頂端的小滑輪O，A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為4m.開始時，用手托住A，使OA段繩恰處于水平伸直狀態(tài)(繩中無拉力)，OB繩平行于斜面，此時B靜止不動將A由靜止釋放，在其下擺過程中，斜面體始終保持靜止，下列判斷中錯誤的是 ()A物塊B受到的摩擦力先減小后增大B地面對斜面體的摩擦力方向一直向右C小球A的機(jī)械能守恒D小球A的機(jī)械能不守恒，A、B系統(tǒng)的機(jī)械能守恒解析

8、：因斜面體和B均不動，小球A下擺過程中只有重力做功，因此機(jī)械能守恒，C正確，D錯誤；開始A球在與O等高處時，繩的拉力為零，B受到沿斜面向上的摩擦力，小球A擺至最低點時，由FTmgm和mglOAmv2得FT3mg，對B物體沿斜面列方程：4mgsinFfFT，當(dāng)FT由0增加到3mg的過程中，F(xiàn)f先變小后反向增大，故A正確以斜面體和B為一整體，因OA繩的拉力水平方向的分力始終水平向左，故地面對斜面的摩擦力的方向一直向右，故B正確答案：D9如圖8所示，A、B、C、D四圖中的小球以及小球所在的左側(cè)斜面完全相同，現(xiàn)從同一高度h處由靜止釋放小球，使之進(jìn)入右側(cè)不同的豎直軌道：除去底部一小段圓弧，A圖中的軌道是

9、一段斜面，高度大于h；B圖中的軌道與A圖中的軌道相比只是短了一些，且斜面高度小于h；C圖中的軌道是一個內(nèi)徑略大于小球直徑的管道，其上部為直管，下部為圓弧形，與斜面相連，管的高度大于h；D圖中的軌道是個半圓形軌道，其直徑等于h.如果不計任何摩擦阻力和拐彎處的能量損失，小球進(jìn)入右側(cè)軌道后能到達(dá)h高度的是 ()圖8解析：由能量守恒可知A項正確，C項正確；B項中，小球通過軌道后做斜拋運動，落地前水平速度分量將不變，到達(dá)最高點時速度不為零，由能量守恒可知，此時小球高度一定小于h；D項中要使小球能夠通過最高點，必須使小球在最高點的速度v滿足v(R為軌道半徑)，此時對應(yīng)的最高點的機(jī)械能就大于小球剛下落時的機(jī)

10、械能，違背了能量守恒定律，所以D項錯 答案：AC二、非選擇題(本大題共3個小題，共37分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)10(11分)一組數(shù)據(jù)顯示：世界煤炭的儲量還能燒200多年，我國煤炭的儲量還能燒70多年；世界天然氣的儲量還能用50多年，我國天然氣的儲量還能用20年；世界石油的儲量還能用40多年，我國現(xiàn)有的石油儲量用不到20年因此，新型清潔能源的開發(fā)利用成為人類的重點課題風(fēng)能作為一種清潔能源，對環(huán)境的破壞小，可再生，將成為人類未來大規(guī)模應(yīng)用的能源之一假設(shè)某地區(qū)的平均風(fēng)速是6.0 m/s，已知空氣密度是1.2 kg/m3，此地有一風(fēng)車，它的車葉轉(zhuǎn)動時可

11、以形成半徑為20 m的圓面，假如這個風(fēng)車能將此圓面內(nèi)10%的氣流的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔軉枺?1)在圓面內(nèi)，每秒沖擊風(fēng)車車葉的氣流的動能是多少？(2)這個風(fēng)車平均每秒內(nèi)發(fā)出的電能是多少？解析：(1)在1秒內(nèi)，能和車葉發(fā)生作用的氣流體積VvSvr2，則這股氣流的動能Ekmv2·vr2·v2r2v3.將、r、v值代入上式得Ek1.63×105 J.(2)每秒得到電能為EEk1.63×104 J.答案：(1)1.63×105 J(2)1.63×104 J11(12分)(2010·濟(jì)南模擬)如圖9所示，B是質(zhì)量為2m、半徑為R的光滑半球形碗

12、，放在光滑的水平桌面上A是質(zhì)量為m的細(xì)長直桿，光滑套管D被固定， A可以自由上下運動，物塊C的質(zhì)量為m，緊靠半球形碗放置初始時，A桿被握住，使其下端正好與碗的半球面的上邊緣接觸(如圖)然后從靜止開始釋放A，A、B、C便開始運動求：(1)長直桿的下端運動到碗的最低點時，長直桿豎直方向的速度和B、C水平方向的速度；(2)運動的過程中，長直桿的下端能上升到的最高點距離半球形碗底部的高度解析：(1)長直桿的下端運動到碗的最低點時，長直桿在豎直方向的速度為0，而B、C水平速度相同，設(shè)為v，由機(jī)械能守恒定律得：mgR×3mv2所以v .(2)長直桿的下端上升到所能達(dá)到的最高點時，長直桿在豎直方向的速度為0，碗的水平速度亦為零由機(jī)械能守恒定律得：×2mv2mgh 解得h. 答案：(1)0(2)12(14分)如圖10所示，將質(zhì)量均為m，厚度不計的兩物塊A、B用輕質(zhì)彈簧相連接第一次只用手托著B物塊于H高處，A在彈簧的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將彈簧鎖定，此時彈簧的彈性勢能為Ep，現(xiàn)由靜止釋放A、B，B物塊著地后速度立即變?yōu)榱?，同時彈簧解除鎖定，在隨后的過程中B物塊恰能離開地面但不繼續(xù)上升第二次用手拿著A、B兩物塊，使彈簧豎直并處于原長狀態(tài)，此時物塊B離地面的距離也為H，然后由靜止同時釋放A、B，B物塊著地后速度同樣立即變?yōu)榱?，試求?1)第二次釋放A、B后