屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題二功和能考點(diǎn)功能關(guān)系能量守恒定律限時(shí)集訓(xùn)2

屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題二功和能考點(diǎn)功能關(guān)系能量守恒定律限時(shí)集訓(xùn)屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題二功和能考點(diǎn)功能關(guān)系能量守恒定律限時(shí)集訓(xùn)PAGE屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題二功和能考點(diǎn)功能關(guān)系能量守恒定律限時(shí)集訓(xùn)考點(diǎn)二功能關(guān)系能量守恒定律[限時(shí)45分鐘；滿分100分]一、選擇題(1～7題每題7分，8～10題每題9分)1．如圖2－2－14所示，將一個(gè)內(nèi)、外側(cè)均圓滑的半圓形槽置于圓滑的水平面上，槽的左邊有一豎直墻壁?，F(xiàn)讓一小球自左端槽口A點(diǎn)的正上方由靜止開始著落，從A點(diǎn)與半圓形槽相切進(jìn)入槽內(nèi)，則以下說法正確的選項(xiàng)是圖2－2－14A．小球在半圓形槽內(nèi)運(yùn)動的全過程中，只有重力對它做功B．小球從A點(diǎn)向半圓形槽的最低點(diǎn)運(yùn)動的過程中，小球處于失重狀態(tài)C．小球從A點(diǎn)經(jīng)最低點(diǎn)向右邊最高點(diǎn)運(yùn)動的過程中，小球與槽構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D．小球從著落到從右邊走開槽的過程中機(jī)械能守恒分析小球從A點(diǎn)向半圓形槽的最低點(diǎn)運(yùn)動的過程中，半圓形槽有向左運(yùn)動的趨向，可是實(shí)質(zhì)上沒有動，整個(gè)系統(tǒng)只有重力做功，所以小球與槽構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒；而小球過了半圓形槽的最低點(diǎn)今后，半圓形槽向右運(yùn)動，因?yàn)橄到y(tǒng)沒有其余形式的能量產(chǎn)生，知足機(jī)械能守恒的條件，所以系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，故C正確；小球從開始著落至抵達(dá)槽最低點(diǎn)前，小球先失重，后超重，故B錯(cuò)誤；當(dāng)小球向右上方滑動時(shí)，半圓形槽也向右挪動，半圓形槽對小球做負(fù)功，小球的機(jī)械能不守恒，故A、D錯(cuò)誤。答案C2．滑沙是人們喜歡的游玩活動，如圖是2－2－15滑戰(zhàn)場所的一段斜面，其傾角為30°。設(shè)參加活動的人和滑車總質(zhì)量為m，人和滑車從距底端高為h處的頂端A沿滑道由靜止開始勻加快下滑，加快度為0.4g，人和滑車可視為質(zhì)點(diǎn)，則從頂端向下滑終歸端B的過程中，以下說法正確的選項(xiàng)是圖2－2－15A．人和滑車減少的重力勢能所有轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽蹷．人和滑車獲取的動能為0.4mghC．整個(gè)下滑過程中人和滑車減少的機(jī)械能為0.2mghD．人和滑車戰(zhàn)勝摩擦力做功為0.6mgh分析由牛頓第二定律有mgsin30°－f＝ma，得f＝0.1mg，人和滑車受重力、支持力、摩擦力作用，摩擦力做負(fù)功，機(jī)械能不守恒，A錯(cuò)誤；由動能定理得W合＝0.4mg·eq\f(h,sin30°)＝Ek，Ek＝0.8mgh，B錯(cuò)誤；由功能關(guān)系知，摩擦力做功Wf＝－feq\f(h,sin30°)＝－0.2mgh，機(jī)械能減少0.2mgh，人和滑車戰(zhàn)勝摩擦力做的功為0.2mgh，C正確，D錯(cuò)誤。答案C3．(2018·唐山二模)如圖2－2－16所示，傾角為30°的圓滑斜面底端固定一輕彈簧，O點(diǎn)為原長地點(diǎn)。質(zhì)量為0.5kg的滑塊從斜面上A點(diǎn)由靜止開釋，物塊下滑并壓縮彈簧到最短的過程中，最大動能為8J?，F(xiàn)將物塊由A點(diǎn)上方0.4m處的B點(diǎn)由靜止開釋，彈簧被壓縮過程中向來在彈性限度內(nèi)，g取10m/s2，則以下說法正確的選項(xiàng)是圖2－2－16A．物塊從O點(diǎn)開始做減速運(yùn)動B．從B點(diǎn)開釋滑塊動能最大地點(diǎn)比從A點(diǎn)開釋要低C．從B點(diǎn)開釋滑塊最大動能為9JD．從B點(diǎn)開釋彈簧最大彈性勢能比從A點(diǎn)開釋增添了1J分析物塊從接觸彈簧到最短的過程，先加快后減速，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。物塊協(xié)力為零時(shí)動能最大，兩次動能最大的地點(diǎn)同樣，B、D錯(cuò)誤。從B點(diǎn)開釋時(shí)的機(jī)械能比從A點(diǎn)開釋時(shí)大，ΔE＝mghsinθ＝1J。故從B點(diǎn)開釋后。物塊能達(dá)到的最大動能為9J，選項(xiàng)C正確。答案C4．(多項(xiàng)選擇)(2018·淮北二模)靜止在地面上的物體在豎直向上的恒力作用下上漲，在某一高度撤去恒力。若不計(jì)空氣阻力、則在整個(gè)上漲過程中，以下對于物體機(jī)械能E和動能Ek隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象正確的選項(xiàng)是分析物體在恒力作用下向上做加快運(yùn)動，速度漸漸增大，拉力的功率增大。故E－t圖象的斜率增大。動能Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)m(at)2，Ek與t成二次函數(shù)關(guān)系，撤去拉力后，物體的機(jī)械能不變，物體做減速運(yùn)動，動能漸漸減小，且跟著速度的減小，重力的功率減小，Ek－t圖象的斜率減小，故A、C正確。答案AC5．(多項(xiàng)選擇)將三個(gè)木板1、2、3固定在墻角，木板與墻壁和地面構(gòu)成了三個(gè)不同樣的三角形，如圖2－2－17所示，此中1與2底邊同樣，2和3高度同樣?，F(xiàn)將一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊分別從三個(gè)木板的頂端由靜止開釋，并沿木板下滑終歸端，物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ均同樣。在這三個(gè)過程中，以下說法正確的選項(xiàng)是圖2－2－17A．沿著木板1和木板2下滑終歸端時(shí)，物塊速度的大小相等B．沿著木板2和木板3下滑終歸端時(shí)，物塊速度的大小相等C．沿著木板1下滑終歸端時(shí)，物塊的動能最大D．物塊沿著木板3下滑終歸端的過程中，產(chǎn)生的熱量最多分析對物塊受力分析，由動能定理可知，沿著木板1和木板2下滑終歸端時(shí)，摩擦力做功相等，沿木板1重力做功較大，所以沿著木板1下滑終歸端時(shí)速度大，動能較大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；沿著木板2和木板3下滑終歸端時(shí)，重力做功相等，沿木板3運(yùn)動時(shí)摩擦力做功較大，所以沿著木板2下滑終歸端時(shí)速度大，沿著木板3下滑終歸端的過程中，產(chǎn)生的熱量最多，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，CD正確。答案CD6．(多項(xiàng)選擇)如圖2－2－18所示，將一質(zhì)量為m的物體擱置在一固定的粗拙斜面上，斜面與水平川面間夾角為θ，斜面的高度為h。一人經(jīng)過固定在斜面頂端的定滑輪將物體沿斜面由靜止開始勻加快地由底端拉至斜面頂端，拉物體的繩向來與斜面平行，物體抵達(dá)斜面頂端時(shí)的速度為v，則在此過程中圖2－2－18A．物體所受的合外力做功為mgh＋eq\f(1,2)mv2B．物體所受的合外力做功為eq\f(1,2)mv2C．人對物體做的功為mghD．拉力的功率變大分析物體沿斜面做勻加快運(yùn)動，依據(jù)動能定理W合＝WF－Wf－mgh＝eq\f(1,2)mv2，此中Wf為物體戰(zhàn)勝摩擦力做的功。人對物體做的功即是人對物體的拉力做的功，所以W人＝WF＝Wf＋mgh＋eq\f(1,2)mv2，A、C錯(cuò)誤、B正確；拉力不變，速度變大，所以拉力的功率變大，D正確。答案BD7．(多項(xiàng)選擇)(2018·濰坊模擬)如圖2－2－19所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與套在圓滑豎直桿上的圓環(huán)相連，圓環(huán)位于a處時(shí)，彈簧水平且處于原長。將圓環(huán)從a處由靜止開釋，經(jīng)過b處時(shí)速度最大，抵達(dá)c處時(shí)速度為零。已知彈簧向來在彈性限度內(nèi)，則圓環(huán)在從a下滑到c的過程中，以下判斷正確的選項(xiàng)是圖2－2－19A．圓環(huán)的加快度向來減小B．圓環(huán)所受桿的彈力向來變大C．圓環(huán)與彈簧構(gòu)成系統(tǒng)的機(jī)械能守恒D．圓環(huán)減小的重力勢能等于彈簧增添的彈性勢能分析因?yàn)樵赼處彈簧處于原長狀態(tài)，則圓環(huán)在a處只受重力的作用，加快度等于重力加快度g，由題意圓環(huán)在b處的速度最大，該地點(diǎn)的加快度為零，所以圓環(huán)由a到c的過程中，圓環(huán)的加快度先減小后增大，A錯(cuò)誤；設(shè)彈簧的原長為l0，圓環(huán)運(yùn)動過程中彈簧的長度為l，彈簧與豎直桿的夾角為α，則圓環(huán)從a運(yùn)動到c的過程中，水平方向合外力向來為零，則桿對圓環(huán)的彈力與彈簧在水平方向的分力等大反向，則F＝k(l－l0)sinα，又sinα＝eq\f(l0,l)，整理得F＝kl0－eq\f(kl\o\al(2,0),l)，明顯隨l的增大桿對圓環(huán)的彈力向來增大，B正確；對圓環(huán)與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)，整個(gè)運(yùn)動過程中，只有重力和彈簧彈力做功，而彈簧彈力屬于內(nèi)力，所以系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，C正確；圓環(huán)由a到c的過程中，圓環(huán)的動能先增大后減小，所以重力勢能的減少許先大于后小于彈簧彈性勢能的增添量，D錯(cuò)誤。答案BC8．(多項(xiàng)選擇)如圖2－2－20所示，質(zhì)量為M、長為L的木板置于圓滑的水平面上，一質(zhì)量為m的滑塊擱置在木板左端，滑塊與木板間滑動摩擦力大小為Ff，用水平的恒定拉力F作用于滑塊，當(dāng)滑塊運(yùn)動到木板右端時(shí)，木板在地面上挪動的距離為x，滑塊速度為v1，木板速度為v2，以下結(jié)論中正確的選項(xiàng)是圖2－2－20A．上述過程中，F(xiàn)做功大小為eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,2)B．其余條件不變的狀況下，M越大，x越小C．其余條件不變的狀況下，F(xiàn)越大，滑塊抵達(dá)右端所用時(shí)間越長D．其余條件不變的狀況下，F(xiàn)f越大，滑塊與木板間產(chǎn)生的熱量越多分析由功能關(guān)系可知，上述過程中，F(xiàn)做功的大小等于兩者增添的動能與系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量之和，選項(xiàng)A錯(cuò)；其余條件不變的狀況下，M越大，木板的加快度越小，x越小，選項(xiàng)B對；其余條件不變的狀況下，F(xiàn)越大，滑塊的加快度越大，滑塊抵達(dá)右端所用時(shí)間越短，選項(xiàng)C錯(cuò)；滑塊與木板間產(chǎn)生的熱量Q＝Ff·l相對＝Ff·L板，L板必定，F(xiàn)f越大產(chǎn)生的熱量越多，選項(xiàng)D對。答案BD9．(多項(xiàng)選擇)(2018·咸陽模擬)如圖2－2－21所示，圓滑水平面OB與足夠長的粗拙斜面BC相接于B點(diǎn)，O端有一豎直墻面，一輕彈簧左端固定于豎直墻面，現(xiàn)用質(zhì)量為m1的滑塊壓縮彈簧至D點(diǎn)，此后由靜止開釋，滑塊走開彈簧后經(jīng)B點(diǎn)滑上斜面，上漲到最大高度，并靜止在斜面上，不計(jì)滑塊在B點(diǎn)的機(jī)械能損失。若換用同樣資料、同樣粗拙程度的質(zhì)量為m2(m2>m1)的滑塊壓縮彈簧至同一點(diǎn)D后，重復(fù)上述過程，以下說法正確的選項(xiàng)是圖2－2－21A．兩滑塊抵達(dá)B點(diǎn)的速度同樣B．兩滑塊沿斜面上漲的最大高度同樣C．兩滑塊上漲到最高點(diǎn)的過程中戰(zhàn)勝重力做的功同樣D．兩滑塊上漲到最高點(diǎn)的過程中機(jī)械能損失同樣分析壓縮彈簧至同一點(diǎn)D后，兩種狀況下彈簧的彈性勢能同樣，由靜止開釋后，由機(jī)械能守恒定律可知兩滑塊在B點(diǎn)的動能同樣。因?yàn)閙2>m1，則m2獲取的速度小于m1，兩滑塊抵達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度不同樣，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由牛頓第二定律可知，兩滑塊沿斜面上漲過程中的加快度同樣，由x＝eq\f(v2,2a)可知，兩滑塊沿斜面上漲的最大高度不同樣，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；滑塊上漲到最高點(diǎn)的過程中，戰(zhàn)勝重力做功WG＝mgh＝mgxsinθ＝mgeq\f(v2,2a)sinθ＝eq\f(1,2)mv2×eq\f(g,a)sinθ，因?yàn)閮蓚€(gè)滑塊的初動能eq\f(1,2)mv2同樣，所以兩滑塊上漲到最高點(diǎn)的過程中戰(zhàn)勝重力做的功同樣，選項(xiàng)C正確；兩滑塊上漲到最高點(diǎn)的過程中，由動能定理，－WG－Wf＝0－eq\f(1,2)mv2，動能變化同樣，戰(zhàn)勝重力做功WG同樣，可知戰(zhàn)勝摩擦力做功同樣，由功能關(guān)系可知，機(jī)械能損失同樣，選項(xiàng)D正確。答案CD10．(多項(xiàng)選擇)(2018·張家口二模)如圖2－2－22甲所示，輕彈簧豎直固定在水平面上處于自由狀態(tài)，一質(zhì)量為m＝0.2kg的小球，從彈簧上端某高度處自由著落，從它接觸彈簧到彈簧壓縮至最短的過程中(彈簧在彈性限度內(nèi))，其速度v和彈簧壓縮量Δx之間的函數(shù)圖象如圖乙所示，此中A為曲線的最高點(diǎn)，小球和彈簧接觸剎機(jī)會械能損失不計(jì)，取g＝10m/s2，則圖2－2－22A．當(dāng)Δx＝0.1m時(shí)，小球處于失重狀態(tài)B．小球在最低點(diǎn)時(shí)的加快度大于10m/s2。C．從接觸彈簧到壓縮至最短的過程中，小球的機(jī)械能守恒D．小球趕快度最大到壓縮至最短，彈簧彈性勢能增添量為3.621J分析Δx＝0.1時(shí)，小球的速度最大，協(xié)力為零，加快度為零，故A錯(cuò)。小球抵達(dá)Δx2＝0.2m地點(diǎn)時(shí)kΔx2－mg＝ma，a＝10m/s2。今后連續(xù)向下運(yùn)動，到最低點(diǎn)時(shí)加快度大于10m/s2，B選項(xiàng)正確。從接觸彈簧到壓縮至最短的過程，小球和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，C錯(cuò)誤。依據(jù)能量守恒，小球趕快度最大到最低點(diǎn)，彈性勢能的增添量ΔEp＝eq\f(1,2)mv2＋mgh＝3.621J，D正確。答案BD二、計(jì)算題(此題共2小題，共24分)11．(12分)(2016·全國卷Ⅱ)輕質(zhì)彈簧原長為2l，將彈簧豎直擱置在地面上，在其頂端將一質(zhì)量為5m的物體由靜止開釋，當(dāng)彈簧被壓縮到最短時(shí)，彈簧長度為l?，F(xiàn)將該彈簧水平擱置，一端固定在A點(diǎn)，另一端與物塊P接觸但不連結(jié)。AB是長度為5l的水平軌道，B端與半徑為l的圓滑半圓軌道BCD相切，半圓的直徑BD豎直，如圖2－2－23所示。物塊P與AB間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5。用外力推進(jìn)物塊P，將彈簧壓縮至長度l，此后松開，P開始沿軌道運(yùn)動，重力加快度大小為g。圖2－2－23(1)若P的質(zhì)量為m，求P抵達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小，以及它走開圓軌道后落回到AB上的地點(diǎn)與B點(diǎn)間的距離；(2)若P能滑上圓軌道，且還能夠沿圓軌道滑下，求P的質(zhì)量的取值范圍。分析(1)依題意，當(dāng)彈簧豎直擱置，長度被壓縮至l時(shí)，質(zhì)量為5m的物體的動能為零，其重力勢能轉(zhuǎn)變?yōu)閺椈傻膹椥詣菽?。由機(jī)械能守恒定律，彈簧長度為l時(shí)的彈性勢能為Ep＝5mgl①設(shè)P的質(zhì)量為M，抵達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為vB，由能量守恒定律得Ep＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,B)＋μMg·4l②聯(lián)立①②式，取M＝m并代入題給數(shù)據(jù)得vB＝eq\r(6gl)③若P能沿圓軌道運(yùn)動到D點(diǎn)，其抵達(dá)D點(diǎn)時(shí)的向心力不可以夠小于重力，即P此時(shí)的速度大小v應(yīng)知足eq\f(mv2,l)－mg≥0④設(shè)P滑到D點(diǎn)時(shí)的速度為vD，由機(jī)械能守恒定律得eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,D)＋mg·2l⑤聯(lián)立③⑤式得vD＝eq\r(2gl)⑥vD知足④式要求，故P能運(yùn)動到D點(diǎn)，并從D點(diǎn)以速度vD水平射出。設(shè)P落回到軌道AB所需的時(shí)間為t，由運(yùn)動學(xué)公式得2l＝eq\f(1,2)gt2⑦P落回到AB上的地點(diǎn)與B點(diǎn)之間的距離為s＝vDt⑧聯(lián)立⑥⑦⑧式得s＝2eq\r(2)l⑨(2)為使P能滑上圓軌道，它抵達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度不可以夠小于零。由①②式可知5mgl＞μMg·4l要使P還能夠沿圓軌道滑回，P在圓軌道的上漲高度不可以夠超出半圓軌道的中點(diǎn)C。由機(jī)械能守恒定律有⑩eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,B)≤Mgl?