新高考物理一輪練習(xí)專題42幾個(gè)重要的功能關(guān)系能量守恒

專題42幾個(gè)重要的功能關(guān)系能量守恒1．(多選)如圖所示，建筑工人通過滑輪裝置將一質(zhì)量是100kg的料車沿30°角的斜面由底端勻速地拉到頂端，斜面長L是4m，若不計(jì)滑輪的質(zhì)量和各處的摩擦力，g取10N/kg，則對(duì)這一過程下列說法哪些正確()A．人拉繩子的力做功為1000JB．人拉繩子的力做功為2000JC．料車的重力做功為2000JD．料車受到的合力對(duì)料車做的總功為02．一個(gè)人站立在商場的自動(dòng)扶梯的水平踏板上，隨扶梯向上加速，如圖所示，則()A．人對(duì)踏板的壓力大小等于人所受到的重力大小B．人只受重力和踏板的支持力的作用C．踏板對(duì)人的支持力做的功等于人的機(jī)械能增加量D．人所受合力做的功等于人的動(dòng)能的增加量3．[2021·全國超級(jí)全能聯(lián)考]一質(zhì)量為m的小球，從高度為H的平臺(tái)上以速度v0水平拋出，落在軟基路面上出現(xiàn)一個(gè)深度為h的坑，如圖所示．不計(jì)空氣阻力，對(duì)從拋出到落至坑底的過程，以下說法正確的是()A．外力對(duì)小球做的總功為mg(H＋h)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))B．小球機(jī)械能的減少量為mg(H＋h)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))C．路基對(duì)小球做的功為－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))D．路基對(duì)小球平均阻力的大小為eq\f(mg（H＋h）,h)4．2018年6月17日全國跳水冠軍賽暨亞運(yùn)會(huì)選拔賽在廣東汕頭進(jìn)行，在女子10米臺(tái)決賽中，14歲北京小將張家齊以399.80分收獲本次賽事第二枚金牌．如圖所示，質(zhì)量為m的張家齊進(jìn)入水中后受到水的阻力而做減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)水對(duì)她的阻力大小恒為F，那么在她減速下降高度為h的過程中，下列說法正確的是(g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?()A．她的動(dòng)能減少了FhB．她的重力勢(shì)能增加了mghC．她的機(jī)械能減少了(F－mg)hD．她的機(jī)械能減少了Fh5．[2021·貴陽普通高中摸底考試]如圖所示，半徑為R、粗糙程度處處相同的圓弧軌道豎直固定放置，半徑OA水平、OB豎直，將一個(gè)質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))自A點(diǎn)上方高為3R處由靜止釋放后，恰好從A點(diǎn)進(jìn)入軌道，小球通過最高點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為mg，不計(jì)空氣阻力，重力加速度的大小為g，則小球從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中()A．重力做功mgRB．合力做功mgRC．摩擦力做功mgRD．機(jī)械能減少mgR6.[2021·衡中九調(diào)](多選)如圖所示，一輕彈簧上、下兩端各連接質(zhì)量均為m的兩物塊A、B，開始時(shí)，系統(tǒng)靜止在水平面上，現(xiàn)用一豎直向上的恒力F拉物塊A，使其向上運(yùn)動(dòng)，直到物塊B剛好要離開地面，重力加速度為g，則()A．A的加速度不變B．此過程恒力F做的功一定等于物塊A增加的動(dòng)能C．此過程恒力F做的功等于物塊A增加的機(jī)械能D．此過程恒力F做的功等于系統(tǒng)機(jī)械能的增量7．起跳摸高是學(xué)生經(jīng)常進(jìn)行的一項(xiàng)體育活動(dòng)．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(shí)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mgh＋eq\f(1,2)mv2C．地面的支持力對(duì)該同學(xué)做功為mgh＋eq\f(1,2)mv2D．該同學(xué)所受的合外力對(duì)其做功為eq\f(1,2)mv2＋mgh8．(多選)從地面豎直向上拋出一物體，其機(jī)械能E總等于動(dòng)能Ek與重力勢(shì)能Ep之和．取地面為重力勢(shì)能零點(diǎn)，該物體的E總和Ep隨它離開地面的高度h的變化如圖所示．重力加速度取10m/s2.由圖中數(shù)據(jù)可得()A.物體的質(zhì)量為2kgB．h＝0時(shí)，物體的速率為20m/sC．h＝2m時(shí)，物體的動(dòng)能Ek＝40JD．從地面至h＝4m，物體的動(dòng)能減少100J9．(多選)如圖所示為某探究活動(dòng)小組設(shè)計(jì)的節(jié)能運(yùn)輸系統(tǒng)．斜面軌道傾角為30°，質(zhì)量為M的木箱與軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)為eq\f(\r(3),6).木箱在軌道頂端時(shí)，自動(dòng)裝貨裝置將質(zhì)量為m的貨物裝入木箱，然后木箱載著貨物沿軌道無初速度滑下，當(dāng)輕彈簧被壓縮至最短時(shí)，自動(dòng)卸貨裝置立刻將貨物卸下，然后木箱恰好被彈回到軌道頂端，再重復(fù)上述過程．下列選項(xiàng)正確的是()A．m＝MB．m＝2MC．木箱不與彈簧接觸時(shí)，上滑的加速度大于下滑的加速度D．在木箱與貨物從頂端滑到最低點(diǎn)的過程中，減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能10．(多選)在傾角為30°的斜面上，某人用平行于斜面的力把原來靜止于斜面上的質(zhì)量為2kg的物體沿斜面向下推了2m的距離，并使物體獲得1m/s的速度，已知物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為eq\f(\r(3),3)，g取10m/s2，則在這個(gè)過程中()A．人對(duì)物體做功21JB．合外力對(duì)物體做功1JC．物體克服摩擦力做功20JD．物體重力勢(shì)能減少40J11．(多選)如圖所示，光滑水平面AB與豎直面上的半圓形固定軌道在B點(diǎn)銜接．軌道半徑為R，BC為直徑，一可看成質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量為m的物塊在A點(diǎn)處壓縮一輕質(zhì)彈簧(物塊與彈簧不拴接)，釋放物塊，物塊被彈簧彈出后，經(jīng)過半圓形軌道B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力變?yōu)槠渲亓Φ?倍，之后向上運(yùn)動(dòng)恰能通過半圓軌道的最高點(diǎn)C，重力加速度大小為g，不計(jì)空氣阻力，AB光滑，則()A.物塊經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大小為eq\r(5gR)B．剛開始時(shí)被壓縮彈簧的彈性勢(shì)能為3mgRC．物塊從B點(diǎn)到C點(diǎn)克服阻力所做的功為eq\f(1,2)mgRD．若剛開始時(shí)被壓縮彈簧的彈性勢(shì)能變?yōu)樵瓉淼?倍，物塊到達(dá)C點(diǎn)的動(dòng)能為eq\f(7,2)mgR12．(多選)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(shì)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(shì)能的減小13．(多選)如圖所示，表面粗糙的固定斜面頂端安裝一個(gè)定滑輪，小物塊A、B用輕繩連接并跨過定滑輪(不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦).初始時(shí)刻，手扶物塊B使A、B處于靜止?fàn)顟B(tài)．松手后A下落，B沿斜面上滑，則從松手到物塊A著地前的瞬間()A．物塊A減少的機(jī)械能等于物塊B增加的機(jī)械能B．輕繩對(duì)物塊B做的功等于物塊B的機(jī)械能增量C．輕繩對(duì)物塊A做的功等于物塊A的機(jī)械能變化量D．摩擦力對(duì)物塊B做的功等于系統(tǒng)機(jī)械能的變化量14．從地面豎直向上拋出一物體，物體在運(yùn)動(dòng)過程中除受到重力外，還受到一大小不變、方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相反的外力作用．距地面高度h在3m以內(nèi)時(shí)，物體上升、下落過程中動(dòng)能Ek隨h的變化如圖所示．重力加速度取10m/s2.該物體的質(zhì)量為()A.2kgB．1.5kgC．1kgD．0.5kg15.[2020·全國卷Ⅰ](多選)一物塊在高3.0m、長5.0m的斜面頂端從靜止開始沿斜面下滑，其重力勢(shì)能和動(dòng)能隨下滑距離s的變化如圖中直線Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10m/s2.則()A．物塊下滑過程中機(jī)械能不守恒B．物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5C．物塊下滑時(shí)加速度的大小為6.0m/s2D．當(dāng)物塊下滑2.0m時(shí)機(jī)械能損失了12J16．[情境創(chuàng)新](多選)如圖所示，質(zhì)量M＝1kg的重物B和質(zhì)量m＝0.3kg的小圓環(huán)A用細(xì)繩跨過一光滑滑輪軸連接，與A相連的繩與輪連接，與B相連的繩與軸連接，不計(jì)滑輪軸的質(zhì)量，輪與軸有相同的角速度且輪和軸的直徑之比為2∶1.重物B放置在傾角為30°且固定在水平面的斜面上，輕繩平行于斜面，B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(\r(3),3)，圓環(huán)A套在豎直固定的光滑直桿上，滑輪軸中心與直桿的距離為L＝4m．現(xiàn)將圓環(huán)A從與滑輪軸上表面等高處a靜止釋放，當(dāng)下降H＝3m到達(dá)b位置時(shí)，圓環(huán)的速度達(dá)到最大值，已知直桿和斜面足夠長，不計(jì)空氣阻力，取g＝10m/s2.下列判斷正確的是()A．圓環(huán)A速度最大時(shí)，環(huán)A與重物B的速度之比為5∶3B．圓環(huán)A到達(dá)b位置時(shí)，A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少了2.5JC．圓環(huán)A能下降的最大距離為Hm＝7.5mD．圓環(huán)A下降的過程中，作用在重物B上的拉力始終大于10N專題42幾個(gè)重要的功能關(guān)系能量守恒1．BD工人拉繩子的力：F＝eq\f(1,2)mgsin30°＝250N，工人將料車?yán)叫泵骓敹藭r(shí)，力F作用點(diǎn)的位移：t＝2L＝8m，人拉繩子的力做的功W＝Ft＝2000J，故A錯(cuò)誤，B正確；重力做功：W2＝－mgh＝－mgLsin30°＝－2000J，故C錯(cuò)誤；由于料車在斜面上勻速運(yùn)動(dòng)，則料車所受的合力為0，故W合＝0，D正確．2．D人的加速度斜向上，將加速度分解到水平和豎直方向得ax＝acosθ，方向水平向右；ay＝asinθ，方向豎直向上，水平方向上人受靜摩擦力作用，有f＝max＝macosθ，方向水平向右，豎直方向上人受重力和支持力，F(xiàn)N－mg＝masinθ，所以FN>mg，故AB錯(cuò)誤；除重力以外的力對(duì)物體做的功，等于物體機(jī)械能的變化量，踏板對(duì)人的力除了支持力還有摩擦力，運(yùn)動(dòng)過程中摩擦力也做功，所以踏板對(duì)人的支持力做的功不等于人的機(jī)械能的增加量，故C錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理可知，人所受合力做的功等于人的動(dòng)能的增加量，故D正確．3．B對(duì)小球從拋出到落至坑底的過程中，外力做的總功等于小球的動(dòng)能變化量，即W總＝－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))，AC項(xiàng)錯(cuò)誤；以最低點(diǎn)為零勢(shì)能面，開始時(shí)，小球機(jī)械能為mg(H＋h)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))，落至坑底后機(jī)械能為零，B項(xiàng)正確；由動(dòng)能定理mg(H＋h)－fh＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))得，f＝eq\f(mg（H＋h）＋\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)),h)，D項(xiàng)錯(cuò)誤．4．D運(yùn)動(dòng)員下降高度h的過程中，重力勢(shì)能減少了mgh，B錯(cuò)誤；除重力做功以外，只有水對(duì)她的阻力F做負(fù)功為Fh，因此機(jī)械能減少了Fh，C錯(cuò)誤，D正確；由動(dòng)能定理可知(－F＋mg)h＝ΔEk，所以動(dòng)能減少了(F－mg)h，故A錯(cuò)誤．5．D6.CD7.B8.AD9.BC10.BC11.BC12.BD13.CD14．C本題考查動(dòng)能定理，體現(xiàn)了模型建構(gòu)素養(yǎng)．設(shè)外力大小為f，在距地面高度3m內(nèi)的上升過程中，由動(dòng)能定理知－(mg＋f)h＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))，由圖像可知，eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))＝72J，eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))＝36J，得mg＋f＝12N.同理結(jié)合物體在下落過程中的Ek－h(huán)圖像有mg－f＝8N，聯(lián)立解得mg＝10N，則m＝1kg，選項(xiàng)C正確．15．AB由題圖可得Fp0＝mgh＝30J，其中h＝3m，則m＝1kg，動(dòng)能和重力勢(shì)能之和減小，機(jī)械能不守恒，故A正確；由題圖可知，物塊到達(dá)底端時(shí)動(dòng)能為10J，由Ek＝eq\f(1,2)mv2，可得v＝2eq\r(5)m/s，由v2－veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))＝2as得，a＝eq\f(v2－veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)),2s)＝2m/s2，故C錯(cuò)誤；設(shè)斜面傾角為θ，有sinθ＝0.6，cosθ＝0.8，由牛頓第二定律有mgsinθ－μmgcosθ＝ma，解得μ＝0.5，故B正確；下滑2.0m時(shí)，動(dòng)能、重力勢(shì)能之和為22J，故機(jī)械能損失8J，故D錯(cuò)誤．故選A、B.16．BC由輪與軸有相同的角速度且輪和軸的直徑之比為2∶1可知，輪與軸的線速度大小之比為2∶1，由圖像可知，小圓環(huán)A速度最大時(shí)，與之相連的繩拉長了1m，那么重物B移動(dòng)了0.5m，由能量守恒可知，損失的機(jī)械能等于摩擦力所做的功，即ΔE＝Wf＝μMgcos30°×0.5m＝2.5J，故B正確；當(dāng)圓環(huán)A到達(dá)b位置時(shí)，設(shè)圓環(huán)A的速度為v，與A相連的繩與豎直桿的夾角為θ，那么此時(shí)輪上的線速度v輪＝vcosθ，軸上的線速度v軸＝eq\f(v輪,2)＝eq\f(1,2)vcosθ＝vB，可得A與重物B的速度之比為v∶vB＝10∶3，故A錯(cuò)誤；假設(shè)圓環(huán)A能下降的最大距離為Hm，則重物B能上升的距離為h＝eq