2023版新教材高考物理微專(zhuān)題小練習(xí)專(zhuān)題35功能關(guān)系能量守恒定律

歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！專(zhuān)題35功能關(guān)系能量守恒定律1.[2022·重慶市一中月考]室內(nèi)風(fēng)洞體驗(yàn)是模擬真實(shí)跳傘的一種新型安全的極限運(yùn)動(dòng)，這項(xiàng)“給你一個(gè)上天機(jī)會(huì)，圓你飛行夢(mèng)”的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目深受同學(xué)們的喜愛(ài)．如圖所示體驗(yàn)者在風(fēng)力作用下漂浮在半空．若減小風(fēng)力，體驗(yàn)者在加速下落過(guò)程中()A．動(dòng)能增加量大于重力勢(shì)能減少量B．動(dòng)能增加量等于重力勢(shì)能減少量C．重力勢(shì)能減少量小于機(jī)械能減少量D．重力勢(shì)能減少量大于機(jī)械能減少量2．[2022·安徽省江淮十校聯(lián)考]一個(gè)傾角θ＝37°的斜面固定于水平地面，斜邊長(zhǎng)5m，一物塊從斜面頂端由靜止開(kāi)始沿斜面下滑，其重力勢(shì)能和動(dòng)能隨下滑距離s的變化如圖中兩直線所示，設(shè)斜面底端所在的水平面為零勢(shì)能面，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度取10m/s2，則()A．物塊的質(zhì)量m＝2kgB．物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4C．物塊下滑到斜面底端時(shí)速度大小為eq\r(5)m/sD．當(dāng)物塊下滑3.0m時(shí)機(jī)械能損失了12J3.[2022·河南省六市聯(lián)考]如圖所示，某段滑雪雪道傾角為30°，總質(zhì)量為m(包括雪具在內(nèi))的滑雪運(yùn)動(dòng)員從距底端高為h處的雪道上由靜止開(kāi)始勻加速下滑，其加速度大小為eq\f(1,4)g.在他從雪道上向下滑到底端的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．運(yùn)動(dòng)員減少的重力勢(shì)能為eq\f(1,4)mghB．系統(tǒng)減少的機(jī)械能為eq\f(1,4)mghC.運(yùn)動(dòng)員克服摩擦力做功為eq\f(1,2)mghD．運(yùn)動(dòng)員獲得的動(dòng)能為mgh4．[2022·河南省調(diào)研考試三]小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的稱(chēng)量物體質(zhì)量的新方法．質(zhì)量為m0的凹槽放置在粗糙程度相同的水平地面上，左邊有一連接固定墻面的輕質(zhì)彈簧，彈簧不與凹槽連接，現(xiàn)用力將凹槽向左推到O點(diǎn)，凹槽靜止時(shí)距左邊墻面的距離為L(zhǎng)1，撤去外力后凹槽能運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，且A點(diǎn)到墻面的距離為L(zhǎng)2.現(xiàn)在凹槽里面放置一質(zhì)量未知的物體，物體與凹槽之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，再次讓凹槽從O點(diǎn)彈出，凹槽能運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，且B點(diǎn)距墻面的距離為L(zhǎng)3，則放在凹槽中的物體的質(zhì)量為()A．eq\f(L2,L3)m0B．eq\f(L2－L3,L3－L1)m0C．eq\f(L2－L1,L3－L1)m0D．eq\f(L3－L1,L2－L1)m05．[2022·廣東肇慶市檢測(cè)](多選)如圖甲所示為某景區(qū)內(nèi)的高空滑索運(yùn)動(dòng)，游客可利用輕繩通過(guò)輕質(zhì)滑環(huán)懸吊下滑．假設(shè)某段加速下滑過(guò)程中鋼索與水平方向的夾角為θ，示意圖如圖乙所示，以游客、滑環(huán)、輕繩為整體，不計(jì)空氣阻力，在這一階段下滑過(guò)程中()A．整體的機(jī)械能守恒B．整體損失的機(jī)械能與系統(tǒng)摩擦產(chǎn)生的熱量相等C.整體增加的動(dòng)能與整體所受合外力做的功相等D.整體增加的動(dòng)能與整體減少的重力勢(shì)能相等6.[2022·廣西“韜智杯”大聯(lián)考](多選)如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與質(zhì)量為m的圓環(huán)相連，圓環(huán)套在傾斜的粗糙固定桿上，桿與水平面之間的夾角為α，圓環(huán)在A處時(shí)彈簧豎直且處于原長(zhǎng)．將圓環(huán)從A處?kù)o止釋放，到達(dá)C處時(shí)速度為零．若圓環(huán)在C處獲得沿桿向上的速度v，恰好能回到A．已知AC＝L，B是AC的中點(diǎn)，彈簧始終在彈性限度之內(nèi)，重力加速度為g，則()A.下滑過(guò)程中，環(huán)受到的合力不斷減小B．下滑過(guò)程中，環(huán)與桿摩擦產(chǎn)生的熱量為eq\f(1,4)mv2C．從C到A過(guò)程，彈簧對(duì)環(huán)做功為mgLsinα－eq\f(1,4)mv2D.從C到A過(guò)程，彈簧對(duì)環(huán)做功為eq\f(1,4)mv2－mgsinα7.[2022·河南省部分名校質(zhì)量檢測(cè)]如圖所示，輕質(zhì)細(xì)線跨過(guò)輕質(zhì)定滑輪，兩端分別懸掛質(zhì)量m1＝4kg、m2＝0.5kg的甲、乙兩球，兩球由靜止釋放時(shí)高度差h＝6m，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間Δt，甲、乙正好處于同一高度，甲、乙均可視為質(zhì)點(diǎn)，所受的空氣阻力大小相同均恒為4N，滑輪與軸、細(xì)線之間摩擦忽略不計(jì)，重力加速度g取10m/s2，求：(1)Δt的值；(2)該過(guò)程中系統(tǒng)機(jī)械能的變化量．8．[2022·浙江卷1月]如圖所示，處于豎直平面內(nèi)的一探究裝置，由傾角α＝37°的光滑直軌道AB、圓心為O1的半圓形光滑軌道BCD、圓心為O2的半圓形光滑細(xì)圓管軌道DEF、傾角也為37°的粗糙直軌道FG組成，B、D和F為軌道間的相切點(diǎn)，彈性板垂直軌道固定在G點(diǎn)(與B點(diǎn)等高)，B、O1、D、O2和F點(diǎn)處于同一直線上．已知可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊質(zhì)量m＝0.1kg，軌道BCD和DEF的半徑R＝0.15m，軌道AB長(zhǎng)度lAB＝3m，滑塊與軌道FG間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(7,8)，滑塊與彈性板作用后，以等大速度彈回，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.滑塊開(kāi)始時(shí)均從軌道AB上某點(diǎn)靜止釋放．(1)若釋放點(diǎn)距B點(diǎn)的長(zhǎng)度l＝0.7m，求滑塊到最低點(diǎn)C時(shí)軌道對(duì)其支持力FN的大??；(2)設(shè)釋放點(diǎn)距B點(diǎn)的長(zhǎng)度為lx，求滑塊第1次經(jīng)F點(diǎn)時(shí)的速度v與lx之間的關(guān)系式；(3)若滑塊最終靜止在軌道FG的中點(diǎn)，求釋放點(diǎn)距B點(diǎn)長(zhǎng)度lx的值．9．[2022·福建省部分名校聯(lián)合測(cè)評(píng)]如圖所示，半徑為R的光滑四分之一圓弧軌道AB與水平軌道BC在B點(diǎn)平滑連接，水平軌道上C點(diǎn)有一豎直固定擋板，擋板上連接一輕彈簧，質(zhì)量為m的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)正上方高為R處由靜止釋放，剛好能從A點(diǎn)進(jìn)入圓弧軌道，物塊經(jīng)圓弧軌道進(jìn)入水平軌道，壓縮彈簧后被反彈，物塊沿軌道運(yùn)動(dòng)并從A點(diǎn)拋出，從A點(diǎn)拋出后上升的最大高度為eq\f(1,2)R.已知重力加速度為g，求：(1)物塊第二次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力大?。?2)彈簧第一次被壓縮后具有的最大彈性勢(shì)能；(3)若物塊最終停在BC上某處(與彈簧不接觸)，且物塊在BC面上運(yùn)動(dòng)的總路程為4R，求物塊與水平面BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)．專(zhuān)題35功能關(guān)系能量守恒定律1．D體驗(yàn)者受重力和向上的風(fēng)力，減小風(fēng)力，體驗(yàn)者加速下落過(guò)程中，由動(dòng)能定理得WG－WF＝ΔEk>0，可得WG>WF，A、B均錯(cuò)誤；機(jī)械能的減少量ΔE＝WF，所以WG>ΔE，C錯(cuò)誤，D正確．2．D物塊重力勢(shì)能的減少量ΔEp＝mgssin37°＝30J，解得m＝1kg，A錯(cuò)誤；物塊下滑到斜面底端時(shí)的動(dòng)能為10J，則速度大小v＝eq\r(\f(2Ek,m))＝2eq\r(5)m/s，C錯(cuò)誤；下滑過(guò)程中應(yīng)用動(dòng)能定理得WG－μmgscos37°＝Ek，由圖像知WG＝30J，Ek＝10J，解得動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，B錯(cuò)誤；物塊下滑3.0m時(shí)機(jī)械能損失量等于克服摩擦力做的功ΔE＝μmgs′cos37°＝12J，D正確．3．C運(yùn)動(dòng)員減少的重力勢(shì)能為mgh，A錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律可知mgsin30°－f＝ma，解得運(yùn)動(dòng)員受到的摩擦力f＝eq\f(1,4)mg，運(yùn)動(dòng)員克服摩擦力做功Wf＝f·eq\f(h,sin30°)＝eq\f(1,2)mgh，系統(tǒng)減少的機(jī)械能為eq\f(1,2)mgh，C正確，B錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員獲得的動(dòng)能為eq\f(1,2)mgh，D錯(cuò)誤．4．B未放置物體時(shí)，從O點(diǎn)到A點(diǎn)，由能量守恒得Ep＝μm0g(L2－L1)；放置物體后，從O點(diǎn)到B點(diǎn)，由能量守恒得Ep＝μ(m0＋m)g(L3－L1)，聯(lián)立兩式解得m＝eq\f(L2－L3,L3－L1)m0，B正確．5．BC整體與鋼索間摩擦生熱，機(jī)械能不守恒，A錯(cuò)誤；由能量守恒可知，整體損失的機(jī)械能與系統(tǒng)摩擦產(chǎn)生的熱量相等，B正確；由動(dòng)能定理可知，整體增加的動(dòng)能與整體所受合外力做的功相等，C正確；整體增加的動(dòng)能等于整體減少的重力勢(shì)能與系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能之差，D錯(cuò)誤．6．BC下滑過(guò)程中物體速度先增大后減小，環(huán)受到的合力先減小后反向增大，A錯(cuò)誤；下滑過(guò)程中，由能量守恒得mghAC＝E彈＋Q，上滑過(guò)程中由能量守恒得mghAC＋Q＝E彈＋eq\f(1,2)mv2，聯(lián)立解得Q＝eq\f(1,4)mv2，E彈＝mgLsinα－eq\f(1,4)mv2，從C到A過(guò)程中彈簧彈力做功等于E彈＝mgLsinα－eq\f(1,4)mv2，B、C正確，D錯(cuò)誤．7．(1)1s(2)減少24J解析：(1)設(shè)甲、乙組成的整體加速度為a，由牛頓第二定律可得m1g－m2g－2f＝(m1＋m2)a由題意分析可得整體在Δt內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移x＝eq\f(h,2)由勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得x＝eq\f(1,2)a(Δt)2綜合解得Δt＝1s(2)由功能關(guān)系可知，機(jī)械能的變化量等于空氣阻力做功的大小，則有ΔEp＝－2f·eq\f(h,2)＝－24J即系統(tǒng)機(jī)械能減少24J．8．(1)7N(2)v＝eq\r(12lx－0.96)(m/s)(0.85m≤lx≤3m)(3)eq\f(13,15)m或eq\f(9,5)m或eq\f(41,15)m解析：(1)滑塊從A到C的過(guò)程只有重力做功，機(jī)械能守恒，則mglsin37°＋mgR(1－cos37°)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(C))C點(diǎn)時(shí)FN＝mg＋meq\f(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(C)),R)＝7N(2)要使得滑塊到達(dá)F點(diǎn)，則必過(guò)圓弧軌道DEF的最高點(diǎn)，即有mglxsin37°－mg(3Rcos37°＋R)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(0))≥0即lx≥0.85m滑塊運(yùn)動(dòng)到F的過(guò)程中，由機(jī)械能守恒定律有mglxsin37°－4mgRcos37°＝eq\f(1,2)mv2解得v＝eq\r(12lx－9.6)(m/s)(0.85m≤lx≤3m)(3)設(shè)摩擦力做的功為滑塊第一次到達(dá)FG中點(diǎn)時(shí)的n倍由動(dòng)能定理得mglxsin37°－mgeq\f(lFG,2)sin37°－nμmgeq\f(lFG,2)cos37°＝0lx＝eq\f(7n＋6,15)m將0.85m≤lx≤3m代入上式可得eq\f(27,28)≤n≤eq\f(39,7)，由運(yùn)動(dòng)過(guò)程可知，n只能取1、3、5當(dāng)n＝1時(shí)lx＝eq\f(13,15)m當(dāng)n＝3時(shí)lx＝eq\f(9,5)m/r/