江蘇專用2022版高考物理一輪復(fù)習(xí)課后練習(xí)17功能關(guān)系能量守恒定律含解析_第1頁
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江蘇專用2022版高考物理一輪復(fù)習(xí)課后練習(xí)17功能關(guān)系能量守恒定律含解析江蘇專用2022版高考物理一輪復(fù)習(xí)課后練習(xí)17功能關(guān)系能量守恒定律含解析PAGE13-江蘇專用2022版高考物理一輪復(fù)習(xí)課后練習(xí)17功能關(guān)系能量守恒定律含解析功能關(guān)系能量守恒定律建議用時(shí):45分鐘1.物體在豎直方向上分別做了勻速上升、加速上升和減速上升三種運(yùn)動。在這三種情況下物體機(jī)械能的變化情況是()A.勻速上升機(jī)械能不變,加速上升機(jī)械能增加,減速上升機(jī)械能減小B.勻速上升和加速上升機(jī)械能增加,減速上升機(jī)械能減小C.勻速上升和加速上升機(jī)械能增加,減速上升機(jī)械能可能增加,可能減少,也可能不變D.三種情況中,物體的機(jī)械能均增加C[無論物體向上加速運(yùn)動還是向上勻速運(yùn)動,除重力外,其他外力一定對物體做正功,物體機(jī)械能都增加;物體向上減速運(yùn)動時(shí),除重力外,物體受到的其他外力不確定,故無法確定其機(jī)械能的變化,C正確。]2.(2019·重慶一診)如圖所示,一物塊在粗糙斜面上由靜止釋放,運(yùn)動到水平面上后停止,則運(yùn)動過程中,物塊與地球組成系統(tǒng)的機(jī)械能()A.不變B.減小C.增大D.無法判斷B[物塊在粗糙斜面上由靜止釋放后,重力與摩擦力對物塊做功,其中摩擦力做功是將物塊機(jī)械能的一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以物塊與地球組成系統(tǒng)的機(jī)械能減少,故A、C、D錯誤,B正確。]3.滑塊靜止于光滑水平面上,與之相連的輕質(zhì)彈簧處于自然伸直狀態(tài)?,F(xiàn)用恒定的水平外力F作用于彈簧右端,在向右移動一段距離的過程中拉力F做了10J的功。在上述過程中()A.彈簧的彈性勢能增加了10JB.滑塊的動能增加了10JC.滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加了10JD.滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒C[拉力F做功的同時(shí),彈簧伸長,彈簧的彈性勢能增大,滑塊向右加速運(yùn)動,滑塊動能增加,由功能關(guān)系可知,拉力做功等于滑塊的動能與彈簧彈性勢能的增加量之和,C正確,A、B、D均錯誤。]4.(2020·江蘇南京·高三開學(xué)考試)傾角為θ且足夠長的光滑固定斜面上有一質(zhì)量為m的物體,初始位置如圖甲所示。在平行于斜面向上的力F的作用下,從初始位置由靜止開始沿斜面運(yùn)動,運(yùn)動過程中物體的機(jī)械能E隨位置x的變化關(guān)系如圖乙所示。其中0~x1過程的圖線是曲線,x1~x2過程的圖線是平行于x軸的直線,x2~x3過程的圖線是傾斜的直線,則下列說法正確的是()甲乙A.在0~x1的過程中,力F在減小B.在0~x1的過程中,物體的動能先增加后不變C.在x1~x2的過程中,物體的速度大小不變D.在x2~x3的過程中,物體一定做勻速運(yùn)動A[在0~x1過程中物體機(jī)械能在減小,知拉力在做負(fù)功,拉力方向沿斜面向上,所以物體的位移方向向下,即物體在沿斜面向下運(yùn)動.根據(jù)功能關(guān)系得ΔE=F·Δx得F=eq\f(ΔE,Δx)則知圖線的斜率表示拉力,在0~x1過程中圖線的斜率逐漸減小到零,知物體的拉力F逐漸減小到零,故A正確;在0~x1過程中,由于機(jī)械能減小,則拉力做負(fù)功,則物體從靜止開始向下加速運(yùn)動,物體的動能一直在增大,故B錯誤;由E。x圖線的斜率表示拉力,則在x1~x2過程中,拉力F=0,機(jī)械能守恒,向下運(yùn)動,重力勢能減小,動能增大,物體的速度在增大,故C錯誤;x2~x3過程,機(jī)械能繼續(xù)減小,拉力做負(fù)功,拉力方向沿斜面向上,E。x圖象的斜率恒定,故拉力F為恒力,由于不知道拉力F與重力分力mgsinθ的大小關(guān)系,故物體有可能做勻速直線運(yùn)動,勻減速直線運(yùn)動,勻加速直線運(yùn)動,故D錯誤。]5.(2019·全國卷Ⅱ改編)從地面豎直向上拋出一物體,其機(jī)械能E總等于動能Ek與重力勢能Ep之和。取地面為重力勢能零點(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),物體的動能Ek=40JD.從地面至h=4m,物體的動能減少80JA[根據(jù)題給圖象可知h=4m時(shí)物體的重力勢能mgh=80J,解得物體質(zhì)量m=2kg,拋出時(shí)物體的動能為Ek=100J,由動能公式Ek=eq\f(1,2)mv2,可知h=0時(shí)物體的速率為v=10m/s,選項(xiàng)A正確,B錯誤;由功能關(guān)系可知fh=|ΔE|=20J,解得物體上升過程中所受空氣阻力f=5N,從物體開始拋出至上升到h=2m的過程中,由動能定理有-mgh-fh=Ek-100J,解得Ek=50J,選項(xiàng)C錯誤;由題給圖象可知,物體上升到h=4m時(shí),機(jī)械能為80J,重力勢能為80J,動能為零,即物體從地面上升到h=4m,物體動能減少100J,選項(xiàng)D錯誤。]6.(2019·青島模擬)如圖所示,一根原長為L的輕彈簧,下端固定在水平地面上,一個(gè)質(zhì)量為m的小球,在彈簧的正上方從距地面高度為H處由靜止下落壓縮彈簧.若彈簧的最大壓縮量為x,小球下落過程受到的空氣阻力恒為Ff,則小球從開始下落至最低點(diǎn)的過程()A.小球動能的增量為0B.小球重力勢能的增量為mg(H+x-L)C.彈簧彈性勢能的增量為mg(H+x-L)D.系統(tǒng)機(jī)械能減少FfHA[小球下落的整個(gè)過程中,開始時(shí)速度為零,結(jié)束時(shí)速度也為零,所以小球動能的增量為0,選項(xiàng)A正確;小球下落的整個(gè)過程中,重力做功WG=mgh=mg(H+x-L),根據(jù)重力做功量度重力勢能的變化WG=-ΔEp得:小球重力勢能的增量為-mg(H+x-L),選項(xiàng)B錯誤;根據(jù)動能定理得WG+Wf+W彈=0-0=0,所以W彈=-(mg-Ff)(H+x-L),根據(jù)彈簧彈力做功量度彈性勢能的變化W彈=-ΔEp得:彈簧彈性勢能的增量為(mg-Ff)(H+x-L),選項(xiàng)C錯誤;系統(tǒng)機(jī)械能的減少量等于重力、彈力以外的力做的功,小球從開始下落至最低點(diǎn)的過程,克服阻力做的功為Ff(H+x-L),所以系統(tǒng)機(jī)械能減少為Ff(H+x-L),選項(xiàng)D錯誤。]7.(2020·南京市秦淮中學(xué)高三開學(xué)考試)如圖所示,質(zhì)量為M、長為L的木板置于光滑的水平面上,一質(zhì)量為m的滑塊放置在木板左端,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),木板在地面上移動的距離為x,滑塊速度為v1,木板速度為v2,下列結(jié)論中正確的是()A.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.其他條件不變的情況下,M越大,x越大C.其他條件不變的情況下,F(xiàn)越大,滑塊到達(dá)右端所用時(shí)間越長D.其他條件不變的情況下,F(xiàn)f越大,滑塊與木板間產(chǎn)生的熱量越多D[由功能關(guān)系可知,上述過程中,F做功的大小等于二者增加的動能與系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量之和,選項(xiàng)A錯誤;其他條件不變的情況下,M越大,木板的加速度越小,x越小,選項(xiàng)B錯誤;其他條件不變的情況下,F越大,滑塊的加速度越大,而木板的加速度不變,則滑塊到達(dá)右端所用時(shí)間越短,選項(xiàng)C錯誤;滑塊與木板間產(chǎn)生的熱量Q=Ff·l相對=Ff·L板,L板一定,F(xiàn)f越大產(chǎn)生的熱量越多,選項(xiàng)D正確。]8.如圖所示,質(zhì)量m=1kg的物體從高為h=0.2m的光滑軌道上P點(diǎn)由靜止開始下滑,滑到水平傳送帶上的A點(diǎn),物體和傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,傳送帶AB之間的距離為L=5m,傳送帶一直以v=4m/s的速度勻速運(yùn)動,則(g取10m/s2)()A.物體從A運(yùn)動到B的時(shí)間是1。5sB.物體從A運(yùn)動到B的過程中,摩擦力對物體做功為2JC.物體從A運(yùn)動到B的過程中,產(chǎn)生的熱量為6JD.物體從A運(yùn)動到B的過程中,帶動傳送帶轉(zhuǎn)動的電動機(jī)多做的功為10JA[設(shè)物體下滑到A點(diǎn)的速度為v0,對PA過程,由機(jī)械能守恒定律有eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)=mgh,代入數(shù)據(jù)得v0=eq\r(2gh)=2m/s〈v=4m/s,則物體滑上傳送帶后,在滑動摩擦力的作用下做勻加速運(yùn)動,加速度大小為a=eq\f(μmg,m)=μg=2m/s2;當(dāng)物體的速度與傳送帶的速度相等時(shí)用時(shí)t1=eq\f(v-v0,a)=eq\f(4-2,2)s=1s,勻加速運(yùn)動的位移x1=eq\f(v0+v,2)t1=eq\f(2+4,2)×1m=3m<L=5m,所以物體與傳送帶共速后向右做勻速運(yùn)動,勻速運(yùn)動的時(shí)間為t2=eq\f(L-x1,v)=eq\f(5-3,4)s=0.5s,故物體從A運(yùn)動到B的時(shí)間為t=t1+t2=1.5s,故選項(xiàng)A正確;物體運(yùn)動到B的速度是v=4m/s,根據(jù)動能定理得:摩擦力對物體做功W=eq\f(1,2)mv2-eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)=eq\f(1,2)×1×42J-eq\f(1,2)×1×22J=6J,選項(xiàng)B錯誤;在t1時(shí)間內(nèi),傳送帶做勻速運(yùn)動的位移為x帶=vt1=4m,故產(chǎn)生熱量Q=μmgΔx=μmg(x帶-x1),代入數(shù)據(jù)得Q=2J,選項(xiàng)C錯誤;電動機(jī)多做的功一部分轉(zhuǎn)化成了物體的動能,另一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,則電動機(jī)多做的功W=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)mv2-\f(1,2)mv\o\al(2,0)))+Q=eq\f(1,2)×1×(42-22)J+2J=8J,選項(xiàng)D錯誤.]9.(2019·新余質(zhì)檢)如圖所示,豎直光滑桿固定不動,套在桿上的輕質(zhì)彈簧下端固定,將套在桿上的滑塊向下壓縮彈簧至離地高度h=0.1m處,滑塊與彈簧不拴接?,F(xiàn)由靜止釋放滑塊,通過傳感器測量到滑塊的速度和離地高度h并作出滑塊的Ek。h圖象,其中高度從0.2m上升到0。35m范圍內(nèi)圖象為直線,其余部分為曲線,以地面為零重力勢能面,g取10m/s2,由圖象可知()A.小滑塊的質(zhì)量為0。1kgB.輕彈簧原長為0。35mC.彈簧最大彈性勢能為0。5JD.小滑塊的重力勢能與彈簧的彈性勢能總和最小為0.4JC[在從0。2m上升到0。35m范圍內(nèi),ΔEk=ΔEp=mgΔh,圖線的斜率絕對值k=eq\f(ΔEk,Δh)=eq\f(0。3,0.35-0。2)N=2N=mg,所以m=0.2kg,故A錯誤;在Ek。h圖象中,圖線的斜率表示滑塊所受的合外力,由于高度從0.2m上升到0.35m范圍內(nèi)圖象為直線,其余部分為曲線,說明滑塊從0.2m上升到0。35m范圍內(nèi)所受作用力為恒力,從h=0.2m開始滑塊與彈簧分離,彈簧的原長為0。2m,故B錯誤;根據(jù)能的轉(zhuǎn)化與守恒可知,當(dāng)滑塊上升至最大高度時(shí),增加的重力勢能即為彈簧最大彈性勢能,所以Epm=mgΔh=0。2×10×(0。35-0.1)J=0.5J,故C正確;由圖可知,當(dāng)h=0。18m時(shí)的動能最大為Ekm=0。32J,在滑塊整個(gè)運(yùn)動過程中,系統(tǒng)的動能、重力勢能和彈性勢能之間相互轉(zhuǎn)化,因此動能最大時(shí),滑塊的重力勢能與彈簧的彈性勢能總和最小,根據(jù)能量守恒定律可知E′=E-Ekm=Epm+mgh-Ekm=0.5J+0.2×10×0。1J-0.32J=0.38J,故D錯誤。]10.(2019·天津和平區(qū)一模)如圖甲所示,一長木板靜止在水平地面上,在t=0時(shí)刻,一小物塊以一定速度從左端滑上長木板,之后長木板運(yùn)動的v。t圖象如圖乙所示,已知小物塊與長木板的質(zhì)量均為m=1kg,已知木板足夠長,g取10m/s2,求:(1)小物塊與長木板間動摩擦因數(shù)的值;(2)在整個(gè)運(yùn)動過程中,系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱量。甲乙[解析](1)設(shè)小物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為μ1,長木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2,長木板達(dá)到的最大速度為vm,長木板加速過程中,由牛頓第二定律得μ1mg-2μ2mg=ma1vm=a1t1木板和物塊相對靜止,共同減速過程中,由牛頓第二定律得μ2·2mg=2ma2vm=a2t2由圖象可知,vm=2m/s,t1=2s,t2=1s聯(lián)立解得μ1=0。5.(2)設(shè)小物塊初速度為v0,剛滑上長木板時(shí)的加速度大小為a0,則有μ1mg=ma0vm=v0-a0t1在整個(gè)過程中,由能量守恒定律得Q=eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)=72J.[答案](1)0。5(2)72J11.(2020·江蘇蘇州高三開學(xué)考試)傾斜的傳送帶以恒定的速率沿逆時(shí)針方向運(yùn)行,如圖甲所示,在t=0時(shí),將質(zhì)量m=0。5kg的小物塊輕放在傳送帶上A點(diǎn)處,1.5s時(shí)物塊從B點(diǎn)離開傳送帶。物塊速度隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示,設(shè)沿傳送帶向下為運(yùn)動的正方向,取重力加速度g=10m/s2,求:甲乙(1)0~1。5s時(shí)間內(nèi)物體平均速度的大??;(2)小物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù);(3)在0~1.5s時(shí)間內(nèi)由于小物塊與皮帶間的摩擦所產(chǎn)生的熱量.[解析](1)由v。t圖象得,0-0。5s內(nèi)滑塊位移為x1=eq\f(v1,2)t1=1.25m0。5-1.5s內(nèi)滑塊位移為x2=eq\f(v1+v2,2)t2=6m則0~1。5s時(shí)間內(nèi)物體平均速度為eq\o(v,\s\up6(-))=eq\f(x1+x2,t1+t2)=eq\f(29,6)m/s≈4。83m/s。(2)設(shè)傳送帶與水平方向夾角為θ,0~0.5s內(nèi)由

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