高考物理总复习检测：功能关系 能量守恒定律

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【A 级

基础题练熟快】

1．(2019·皖南八校联考)火车站以及商场都装有智能化电动扶梯,如图所示,当乘客站上扶梯时,它先缓慢加速,然后再匀速上升,则( )

A ．乘客始终处于超重状态

B ．在匀速阶段,电梯对乘客的作用力不做功

C ．在加速阶段,电梯对乘客有水平向右的摩擦力

D ．在运送乘客的全过程中,电梯多做的功等于乘客增加的重力势能

解析：选 C.加速运动阶段,乘客的加速度沿电梯斜向上,有竖直向上的分加速度,根据牛顿第二定律,电梯对他的支持力大于其重力,处于超重状态；匀速运动阶段,加速度为0,所以既不超重也不失重,故A 错误；在匀速阶段,电梯对乘客的作用力与重力等大反向,做正功,故B 错误；匀加速运动阶段,电梯对乘客的支持力竖直向上,静摩擦力水平向右,两者合力斜向右上方,故C 正确；在运送乘客的全过程中,乘客的动能和势能都增加,电梯多做的功等于乘客增加的重力势能和动能,故D 错误．

2．起跳摸高是学生经常进行的一项体育活动．一质量为m 的同学弯曲两腿向下蹲,然后用力蹬地起跳,从该同学用力蹬地到刚离开地面的起跳过程中,他的重心上升了h,离地时他的速度大小为v.下列说法正确的是( )

A ．起跳过程中该同学机械能增加了mgh

B ．起跳过程中该同学机械能增量为mgh ＋12

mv 2 C ．地面的支持力对该同学做功为mgh ＋12

mv 2 D ．该同学所受的合外力对其做功为12

mv 2＋mgh 解析：选B.该同学重心升高了h,重力势能增加了mgh,又知离地时获得动能为12

mv 2,则机械能增加了mgh ＋12

mv 2,A 错误,B 正确；该同学在与地面作用过程中,支持力对该同学做功为零,C 错误；该同学所受合外力做功等于动能增量,则W 合＝12

mv 2,D 错误． 3．(2019·江苏启东中学模拟)如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t ＝0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上

第 2 页 共 8 页 升到一定高度后再下落,如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F 随时间t 变化的图象如图乙所示,则( )

A ．t 1时刻小球动能最大

B ．t 2时刻小球动能最大

C ．t 2～t 3这段时间内,小球的动能先增加后减少

D ．t 2～t 3这段时间内,小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能

解析：选C.由题图知,t 1时刻小球刚与弹簧接触,此时小球的重力大于弹簧的弹力,小球将继续向下做加速运动,此时小球的动能不是最大,当弹力增大到与重力平衡,即加速度减为零时,速度达到最大,动能最大,故A 错误；t 2时刻,弹力F 最大,故弹簧的压缩量最大,小球运动到最低点,动能最小,为0,故B 错误；t 2～t 3这段时间内,小球处于上升过程,弹簧的弹力先大于重力,后小于重力,小球先做加速运动,后做减速运动,则小球的动能先增大后减少,故C 正确；t 2～t 3段时间内,小球和弹簧系统机械能守恒,故小球增加的动能和重力势能之和等于弹簧减少的弹性势能,故D 错误．

4．如图所示,在竖直平面内有一“V ”形槽,其底部BC

是一段圆弧,两侧都与光滑斜槽相切,相切处B 、C 位于同一水平面上．一小物体从右侧斜槽上距BC 平面高度为2h 的A 处由静止开始下滑,经圆弧槽再滑上左侧斜槽,最高能到达距BC 所在水平面高度为h 的D 处,接着小物体再向下滑回,若不考虑空气阻力,则

( )

A ．小物体恰好滑回到

B 处时速度为零

B ．小物体尚未滑回到B 处时速度已变为零

C ．小物体能滑回到B 处之上,但最高点要比

D 处低

D ．小物体最终一定会停止在圆弧槽的最低点

解析：选C.小物体从A 处运动到D 处的过程中,克服摩擦力所做的功为W f1＝mgh,小物体从D 处开始运动的过程,因为速度较小,小物体对圆弧槽的压力较小,所以克服摩擦力所做的功W f2＜mgh,所以小物体能滑回到B 处之上,但最高点要比D 处低,C 正确,A 、B 错误；因为小物体与圆弧槽间的动摩擦因数未知,所以小物体可能停在圆弧槽上的任何地方,D 错误．

5．(2019·厦门外国语模拟)质量为m 的人造地球卫星与地心的距离为r 时,引力势能可表示为E p ＝－G Mm r

,其中G 为引力常量,M 为地球质量．该卫星原来在半径为R 1的轨道上绕地球做匀速圆周运动,由于受到极稀薄空气的摩擦作用,飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R 2,此过程中因摩擦而产生的热量为( )

第 3 页 共 8 页 A ．GMm ? ????1R

2－1R 1 B ．GMm ? ????1R 1－1R 2 C.GMm 2? ????1R 2－1R 1 D.GMm 2? ??

??1R 1－1R 2 解析：选C.卫星做匀速圆周运动,由地球的万有引力提供向心力,则轨道半径为R 1时G Mm R 21＝m v 21R 1

①,卫星的引力势能为E p1＝－GMm R 1②,轨道半径为R 2时G Mm R 22＝m v 2

2R 2③,卫星的引力势能为E p2＝－GMm R 2

④,设摩擦而产生的热量为Q,根据能量守恒定律得：12mv 21＋E p1＝12mv 22＋E p2＋Q⑤,联立①～⑤式得：Q ＝GMm 2·? ??

??1R 2－1R 1,故选C. 6．(2019·江苏大联考)一小球从某一高度H 下落到水平地面上,与水平地面碰撞后弹起,假设小球与地面的碰撞过程中没有能量损失,但由于受到大小不变的空气阻力的影响,使每次碰撞后弹起上升的高度

是碰撞前下落高度的34

.为使小球弹起后能上升到原来的高度H,在小球开始下落时,在极短的时间内给小球补充能量,应补充( )

A.14

mgH B.47mgH C.27mgH D.34mgH 解析：选C.先求出空气阻力大小,由能量守恒定律得：f·74H ＝mg·H 4,解得f ＝mg 7

；如使小球回到原来的高度,应补充因空气阻力做功损失的机械能,E ＝mg 7·2H ＝27

mgH. 7．(多选)(2019·江西浮梁一中模拟)如图所示,一轻绳吊着粗细均匀的棒,棒下端离地面高H,上端套着一个细环．棒和环的质量均为m,相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,大小为kmg(k ＞1)．断开轻绳,棒和环自由下落．假设棒足够长,与地面发生碰撞时,触地时间极短,无动能损失．棒在整个运动过程中始终保持竖直,空气阻力不计．则( )

A ．从断开轻绳到棒和环都静止的过程中,环相对于棒有往复运动,但总位移向下

B ．棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中,棒和环都做匀减速运动

C ．从断开轻绳到棒和环都静止的过程中,环相对于地面始终向下运动

第 4 页 共 8 页 D ．从断开轻绳到棒和环都静止,摩擦力做的总功为－2kmgH k －1

解析：选BCD.棒第一次与地面碰撞后,速度方向变为向上,环的速度方向向下,二者存在相对运动,相互间存在滑动摩擦力：棒受重力、向下的滑动摩擦力,合力方向向下；环受重力、向上的滑动摩擦力,合力方向向上,所以二者都做匀减速运动,且棒的加速度大,速度先减为零,此时环仍然向下做匀减速运动,B 正确；当棒再次下落时,由于棒的速度小于环的下落速度,所以环的受力情况与之前相同,仍向下做匀减速运动．所以整个运动过程环都向下在做匀减速运动,A 错误,C 正确；设环相对棒滑动距离为l,根据能量守恒有mgH ＋mg(H ＋l)＝kmgl,解得l ＝

2H k －1,摩擦力对棒及环做的总功为：W ＝－kmgl,解之得W ＝－2kmgH k －1

,D 正确．

8．(多选)(2019·河南中原名校联考)如图所示,一劲度系数为k 的轻质弹簧的左端拴在固定的竖直 …… 此处隐藏：5874字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……