2019届高考物理一轮复习第五单元机械能题组层级快练24功能关系和能量守恒定律新人教版.doc

1、【 精品教育资源文库 】 题组层级快练 (二十四 ) 一、选择题 1 (2017 南京模拟 )一颗小钢珠从水面上方由静止释放 ， 落入水中 ，溅起的小水珠跳得比钢珠释放时的位置还高 ， 如图所示 ， 对这种现象下列说法中正确的是 ( ) A 小水珠溅起的高度超过钢珠下落时的高度 ， 违背了能量守恒定律 B 小钢珠下落时具有的重力势能小于溅起的水珠在最高点的重力势能 C 小钢珠下落时具有的重力势能等于溅起的水珠在最高点的重力势能 D 小钢珠下落时具有的重力势能大于溅起的水珠在最高点的重力势能 答案 D 解析 钢珠落入水中 ， 会产生热量 ， 根据能量守恒定律 ， 小 钢珠下落时具有的重力势能大

2、于溅起的水珠在最高点的重力势能 2 (2016 四川 )韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿 “ 助滑区 ” 保持同一姿态下滑了一段距离 ， 重力对他做功 1 900 J， 他克服阻力做功 100 J韩晓鹏在此过程中 ( ) A 动能增加了 1 900 J B 动能增加了 2 000 J C 重力势能减少了 1 900 J D 重力势能减少了 2 000 J 答案 C 解析 根据动能定理可知 ， 动能的增加量等于合外力做功 ， 即动能的增加量为 1 900 J 100 J 1 800 J， A、 B 两项错误；重力做功等于重力势能的变化量 ， 故重力势

3、能减少了 1 900 J，C 项正确 ， D 项错误 3 (多选 )如图所示 ， 竖直向上的匀强电场中 ， 一竖直绝缘轻弹簧的下端固定在地面上 ， 上端连接一带正电小球 ， 小球静止时位于 N 点 ， 弹簧恰好处于原长状态保持小球的带电量不变 ， 现将小球提高到 M 点由静止释放则释放后小球从 M 运动到 N 过程中 ( ) A 小球的机械能与弹簧的弹性势能之和保持不变 B 小球重力势能的减少量等于小球电势能的增加 C 弹簧弹性势能的减少量等于小球动能的增加量 D 小球动能的增加 量等于电场力和重力做功的代数和 答案 BC 解析 由于有电场力做功 ， 小球的机械能不守恒 ， 小球的机械能与弹簧

4、的弹性势能之和是改变的 ， A 项错误由题意 ， 小球受到的电场力等于重力在小球运动的过程中 ， 克服电场力【 精品教育资源文库 】 做功等于重力做功 ， 小球重力势能的减少量等于小球电势能的增加 ， B 项正确；根据动能定理 ， 有重力、弹簧弹力和电场力做功 ， 由于电场力做功和重力做功抵消 ， 所以弹力做功等于动能的增加量 ， 即弹簧弹性势能的减少量等于小球动能的增加量故 C 项正确 D 项错误 4.(2017 福州统测 )如图所示 ， 质量为 m1、长为 L 的木板置于 光滑的水平面上 ， 一质量为 m 的滑块 (视为质点 )放置在木板左端 ， 滑块与木板间滑动摩擦力的大小恒为 f，

5、用水平的恒定拉力 F 作用于滑块当滑块从静止开始运动到木板右端时 ， 木板在地面上移动的距离为 s， 滑块速度为 v1， 木板速度为 v2， 在此过程中下列结论中正确的是 ( ) A 关于木板满足关系： fs 12m1v22 B 摩擦力对滑块做的功为 fL C 关于系统满足关系： F(L s) 12mv12 12m1v22 D F 越大 ， 滑块与木板间产生的热量越多 答案 A 解 析 当滑块从静止开始运动到木板右端时 ， 木板发生的位移为 s， 对木板 ， 由动能定理得fs 12m1v22.故 A 项正确滑块发生的位移 (对地 )为 L s， 则摩擦力对滑块做的功为 f(Ls)故 B 项错误

6、对系统 ， 根据功能关系得： F(L s) 12mv12 12m1v22 fL.故 C 项错误滑块与木板间产生的热量 Q fL， 可知 ， F 增大时 ， Q 不变 ， 故 D 项错误 5.如图 ， 水平传送带两端点 A、 B 间距离 L 5 m， 传送带以 v0 2 m/s的速度 (始终保持不变 )顺时 针运转现将一质量 m 1 kg 的小煤块 (可视为质点 )无初速度地轻放至 A 点处 ， 已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为 0.2， g取 10 m/s2.由于小煤块与传送带之间有相对滑动 ， 会在传送带上留下划痕则小煤块从 A运动到 B 的过程中 ( ) A 小煤块从 A 运动到 B 的

7、时间是 5 s B 划痕长度是 0.5 m C 皮带对物块的摩擦力做的功为 10 J D 由于传送煤块而使电动机多输出的能量为 4 J 答案 D 解析 根据牛顿第二定律得 ， 小煤块的加速度 a g 2 m/s2， 则匀加速运动的时间 t1 v0a 22 s 1 s， 匀加速运动的位移 x1 v0t12 212 m 1 m则小煤块匀速运动的位移 x2 x【 精品教育资源文库 】 x1 5 m 1 m 4 m， 则匀速运动的时间 t2 x2v0 42 s 2 s， 所以小煤块从 A 运动到 B 的时间t t1 t2 3 s故 A 项错误在煤块匀加速运动的过程中 ， 传送带的位移 x3 v0t1

8、 21 m 2 m， 则划痕的长度 x x3 x1 1 m故 B 项错误由动能定理得：皮带对物 块的摩擦力做的功 W 12mv02 0 12 1 22 J 2 J， 故 C 项错误由于传送煤块而使电动机多输出的能量等于产生的内能和煤块获得的动能之和 ， 为 E Q 12mv02 mg x 12mv02 0.2110 J 2 J 4 J， 故 D 项正确 6 (2017 河南三模卷 )质量为 m 的钢制小球用长为 l 的结实细线悬挂在 O 点 ， 将小球拉到与 O 点相齐的水平位置 C 由静止释放 ， 小球运动到最低点时对细绳的拉力 2mg， 若小球运动到最低点 B 时 用小锤头向左敲击它一下

9、， 瞬间给小球补充机械能 E， 小球就能恰好摆到与 C 等高的 A 点 ， 设空气阻力只与运动速度相关 ， 且运动速度越大空气的阻力就越大 ， 则以下关系可能正确的是 ( ) A E mgl B E 12mgl C E 12mgl D.12mgl E mgl 答案 A 解析 设小球通过 B 点的速度为 v， 小球从 C 到 B 克服空气阻力做功为 W， 从 B 到 A 克服空气阻力做功为 W . 在 B 点 ， 根据牛顿第二定律得 T mg mv2l， 又 T 2mg， 得 v gl， 根据功能关系可得： 从 C 到 B 有： mgl 12mv2 W， 可得 W 12mgl 从 B 到 A 有

10、： E 12mv2 mgl W， 可得 W E 12mgl 根据题意 ， 知小球运动速度越大 ， 空气的阻力越大 ， 则有 W W 联立解得 E mgl 故选 A 项 7 (2017 江苏二模 )质量为 m 的球从地面以初速度 v0竖直向上抛出 ， 已知球所受的空气阻力与速度大小成正比 ， 下列图像分别描述了球在空中运动 的加速度 a、速度 v 随时间 t 的变化关系和动能 Ek、机械能 E(选地面处重力势能为零 )随球距离地面高度 h 的变化关系 ， 其中可能正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 答案 C 解析 A 项 ， vt 图像与 t 轴的交点表示小球到达最高点 ， 速度为 0

11、， 此时空气阻力为 0， 小球所受的合力等于重力 ， 由牛顿第二定律得： mg ma， a g0 ， 故 A 项错误 B 项 ， 根据牛顿第二定律得：上升过程有 mg f ma 上 ， 下降过程有 mg f ma 下 ， 又 f kv， 得 a 上 g kvm ， 则上升过程中 ， 随着 v 的减小 ， a 减小由数学知识有 a上 t km v t kma， 减小 ， 所以 at 图像应是曲线同理 ， 下降过程 ， at 图像也是曲线故 B 项错误 C 项 ， 根据动能定理得： 上升过程有 Ek (mg kv) h， 得 Ek h (mg kv)， v 减小 ， | Ek h|减小 ， Ek

12、h 图像应是切线斜率逐渐减小的曲线 下降过程有 Ek (mg kv) h， 得 Ek h mg kv， v 增大 ， | Ek h|减小 ， Ek h 图像应是切线斜率逐渐减小的曲线故 C 项正确 D 项 ， 根据功能原理得： 上升过程有 E kv h， 得 E h kv， v 减小 ， | E h|减小 ， E h 图像应是曲线 ， 故 D项错误故选 C 项 8 (2017 高考押题卷 )(多选 )如图所示 ， 足够长的传送带与水平方向的夹角为 ， 物块 a 通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块 b相连 ， b 的质量为 m.开始时 ， a、 b 及传送带均静止 ， 且 a 不受传送带

13、摩擦力作用 ， 现让传送带逆时针匀速转动 ， 则在 b 上升 h 高度 (未与滑轮相碰 )过程中 ( ) A 物块 a 的重力势能减少 mgh B 摩擦力对 a 做的功等于 a 机械能的增量 C 摩擦力对 a 做的功等于物块 a、 b 动能增量之和 D 任意时刻 ， 重力对 a、 b 做功的瞬时功率大小相等 答案 ACD 解析 A 项 ， 开始时 ， a、 b 及传送带均静止且 a 不受传送带摩擦力作用 ， 有 magsin mg，【 精品教育资源文库 】 则 ma msin .b 上升 h， 则 a 下降 hsin， 则 a 重力势能的减小量为 mag hsin mgh.故 A项正确 B、

14、 C 两项 ， 根据能量守恒得 ， 系统机械能增加 ， 摩擦力对 a 做的功等于 a、 b 机械能的增量所以 摩擦力做功大于 a 的机械能增加因为系统重力势能不变 ， 所以摩擦力做功等于系统动能的增加故 B 项错误 ， C 项正确 D 项 ， 任意时刻 a、 b 的速率相等 ， 对 b， 克服重力的瞬时功率 Pb mgv， 对 a 有： Pa magvsin mgv， 所以重力对 a、 b 做功的瞬时功率大小相等故 D 项正确 9 (2017 石家庄二中一模 )一质点在 0 15 s 内竖直向上运动 ， 其加速度 时间图像如图所示 ， 若取竖直向下为正 ， g 取 10 m/s2， 则下列说法

15、正确的是 ( ) A 质点的机械能不断增加 B 在 0 5 s 内质点的动能增加 C 在 10 15 s 内质点的机械能一直增加 D 在 t 15 s 时质点的机械能大于 t 5 s 时质点的机械能 答案 D 解析 质点竖直向上运动 ， 0 15 s 内加速度方向向下 ， 质点一直做减速运动 ， B 项错 .0 5 s 内 ， a 10 m/s2， 质点只受重力 ， 机械能守恒； 5 10 s 内 ， a 8 m/s2， 受重力和向上的力 F1， F1 做正功 ， 机械能增加； 10 15 s 内 ， a 12 m/s2， 质点受重力和向下的力 F2， F2做负功 ， 机械能减少 ， A、 C 两项错误由 F 合 ma 可推知 F1 F2