高考物理专题五机械能第4讲功能关系能量转化与守恒定律课时作业

1、第4讲 功能关系能量转化与守恒定律、单项选择题1 . （2020年广西五校联考）如图K5-4-1所示，消防员身系弹性绳自高空p点自由下落，图中 a点是弹性绳的原长位置，b点是人静止悬吊着的位置，c点是人所到达的最低点，空气阻力不计，则人 （）图 K5-4-1图 K5-4-1A.从p至c过程中人的动能不断增大B.从p至b过程中人的动能不断增大C.从p至c过程中重力所做的功大于人克服弹性绳弹力所做的功D.从a至c过程中人的重力势能减少量等于弹性绳的弹性势能增加量200 J ,则运动员踢球过程中，运动员消200 J ,则运动员踢球过程中，运动员消A.等于200 J B .大于200 JC.小于200

2、 J D .无法判断.水流从高处落下，对水轮机做了3X108 J的功，关于这句话的正确含义，可理解为（）A.水流在对水轮机做功前，具有3X108 J的能量B.水流在对水轮机做功时，具有3X108 J的能量C.水流在对水轮机做功后，具有3X108 J的能量D.在水流对水轮机做功的过程中，其能量减少了3X108 J一子弹以水平速度 v射入放在光滑水平地面上的木块且不穿出，关于子弹克服阻力做的功VV下列说法正确的是（）W等于子弹和木块系统增加的内能W等于子弹和木块系统减少的机械能W等于木块增加的动能和系统损失的机械能之和W等于木块增加的动能（2020年山东潍坊模拟）如图K5-4-2所示，ABC比一个

3、盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，B、C在水平线上，其距离 d=0.50 m .盆边缘的高度为 h= 0.30 m ,在A处放 一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑.已知盆内侧壁是光滑的，而盆底 BC面与小物块间的动摩 擦因数为 科= 0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停下的位置到 B的距离为（）A. 0.50 m B . 0.25 m图 K5-4-2图 K5-4-2如图K5-4-3所示，足够长的传送带以恒定速率顺时针运行.将一个物体轻轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动到达传送带顶端.下列

4、说法中正确的是（）A.第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功B.第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加量C.第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加量D.物体从底端到顶端全过程机械能的增加量等于全过程物体与传送带间的摩擦生热（2020年湖北黄冈检测）如图K5-4-4所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为 m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d,杆上的A点与定滑轮等高，杆上的 B点在A点下方，距离 A的高度为d.现将环从A点由静止释放，不计一切摩擦阻力, 下列说法正确的是（）图 K5-4-4

5、dA.环到达B点时，重物上升的图度 h=2环到达B点时，环与重物的速度大小之比为当C.环从A点到B点，环减少的机械能大于重物增加的机械能八口 一、， 4dD.环能下降的最大局度为 v3二、多项选择题8.如图K5-4-5所示，足够长传送带与水平面的夹角为0 ,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.开始时，a、b及传送带均静止且 mmsin 。.现使传送带顺时针匀速转动，则 物块在运动（物块未与滑轮相碰）过程中（）图 K5-4-5. 一段时间后可能匀速运动. 一段时间后，摩擦力对物块a可能做负功C.开始的一段时间内，重力对a做功的功率大于重力对 b做功的功率D.摩擦力对a、b组

6、成的系统做的功等于a、b机械能的增量.如图K5-4-6所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为m套在粗糙竖直固定杆 A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长.圆环从A处由静止开始下滑，经过 B处的速度最大，到达 C处的速度为零，AC=h.圆环在C处获得一竖直向上的速度 v,恰好能回到A.弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g.则圆 TOC o 1-5 h z 环（）图 K5-4-6A.下滑过程中，加速度一直减小 12B.下滑过程中，克服摩擦力做的功为4mdC.在C处，弹簧的弹性势能为 1m2- mgh4D.上滑经过B的速度大于下滑经过 B的速度10. （2020年浙江温州八校联考）如图K5-4-7所示

7、，一质量为 M的斜面体静止在水平地面上，质量为 m的木块沿粗糙斜面加速下滑h高度，速度大小由 vi增大到V2,所用时间为t,木块与斜面体之间的动摩图 K5-4-7A.斜面体受水平地面的静摩擦力为零B.木块沿斜面下滑的距离为 空丫1C.如果给质量为 m的木块一个沿斜面向上的初速度V2,它将沿斜面上升到 h高处速度变为viD.木块与斜面摩擦产生的热量为mgh-gmVi+gmd三、非选择题1 一 一 1 一11. (2020年新课标全国卷出)如图 K5-4-8所不，在竖直平面内有由 I圆弧AB和2圆弧BC组成的光滑 RR 固定轨道，两者在最低点 B平滑连接.AB弧的半径为R, BC弧的半径为万.一小

8、球在A点正上方与 A相距.处由静止开始自由下落，经A点沿圆弧轨道运动.(1)求小球在 B A两点的动能之比.(2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到C点.图 K5-4-8第4讲功能关系能量转化与守恒定律B解析：由受力分析和运动过程分析，知人在b点时速度最大，所以从 p至c,动能先增大后减小，A项错误，B项正确；从p至c由于动能、重力势能、弹性势能的相互转化，根据能量守恒可知，p至c过程中重力做功与人克服弹性绳弹力做功大小相等，C项错误；从a至c时，人在a处的动能和重力势能全部转化为弹性绳的弹性势能，所以人的重力势能减少量小于弹性绳的弹性势能增加量，D项错误.B 3. D 4. C 5. DC解析

9、：第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体仍做正功，选项A错误；第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加量和重力势能的增加量，选项B错误；第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加量，选项C正确；物体从底端到顶端全过程机械能的增加量大于全过程物体与传送带间的摩擦生热，选项D错误.DABD解析：当传送带向上匀速的开始阶段，因传送带对a的摩擦力沿传送带向上，且Ff+mgmgsin 0 ,故物块a向上加速，当物块 a、b的速度大小与传送带速度相等时，开始做匀速运动，此时因 nbg mgsin0 ,物块a受的摩擦力对a做负功，A、B均正确；设a、b的速度大小均为v

10、,则Pa= mgvsin0 , R = nag v,故PaVPb, C错误；由功能关系可知，摩擦力对a、b系统所做的功等于 a、b系统机械能的增量，D正确.BDBD解析：以木块和斜面体组成的系统为研究对象，整体有向左的加速度，根据牛顿第二定律可知，整体在水平方向一定受向左的力，故斜面体受到的摩擦力水平向右，选项A错误.木块沿斜面下滑的一、 一 Vl + V2 . .一 .一 .一 .* 一. .、距离s= vt =-t,故B正确.上滑时重力和摩擦力都做负功，比下滑时合外力做功多，则上升 h高 1O 1 O 处时速度小于-1,选项C错反.由能重寸恒te律得：mgh+ 2mM=2mu+Q,则木块与

11、斜面增加的内能1212mgh+ /mv /mu,故 D正确.11.解：(1)设小球的质量为 m,小千在A点的动能为E”,由机械能守恒定律得 REKa= mg- 45%设小球在 B点的动能为 EkB,同理有 EkB= mg- -4-(2)C点，小球在C点所受轨道的正压力 FnC点，小球在C点所受轨道的正压力 Fn应满足Fn0VC,由牛顿运动定律和向心加速度公式有(2)若小球能沿轨道运动到设小球在C点的速度大小为2VcFn+ mg= mR 22vC_由式得 mgCmfR全程应用机械能守恒定律得R 1全程应用机械能守恒定律得R 1, 2mg，4= m-c 由式可知，VC= Vc,即小球恰好可以沿轨道

12、运动到C点.高考理综物理模拟试卷注意事项：.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。.选择题必须使用 2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答 题无效。.保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、单项选择题.将一小球竖直向上抛出，取向上为正方向.设小球在抛出点的重力势能为零，小球所受空气阻力大小恒定.则上升过程中，小球的加速度a、速度v、机械能E、动能Ek与小球离抛出点高度 h的关系错

13、误的.真空中A、B C三点构成边长为l的等边三角形，EF是其中位线，如图所示。在 E、F点分别放置电荷量均为Q的正、负点电荷。下列说法正确的是RCkQA点的电场强度大小为A点的电势低于C点的电势B点的场强方向沿 BC方向D.正电荷在B点的电势能大于在 C点的电势能.如图甲所示的陀螺可在圆轨道的外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔法一样，被称为“魔力陀R的磁性圆轨道竖直固R的磁性圆轨道竖直固定，质量为 m的小球（视为质点）在轨道外侧转动，A、B两点分别为轨道上的最高、最低点。铁球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小不变，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为go下列说法正确的是1W甲牌乙A.铁球可能做

14、匀速圆周运动B.铁球绕轨道转动时机械能不守恒C.铁王在A点的速度必须大于 .D.要使铁球不脱轨，轨道对铁球的磁性引力至少为5mg.（题文）如图，同一平面内有两根互相平行的长直导线M和N,通有等大反向的电流，该平面内的 a、b两点关于导线 N对称，且a点与两导线的距离相等。若 a点的磁感应强度大小为 B,则下列关于b点磁感应强度Bb的判断正确的是（）M*-1. * a bBb2B,方向垂直该平面向里IBb B,方向垂直该平面向外八 2、士、十BBB,万向垂直该平面向里B2B,方向垂直该平面向外5.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比 m：氏二10： 1,原线圈输入交变电压 u=220/sinl

15、00兀t（V）,在副线圈中接有理想交流电流表、阻值为22a的定值电阻R和电容器Co下列说法中正确的是（）一 一 A.电阻R中电流方向1s内变化50次B.电流表示数是1AC.电阻R消耗的电功率为 22WD.电容器的耐压值至少是 22V6.如图原来不带电的金属球A的半径为R,将带电量为 Q的正点电荷移到球外距球心距离为r的地方,将A球接地则（A. A球仍不带电B.球心处的电场强度为0C.球上距Q越近的地方电势越低D.该点电荷在球心处产生的电场的场强大小等于、多项选择题.如图所示，正方形 abcd区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，O点是cd边的中点。一个带正电的粒子（重力忽略不计）从 O点沿纸面以垂

16、直于 cd边的速度射入正方形内，经过时间 t刚好从c点射出磁场。若只改变带电粒子射入磁场时的速度方向，则下列说法中正确的是（）A.该带电粒子可能从 a、b之间射出磁场.该带电粒子不可能从 b、c （不包括b、c两点）之间射出磁场C.该带电粒子在磁场中运动的时间不可能小于toD.该带电粒子在磁场中运动的时间可能是1.2t 0.下列说法正确的是 A.弹簧振子的回复力，由弹簧的弹力提供.单摆振动的周期，一定等于它固有周期C.机械波从一种介质进入另一种介质，如果波速变大，那么波长一定变大D.在干涉现象中，振动加强点的位移有时可能比振动减弱的点的位移小E.发生多普勒效应时，波源发出的波的频率并没有发生变

17、化.已知一足够长的传送带与水平面的倾角为以一定的速度匀速运动。某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的质量为m的物块，如图（a）所示，以此时为t = 0时刻记录了小物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系，如图（ b）所示（沿斜面向上为正方向，其中 一）。已知传送带的速度保2持不变。g取10 m/s ,则A.物块与传送带间的动摩擦因数：C.5内，传送带对物块做功为口 一产R-严力D.系统产生的热量一定大于物块动能的变化量的大小D形合D、D形合D、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是A.离子由加速器的中心附近进入加速器B.离子由加速器的边缘进入加速器C.离子从磁场中获得能量D.离子从电

18、场中获得能量三、实验题11 .如图所示，绷紧的水平传送带足够长，始终以11 .如图所示，绷紧的水平传送带足够长，始终以巧二 2m/的恒定速率顺时针运行。初速度大小为W=W=5MlFs的小物块从与传送带等高的水平面上的A点向左运动，经 B点滑上传送带，已知 A、B两点的距离= 2.25m ,物块与水平面的动摩擦因数口 = 0,2 ,物块与水平传送带的动摩擦因数凸距离= 2.25m ,物块与水平面的动摩擦因数力加速度g = 10rn/，不考虑物块由水平面滑上传送带的能量损失。求:(1)物块向左运动第一次到达B点时的速度(2)物块经过B点后继续向左运动，在传送带上离B点的最远距离(3)详细描述物块在

19、从传送带上距B点最远处返回B点的过程中的运动特点。.在做“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置，实验时用了如图所 示的装置。先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸。将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A;将木板向远离槽口的方向平移距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B;将木板再向远离槽口的方向平移距离 x,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹Co若测得木板每次移动距离x= 10.00 cm , A、B间距离yi=5.02 cm , B、C间距

20、离y2= 14.82 cm。请回答以下问题(g = 9.80 m/s 2)(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放？ 。(2)根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为V0=。(用题中所给字母表示) 小球初速度的值为 vo =m/s。四、解答题.水平放置的两块平行金属板长 L=5.0 cm ,两板间距d= 1.0 cm ,两板间电压为 90 V且上板为正.一 电子沿水平方向以速度 V0=2.0 X10 7m/s从两板中间射入，如图所示，求：(电子电荷量q=1.6X10-19C,电子质量m=9.1 x 10 31kg)(计算结果在小数点后保留两位有效数字)(1)电子偏离金属

21、板时的侧位移；(2)电子飞出电场时的速度；(3)电子离开电场后，打在屏上的P点，若s= 10 cm,求OP的长.火车以速度V1匀速行驶，司机发现前方同轨道上相距s处有另一火车沿同方向以速度V2做匀速运动,已知V1V2司机立即以加速度 a紧急刹车，要使两车不相撞，加速度 a的大小应满足什么条件？【参考答案】、单项选择题题号123456答案BDDBCB二、多项选择题BDCDEBDAD、实验题(1) 4m/s； (2) 2m； (3)先做初速度为零的匀加速直线运动，达到 2m/s后匀速前进为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同；;1.00;四、解答题(1)y 0=5X10 3m (2) v =2.0

22、X107m/s (3) OP =2.5X10 2m& A10高考理综物理模拟试卷注意事项：.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。.选择题必须使用 2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答 题无效。.保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。、单项选择题1.物块A、B的质量分别为 m和2m,用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上，对B施加向右的水平拉力 F,稳定后A、B相对静止在水平面上运动，

23、此时弹簧长度为 li;若撤去拉力F,换成大小仍为 F的水平推力向右推A,稳定后A B相对静止在水平面上运动，弹簧长度为 12,则下列判断正确的是（ ）7777x7777777777777777A.弹簧的原长为 1 .2B.两种情况下稳定时弹簧的形变量相等C.两种情况下稳定时两物块的加速度不相等FD.弹簧的劲度系数为 .，.关于原子和原子核，下列说法中正确的是 : V, t I : V, t IA.甲图所示的氢原子光谱的分离特征可以用经典物理学解释B.由乙图可知，原子核中的平均核子质量比 晨的要小C.要产生丙图所示的链式反应，裂变物质必须具有一定的体积或质量D.根据丁图可知，1g氢经过38天还剩

24、下0.1g没发生衰变a施加一个.如图所示，两个小球 a、b质量均为m,用细线相连并悬挂于 Oa施加一个拉力F,使整个装置处于静止状态，且Oa与竖直方向夹角为8=45,已知弹簧的劲度系数为 k,则弹簧形11变量最小值是（）变量最小值是（）AB.内唱C.还些D.注.在同一高度将质量相等的三个小球以相同的速率分别竖直上抛、竖直下抛、水平抛出，不计空气阻力。从抛出到落地关于三个小球判断正确的是A.运动时间相同B.落地时的速度相同C.落地时重力的瞬时功率相同D.落地时的动能相同5.甲、乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动，若以该时刻作为计时起点，得到两车的-t图象如图所示，则下列说法正确的是（

25、）ti时刻两车相距最远ti时刻乙车从后面追上甲车0到ti时间内，乙车的平均速度大于甲车的平均速度.质量为m的小球，从离桌面 H高处由静止下落，桌面离地面高度为h,如图所示，若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个下落过程中重力势能的变化分别是久至少为久至少为12mgh,减少 mg(H-h)-mgh,增加 mg(H+h) C -mgh,增加 mg(H-h) D. -mgh,减少 mg(H+h) 二、多项选择题.假设用通过电场加速的电子来轰击氢原子使其脱离基态跃迁到激发态，电子的加速电压V;要使氢原子从基态发生电离，电子的加速电压 AL至少为 V.如图所示是沿x轴传播的一列简谐横波，实线

26、是在t=0时刻的波形图，虚线是在t=0.2s时刻的波形图。已知该波的波速是 0.8m/s,则下列说法正确的 （填正确答案标号。选对一个得 2分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错一个扣 3分，最低得分为0分）A.这列波的周期是0.15sB.这列波是沿x轴负方向传播t=0时，x=10cm处的质点速度沿 y轴负方向00.2s内，x=4cm处的质点振动方向改变了3次E.t=0.2s 时，x=4cm处的质点加速度方向向下9.如图甲为一列简谐横波在t=0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置为x=1 m处的质点，Q是平衡位置为x = 4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图像，则（）y/ctti甲t =0

27、.15 s时，质点Q的加速度达到正向最大t =0.15 s时，质点P的运动方向沿y轴负方向C.从t = 0.10 s到t = 0.25 s ,该波沿x轴正方向传播了 6 mD.从t = 0.10 s 到t = 0.25 s ,质点 P通过的路程为 30 cm10.如图所示，在某个绝缘粗糙转盘上依次放着相同材料制成的质量都为m的三个小物块a、b、c,三者到中轴的距离之比为 1: 2： 3.其中a、b带正电，电荷量分别是 q1和q2, c不带电，不考虑 a、b之间微 弱的库仑力。空间中有一竖直向上大小为 B的匀强磁场，已知三个小物体随着转盘缓慢逆时针加速转动（俯13O则下列说法中正确的是（）O则下

28、列说法中正确的是（）%和的之比为2: 1%和的之比为4: 1C.若考虑微弱的库仑力，则可能是a先滑动D.若顺时针缓慢加速转，则 a、b两个物块中一定是 b先滑动 三、实验题.某同学利用图示装置来研究机械能守恒问题，设计了如下实验。A、B是质量均为m的小物块，C是质量为M的重物，A B间由轻弹簧相连， A C间由轻绳相连。在物块 B下放置一压力传感器，重物 C下放 置一速度传感器，压力传感器与速度传感器相连。整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度为go实验操作如下：a.开始时，系统在一外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零。现释放C,使其向下运动，当压力传感器示数为零时，速度传感器测出C的速度为v。b.在实验中保持 A B质量不变，改变C的质量M,多次重复a。压力传站器速度若感器回答下列问题：（1）该实验中，M和m大小关系必需满足 M m（选填“小于”、“等于”或“大于”）（2）为便于研究速度 v与质量M的关系，每次测 C的速度时，C已下降的高度应 （选填“相同”或“不同”）3 1（3）根据所测数