高三物理小题疯狂专练12 机械能守恒定律、功能关系与能量守恒 教师版

2017年高考“最后三十天”专题透析2017年高考“最后三十天”专题透析好教育云平台——教育因你我而变好教育云平台——教育因你我而变十二机械能守恒定律、功能关系与能量守恒十二机械能守恒定律、功能关系与能量守恒 一、单选题一、单选题1．【浙江省2017普通高校招生选考科目考试物理试题】火箭发射回收是航天技术的一大进步。如图所示，火箭在返回地面前的某段运动，可看成先匀速后减速的直线运动，最后撞落在地面上。不计火箭质量的变化，则（）A．火箭在匀速下降过程中机械能守恒B．火箭在减速下降过程中携带的检测仪器处于失重状态C．火箭在减速下降过程中合力做功，等于火箭机械能的变化D．火箭着地时，火箭对地的作用力大于自身的重力【解析】火箭匀速下降过程中.动能不变.重力势能减小，故机械能减小，A错误:火箭在减速下降时.携带的检测仪器受到的支持力大于自身重力力.故处在超重状态.B错误.由功能关系知.合力做功等于火箭动能变化.而除重力外外的其他力做功之和等于机械能变化，故C错误。火箭着地时.加速度向上.所以火箭对地面的作用力大子自身重力，D正确。【答案】D2．【安徽省2019届高三10月份联考】质量为m的子弹，以水平速度射入静止在光滑水平面上质量为M的木块，并留在其中，下列说法正确的是（）A．子弹动能的减少量与木块动能增加量相等B．阻力对子弹做的功与子动能的变化量相等C．子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等D．子弹克服阻力做的功等于系统克服摩擦所产生的内能【解析】A.由能量转化可知，子弹动能的减少量等于木块动能增加量和系统增加的内能之和，故A错误；B.对于子弹来说只有阻力做功，其效果就是子弹动能减少，子弹动能的减少和阻力对子弹所做的功数值上相等，所以B正确；C.子弹对木块做的功等于木块的动能，小于子弹克服阻力做的功，故C错误；D.子弹克服阻力做功使损失的动能一部分转化成了系统的内能，一部分转化成了木块的动能，故D错误。故选：B。【答案】B3．【安徽省阜阳三中2018-2019学年高三考试】如图所示，重10N的滑块在倾角为30°的斜面上，从a点由静止下滑，到b点接触到一个轻弹簧．滑块压缩弹簧到c点开始弹回，返回b点离开弹簧，最后又回到a点，已知ab＝0.8m，bc＝0.4m，那么在整个过程中（）A．滑块滑到b点时动能最大B．滑块动能的最大值是6JC．从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是6JD．滑块整个过程机械能守恒【解析】当滑块的合力为0时，滑块速度最大，设滑块在b和c之间的d点时合力为0，速度最大，选项A错误；滑块从a到d，运用动能定理得：mghad+W弹=EKd-0，mghad＜6J，W弹＜0，所以EKd＜6J，故B错误。滑块从a到c，运用动能定理得：mghac+W弹′=0-0，代入数据解得：W弹′=-6J。则从c到b弹簧的弹力对滑块做的功也是6J，故C正确。整个过程中弹簧、滑块与地球组成的系统机械能守恒，没有与系统外发生能量转化；滑块在整个过程中机械能不守恒。故D错误。故选C。【答案】C4．【江苏省姜堰中学2017-2018学年度高考模拟】如图所示，半径为R的金属环竖直放置，环上套有一质量为m的小球，小球开始时静止于最低点。现给小球一冲击，使它以初速度v0=6RgA．小球机械能守恒B．小球在最低点时对金属环的压力是6mgC．小球在最高点时，速度为0D．小球机械能不守恒，且克服摩擦力所做的功是0.5mgR。【解析】小球在最高点与环作用力恰为0时，设速度为v，则mg=mv2R，解得：v=gR；从最低点到最高点，由动能定理得：-mg2R-W克=12mv2-12mv02；解得：W克=0.5mgR，所以机械能不守恒，且克服摩擦力所做的功是0.5mgR，故AC错误，D正确。在最低点，根据向心力公式得：N-mg=v02R【答案】D5．【全国市级联考2017-2018学年高考调研】如图所示,倾角为α=37o、长度为x=3m的光滑固定斜面,其底端与长木板B上表面等高,原来B静止在光滑水平地面上,左端与斜面接触但不粘连,斜面底端与B的上表面接触处圆滑。一可视为质点的小滑块A从斜面顶端处由静止开始下滑,最终A刚好未从B上滑下。已知A、B的质量相等,A与B上表面间的动摩擦因数μ=0.5,sin37oA．A在斜面上运动的时间为3B．A在B上滑动过程中,系统动量和机械能均守恒C．A的最终速度为3D．长木板B的长度为1【解析】斜面长x=3m，故小滑块下滑的加速度a=gsin37°，下滑时间为t=2xgsin37°=2×310×0.6s=1s，A错误；A在B上运动过程中，存在摩擦力，故机械能不守恒，但A和B组成的系统动量守恒，B错误；下滑到底端时的速度为v0=2ax=2×6×3=6m/s，在水平面上运动过程中，A和B系统动量守恒，故mv0=2mv，解得两者最终使得为v=3m/s，C【答案】C二、多选题二、多选题6．【安徽省皖南八校2019届高三10月份联考物理】如图甲所示，水平传送带始终以恒定速率v1向右运行，质量为m的物块，以v2的初速度从与传送带等高的光滑水平地面上的A处向左滑入传送带，若从物块滑上传送带开始计时，物块在传送带上运动的v－t图象（以地面为参考系）如图乙所示，已知v2＞v1则（）A．t1时刻，物块离A处的距离达到最大B．t2时刻，物块相对传送带滑动的距离达到最大C．0－t3时间内，物块一直受到方向向右的摩擦力D．t1—t2时间内，由于带动物块电动机多做的功为mv12【解析】A、t1时刻小物块向左运动到速度为零，离A处的距离达到最大，故A正确；B、t2时刻前小物块相对传送带向左运动，之后相对静止，故B正确；C、t2～t3时间内小物块不受摩擦力作用，故C错误；D、t1～t2时间内，小物块在滑动摩擦动力作用下，做匀加速运动，小物块增加的动能为12mv12；设小物块的位移为x，根据动能定理，fx=12mv12。小物块相对传送带的位移也为x，则系统转化成的内能为Q=f△x=【答案】ABD7．【湖北省三市2017-2018学年高三联考】如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在将弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于小球和弹簧的能量叙述中正确的是（）A．小球的机械能守恒B．弹簧的弹性势能增大C．小球刚接触弹簧时，动能最大D．小球和弹簧组成的系统机械能守恒【解析】在将弹簧压缩到最短的整个过程中，弹簧的弹力对小球做负功，故小球的机械能不守恒，故A错误；在压缩到最短的过程中，小球对弹簧始终做正功，故弹簧的弹性势能移植增大，故B正确；小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，弹簧的弹力逐渐增大，弹簧的弹力先小小球受到的重力，后大于重力，合力先向下后向上，所以小球先向下加速运动，后向下减速运动，所以小球的动能先变大后变小，故C错误；对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变，故D正确；故选BD。【答案】BD8．【辽宁省2017-2018学年高三大联考】质量为m的子弹，以水平速度v0射入静止在水平面上质量为M的木块，并留在其中.在此过程中，木块的动能增加了8 JA．16 JB．12 JC．【解析】设子弹的初速度为V，射入木块后子弹与木块共同的速度为v，木块的质量为M，子弹的质量为m.根据动量守恒定律得：mV=(M+m)v得,v=mV木块获得的动能为△Ek=1系统产生的内能为Q=1所以：E由于木块的质量大于子弹的质量，所以：EkQ=mm+M<1，即：Q>Ek=8J，可知AB【答案】AB三、解答题三、解答题9．【河北省雄安新区2018届高三物理模拟】如图为某种鱼饵自动投放器的装置示意图,其下半部AB是一长为2R的竖直细管,上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管,管口C处切线水平,AB管内有原长为R、下端固定的轻质弹簧。在弹簧上端放置一粒质量为m的鱼饵,解除锁定后弹簧可将鱼饵弹射出去。投饵时,每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定,此时弹簧的弹性势能为6mgR(g为重力加速度)。不计鱼饵在运动过程中的机械能损失,求:(1)鱼饵到达管口C时的速度大小v1。(2)鱼饵到达管口C时对管子的作用力大小和方向。(3)已知地面比水面高出1.5R,若竖直细管的长度可以调节,圆弧弯道管BC可随竖直细管一起升降。求鱼饵到达水面的落点与AB所在竖直线OO'之间的最大距离Lmax。【解析】(1)鱼饵到达管口C的过程中弹簧的弹性势能转化为鱼饵的重力势能和动能，有：6mgR=2.5mgR+1解得v(2)设C处管子对鱼饵的作用力向下，大小设为F，根据牛顿第二定律有：mg+F=m解得F=6mg由牛顿第三定律可得鱼饵对管子的作用力F′=6mg，方向向上。(3)设AB长度为h，对应平抛水平距离为x，由机械能守恒定律有：6mgR=mg(R+h-0.5R)+由平抛运动的规律得x=vt，2.5R+h=1解得x=当h=1.5R时，x的最大值xmax则L10．【全国百强校2019届高三调研考试】如图，轻质弹簧左端固定，右端连接一个光滑的滑块A，弹簧的劲度系数k=500N/m，弹簧的弹性势能表达式为Ep=12kx2（x为弹簧的形变量）。滑块B靠在A的右侧与A不连接，A、B滑块均可视为质点，质量都为1kg，最初弹簧的压缩量为x0=9cm，由静止释放A、B，A到平台右端距离L=15cm，平台离地高为H=5m，在平台右侧与平台水平相距S处有一固定斜面，斜面高为d=4.8m，倾角θ=370(1)B离开平台的速度v1(2)斜面距平台右端距离S为多少？(3)B滑到斜面底端的速度为多大？【解析】（1）A、B分离时，A、B