高考物理一轮复习 第6章 第4单元 功能关系 能量守恒定律课时跟踪检测-人教版高三物理试题

课时跟踪检测(十九)功能关系能量守恒定律高考常考题型：选择题＋计算题一、单项选择题1.如图1所示，汽车从一座拱形桥上的a点匀速率运动到b点，在这个过程中()图1A．机械能守恒B．汽车牵引力做的功等于克服摩擦力做的功C．重力做功的功率不变D．汽车所受合外力做的功为零2.(2014·广东高考)如图2是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图。图中①和②为楔块，③和④为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦。在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中()图2A．缓冲器的机械能守恒 B．摩擦力做功消耗机械能C．垫板的动能全部转化为内能 D．弹簧的弹性势能全部转化为动能3.如图3所示，质量为m的可看成质点的物块置于粗糙水平面上的M点，水平面的右端与固定的斜面平滑连接，物块与水平面及斜面之间的动摩擦因数处处相同。物块与弹簧未连接，开始时物块挤压弹簧使弹簧处于压缩状态。现从M点由静止释放物块，物块运动到N点时恰好静止，弹簧原长小于MM′。若物块从M点运动到N点的过程中，物块与接触面之间由于摩擦所产生的热量为Q，物块、弹簧与地球组成系统的机械能为E，物块通过的路程为s。不计转折处的能量损失，下列图象所描述的关系中可能正确的是()图3图44.(2015·广州模拟)如图5所示，一个质量为m的铁块沿半径为R的固定半圆轨道上边缘由静止滑下，到半圆底部时，轨道所受压力为铁块重力的1.5倍，则此过程中铁块损失的机械能为()图5A.eq\f(1,8)mgR B.eq\f(1,4)mgRC.eq\f(1,2)mgR D.eq\f(3,4)mgR5.如图6所示，倾斜的传送带保持静止，一木块从顶端以一定的初速度匀加速下滑到底端。如果让传送带沿图中虚线箭头所示的方向匀速运动，同样的木块从顶端以同样的初速度下滑到底端的过程中，与传送带保持静止时相比()图6A．所用的时间变长B．所用的时间变短C．克服摩擦力所做的功变大D．系统产生的内能变大二、多项选择题6．(2014·广东六校联考)升降机底板上放一质量为100kg的物体，物体随升降机由静止开始竖直向上移动5m时速度达到4m/s，则此过程中(取g＝10m/s2)()A．升降机对物体做功5800JB．合外力对物体做功5800JC．物体的重力势能增加了5000JD．物体的机械能增加了5000J7.(2015·广东百校质量分析)如图7所示，一物块通过一橡皮筋与粗糙斜面顶端垂直于斜面的固定杆相连而静止在斜面上，橡皮筋恰为原长，现给物块一沿斜面向下的初速度v0，则物块从开始滑动到滑到最低点的过程中(设滑动摩擦力大小等于最大静摩擦力)()图7A．物块的动能一直增大B．物块运动的加速度一直增大C．物块的机械能一直在减小D．物块减少的机械能等于橡皮筋增加的弹性势能8.如图8所示，半径为R的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑小球，现给小球一个冲击使其在瞬间得到一个水平初速度v0，若v0大小不同，则小球能够上升到的最大高度(距离底部)也不同。下列说法中正确的是()图8A．如果v0＝eq\r(gR)，则小球能够上升的最大高度为eq\f(R,2)B．如果v0＝eq\r(2gR)，则小球能够上升的最大高度为eq\f(R,2)C．如果v0＝eq\r(3gR)，则小球能够上升的最大高度为eq\f(3R,2)D．如果v0＝eq\r(5gR)，则小球能够上升的最大高度为2R三、计算题9．如图9所示，某人乘雪橇沿雪坡经A点滑至B点，接着沿水平路面滑至C点停止。人与雪橇的总质量为70kg。表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，请根据图表中的数据解决下列问题(取g＝10m/s2)：(1)人与雪橇从A到B的过程中，损失的机械能为多少？(2)设人与雪橇在BC段所受的阻力恒定，求阻力大小。图9位置ABC速度/(m·s－1)2.012.00时刻/s041010.如图10所示，质量m＝1kg的小物块放在一质量为M＝4kg的足够长的木板右端，物块与木板间的动摩擦因数μ＝0.2，木板与水平面间的摩擦不计。物块用劲度系数k＝25N/m的弹簧拴住，弹簧的左端固定(与木板不粘连)。开始时整个装置静止，弹簧处于原长状态。现对木板施以12N的水平向右的恒力(物块与木板间最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，g＝10m/s2)。已知弹簧的弹性势能Ep＝eq\f(1,2)kx2，式中x为弹簧的伸长量或压缩量。求：图10(1)开始施力的瞬间小物块的加速度；(2)物块达到的最大速度是多少？答案1．选D汽车从拱型桥上的a点匀速率运动到b点，动能不变，重力势能增大，机械能增加，A错；由功能关系知，汽车牵引力做的功等于克服摩擦力做的功和重力势能增加量之和，故B错；由a到b重力做功的功率减小，故C错；由动能定理知D对。2．选B在车厢相互撞击使弹簧压缩过程中，由于要克服摩擦力做功，且缓冲器所受合外力做功不为零，因此机械能不守恒，A项错误；克服摩擦力做功消耗机械能，B项正确；撞击以后垫板和车厢有相同的速度，因此动能并不为零，C项错误；压缩弹簧过程弹簧的弹性势能增加，并没有减小，D项错误。3．选C因摩擦力始终做负功，故系统产生的热量Q随s增大，而系统的机械能随s而减小，B、D均错误；当因s>xMM′，故Q＝μmgxMM′＋μmgcosθ(s－xMM′)，E＝E0－μmgxMM′－μmgcosθ(s－xMM′)，对应图线可知，A错误，C正确。4．选D由FN－mg＝meq\f(v2,R)，FN＝1.5mg可得：v2＝eq\f(gR,2)。由功能关系可知，铁块损失的机械能ΔE＝mgR－eq\f(1,2)mv2＝eq\f(3,4)mgR，故D正确。5．选D传送带运动时，木块所受摩擦力仍然是沿传送带向上，木块一直向下加速运动，加速度不变，因而滑到底端所用时间不变，选项A、B、C错误；由于传送带运动时木块和传送带间的相对位移变大，故因摩擦力产生的内能也将增多，故选项D正确。6．选AC升降机对物体所做的功W＝mgh＋eq\f(1,2)mv2＝5800J，A正确；合外力做功W合＝eq\f(1,2)mv2＝800J，B错；重力势能增加Ep＝mgh＝5000J，C正确；物体机械能增加E＝mgh＋eq\f(1,2)mv2＝5800J，D错。7．选BC物块最后的动能为零，故不可能一直增大，A错；加速度a＝μgcosθ＋eq\f(T,m)－gsinθ，当拉力T增大时，a也增大；物块的机械能转化为热量和橡皮筋的弹性势能，故一直在减小，B、C对D错。8．选AD根据机械能守恒定律，当速度为v0＝eq\r(gR)，由mgh＝eq\f(1,2)mv02解出h＝eq\f(R,2)，A项正确，B项错误；当v0＝eq\r(5gR)，小球正好运动到最高点，D项正确；当v0＝eq\r(3gR)时小球运动到最高点以下，若C项成立，说明小球此时向心力为0，这是不可能的。9．解析：(1)从A到B的过程中，人与雪橇损失的机械能为ΔE＝mgh＋eq\f(1,2)mvA2－eq\f(1,2)mvB2①ΔE＝(70×10×20＋eq\f(1,2)×70×2.02－eq\f(1,2)×70×12.02)J＝9100J②(2)人与雪橇在BC段做减速运动的加速度a＝eq\f(vC－vB,t)＝eq\f(0－12,10－4)m/s2＝－2m/s2①根据牛顿第二定律f＝ma＝70×(－2)N＝－140N答案：见解析10．解析：(1)假设m、M相对静止，由牛顿第二定律a＝eq\f(F,M＋m)＝2.4m/s2。此时m受的合外力F合＝ma