高考物理一轮复习课时作业19功能关系能量守恒定律含答案

这是一份高考物理一轮复习课时作业19功能关系能量守恒定律含答案
功能关系　能量守恒定律 [双基巩固练]1．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1900J，他克服阻力做功100J．韩晓鹏在此过程中(　　)A．动能增加了1900JB．动能增加了2000JC．重力势能减小了1900JD．重力势能减小了2000J2.一线城市道路越来越拥挤，因此自行车越来越受城市人们的喜爱，如图，当你骑自行车以较大的速度冲上斜坡时，假如你没有蹬车，受阻力作用，则在这个过程中，下面关于你和自行车的有关说法正确的是(　　)A．机械能增加B．克服阻力做的功等于机械能的减少量C．减少的动能等于增加的重力势能D．因为要克服阻力做功，故克服重力做的功小于克服阻力做的功3.滑块静止于光滑水平面上，与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状态，现用恒定的水平外力F作用于弹簧右端，在向右移动一段距离的过程中拉力F做了10J的功．在上述过程中(　　)A．弹簧的弹性势能增加了10JB．滑块的动能增加了10JC．滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10JD．滑块和弹簧组成的系统机械能守恒4.[2021·广西南宁、玉林、贵港等摸底考试](多选)如图所示，竖直平面内固定一半径为R的半圆形轨道，其两端等高，一个质量为m的质点从左端点由静止开始下滑，滑到最低点时对轨道压力为2mg，g为重力加速度，则此下滑过程(　　)A．机械能减少eq \f(1,2)mgRB．机械能减少eq \f(π,2)mgRC．动能增加eq \f(1,2)mgRD．重力势能减少eq \f(1,2)mgR5.如图所示，小球在竖直向下的力F作用下，将竖直轻弹簧压缩，若将力F撤去，小球将向上弹起并离开弹簧，到速度为零时为止，不计空气阻力，则小球在上升过程中(　　)A．小球的动能先增大后减小，弹簧弹性势能转化成小球的动能B．小球在离开弹簧时动能达到最大值C．小球动能最大时弹簧弹性势能为零D．小球、弹簧与地球组成的系统机械能守恒6．[2019·江苏卷，8](多选)如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态．小物块的质量为m，从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止．物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度．在上述过程中(　　)A．弹簧的最大弹力为μmgB．物块克服摩擦力做的功为2μmgsC．弹簧的最大弹性势能为μmgsD．物块在A点的初速度为eq \r(2μgs)7.[2021·湖北武汉部分市级示示范高中联考](多选)将小球以某一初速度从地面竖直向上抛出，取地面为零势能面，小球在上升过程中的动能Ek、重力势能Ep与其上升高度h间的关系分别如图中两直线所示．g取10m/s2，下列说法中正确的是(　　)A．小球的质量为0.2kgB．小球受到的阻力(不包括重力)大小为0.25NC．小球动能与重力势能相等时的高度为eq \f(20,13)mD．小球上升到2m时，动能与重力势能之差为0.5J8．如图所示为某一游戏的局部简化示意图．D为弹射装置，AB是长为21m的水平轨道，倾斜直轨道BC固定在竖直放置的半径为R＝10m的圆形支架上，B为圆形的最低点，轨道AB与BC平滑连接，且在同一竖直平面内．某次游戏中，无动力小车在弹射装置D的作用下，以v0＝10m/s的速度滑上轨道AB，并恰好能冲到轨道BC的最高点．已知小车在轨道AB上受到的摩擦力为其重量的0.2倍，轨道BC光滑，则小车从A到C的运动时间是(　　)A．5sB．4.8sC．4.4sD．3s[综合提升练]9.[2021·安徽重点中学协作体模拟]如图所示，固定斜面AB和CB与水平面均由一小段光滑圆弧连接，倾角分别为α、β，OB＝h.细线一端固定在竖直挡板上，另一端连接一质量为m的小物块，在小物块和挡板之间压缩一轻质弹簧(小物块与弹簧不连接)，烧断细线，小物块被弹出，滑上斜面AB后，恰好能运动到斜面的最高点，已知AD＝l，小物块与水平面、斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，则(　　)A．弹簧对小物块做功为μmglB．斜面摩擦力对小物块做功为eq \f(μmgh,sinα)C．细线烧断前，弹簧具有的弹性势能为mgh＋μmgeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(h,tanα)＋l))D．撤去斜面AB，小物块还从D点弹出，将沿斜面CB上滑并从B点飞出10．[2020·山东青岛4月模拟](多选)滑板运动是以滑行为特色、崇尚自由的一种运动，深受青少年的喜爱．滑板的一种运动情境可简化为如下模型：如图甲所示，将运动员(包括滑板)简化为质量m＝50kg的物块，物块以某一初速度v0从倾角θ＝37°的斜面底端冲上足够长的斜面，取斜面底端为重力势能零势能面，该物块的机械能E总和重力势能Ep随离开斜面底端的高度h的变化规律如图乙所示．将物块视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则由图中数据可得(　　)A．初速度v0＝5m/sB．物块与斜面间的动摩擦因数为0.3C．物块在斜面上运动的时间为eq \f(4,3)sD．物块回到斜面底端时的动能为375J11．[2021·衡水中学模拟]如图甲中，质量m1＝1kg的物块叠放在质量m2＝3kg的木板右端．木板足够长，放在光滑的水平地面上，木板与物块之间的动摩擦因数μ1＝0.2.整个系统开始时静止，重力加速度g取10m/s2.(1)在木板右端施加水平向右的拉力F，为使木板和物块发生相对运动，拉力F至少应为多大？(2)在0～4s内，若拉力F的变化如图乙所示．在2s后木板进入μ2＝0.25的粗糙水平面，在图丙中画出0～4s内木板和物块的v­t图象，并求出0～4s内物块相对木板的位移大小和整个系统因摩擦而产生的内能．课时作业(十九)1．解析：由动能定理可知，ΔEk＝1 900 J－100 J＝1 800 J，故A、B均错．重力势能的减少量等于重力做的功，故C正确，D错误．答案：C2．解析：A项，骑自行车以较大的速度冲上斜坡时，受阻力作用，部分的机械能转化为内能，所以机械能减小，故A不正确；B项，由于你没有蹬车，受阻力作用，所以除重力外，只有阻力做功，人与自行车克服阻力做的功等于机械能的减少量，故B正确；C项，由于阻力做负功，所以减少的动能大于增加的重力势能，故C错误；D项，克服重力做功，与克服阻力做功的大小无法比较，故D错误．故选B.答案：B3．解析：拉力F做功的同时，弹簧伸长，弹性势能增大，滑块向右加速，滑块动能增加，由功能关系可知，拉力做功等于滑块的动能与弹簧弹性势能的增加量之和，C正确，A、B、D均错误．答案：C4．解析：质点经过Q点时，重力和轨道的支持力提供向心力，由牛顿第二定律得N－mg＝meq \f(v\o\al(2,Q),R)，N＝2mg，可得veq \o\al(2,Q)＝gR，质点自P滑到Q的过程中，动能增加eq \f(1,2)mveq \o\al(2,Q)＝eq \f(1,2)mgR，C正确；由动能定理得mgR－Wf＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,Q)－0，则克服摩擦力所做的功为Wf＝eq \f(1,2)mgR，故机械能减少eq \f(1,2)mgR，B错误，A正确；重力势能减少mgR，D错误．答案：AC5．解析：撤去外力后刚开始的一段时间内，小球受到的弹力大于重力，合力向上，小球向上加速运动，随着弹簧形变量的减小，弹力减小，当弹力小于重力时，小球做减速运动，离开弹簧后，小球仅受重力作用而做竖直上抛运动，由此可知，小球的动能先增大后减小，弹簧的弹性势能转化为小球的动能和重力势能，故A错误；由上述分析可知，小球先做加速度减小的加速运动，当弹力等于重力时，a＝0，速度最大，动能最大，此后弹力小于重力，小球做加速度增大的减速运动，直到弹簧恢复原长时，小球离开弹簧，故小球在离开弹簧时动能不是最大，小球动能最大时弹簧弹性势能不为零，故B、C错误；由于整体所受外力不做功，因此小球、弹簧与地球所组成的系统机械能守恒，故D正确．答案：D6．解析：小物块处于最左端时，弹簧的压缩量最大，然后小物块先向右加速运动再减速运动，可知弹簧的最大弹力大于滑动摩擦力μmg，选项A错误；物块从开始运动至最后回到A点过程，由功的定义可得物块克服摩擦力做功为2μmgs，选项B正确；自物块从最左侧运动至A点过程由能量守恒定律可知Ep＝μmgs，选项C正确；设物块在A点的初速度为v0，整个过程应用动能定理有－2μmgs＝0－eq \f(1,2)mveq \o\al(2,0)，解得v0＝2eq \r(μgs)，选项D错误．答案：BC7．解析：小球上升到最高点时，Ep＝mgh，得m＝eq \f(Ep,gh)＝eq \f(4,10×4) kg＝0.1 kg，A错误；由除重力以外其他力做的功W其＝ΔE，可知－fh＝E高－E低，解得f＝0.25 N，B正确；设小球动能和重力势能相等时的高度为H，此时有mgH＝eq \f(1,2)mv2，由动能定理得－fH－mgH＝eq \f(1,2)mv2－eq \f(1,2)mveq \o\al(2,0)，解得H＝eq \f(20,9) m，C错误；由图可知，在h＝2 m处，小球的重力势能是2 J，动能是2.5 J，所以小球上升到2 m时，动能与重力势能之差为2.5 J－2 J＝0.5 J，D正确．答案：BD8．解析：小车从A到C的过程，根据动能定理有，－0.2mg·l－mgh＝0－eq \f(1,2)mveq \o\al(2,0)，得B、C两点的高度差h＝0.8 m，根据几何知识，倾斜轨道的长度s＝eq \r(h2＋[R2－R－h2])＝4 m，得倾斜轨道的倾角满足sin θ＝eq \f(h,s)＝0.2.小车在水平轨道运动时的加速度大小a1＝eq \f(0.2mg,m)＝2 m/s2，小车沿倾斜轨道上滑时的加速度大小a2＝gsin θ＝2 m/s2，在水平轨道运动时，满足vB＝v0－a1t1，沿倾斜轨道上滑时，满足vB＝a2t2，故v0－a1t1＝a2t2，解得t1＋t2＝eq \f(10 m/s,2 m/s2)＝5 s，故A选项正确．答案：A9．解析：本题考查斜面模型中的功能问题．由功能关系可知，弹簧对小物块做功为W＝μmgl＋μmgcos α·eq \f(h,sin α)＋mgh＝mgh＋μmgeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(l＋\f(h,tan α)))，细线烧断前，弹簧具有的弹性势能为Ep＝mgh＋μmgeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(l＋\f(h,tan α)))，选项A错误，C正确；斜面摩擦力对小物块做功为WFf＝μmgcos α·eq \f(h,sin α)＝μmgeq \f(h,tan α)，选项B错误；物块滑上斜面AB后，恰好能运动到斜面的最高点，在此过程中克服摩擦力做的功为Wf＝μmgl＋μmgcos α·eq \f(h,sin α)，由此可见Wf＝μmgeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(h,tan α)＋l))＝μmgLDOD到B克服摩擦力做的功与路径无关，所以撤去斜面AB，小物块刚好能达到B点，故D错误．故选C.答案：C10．解析：斜面底端为重力势能零势能面，结合图乙知E总1＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,0)＝625 J，解得v0＝5 m/s，选项A正确；当E总＝Ep时，物块运动到最高点，由图乙可知hm＝1.00 m，该过程根据功能关系有－μmgcos θ·eq \f(hm,sin θ)＝ΔE总＝－125 J，解得物块与斜面间的动摩擦因数μ＝eq \f(3,16)，选项B错误；物块沿斜面上滑的时间t1＝eq \f(v0,gsin θ＋μgcos θ)＝eq \f(2,3) s，上滑的位移s＝eq \f(hm,sin θ)＝eq \f(5,3) m，因为μ