2022年高考物理大一轮复习 第五章 第4讲 功能关系 能量守恒定律练习

2022年高考物理大一轮复习 第五章 第4讲 功能关系 能量守恒定律练习选择题(每题6分,共42分)1.(xx湖南浏阳一中、醴陵一中、攸县一中联考)(多选)在倾角为的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A、B,它们的质量分别为m1、m2,弹簧劲度系数为k,C为一固定挡板,系统处于静止状态。现用一平行于斜面向上的恒力F拉物块A使之向上运动,当物块B刚要离开挡板C时,物块A运动的距离为d,速度为v,则此时()A.物块B满足m2g sin =kdB.物块A的加速度为C.拉力做功的瞬时功率为Fv sin D.弹簧弹性势能的增加量为Fd-m1gd sin -m1v22.(xx湖北百所重点中学联考)某同学用如图所示的装置测量一个凹形木块的质量m,弹簧的左端固定,木块在水平面上紧靠弹簧(不连接)将其压缩,记下木块右端位置A点,释放后,木块右端恰能运动到B1点。在木块槽中加入一个质量m0=800 g的砝码,再将木块左端紧靠弹簧,木块右端位置仍然在A点,释放后木块离开弹簧,右端恰能运动到B2点,测得AB1、AB2长分别为27.0 cm和9.0 cm,则木块的质量m为()A.100 gB.200 gC.300 gD.400 g3.(xx湖北重点中学联考)如图所示,在水平地面上放一个竖直轻弹簧,弹簧上端与一木块相连。木块处于平衡状态,若再在木块上作用一个竖直向下的力F,使木块缓慢下移0.1 m,这个过程中力F做功2.5 J,此时木块刚好再次处于平衡状态,则在木块下移0.1 m的过程中,弹簧弹性势能的增加量()A.等于2.5 JB.大于2.5 JC.小于2.5 JD.无法确定4.(xx湖北重点中学联考)(多选)如图所示,绝缘轻弹簧的下端固定在斜面底端,弹簧与斜面平行,带电小球Q(可视为质点)固定在光滑绝缘斜面上的M点,且在通过弹簧中心的直线ab上。现把与Q大小相同,电性相同的带电小球P,从斜面上的N点由静止释放,N点距离弹簧有一段距离,在小球P与弹簧从接触到压缩到最短的过程中(此过程中弹簧始终在弹性限度内),以下说法正确的是()A.小球P和弹簧组成的系统机械能守恒B.小球P和弹簧刚接触时其速度最大C.小球P的动能与弹簧弹性势能的总和增大D.小球P的加速度先减小后增大5.(xx北京东城期中联考)质量为1 kg的物体被竖直向上抛出,在空中的加速度的大小为16 m/s2,最大上升高度为5 m,若g取10 m/s2,则在这个过程中()A.重力势能增加80 JB.动能减少50 JC.机械能减少30 JD.机械能守恒6.(xx河南南阳一中质检)(多选)一带电小球在空中由A点运动到B点的过程中,受重力、电场力和空气阻力三个力作用。若重力势能增加3 J,机械能增加0.5 J,电场力对小球做功1 J,则小球()A.重力做功为3 JB.电势能增加1 JC.克服空气阻力做功0.5 JD.动能减少2.5 J7.(xx四川资阳模拟)(多选)如图甲所示,足够长的固定光滑细杆与地面成一定夹角,在杆上套有一个光滑小环,沿杆方向给环施加一个拉力F,使环由静止开始运动,已知拉力F及小环速度v随时间t变化的规律如图乙所示,重力加速度g取10 m/s2。则以下判断正确的是()A.小环的质量是1 kgB.细杆与地面间的夹角是30C.前3 s内拉力F的最大功率是2.5 WD.前3 s内小环机械能的增加量是6.25 JB组xx年模拟提升题组时间:30分钟分值:40分一、选择题(每题6分,共24分)1.(xx黑龙江东部地区联考)(多选)如图所示,在水平向右的匀强电场中以竖直和水平方向建立直角坐标系,一带负电的油滴从坐标原点以初速度v0向第一象限某方向抛出,当油滴运动到最高点A(图中未画出)时速度为vt,从做功与能量转化的角度分析此过程,下列说法正确的是()A.若vtv0,则重力和电场力都对油滴做正功引起油滴动能增大B.若vtv0,则油滴电势能的改变量大于油滴重力势能的改变量C.若vt=v0,则A点可能位于第一象限D.若vt=v0,则A点一定位于第二象限2.(xx黑龙江东部地区联考)如图所示,甲、乙两种粗糙面不同的传送带,倾斜放于水平地面,与水平面的夹角相同,以同样恒定的速率v向上运动。现将一质量为m的小物体(视为质点)轻轻放在A处,小物体在甲传送带上到达B处时恰好达到速率v;在乙上到达离B竖直高度为h的C处时达到速率v,已知B处离地面高度皆为H。则在物体从A到B过程中()A.小物体在两种传送带上具有的加速度相同B.将小物体传送到B处,两种传送带消耗的电能相等C.两种传送带对小物体做功相等D.将小物体传送到B处,两种系统产生的热量相等3.(xx安徽安庆联考)如图所示,光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块P,将另一个带电小物块Q在斜面的某位置由静止释放,它将沿斜面向上运动。设斜面足够长,则在Q向上运动过程中()A.物块P、Q之间的电势能一直增大B.物块Q的机械能一直增大C.物块P、Q的重力势能和电势能之和一直增大D.物块Q的动能一直增大4.(xx湖北黄冈中学模拟)(多选)质量为m的带正电的物体处于竖直向上的匀强电场中,已知带电物体所受电场力的大小为物体所受重力的,现将物体从距地面高h处以一定初速度竖直下抛,物体以的加速度竖直下落到地面(空气阻力恒定),则在物体的下落过程中()A.物体的重力势能减少mgh,电势能减少mghB.由物体与周围空气组成的系统的内能增加了mghC.物体的动能增加mghD.物体的机械能减少mgh二、非选择题(共16分)5.(xx山西太原模拟)如图所示,在水平地面上固定一个半径为R的半圆形轨道,其中圆弧部分光滑,水平段长为L,一质量为m的小物块紧靠一根被压缩的固定在水平轨道的最右端的弹簧,小物块与水平轨道间的动摩擦因数为,现突然释放小物块,小物块被弹出,恰好能够到达圆弧轨道的最高点A,取g=10 m/s2,且弹簧长度忽略不计,求:(1)小物块的落点距O的距离;(2)小物块释放前弹簧具有的弹性势能。第4讲功能关系能量守恒定律A组xx年模拟基础题组选择题1.BD开始系统处于静止状态,弹簧弹力等于A的重力沿斜面向下的分力,故m1g sin =kx1(x1为弹簧相对于原长的缩短量),当B刚要离开C时,弹簧的弹力等于B的重力沿斜面向下的分力,故m2g sin =kx2(x2为弹簧相对于原长的伸长量),所以d=x1+x2x2,则m2g sin v0,则油滴的动能增加,据WF-WG=m-m,则电场力做的正功大于重力做的负功,则油滴电势能的改变量大于重力势能的改变量,A选项错误,B选项正确;若vt=v0,则油滴从原点出发进入第一象限,由于电场力向左、重力向下,油滴在水平方向和竖直方向均做减速运动,水平方向先减速为0,后水平方向又向左加速运动,竖直方向继续减速运动,当油滴回到y轴上时,电场力做功为0,重力一直做负功,此时速度vQ2,所以甲传送带把物体送到B点消耗的电能较多,B、D选项错误;传送带将物体送到B点,传送带对物体做的功由动能定理有:Wf-WG=mv2,即Wf=mgH+mv2,两个传送带都符合这个关系,C选项正确。3.B带电小物块Q在斜面的某位置由静止释放,它将沿斜面向上运动,对Q受力分析可知,P对Q的库仑力沿斜面向上,且大于Q的重力沿斜面向下的分力,Q向上运动过程中,库仑力逐渐减小,合力逐渐减小,Q做加速度减小的加速运动,当库仑力等于Q的重力沿斜面向下的分力时,速度最大,之后做减速运动,所以Q的动能是先增大后减小,库仑力一直做正功,电势能减小,机械能增大。由能量守恒知,P、Q的动能、重力势能、电势能三者之和不变,则P、Q重力势能、电势能之和先减小后增大,综上,A、C、D错误,B正确。4.BC由题意知,电场力F电=mg;由牛顿第二定律有mg-F电-Ff=ma,得空气阻力Ff=mg;下落过程中,重力做功mgh,电场力做功-mgh,故重力势能减少mgh,电势能增加mgh,A错误;E内=Ffh=mgh,B正确;物体所受合外力F合=ma=mg,故动能的增加量Ek=F合h=mgh,C正确;机械能的减少量E=Ffh+F电h=mgh,D错误。二、非选择题5.答案(1)2R(2)mgR+mgL解析设小物块被弹簧弹出时的速度大小为v1,到达圆弧轨道的最低点时速度大小为v2,到达圆弧轨道的最高点时速度大小为v3。(1)因为小物块恰好能到达圆弧轨道的最高点,故向心力刚好由重力提供,有=mg小物块由A飞出后做平抛运动,由平抛运动的规律有x=v3t2R=gt2联立解得:x=2R,即小物块的落点距O的距离为2R(2)小物块在圆弧轨道上从最低点运动到最高点的过程中,由机械能守恒定律得m=mg2R+m小物块从被弹簧弹出到运动到圆弧轨道的最低点的过程由功能关系得:m=m+mgL小物块释放前弹簧具有的弹性势能就等于小物块被弹出时的动能,故有Ep=m由联立解得:Ep=mgR+mgL