2022年高考物理一轮复习方案 第17讲 能量转化和守恒定律（含解析）

2022年高考物理一轮复习方案 第17讲 能量转化和守恒定律（含解析）1xx豫东六校联考(双选)在倾角为30的斜面上，某人用平行于斜面的力把原来静止于斜面上的质量为2 kg的物体沿斜面向下推了2 m的距离，并使物体获得1 m/s的速度，已知物体与斜面间的动摩擦因数为，g取10 m/s2，则在这个过程中()图K171A人对物体做功21 JB合外力对物体做功1 JC物体克服摩擦力做功20 JD物体重力势能减少40 J2xx琼海一模质量为m、初速度为零的物体，在方向不变、大小按如图K172规律变化的合外力作用下都通过位移s0.则下列各种情况中物体速度最大的是()ABCD图K1723xx东北三校联考两木块A、B用一轻弹簧拴接，静置于水平地面上，如图K173甲所示现用一竖直向上的恒力F拉动木板A，使木块A由静止向上做直线运动，如图乙所示，当木块A运动到最高点时，木块B恰好要离开地面在这一过程中，下列说法中正确的是(设此过程弹簧始终处于弹性限度内)()图K173A木块A的加速度先增大后减小B弹簧的弹性势能先减小后增大C木块A的动能先增大后减小D两木块A、B和轻弹簧组成的系统机械能先增大后减小图K1744xx郑州模拟(双选)一个人站在商店自动扶梯的水平踏板上，随扶梯向上加速运动，如图K174所示则()A踏板对人做的功等于人的机械能的增加量B踏板对人的支持力做的功等于人的机械能的增加量C克服人的重力做的功等于人的机械能增加量D对人做功的只有重力和踏板对人的支持力5xx郑州预测跳水运动是我国的一个体育强项，此项运动大体上可以简化为三个阶段：运动员从跳板上起跳做竖直上抛运动，再做自由落体运动，入水后做匀减速直线运动某质量为m的运动员(可视为质点)，入水后的加速度大小为a1.5g，在水中下沉深度h时速度减为零在运动员从入水到停止下沉的过程中，下列说法正确的是()A运动员的动能减少了1.5mghB运动员的机械能减少了1.5mghC运动员克服阻力所做的功为1.5mghD运动员的重力势能减少了1.5mgh6xx湖北八市联考如图K175所示，等腰直角三角体OCD由不同材料A、B拼接而成，P为两种材料在CD边上的交点，且DPCP.现OD边水平放置，让小物块无初速从C滑到D；然后将OC边水平放置，再让小物块无初速从D滑到C，小物块两次滑动到达P点的时间相同下列说法正确的是()图K175AA、B材料的动摩擦因数相同B两次滑动中物块到达P点的速度大小相等C两次滑动中物块到达底端速度大小相等D两次滑动中物块到达底端的过程中机械能损失不相等7xx黄冈七市联考(双选)如图K176所示，光滑水平面上放着足够长的木板B，木板B上放着木块A，A、B接触面粗糙现用一水平拉力F作用在B上，使其由静止开始运动，用f1代表B对A的摩擦力，f2代表A对B的摩擦力，下列说法正确的有()图K176AF做的功一定等于A、B系统动能的增加量BF做的功一定小于A、B系统动能的增加量Cf1对A做的功等于A动能的增加量DF、f2对B做的功之和等于B动能的增加量8xx福州一模如图K177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说法正确的是()图K177A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D物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程物体与传送带间的摩擦生热9如图K178所示，滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由滑下，图K178然后在水平面上前进至B点停下已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数都为，滑雪者(包括滑雪板)的质量为m，A、B两点间的水平距离为L.在滑雪者经过AB段运动的过程中，克服摩擦力产生的热量为()A大于mgLB等于mgLC小于mgL D以上三种情况都有可能10xx陕西师大附中五校联考如图K179甲所示，一条轻质弹簧左端固定在竖直墙面上，右端放一个可视为质点的小物块，小物块的质量为m1.0 kg，当弹簧处于原长时，小物块静止于O点现对小物块施加一个外力F，使它缓慢移动，将弹簧压缩至A点，压缩量为x0.1 m，在这一过程中，所用外力F与压缩量的关系如图乙所示然后撤去F释放小物块，让小物块沿桌面运动，已知O点与桌边B点的距离为L0.2 m，水平桌面的高度为h5.0 m，计算时，可认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力(g取10 m/s2) 求：(1)在压缩弹簧过程中，弹簧存储的最大弹性势能；(2)小物块落地点与桌边B的水平距离图K17911如图K1710为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，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，管口沿水平方向，AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定，在弹簧上端放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去设质量为m的鱼饵到达管口C时，对管壁的作用力恰好为零不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不改变弹簧的弹性势能已知重力加速度为g.求：(1) 质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v1；(2) 弹簧压缩到0.5R时的弹性势能Ep；(3) 已知地面与水面相距1.5R，若使该投饵管绕AB管的中轴线OO在90角的范围内来回缓慢转动，每次弹射时只放置一粒鱼饵，鱼饵的质量在m到m之间变化，且均能落到水面持续投放足够长时间后，鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少？图K1710课时作业(十七)1BC解析 物体下落的高度hssin1 m，根据动能定理，有W合mv201 J，选项B正确；摩擦力对物体做功Wffsmgcoss20 J，物体克服摩擦力做功20 J，选项C正确；重力做功WGmgh20 J，物体重力势能减少20 J，选项D错误；根据动能定理，有WFWfWGmv20，解得人对物体做功WF1 J，选项A错误2C解析 图线与横轴所围面积表示合力做的功，故图C情况下合力做功最大，根据动能定理知，选项C正确3. BC解析 木块A在拉力F作用下由静止开始运动，到达最高点时速度为零，木块A向上先加速后减速，选项A错误，选项C正确；木块A向上运动的过程中，弹簧压缩量先逐渐减小，后被逐渐拉伸，其弹性势能先减小后增大，选项B正确；拉力F始终对两木块A、B和轻弹簧组成的系统做正功，故系统机械能增加，选项D错误4A解析 人随扶梯向上加速运动过程中，受支持力、重力和静摩擦力作用，支持力和静摩擦力对人均做正功，根据机械能的增加量等于重力以外其他力做的功知，支持力和静摩擦力对人做的功等于人的机械能的增加量只有选项A正确5. A解析 根据牛顿第二定律，有fmgma，运动员受到的阻力fmgma2.5mg，根据动能定理得mghfhEk，解得Ek1.5 mgh，即动能减少了1.5 mgh，选项A正确；阻力对运动员做功Wffh2.5 mgh，即克服阻力做功2.5 mgh，运动员的机械能减少了2.5 mgh，选项B、C错误；运动员的重力势能减少了mgh，选项D错误6C解析 根据牛顿第二定律，有mgsinmgcosma，解得agsingcos，小物块两次滑动到达P点的时间相同，说明两种情况下物块的加速度不同，即A、B材料与物块的动摩擦因数不同，由vat知两次滑动中物块到达P点的速度大小不相等，选项A、B错误；两次滑动中物块到达底端过程摩擦力做的功相同，重力做的功相同，由动能定理知物块到达底端的动能相等，由能量守恒定律知物块到达底端过程损失的机械能相等，选项C正确，选项D错误7CD解析 运动过程中A、B受到的摩擦力等大反向，如果两者发生相对运动，则滑动摩擦力对A、B做的总功为负功，根据功能关系知，F做的功大于A、B系统动能的增加量；如果两者不发生相对运动，则静摩擦力对A、B做的总功为零，根据动能定理知，F做的功等于A、B系统动能的增加量，选项A、B错误；同理，可确定选项C、D正确8C解析 第一阶段为滑动摩擦力做功，第二阶段为静摩擦力做功，两个阶段摩擦力方向都跟物体运动方向相同，所以摩擦力都做正功，选项A错误；由功能关系可知，在第一阶段摩擦力对物体做的功(除重力之外的力所做的功)等于物体机械能的增加，即EWffl物，摩擦生热为Qfl相对，又由于l传送带vt，l物t，所以l物l相对l传送带，即QE，选项B错误，选项C正确在第二阶段没有摩擦生热，但物体的机械能继续增加，结合选项C可以判断选项D错误9B解析 设斜坡倾角为，全过程中滑雪者克服摩擦力做功为WfmgcossACmgsCBmg(sACcossCB)，由图中几何关系得sACcossCBL，所以WfmgL，根据功能关系知克服摩擦力产生的热量QmgL，选项B正确10(1)2.3 J(2)2 m解析 (1)从Fx图中可以看出，小物块与桌面间的滑动摩擦力大小为f1.0 N.在压缩过程中，摩擦力做功为Wffx0.1 J由图线与x轴所夹面积可得F做的功为WF(1.047.0)0.1 J2.4 J所以弹簧的弹性势能为EpWFWf2.3 J.(2)从A点开始到B点的过程中，摩擦力做功为Wff(xL)0.3 J根据功能关系有EpWfmv解得vB2 m/s物块从B点开始做平抛运动，有hgt2, xv0t解得t1 s，x2 m.11(1)(2)3mgR(3)R2解析 (1)质量为m的鱼饵在管口C时做圆周运动的向心力完全由重力提供，则mgm解得v1.(2)弹簧的弹性势能全部转化为鱼饵的机械能，由机械能守恒定律有Epmg(1.5RR)mv解得Ep3mgR.(3)不考虑因缓慢转动装置对鱼饵速度大小的影响，质量为m的鱼饵离开管口后做平抛运动，设经过t时间落到水面上，离OO的水平距离为x1，由平抛运动规律有45Rgt2x1v1tR解得x14R当鱼饵的质量为m时，设其到达管口C时速度大小为v2，由机械能守恒定律有Epmg(1.5RR)v解得v22质量为m的鱼饵落到水面上时，设离OO的水平距离为x2，则x2v2tR解得x27R.鱼饵能够落到水面的最大面积S(xx)R2(或8.25R2)