2019年高考物理二轮复习 专题强化七 功能关系 能量守恒.doc

专题强化七功能关系能量守恒一、选择题：本题共10小题，每小题5分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分 12018茂名二模2018年1月31日晚，天空中出现了150年来的首次“超级蓝色月全食”所谓“超级月亮”，就是月球沿椭圆轨道绕地球运动到近地点的时刻，此时的月球看起来比在远地点时的月球大12%14%，亮度提高了30%.则下列说法中正确的是()A月球运动到近地点时的速度最小B月球运动到近地点时的加速度最大C月球由远地点向近地点运动的过程，月球的机械能增大D月球由远地点向近地点运动的过程，地球对月球的万有引力做负功22018威海模拟如图，是被誉为“豪小子”的华裔球员林书豪在NBA赛场上投二分球时的照片现假设林书豪准备投二分球前先曲腿下蹲再竖直向上跃起，已知林书豪的质量为m，双脚离开地面时的速度为v，从开始下蹲到跃起过程中重心上升的高度为h，则下列说法正确的是()A从地面跃起过程中，地面对他所做的功为零B从地面跃起过程中，地面对他所做的功为mv2mghC从下蹲到离开地面上升过程中，他的机械能守恒D离开地面后，他在上升过程中处于超重状态；在下落过程中处于失重状态32018辽宁学业测试一个质量为m的物体以a2g的加速度竖直向下运动，则在此物体下降h高度的过程中，下列说法正确的是()A物体的重力势能减少了2mgh B物体的动能减少了2mghC物体的机械能保持不变 D物体的机械能增加了mgh42018石家庄一模如图所示，质量为m的物体A和质量为2m的物体B通过不可伸长的轻绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧开始用手托着物体A使弹簧处于原长且细绳伸直，此时物体A与地面的距离为h，物体B静止在地面上现由静止释放A，A与地面即将接触时速度恰好为0，此时物体B对地面恰好无压力，重力加速度为g，下列说法正确的是()A物体A下落过程中一直处于失重状态B物体A即将落地时，物体B处于失重状态C物体A下落过程中，弹簧的弹性势能最大值为mghD物体A下落过程中，A的动能和弹簧的弹性势能之和先增大后减小52018荆州中学二模以一定的初速度从地面竖直向上抛出一小球，小球上升到距地面高h处，又落回到抛出点，假设小球所受空气阻力大小与速度大小成正比，小球在运动过程中的机械能E(选取地面为零势能面)随小球路程s变化，下列图象中合理的是()62018绵阳模拟如图所示，光滑的小球A和B通过轻杆相连，靠在竖直墙和水平地面上，从图示位置由静止释放，则()A轻杆对小球A不做功B轻杆对小球B不做功C轻杆对小球A先做正功后做负功D轻杆对小球B先做正功后做负功72018邯郸市模拟如图所示，一细线系一小球绕O点在竖直面做圆周运动，a、b分别是轨迹的最高点和最低点，c、d两点与圆心等高，小球在a点时细线的拉力恰好为0，不计空气阻力，则下列说法正确的是()A小球从a点运动到b点的过程中，先失重后超重B小球从a点运动到b点的过程中，机械能先增大后减小C小球从a点运动到b点的过程中，细线对小球的拉力先做正功后做负功D小球运动到c、d两点时，受到的合力指向圆心82018唐山市一模2018年2月13日，平昌冬奥会女子单板滑雪U型池项目中，我国选手刘佳宇荣获亚军，为我国夺得首枚奖牌如图为U型池模型，其中A、B为U型池两侧边缘，C为U型池最低点，U型池轨道各处粗糙程度相同一小球在池边高h处自由下落由左侧进入池中，从右侧飞出后上升的最大高度为，下列说法正确的是()A小球再次进入池中后，能够冲出左侧边缘A然后返回B小球再次进入池中后，刚好到达左侧边缘A然后返回C由A到C过程与由C到B过程相比，小球损耗机械能相同D由A到C过程与由C到B过程相比，前一过程小球损耗机械能较小9(多选)2018合肥市第二次质检如图所示，圆柱形的容器内有若干个长度不同、粗糙程度相同的直轨道，它们的下端均固定于容器底部圆心O，上端固定在容器侧壁若相同的小球以同样的速率，从点O沿各轨道同时向上运动对其向上运动过程，下列说法不正确的是()A小球动能相等的位置在同一水平面上B小球重力势能相等的位置不在同一水平面上C小球克服摩擦力做功相等的位置在同一水平面上D当运动过程中产生的摩擦热相等时，小球的位置不在同一水平面上10(多选)2018马鞍山市二次质检如图所示为某一传送装置，与水平面夹角为37，传送带以4 m/s的速率顺时针运转某时刻在传送带上端A处无初速度的放上一质量为1 kg的小物块(可视为质点)，物块与传送带间的动摩擦因数为0.25，传送带上端A与下端B距离为3.5 m，则小物块从A到B的过程中(g10 m/s2，sin370.6，cos370.8)()A运动的时间为2 sB小物块对皮带做的总功为0C小物块与传送带相对位移为1.5 mD小物块与皮带之间因摩擦而产生的内能为3 J二、实验题：本题1小题，共8分112018浙江二模在“验证机械能守恒定律”的实验(1)实验室提供了铁架台、夹子、导线、纸带等器材为完成此实验，除了所给的器材，从图中还必须选取的实验器材是_(2)下列方法有助于减小实验误差的是_A在重锤的正下方地面铺海绵B必须从纸带上第一个点开始计算验证机械能是否守恒C重复多次实验，重物必须从同一位置开始下落D重物的密度尽量大一些(3)完成实验后，小明用刻度尺测量纸带距离时如图(乙)，已知打点计时器每0.02 s打一个点，则B点对应的速度vB_m/s.若H点对应的速度为vH，重物下落的高度为hBH，重物质量为m，当地重力加速度为g，为得出实验结论完成实验，需要比较mghBH与_的大小关系(用题中字母表示)三、计算题：本题共4小题，共42分12(10分)2018衡阳市第二次联考弹跳杆运动是一项广受青少年欢迎的运动，弹跳杆的结构如图甲所示，一根弹簧的下端固定在跳杆的底部，上端固定在一个套在跳杆上的脚踏板底部，质量为5 m的小明站在脚踏板上，当他和跳杆处于竖直静止状态时，弹簧的压缩量为x0，小明先保持稳定姿态竖直弹跳某次弹跳中，从弹簧处于最大压缩量为5x0开始计时，如图乙(a)所示；上升到弹簧恢复原长时，小明抓住跳杆，使得他和弹跳杆瞬间达到共同速度，如图乙(b)所示；紧接着他保持稳定姿态竖直上升到最大高度，如图乙(c)所示，已知全程弹簧始终处于弹性限度内(弹簧弹性势能满足Epkx2，k为弹簧劲度系数，x为弹簧形变量)，跳杆的质量为m，重力加速度为g，空气阻力、弹簧和脚踏板的质量以及弹簧和脚踏板与跳杆间的摩擦均可忽略不计求：(1)弹跳杆中弹簧的劲度系数k；(2)从开始计时至竖直上升到最大高度过程中小明的最大速度vm.13(10分)2018郴州市第二次质检如图所示，炼钢厂通常用滚筒来传送软钢锭，使具有一定初速度的软钢锭通过滚筒滑上平台质量为M的软钢锭长为L，上表面光滑，下表面与平台间是粗糙的现以水平向右的初速度滑上平台，全部滑上平台时的速度为v.此时，在其右端无初速放上一个质量为m的滑块(视为质点)随后软钢锭滑过2L距离时速度为零，滑块恰好到达平台重力加速度取g，空气阻力不计求：(1)滑块获得的最大加速度(不考虑与平台的撞击过程)(2)滑块放上后，软钢锭滑动过程克服阻力做的功(3)软钢锭处于静止状态时，滑块到达平台时的动能14(10分)2018普兰店市期末如图所示，长为2L的轻杆OB，O端装有转轴，B端固定一个质量为m的小球B，OB中点A固定一个质量为m的小球A，若OB杆从水平位置静止开始释放转到竖直位置的过程中，求：(1)A、B球摆到最低点的速度大小各是多少？(2)轻杆对A、B两球各做功多少？(3)A、B两球的机械能增量各是多少？15(12分)2018襄阳五中第二次联考如图所示，竖直平面内放一直角杆，杆的各部分均光滑，水平部分套有质量为mA3 kg的小球A，竖直部分套有质量为mB2 kg的小球B，A、B之间用不可伸长的轻绳相连在水平外力F的作用下，系统处于静止状态，且OA3 m，OB4 m，重力加速度g10 m/s2.(1)求水平拉力F的大小和水平杆对小球A弹力FN的大小；(2)若改变水平力F大小，使小球A由静止开始，向右做加速度大小为4.5 m/s2的匀加速直线运动，求经过 s拉力F所做的功专题强化七功能关系能量守恒1B根据开普勒第二定律可知，月球运动到近地点时的速度最大，A选项错误；月球受到的万有引力提供加速度，根据牛顿第二定律和万有引力定律可知，a，月球运动到近地点时所受引力最大，加速度最大，B选项正确；根据功能关系可知，月球绕地球运动过程仅受地球的万有引力，机械能守恒，C选项错误；月球由远地点向近地点运动的过程中，间距减小，地球对月球万有引力做正功，D选项错误2A地面的支持力的作用点在脚部，从地面跃起过程中，脚没有位移，地面对他做功为零，A选项正确，B选项错误；从下蹲到离开地面上升过程中，他的机械能增加mv2，C选项错误；离开地面后，他在上升和下落过程中，只受重力，处于完全失重状态，D选项错误3D根据功能关系可知，物体重力做功为mgh，重力势能减小mgh，A选项错误；物体所受的合力为2mg，根据动能定理可知，合力做功为2mgh，动能增加为2mgh，B选项错误；物体的机械能等于动能和重力势能之和，动能增加2mgh，重力势能减小mgh，则机械能增加mgh，C选项错误，D选项正确4C分析可知，物体A下落过程中，先做加速运动后做减速运动，接触地面时速度为0，故加速度先向下后向上，先处于失重状态后处于超重状态，A选项错误；物体A即将落地时，物体B对地面恰好无压力，处于平衡状态，B选项错误；根据能量守恒可知，物体A机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量，故弹簧的弹性势能最大值为mgh，C选项正确；物体A下落过程中，A的重力势能、动能和弹簧的弹性势能之和恒定不变，重力势能一直减小，故动能和弹性势能一直增大，D选项错误5C根据功能关系可知，空气阻力做功引起小球机械能的减少，小球在运动的过程中受到的空气阻力与速率成正比，即空气阻力先减小后增大，单位高度内，空气阻力做功先减少后增加，即小球机械能的减少量先减小后增大，小球在下落的过程中，与小球上升的过程比较，在同一点的速率下落的过程比较小，所以小球在下落的过程中减小的机械能小于小球在上升过程中减小的机械能，C选项正确6D两球下滑的过程中，系统机械能守恒，小球A的重力势能的减少量等于小球A、B动能的增加量，根据投影定理可知，将小球A、B的速度分解成沿着杆与垂直于杆方向，如图所示：vAcosvBcos，90.根据功能关系可知，当达到45前，杆对小球B做正功，做功等于B的动能增量，杆对小球A做负功，当达到45后，B的速度将减小，轻杆做负功；杆对A做正功，由以上分析可知，杆对小球A先做负功再做正功，杆对小球B先做正功再做负功，D选项正确7A小球在a点时细线的拉力恰好为0，加速度向下，在b点时加速度向上，则从a点运动到b点的过程中，加速度方向先向下后向上，小球先失重后超重，A选项正确；小球从a点运动到b点的过程中，绳子拉力不做功，只有重力做功，根据功能关系可知，机械能守恒，B、C选项错误；小球运动到c、d两点时，绳子拉力指向圆心，重力竖直向下，合力不指向圆心，D选项错误8A分析题意可知，小球由左侧进入池中从右侧飞出的过程中，克服摩擦力做功，损失的机械能为Emg，小球再次返回时，通过轨道同一位置的速率减小，根据向心力公式可知，小球对轨道的压力减小，摩擦力减小，克服摩擦力做功减小，机械能损失量减小，故小球再次进入池中后，能够冲出左侧边缘A然后返回，A选项正确，B选项错误；同理，由A到C过程中同一高度的速率大于由C到B过程的速率，摩擦力大于由C到B过程的摩擦力，前一过程小球损耗机械能较大，C、D选项错误9ABC根据功能关系可知，克服重力做功等于重力势能的减少量，故小球重力势能相等的位置一定在同一水平面上，B选项错误；设直轨道与水平面的夹角为，直轨道的水平投影为x，小球上滑的摩擦力Ffmgcos，上滑的位移L，克服摩擦力做功WFfLmgcosmgx，即克服摩擦力做功相等的位置在同一竖直平面内，产生摩擦热相等时，小球的位置不在同一水平面上，C选项错误，D选项正确；由上述分析，根据动能定理可知，小球动能相等的位置在同一水平面的同心圆周上，A选项错误10BD开始时，物块沿传送带做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可知，mgsinmgcosma1，解得a18 m/s2，共速时间t10.5 s，运动位移x1t11 m，共速后，mgsinmgcosma2，解得a24 m/s2，物块继续做加速运动，Lx1v0t2t2t，运动时间t20.5 s，运动总时间t1 s，A选项错误；物块前一阶段对皮带做负功，后一阶段对皮带做正功，两阶段时间相同，皮带的位移相等，小物块对皮带做的总功为0，B选项正确；前一阶段，传送带比小物块运动快，相对位移为1 m，后一阶段，小物块比传送带运动快，相对位移为0.5 m，故总的相对位移为0.5 m，C选项错误；根据功能关系可知，摩擦生热等于滑动摩擦力与相对路程的乘积，Qmgcos37(x1x2)3 J，D选项正确11(1)电磁打点计时器和学生电源或者是电火花计时器毫米刻度尺(2)D(3)1.35 m/smvmv解析：(1)该实验中可以选用电磁打点计时器和学生电源或者是电火花计时器在实验中需要刻度尺测量纸带上点与点间的距离从而可知道重锤下降的距离，故需要毫米刻度尺(2)在重锤的正下方地面铺海绵，目的是保护仪器，A选项错误；该实验是比较重力势能的减少量与动能增加量的关系，不一定要从纸带上第一个点开始计算验证，B选项错误；重复多次实验时，重物不需要从同一位置开始下落，C选项错误；选重物的密度尽量大一些，可以减小摩擦阻力和空气阻力的影响，从而减少实验误差，D选项正确(3)根据刻度尺的读数规则可知，AC之间的距离xAC5.40 cm.根据匀变速直线运动的规律可知，一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，B点瞬时速度的大小vB1.35 m/s.根据机械能守恒可知，mghBHmvmv.12(1)(2)4解析：(1)小孩和跳杆处于竖直静止状态时，受力平衡，重力与弹簧弹力等大反向5mgkx0.解得，k.(2)小孩的合力为零时，速度最大此时小孩上升高度为4x0.根据系统能量守恒定律可知，k(5x0)25mg4x0kx5mv.解得，vm4.13(1)g(2)Mv2(3)解析：(1)由于滑块与软钢锭间无摩擦，所以软钢锭在平台上滑过距离L时，滑块脱离做自由落体运动ag(2)根据动能定理得：EkMv2Wf克EkMv2(3)滑块脱离软钢锭后做自由下落到平台的时间与软钢锭在平台最后滑动L的时间相同，都为t.Lgt2(Mm)gLMgLMv2vmgtEkmmv联解以上四个方程式得：Ekm14(1) 2(2)mgLmgL(3)mgLmgL解析：(1)A、B球组成的系统属于同轴转动的模型，两球的角速度相同根据几何关系可知，2vAvB.A、B球和杆组成的系统机械能守恒mgLmg2Lmvmv联立解得，vA，vB2.(2)根据动能定理，对于A球mgLWAmv0.对于B球，mg2LWBmv0.解得，WAmgL，WBmgL.(3)根据功能关系可知，轻杆对球做功引起机械能的变化A球的机械能增加量为EAmgL.B球的机械能增加量为EBmgL15(1)25 N50 N(2)49.5 J解析：(1)设静止时绳子与竖直方向夹角为，则由已知条件可知cos.对B进行隔离可知，FTcosmBg解得，FT25 N.对A进行分析，FFTsin15 N.对A、B整体进行分析，竖直方向FN(mAmB)g50 N.(2)经过ts，小球A向右的位移xat21 m.此时绳子与水平方向夹角为，小球A的速度为vAat3 m/s.A、B两小球沿绳方向速度大小相等：vAcosvBsin.解得vBvAcot4 m/s根据能量守恒定律可知，WFmBghmAvmBv49.5 J.