山东专用2020版高考物理一轮复习第五章第3节功能关系能量守恒定律练习含解析新人教版.pdf
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1、第 3 节 功能关系 能量守恒定律第 3 节 功能关系 能量守恒定律 1.某人掷铅球,出手时铅球的动能为 150 J.关于人对铅球的做功情况和能量转化情况,下列 说法正确的是( A ) A.此人对铅球做了 150 J 的功,将体内的化学能转化为铅球的动能 B.此人对铅球做的功无法计算 C.此人对铅球没有做功,因此没有能量的转化 D.此人对铅球做了 150 J 的功,将铅球的重力势能转化为铅球的动能 解析:由于人对铅球的作用力是变力,且位移未知,不能运用功的计算公式来计算,可根据功 能关系,人对铅球做功,使铅球动能增加,因此,此人对铅球所做的功等于铅球动能的增加,即 150 J,此人是将体内的化
2、学能转化为铅球的动能.故只有 A 正确. 2.(2018河南洛阳模拟)物体只在重力和一个不为零的向上的拉力作用下,分别做了匀速上 升、加速上升和减速上升三种运动.在这三种情况下物体机械能的变化情况是( D ) A.匀速上升机械能不变,加速上升机械能增加,减速上升机械能减小 B.匀速上升和加速上升机械能增加,减速上升机械能减小 C.由于该拉力与重力大小的关系不明确,所以不能确定物体机械能的变化情况 D.三种情况中,物体的机械能均增加 解析:在三种情况下,外力均对物体做了正功,所以物体的机械能均增加,选项 D 正确. 3. (2018湖南郴州模拟)某同学用如图所示的装置测量一个凹形木块的质量m,弹
3、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( D ) A.100 g B.200 g C.300 g D.400 g 解析:第一次由能量守恒定律 Ep=mgAB1,第二次由能量守恒得 Ep=(m+m0)gAB2,解得 m=400 g,选项 D 正确. 4. (2018山东烟台质检)如图所示,在光滑斜
4、面上的A点先后水平抛出和静止释放两个质量 相等的小球 1 和 2,不计空气阻力,最终两小球在斜面上的 B 点相遇,在这个过程中( C ) A.小球 1 重力做的功大于小球 2 重力做的功 B.小球 1 机械能的变化大于小球 2 机械能的变化 C.小球 1 到达 B 点的动能大于小球 2 的动能 D.两小球到达 B 点时,在竖直方向的分速度相等 解析:重力做功只与初、末位置的高度差有关,与物体经过的路径无关,所以重力对 1,2 两小 球所做的功相等,选项 A 错误;1,2 两小球从 A 点运动到 B 点的过程中,只有重力对其做功,所 以它们的机械能均守恒,选项 B 错误;由动能定理可得,对小球
5、1 有 mgh=-,对小球 2 有 mgh=-0,显然,选项 C 正确;由上面的分析可知,两小球到达 B 点时,小球 1 的速度 大于小球 2 的速度,且小球 1 的速度方向与竖直方向的夹角小于小球 2 速度方向与竖直方向 的夹角,因此,小球 1 在竖直方向上的速度大于小球 2 在竖直方向上的速度,选项 D 错误. 5.如图,两根相同的轻质弹簧,沿足够长的光滑斜面放置,下端固定在斜面底部挡板上,斜面 固定不动.质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端.现用外力作用在物块上,使两 弹簧具有相同的压缩量;若撤去外力后,两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧,则从撤去 外力到物块速度第一次减为零的
6、过程,两物块( C ) A.最大速度相同 B.最大加速度相同 C.上升的最大高度不同 D.重力势能的变化量不同 解析:如图为物块能向上弹出且离开弹簧,则物块在刚撤去外力时加速度最大,由牛顿第二定 律得:kx-mgsin =ma,即a=-gsin ,由于两物块k,x,均相同,m不同,则a 不同,B错误; 当 mgsin =kx0即 x0=时,速度最大,设两物块质量 m1x2,W1W2,由动能定理可知 Ek1Ek2,即 v1v2,而此时 m2的速度 v2已达最大,此后,m1的速度 将继续增大直至最大,而m2的速度将减小,故一定是质量小的最大速度大,A错误;从开始运动 至最高点,由 Ep=mgh 及
7、题意知重力势能的变化量Ep=mgh 相同,m 不同,h 也不同,故 C 正确, D 错误. 6.“弹弓” 一直是孩子们最喜爱的弹射类玩具之一,其构造如图所示,橡皮筋两端点 A,B 固定 在把手上,橡皮筋 ACB 恰好处于原长状态,在 C 处(AB 连线的中垂线上)放一固体弹丸,一手执 把,另一手将弹丸拉至 D 点放手,弹丸就会在橡皮筋的作用下迅速发射出去,打击目标,现将 弹丸竖直向上发射,已知 E 是 CD 中点,不计空气阻力则( D ) A.从 D 到 C,弹丸的机械能守恒 B.从 D 到 C,弹丸的动能一直在增大 C.从 D 到 C,弹丸的机械能先增大后减小 D.从 D 到 E 弹丸增加的
8、机械能大于从 E 到 C 弹丸增加的机械能 解析:从 D 到 C,橡皮筋对弹丸做正功,弹丸机械能一直在增加,A,C 错;从 D 到 E 橡皮筋作用在 弹丸上的合力大于从 E 到 C 橡皮筋作用在弹丸上的合力,两段高度相等,所以 DE 段橡皮筋对 弹丸做功较多,即机械能增加的较多,D 正确;在 CD 连线中的某一处,弹丸受力平衡,所以从 D 到 C,弹丸的速度先增大后减小,B 错. 7.(2018河北保定模拟)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,OB=h.细线一端固定在竖直挡板上,另一端系一质量为 m 的小物块,在小物块 和挡板之间压缩一轻质弹簧(
9、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,重力 加速度为 g,则( C ) A.弹簧对小物块做功为mgl B.斜面摩擦力对小物块做功为 C.细线烧断前,弹簧具有的弹性势能为 mgh+mg(+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 点飞出去 解析:由功能关系可知,弹簧对小物块做功为 W=mgl+mgcos +mgh=mgh+mg(l+ ),细线烧断前,弹簧具有的弹性势能为 Ep=mgh+mg(l+),选项 A 错误,C 正确;斜面 摩擦力对小物块做功
10、为Wf=mgcos =mg,选项B错误;撤去斜面AB,小物块还 从 D 点弹出,则弹簧的弹性势能不变,此时由能量关系可知:Ep=mgh+mg(l+)=mgh+ mgOD,物块也恰能到达 B 点,选项 D 错误. 8.如图所示,A,B,C 三个一样的滑块从粗糙斜面上的同一高度同时开始运动.A 由静止释放;B 的初速度方向沿斜面向下,大小为 v0;C 的初速度方向沿水平方向,大小也为 v0.斜面足够 大,A,B,C 运动过程中不会相碰.下列说法正确的是( B ) A.A 和 C 将同时滑到斜面底端 B.滑到斜面底端时,B 的动能最大 C.滑到斜面底端时,C 的重力势能减少最多 D.滑到斜面底端时,
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