2019年高考物理二轮复习 第一部分 二轮专题突破 专题二 动量和能量 课时作业6 功能关系 能量转化守恒定律.doc

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2019年高考物理二轮复习 第一部分 二轮专题突破 专题二 动量和能量 课时作业6 功能关系 能量转化守恒定律 一、选择题(1～4题为单项选择题，5～7题为多项选择题) 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1 900 J，他克服阻力做功100 J．韩晓鹏在此过程中(　　) A．动能增加了1 900 J B．动能增加了2 000 J C．重力势能减小了1 900 J D．重力势能减小了2 000 J 解析：由题可得，重力做功WG＝1 900 J，则重力势能减少1 900 J，故C正确、D错误；由动能定理得，WG－Wf＝ΔEk，克服阻力做功Wf＝100 J，则动能增加1 800 J，故A、B错误． 答案：C 2．(xx北京海淀区测试)地球表面附近某区域存在大小为150 N/C、方向竖直向下的匀强电场．一质量为1.0010－4 kg、带电荷量为－1.0010－7 C的小球从静止释放，在电场区域内下落10.0 m．对此过程，该小球的电势能和动能的改变量分别为(重力加速度大小取9.80 m/s2，忽略空气阻力)(　　) A．－1.5010－4 J和9.9510－3 J B．1.5010－4 J和9.9510－3 J C．－1.5010－4 J和9.6510－3 J D．1.5010－4 J和9.6510－3 J 解析：在电场区域内下落10.0 m，电场力做功W＝qEh＝－1.0010－7 C150 N/C10.0 m＝－1.5010－4 J，该小球的电势能增加1.5010－4 J．由动能定理可知，动能的改变量为W＋mgh＝－1.5010－4 J＋1.0010－4 kg9.80 m/s210.0 m＝9.6510－3 J，选项D正确． 答案：D 3．(xx北京西城区模拟) 空间存在竖直向上的匀强电场，质量为m的带正电的微粒水平射入电场中，微粒的运动轨迹如图所示，在相等的时间间隔内(　　) A．重力做的功相等 B．电场力做的功相等 C．电场力做的功大于重力做的功 D．电场力做的功小于重力做的功 解析：对微粒受力分析，受重力和向上的电场力，并且电场力大于重力．微粒水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，相等的时间间隔内，竖直方向的分位移不等，所以在相等的时间间隔内，重力和电场力做的功不同，A、B错误；因为电场力大于重力，所以在相等的时间间隔内，电场力做的功大于重力做的功，选项C正确、D错误． 答案：C 4．(xx山东省部分重点中学高三调研) 如图所示，物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体A、B的质量分别为2m、m，开始时细绳伸直，用手托着物体A使弹簧处于原长且A与地面的距离为h，物体B静止在地面上，放手后物体A下落，与地面即将接触时速度为v，此时物体B对地面恰好无压力，则下列说法中正确的是(　　) A．物体A下落过程中的某一时刻，物体A的加速度为零 B．此时弹簧的弹性势能等于2mgh－mv2 C．此时物体B处于超重状态 D．弹簧劲度系数为 解析：在物体A的下落过程中，物体B还没有脱离地面，绳子的拉力F≤mg，地面对物体B的支持力FN≤mg，此时物体B处于失重状态，可知物体A在下落过程中一直做加速运动，且物体A与弹簧组成的系统机械能守恒，有关系式2mgh＝2mv2＋Ep，此时弹簧的弹性势能Ep＝2mgh－mv2，则选项A、C错误，B正确；A即将与地面接触时，弹簧伸长量为h，弹簧弹力F弹＝kh，对B受力分析，有F弹＝mg，解得k＝，易知选项D错误． 答案：B 5．(多选) 如图所示，救护直升机在应急救援中下面吊着一个箱子，箱里装有一物体，箱里物体刚好与箱顶接触但不挤压．在直升机加速竖直上升的过程中，悬挂箱子的绳子突然断了，此后箱子运动过程中始终保持开始时的姿势，箱子所受的空气阻力与箱子运动速率的平方成正比，则在绳断后箱子运动过程中(假设箱子在空中运动的时间足够长)，下列说法正确的是(　　) A．箱子的加速度一直减小直到最后为零 B．箱子的重力势能一直减小 C．绳断的一瞬间，箱内物体对箱底的压力为零 D．箱内物体的机械能先减小后增大 解析：在直升机加速竖直上升的过程中绳子断了，箱子有向上的速度，由于受到向下的空气阻力和重力，因此箱子向上做减速运动，由于空气阻力与箱子运动速率的平方成正比，由kv2＋mg＝ma可知，箱子向上做加速度越来越小的减速运动，到最高点加速度度g，同理分析，箱子下落过程，由mg－kv2＝ma可知，随着速度增大，加速度减小，当最后匀速下降时，加速度为零，A项正确；箱子先上升后下降，因此重力势能先增大后减小，B项错误；绳断的一瞬间，由于箱子向下的加速度大于g，因此箱顶对物体有向下的压力，而物体对箱底的压力为零，C项正确；上升过程中，箱顶对物体向下的压力做负功，物体的机械能减小，下降过程中，箱底对物体有向上的作用力也做负功，因此物体的机械能也减小，D错误． 答案：AC 6．(xx河北保定调研)如图所示，内壁光滑半径大小为R的圆轨道竖直固定在桌面上，一个质量为m的小球静止在轨道底部A点．现用小锤沿水平方向快速击打小球，击打后迅速移开，使小球沿轨道在竖直面内运动．当小球回到A点时，再次用小锤沿运动方向击打小球，通过两次击打，小球才能运动到圆轨道的最高点．已知小球在运动过程中始终未脱离轨道，在第一次击打过程中小锤对小球做功W1，第二次击打过程中小锤对小球做功W2.设先后两次击打过程中小锤对小球做功全部用来增加小球的动能，则的值可能是(　　) A.　　　B. C. D．1 解析：第一次击打小球时小球最高运动到过O点与水平地面平行的直径的两端位置，小锤对小球做功W1＝mgR，第二次击打小球，小球恰好做圆周运动，此时小球在最高点速度v＝，与小球在最高点对应最低点的速度为vA，根据机械能守恒定律可得－mg2R＝mv2－mv.第二次击打小球，小锤对小球做的功W2＝mv－mgR＝mgR，则先后两次击打，小锤对小球做功的最大值为，故选项A、B正确，C、D错误． 答案：AB 7．(多选)如图中虚线是甲球做平抛运动的轨迹，实线是一固定的光滑金属曲杆，若将其向左平移，形状与虚线可以完全重合，乙球套在杆的顶端，由于微小扰动球沿杆从静止开始下滑，滑到B点时，对杆的作用力恰好为零，A点是甲运动轨迹上与B点等高的点，甲、乙两球的质量相同，则(　　) A．甲球运动到A点时的速度大于乙球运动到B点时的速度 B．甲球运动到A点时的时间与乙球运动到B点时的时间相同 C．甲球运动到A点时的加速度与乙球运动到B点时的加速度相同 D．甲球运动到A点时的重力的功率与乙球运动到B点时的重力的功率相同 解析：由于甲球的初速度不为零，乙球的初速度为零，根据机械能守恒定律可知甲球运动到A点时的速度大于乙球运动到B点时的速度，A项正确；甲球运动到A点与乙球运动到B点竖直方向的高度相同，由于甲球在竖直方向的分运动加速度恒为g，而乙球由于杆的作用力，使乙球在竖直方向运动的加速度小于g，因此甲球运动的时间短，B项错误；甲球在A点的加速度为g，乙球在B点只受重力，加速度也为g，C项正确；甲球运动到A点时竖直方向的分速度大于乙球运动到B点时竖直方向的分速度，因此甲球运动到A点时的重力的功率大于乙球运动到B点时的重力的功率，D项错误． 答案：AC 二、非选择题 8．(xx南京市、盐城市二模) 如图所示，足够长光滑导轨倾斜放置，导轨平面与水平面夹角θ＝37，导轨间距L＝0.4 m，其下端连接一个定值电阻R＝2 Ω，其他电阻不计．两导轨间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T．一质量为m＝0.02 kg的导体棒ab垂直于导轨放置，现将导体棒由静止释放，取重力加速度g＝10 m/s2，sin37＝0.6，cos37＝0.8. (1)求导体棒下滑的最大速度； (2)求ab棒下滑过程中电阻R消耗的最大功率； (3)若导体棒从静止加速到v＝4 m/s的过程中，通过R的电量q＝0.26 C，求R产生的热量Q. 解析：(1)E＝BLv I＝＝ F安＝BIL＝ 当安培力与重力沿导轨向下的分力相等时，速度最大，棒ab做匀速运动，即 mgsinθ＝ vm＝＝6 m/s. (2)由(1)可知vm＝ 代入P＝ 得P＝＝0.72 W. (3)q＝It＝＝ x＝＝2.6 m 由能量关系有Q＝mgxsin37－mv2＝0.152 J. 答案：(1)6 m/s　(2)0.72 W　(3)0.152 J 9．如图甲所示，一个四分之一光滑圆弧轨道最低点与平台右端B点平滑相接并与平台相切，圆弧的半径R＝1 m，一物块置于A点，A、B两点间距离为2 m，物块与平台间的动摩擦因数为μ＝0.2，现用水平恒力F拉物块，使其从静止向右运动，到B点时撤去拉力，结果物块刚好能滑到四分之一圆弧轨道的最高点，物块的质量为1 kg，g＝10 m/s2. (1)求拉力F的大小及物块刚滑上四分之一圆弧轨道时对轨道压力的大小； (2)若将四分之一圆弧轨道竖直向下平移，且圆心与B点重合，如图乙所示，仍用水平恒力F拉物块，使其从静止向右运动，并在B点撤去拉力，求物块第一次与圆弧轨道碰撞的位置离平台的竖直距离(计算结果可以用根式表示)． 解析：(1)设A、B间的距离为l，物块的质量为m，由动能定理可知Fl－μmgl－mgR＝0 求得F＝7 N 设物块在B点的速度为vB，轨道对物块的支持力为FN，从B点到圆弧轨道最高点，根据机械能守恒得 mv＝mgR 在圆弧轨道的最低点，根据牛顿第二定律得 FN－mg＝m 求得FN＝3mg＝30 N 根据牛顿第三定律，物块对圆弧轨道的压力为30 N (2)由mv＝mgR可知，物块在B点的速度vB＝2 m/s 物块从B点做平抛运动，设下落的高度为y，水平位移为x，则 x＝vBt y＝gt2 x2＋y2＝R2 求得物块第一次与圆弧轨道碰撞的位置离平台的竖直距离 y＝(－2) m 答案：(1)30 N　(2)y＝(－2) m 10．(xx泸州市二诊)如图所示，整个空间存在水平向右的匀强电场，场强E＝2103 V/m，在电场中的水平地面上，放有质量M＝2 kg的不带电绝缘木板，处于静止状态．现有一质量为m＝2 kg，所带负电荷为q＝110－3 C的绝缘物块(可看作质点)，以水平向右的初速度v0＝8 m/s滑上木板左端．已知木板与水平地面间的动摩擦因数μ1＝0.1，物块与木板间的动摩擦因数μ2＝0.3，物块在运动过程中始终没有从木板上滑下，g取10 m/s2.求： (1)放上物块瞬间，物块和木板的加速度分别是多少； (2)木板至少多长，才能保证物块不从木板上掉下来； (3)从物块滑上木板到物块与木板达到共速的过程中，系统产生的热量Q. 解析：(1)物块滑上木板瞬间，根据牛顿第二定律得： 对m有：qE＋μ2mg＝ma1， 对M有：μ2mg－μ1(m＋M)g＝Ma2， 解得：a1＝4 m/s2，方向水平向左， a2＝1 m/s2，方向水平向右． (2)假设m、M经过时间t1两者具有共同速度v，各自的位移为x1、x2，则有： v＝v0－a1t1＝a2t1， x1＝t1， x2＝t1， M、m之间的相对位移为Δx，则有：Δx＝x1－x2， 联立方程解得：Δx＝6.4 m，所以木板至少长6.4 m. (3)物块与木板间产生的内能为Q1，木板与地面产生的内能为Q2，则有： Q1＝μ2mgΔx， Q2＝μ1(m＋M)gx2， 全过程产生的热量为：Q＝Q1＋Q2， 解得：Q＝43.52 J. 答案：(1)4 m/s2，方向水平向左　1 m/s2，方向水平向右　(2)6.4 m　(3)43.52 J