【物理】2020届一轮复习人教新课标能量守恒定律课时练（解析版)

【物理】2020届一轮复习人教新课标能量守恒定律课时练（解析版)

‎2020届一轮复习人教新课标 能量守恒定律 课时练（解析版)‎ ‎1．如图所示，50kg的妈妈骑着10kg的自行车，带有20kg的小孩以3m/s速度匀速行驶在平直路面上。行驶中小孩要从车上跳下来，若小孩在离开车座时水平速度为零，则此时( )‎ A．妈妈和自行车行驶速度仍为3m/s B．妈妈和自行车行驶速度可能变为2m/s C．妈妈和自行车行驶速度变为4m/s D．妈妈和自行车及小孩组成的系统，动能增加了100J ‎2．如图所示，电动小车沿斜面从A点匀速运动到B点，在运动过程中（　　）‎ A．动能减小，重力势能增加，总机械能不变 B．动能增加，重力势能减少，总机械能不变 C．动能不变，重力势能增加，总机械能不变 D．动能不变，重力势能增加，总机械能增加 ‎3．一个物体沿粗糙斜面匀速滑下，下列说法正确的是( )‎ A．物体机械能不变，内能也不变 B．物体机械能减小，内能不变 C．物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总量减小 D．物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总量不变 ‎4．（多选）在工厂中常用如图所示水平传送带传送工件，可大大提高工作效率，传送带以恒定的速度v=2m/s运行，质量为m=0.5kg的工件以v0=1m/s的初速度从位置A滑上传送带。工件与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2‎ ‎，每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时，后一个工件立即滑上传送带，取g=10m/s2，则下列说法中正确的是( )‎ A．工件经0.5s停止相对滑动 B．正常运行时传送带上相邻工件相距0.5m C．摩擦力对每个工件做正功为0.75J D．每个工件与传送带间因摩擦产生的内能为1 J ‎5．（多选）如图所示，质量m1＝0.3 kg的小车静止在光滑的水平面上，车长l＝1.5 m，现有质量m2＝0.2 kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10 m/s2，则 A．物块滑上小车后，滑块和小车构成的系统动量守恒 B．物块滑上小车后，滑块和小车构成的系统机械能守恒 C．若v0=2m/s，则物块在车面上滑行的时间为0.24 s D．若要保证物块不从小车右端滑出，则v0不得大于5m/s ‎6．（多选）某位工人师傅用如图所示的装置，将重物从地面沿竖直方向拉到楼上，在此过程中，工人师傅沿地面以速度v向右匀速直线运动，当质量为m的重物上升高度为h时轻绳与水平方向成α角，（重力加速度大小为g，滑轮的质量和摩擦均不计）在此过程中，下列说法正确的是 A．人的速度比重物的速度小 B．轻绳对重物的拉力小于重物的重力 C．重物的加速度不断增大 D．绳的拉力对重物做功为 ‎7．（多选）‎ 矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块．若射击下层，子弹刚好不射出；若射击上层，则子弹刚好能射穿一半厚度，如图所示．则上述两种情况相比较(　　)‎ A．子弹的末速度大小相等 B．系统产生的热量一样多 C．子弹对滑块做的功不相同 D．子弹和滑块间的水平作用力一样大 ‎8．（多选）如图所示，在粗糙水平地面上，弹簧一端固定在竖直墙壁上，另一端连着物块，弹簧处于原长时物块处于O点位置。现用外力缓慢把物块向左压至P点不动，此时弹簧的弹性势能为Ep。撤去外力后物块向右运动至Q(图中未有标出)点停下。下列说法正确的是 A．外力所做的功等于EP B．物块到达PQ中点时速度最大 C．Q点可能在O点的左侧 D．从P到Q的过程摩擦产生的热量一定小于EP ‎9．如图所示，A为一具有光滑曲面的固定轨道，轨道底端是水平的，质量M=40kg小车B静止于轨道右侧，其板面与轨道底端靠近且在同一水平面上，一个质量m=20kg的物体C以2.0m/s的初速度从轨道顶滑下，冲上小车B后经一段时间与小车相对静止并继续一起运动．若轨道顶端与底端水平面的高度差h为0.8m，物体与小车板面间的动摩擦因数μ为0.40，小车与水平面间的摩擦忽略不计，（取g=10m/s2）求：‎ ‎（1）从物体冲上小车到与小车相对静止所用的时间； ‎ ‎（2）物体冲上小车后相对于小车板面滑动的距离．‎ ‎10．如图所示，质量为m2＝2kg的滑道静止在光滑的水平面上，滑道的AB部分是半径为R＝0.3m的四分之一圆弧，圆弧底部与滑道水平部分相切，滑道水平部分右端固定一个轻弹簧。滑道CD部分粗糙，长为L＝0.2m，动摩擦因数μ＝0.10，其他部分均光滑。现让质量为m1＝1kg的物块(可视为质点)自A点由静止释放，取g＝10m/s2。求：‎ ‎(1)物块到达最低点时的速度大小；‎ ‎(2)在整个运动过程中，弹簧具有的最大弹性势能；‎ ‎(3)物块最终停止的位置。‎ ‎11．如图所示，质量为M的小车静止在光滑水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道，BC段是长为L的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点．一质量为m的滑块在小车上从A点由静止开始沿轨道滑下，重力加速度为g.‎ ‎(1)若固定小车，求滑块运动过程中对小车的最大压力．‎ ‎(2)若不固定小车，滑块仍从A点由静止下滑，然后滑入BC轨道，最后从C点滑出小车．已知滑块质量m＝，在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ，求：‎ ‎①滑块运动过程中，小车的最大速度大小vm；‎ ‎②滑块从B到C运动过程中，小车的位移大小s.‎ ‎12．如图所示，有一个可视为质点的质量为m＝1 kg的小物块，从光滑平台上的A点以的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M＝3 kg的长木板。已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，木板下表面与水平地面之间光滑，小物块与长木板间的动摩擦因数μ＝0.3，圆弧轨道的半径为R＝0.4 m，C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角θ＝60°，不计空气阻力，g取10 m/s2.求：‎ ‎（1）小球到达C点时的速度；‎ ‎（2）小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力；‎ ‎（3）要使小物块不滑出长木板，木板的长度L至少多大？‎ ‎ 参考答案 ‎1．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A、B、C、小孩与妈妈及自行车分离前后瞬间水平方向的外力之和为零，系统水平方向动量守恒，分离后瞬间小孩水平速度为零，有：，解得：，即妈妈和自行车速度变为4m/s；A、B错误，C正确。‎ D、分离前系统动能360 J，分离时小孩需要用力前推自行车， ，即系统动能增加了120J;D错误。‎ 故选C。‎ ‎【点睛】‎ 本题考查了求速度、求功，分析清楚物体运动过程，应用动量守恒定律、动能定理即可正确解题．‎ ‎2．D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 电动小车没有发生弹性形变，不考虑弹性势能，只从动能大小、重力势能大小的影响因素来考虑；‎ ‎【详解】‎ 电动小车沿斜面从A匀速运动到B时，质量不变，速度不变，动能不变，高度增大，重力势能增大，由于动能不变，重力势能增大，则机械能增大，故选项D正确，选项ABC错误。‎ ‎【点睛】‎ 掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素，从而能判断机械能的变化。‎ ‎3．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 物体沿粗糙的斜面匀速下滑的过程中，速度不变，物体动能不变；高度减小，重力势能减小；故物体的机械能减小；物体下滑，克服摩擦做功，机械能转化为内能，故内能增大，能量是守恒的；故D正确，ABC错误。‎ ‎4．AC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 当工件的速度等于传送带的速度时，停止相对滑动，则由牛顿第二定律及速度公式可求得时间，由前后两工件的运动情况可求得两工件间的距离；摩擦力与对地位移的乘积为摩擦力所做的功．摩擦力与相对位移的乘积等于产生的内能。‎ ‎【详解】‎ A．工件进入水平传送带先匀加速运动后匀速运动，加速度大小由：μmg=ma得：‎ a=μg=0.2×10m/s2=2m/s2‎ 加速运动的时间：‎ ‎，‎ 故A正确；‎ B．在0.5s内传送带相对地的位移即是正常运行状态下传送带上相邻工件间的距离为：‎ d=vt=2×0.5m=1m，‎ 故B错误；‎ C．由动能定理得摩擦力对每个工件做正功为：‎ ‎，‎ 故C正确；‎ D．工件对地位移为：‎ 传送带对地位移为 x2=vt=1m 则工件相对传送带的位移大小为：‎ ‎ ‎ 因摩擦产生的内能为：‎ ‎ ，‎ 故D错误。‎ ‎5．ACD ‎【解析】‎ 由于地面光滑，所以物块和小车构成的系统动量守恒，故A正确；由于物块和小车之间有摩擦力，所以系统机械能不守恒，故B错误；设物块与小车的共同速度为v，以水平向右的方向为正方向，根据动量守恒定律有，设物块与车面间的滑动摩擦力为，则对物块应用动量定理有，解得 ，代入数据得，C正确；要使物块恰好不从车面上滑出，须物块到车面最右端时与小车有共同的速度，设其为v′，则，由功能关系有，代入数据解得，故D正确；‎ ‎6．CD ‎【解析】‎ 将工人的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于重物上升的速度，根据平行四边形定则得，工人在匀速向右的运动过程中，绳子与水平方向的夹角为减小，所以重物的速度增大，重物做加速上升运动，故，所以拉力大于重物的重力，AB错误；根据余弦值图像，当夹角越来越小时，图像的斜率越来越小，即加速度越来越小，C错误；绳子的拉力对重物做的功等于其动能增加量和重力势能增加量，故，D正确．‎ ‎7．AB ‎【解析】‎ 试题分析：根据动量守恒，两次最终子弹与木块的速度相等，A正确；根据能量守恒可知，初状态子弹簧动能相同，末状态两木块与子弹的动能也相同，因此损失的动能都转化成了热量相等，B正确，子弹对滑块做的功等于滑块末状态的动能，两次相等，因此做功相等，C错误，产生的热量，由于产生的热量相等，而相对位移不同，因此子弹和滑块间的水平作用力大小不同，D错误。‎ 考点：能量守恒定律，动量守恒定律 ‎【名师点睛】本题是对能量守恒定律及动量守恒定律的考查；解题的关键是用动量守恒知道子弹只要留在滑块中，他们的最后速度就是相同的；系统产生的热量等于摩擦力与相对位移的乘积；这是一道考查动量和能量的综合题；要注意掌握动量守恒的条件应用。‎ ‎8．BC ‎【解析】‎ 由功能关系可知，外力所做的功等于弹性势能EP与摩擦力功的代数和，选项A错误；当弹簧弹力等于摩擦力时，加速度为零，此时速度最大，此位置应该在PQ的中点位置，选项B正确；因动摩擦因数未知，故Q点可能在O点的左侧，选项C正确；物块停止的位置可能在O点，此时弹簧的弹性势能为零，故从P到Q的过程弹簧的弹性势能全部转化为摩擦生热，即摩擦产生的热量等于EP，选项D错误；故选BC.‎ ‎9．（1） （2）‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）物体C下滑过程机械能守恒列出等式，根据物体相对于小车板面滑动过程动量守恒求出共同的速度，然后对小车使用动量定理求出时间；（2）物体相对于小车板面滑动，摩擦力做功转化为系统的内能，由能量守恒求解．‎ ‎【详解】‎ ‎（1）解：物体下滑过程机械能守恒；‎ 解得，‎ 物体与小车作用过程动量守恒，‎ 解得；‎ 对车动量定理有：，解得 ‎（2）物体相对于小车板面滑动，摩擦力做功转化为系统的内能，由能量守恒有 ‎，‎ 代入数据解得．‎ ‎10．（1）2m/s(2)2.8J(3) 最终停在D点 ‎【解析】‎ ‎【分析】物体1从释放到与物体2相碰前的过程中，系统中只有重力做功，系统的机械能守恒，根据机械能守恒和动量守恒列式，可求出物体1、2碰撞前两个物体的速度；物体1、2碰撞过程，根据动量守恒列式求出碰后的共同速度．碰后，物体1、2向右运动，滑道向左运动，弹簧第一次压缩最短时，根据系统的动量守恒得知，物体1、2和滑道速度为零，此时弹性势能最大；根据能量守恒定律求解在整个运动过程中，弹簧具有的最大弹性势能；根据系统的能量守恒列式，即可求出物体1、2相对滑道CD部分运动的路程s，从而确定出物体1、2最终停在何处；‎ 解：（1）从释放到最低点，由动量守恒得到：‎ 由机械能守恒得到：‎ 解得：‎ ‎（2）由能量守恒得到：‎ 解得：‎ ‎（3）最终物块将停在C、D之间，由能量守恒得到：‎ 解得：‎ 所以最终停在D点。‎ ‎11．(1)3mg(2) ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）由图知，滑块运动到B点时对小车的压力最大 从A到B，根据动能定理：‎ 在B点：‎ 联立解得：FN=3mg，根据牛顿第三定律得，滑块对小车的最大压力为3mg ‎（2）①若不固定小车， 滑块到达B点时，小车的速度最大 根据动量守恒可得：‎ 从A到B，根据能量守恒：‎ 联立解得：‎ ‎②设滑块到C处时小车的速度为v，则滑块的速度为2v，根据能量守恒：‎ 解得：‎ 小车的加速度：‎ 根据 解得：s=L/3‎ ‎【考点定位】动能定理、能量守恒 ‎12．（1）0.8m （2）60N，方向竖直向下 （3）2.5m ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)小物块从A点抛出做平抛运动，将C点的速度进行分解，求出物块到达C点的速度；‎ ‎(2)对C到D的过程，运用动能定理求出物块到达D点的速度，根据牛顿第二定律求出支持力的大小，从而得出物块对轨道的压力；‎ ‎(3)当小物块刚好不从长木板滑出时，与木板具有相同的速度，根据动量守恒定律求出共同的速度，因为摩擦力与相对路程的乘积等于产生的热量，结合能量守恒定律求出木板的最小长度，从而作出判断。‎ ‎【详解】‎ ‎（1）物块到达C点的速度与水平方向的夹角为60°，‎ 根据平行四边形定则知：， ‎ ‎（2）小物块由C到D的过程中，由动能定理得： ， ‎ 代入数据解得：. ‎ 小球在D点时由牛顿第二定律得： ‎ 代入数据解得：N=60N， ‎ 由牛顿第三定律得：N′=N=60N，方向竖直向下。‎ ‎（2）设小物块始终在长木板上，当达到共同速度时大小为，小物块在木板上滑行的过程中，由动量守恒定律 ‎ 解得： ‎ 对物块和木板系统，由功与能的转化关系得 ‎ 解得：L=2.5m 所以要使小物块不滑出长木板，木板的长度L至少为2.5m。‎ ‎【点睛】‎ 本题的关键是要理清物块的运动过程，把握每个过程之间的联系，如速度关系，选择恰当的规律进行研究．要注意摩擦生热与相对位移有关。‎