【物理】2020届高考物理二轮复习能量和动量专题强化（10）功能关系和能量守恒定律B

【物理】2020届高考物理二轮复习能量和动量专题强化（10）功能关系和能量守恒定律B

功能关系和能量守恒定律B ‎1、如图所示,某滑翔爱好者利用无动力滑翔伞在高山顶助跑起飞,在空中完成长距离滑翔后安全到达山脚下。他在空中滑翔的过程中(   )‎ A.只有重力做功 B.重力势能的减小量大于重力做的功 C.重力势能的减小量等于动能的增加量 D.动能的增加量等于合力做的功 ‎2、在2017年4月30日亚洲羽毛球锦标赛中,谌龙2比1战胜林丹,夺得男单冠军,如图是谌龙击球过网的瞬间,关于比赛中涉及的力学知识分析正确的是(  )‎ A.羽毛球离开球拍上升过程中,谌龙对羽毛球做了功 ‎ B.当羽毛球上升到最高点时,其动能为零 C.羽毛球在空中运动过程中其机械能逐渐减小 ‎ D.击球时,球拍对羽毛球的力和羽毛球对球拍的力是一对平衡力 ‎3、如图，一足够长的木板放在光滑水平地面上，一小木块水平滑上木板，此过程中木块受到的平均阻力为，小木块在木板上的位移为，木板位移为，则此过程中（ ）‎ A．小木块的内能增加了 B．木板和小木块组成的系统机械能守恒 C．木板增加的动能为 D．小木块动能的减少等于木板动能的增加 ‎4、如图,木块放在光滑的水平面上,一颗子弹水平射入木块中,子弹受到的平均作用力为,射入深度为,此过程中木块移动了,则(   ) ‎ A.子弹损失的动能为 B.木块增加的动能为 C.子弹动能的减少等于木块动能的增加 D.子弹、木块系统总机械能的损失为 ‎5、如图所示，质量均为m的木块A和B，用一个劲度系数为k的竖直轻质弹簧连接，最初系统静止，现在用力F缓慢拉A直到B刚好离开地面，则这一过程中力F做的功至少为(　　)‎ ‎ A. B. C. D. ‎ ‎6、如图所示,轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接,另一端与物体A相连,物体A置于光滑水平桌面上(桌面足够大),A右端连接一细线,细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连.开始时托住B,让A处于静止且细线恰好伸直,然后由静止释放B,直至B获得最大速度.下列有关该过程的分析中正确的是(  )‎ A. B物体受到细线的拉力保持不变 B.物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量 C.A物体动能的增量等于B物体重力对B做的功与弹簧弹力对A做的功之和 D.A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线拉力对A做的功 ‎7、如图所示，卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉位于粗糙斜面上的木箱.使之沿斜面向上加速移动.在移动的过程中，下列说法中正确的是( )‎ A.F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和 B.F对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和 C.木箱克服重力所做的功小于木箱增加的重力势能 D.F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和 ‎8、如图所示,质量为m的滑块以初速度滑上倾角为的足够长的固定斜面,同时对滑块施加一沿斜面向上的恒力已知滑块与斜面间的动摩擦因数,取出发点为坐标原点,能正确描述滑块运动到最高点过程中产生的热量Q,滑块的动能、势能、机械能E与时间t或位移x的关系的是( )‎ ‎ A. B. C. D.‎ ‎9、如图所示,长为L的小车置于光滑的水平面上,小车前端放一小物块,用大小为F 的水平力将小车向右拉动一段距离l,物块刚好滑到小车的左端,物块与小车间的摩擦力为,在此过程中( )‎ A.系统产生的热量为 B.系统增加的机械能为 C.物块增加的动能为 D.小车增加的动能为 ‎10、估用两块材料相同的木板与竖直墙面搭成斜面1和2,斜面有相同的高和不同的底边,如图所示。一个小物块分别从两个斜面顶端由静止释放,并沿斜面下滑到底端。下列说法正确的是(   )‎ A.沿着1和2下滑到底端时,物块的速度大小相等 B.物块下滑到底端时,速度大小与其质量无关 C.物块沿着1下滑到底端的过程,产生的热量更多 D.物块下滑到底端的过程中,产生的热量与其质量无关 ‎11、在儿童乐园的蹦床项目中,小孩在两根弹性绳和弹性床的协助下实现上下弹跳,如图所示。某次蹦床活动中小孩静止时处于O点,当其弹跳到最高点A后下落可将蹦床压到最低点S,小孩可看成质点。不计空气阻力,下列说法正确的是(   )‎ A.从A点运动到O点,小孩重力势能的减少量大于动能的增加量 B.从O点运动到点,小孩机械能的减少量等于蹦床弹性势能的增加量 C.从A点运动到B点,小孩机械能的减少量小于蹦床弹性势能的增加量 D.从点返回到A点,小孩机械能的增加量大于蹦床弹性势能的减少量 ‎12、如图所示,平直木板AB倾斜放置,板上的P点距A端较近,小物块与木板间的动摩擦因数 由A到B逐渐减小,先让物块从A由静止开始滑到B。然后,将A着地,抬高B,使木板的倾角与前一过程相同,再让物块从B由静止开始滑到A。上述两过程相比较,下列说法中一定正确的有( )‎ A.物块经过P点的动能,前一过程较小 B.物块从顶端滑到P点的过程中因摩擦产生的热量,前一过程较少 C.物块滑到底端的速度,前一过程较大 D.物块从顶端滑到底端的时间,前一过程较长 ‎13、如图甲所示，一倾角为37°的传送带以恒定速度运行。现将一质量m＝1 kg的物体抛上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，取沿传送带向上为正方向，，，：求：‎ ‎（1）物体与传送带间的动摩擦因数；‎ ‎（2）0-8s内物体运动的位移；‎ ‎（3）0-8s内物体机械能的增加量。‎ ‎14、如图所示,为光滑的水平面,是一长度、倾角为的光滑斜面(斜面体固定不动),为一粗糙的水平面。间及间用一小段光滑圆弧轨道相连。一条质量为,总长的均匀柔软链条开始时静止地放在面上,其段长度为。链条与面的动摩擦因数。(g取,,)现自由释放链条,求:‎ ‎(1)链条的A端滑到O点时,链条的速率;‎ ‎(2)链条在水平面上停下时,其C端离O点的距离。‎ ‎15、某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛。比赛路径如图所示,赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动L后,由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C点,并能越过壕沟。已知赛车质量,通电后以额定功率工作,进入竖直圆轨道前受到的阻力恒为0.3N,随后在运动中受到的阻力均可不计。图中,,,。问:要使赛车完成比赛,电动机至少工作多少时间?(取)‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 答案以及解析 ‎1答案及解析：‎ 答案：D 解析：A项:滑翔的过程中除重力做功外,还有空气阻力做功,故A错误;‎ B项:由功能关系可知,重力势能的减小量等于重力做的功,故B错误;‎ C项:由能量守恒可知,重力势能的减小量等动能的增加和克服阻力所做的功,故C错误;‎ D项:由动能定理可知,合外力所做的功等于动能的变化量,故D正确。‎ 故应选D。‎ ‎ ‎ ‎2答案及解析：‎ 答案：C 解析：羽毛球离开球拍因为惯性会继续上升,在此过程中不再受到谌龙的力的作用,有距离无力,所以谌龙对羽毛球没有做功.故A错误; 影响动能的因素是物体的质量和物体运动的速度,当羽毛球上升到最高点时,其在水平方向上速度不为零,所以其动能不为零.故B错误; 若不计空气阻力,羽毛球在空中上升过程中,质量不变,速度减小,高度升高,所有动能转化为重力势能,但是,因为存在空气阻力,所以羽毛球在空中上升过程中,需要克服空气阻力做功,一部分机械能转化为内能,因此机械能不断减小,所以C选项是正确的; 击球时,球拍对羽毛球的力和羽毛球对球拍的力是作用在不同物体上的两个力,不是一对平衡力.故D错误. 所以选C.‎ ‎ ‎ ‎3答案及解析：‎ 答案：C 解析：系统损失的机械能转化为内能,系统产生的内能为,则子弹的内能增加小于，故A错误；因为系统产生了内能,所以子弹和木块组成的系统机械能不守恒,故B错误；对木块,由动能定理得故C正确；从能量守恒的角度上来考虑小木块动能的减少等于木板动能的增加和系统内增加的内能之和，故D错误；故选C ‎ ‎ ‎4答案及解析：‎ 答案：D 解析：子弹克服阻力做功为,子弹损失的动能为,A错; 对木块做的功为,木块增加的动能为,B错;由功能关系知,子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块系统增加的内能之和,C错;子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统内能的增加量,等于,D正确。‎ ‎ ‎ ‎5答案及解析：‎ 答案：B 解析：开始时,A、B都处于静止状态,弹簧的压缩量设为x1,由胡克定律有kx1=mg；‎ 物体B恰好离开地面时,弹簧的拉力等于B的重力,设此时弹簧的伸长量为x2,由胡克定律有kx2=mg,这一过程中,物体A上升的高度h=x1+x2=,弹簧的弹性势能变化量为零,根据能量守恒可知,力F做的功等于A的重力势能的增加量,所以WF=mgh=，故B正确，A. C. D 错误；‎ 故选：B。‎ ‎ ‎ ‎6答案及解析：‎ 答案：D 解析： 对A、B的运动分析可知,A、B做加速度越来越小的加速运动,直至A和B达到最大速度,从而可以判断细线对B物体的拉力越来越大,A选项错误;根据机械能守恒定律知,B的重力势能的减少转化为A、B的动能与弹簧的弹性势能的增加,据此可判断B、C选项错误;而A物体与弹簧组成的系统机械能的增加量等于细线拉力对A做的功,由此可知D选项正确. ‎ ‎ ‎ ‎7答案及解析：‎ 答案：D 解析：在木箱沿斜面加速上升过程中，受力分析如图所示.这四个力中.有重力、拉力和摩擦力做功.重力做负功使重力势能增加.摩擦力做负功产生内能.因为物体加速运动.‎ ‎ 物体动能增加.由功能关系可知F做的功等于木箱增加的动能与重力势能以及克服摩擦力所做的功之和.选项AB错误.D正确；木箱克服重力所做的功等于木箱增加的重力势能.选项C错误.‎ ‎ ‎ ‎8答案及解析：‎ 答案：C 解析：设滑块的加速度大小为a,由牛顿第二定律得,其中,,联立解得,方向沿斜而向下,则知滑块沿斜面向上做匀减速直线运动,滑块的位移,速度.滑块运动过程中产生的热量等于克服滑动摩擦力做的功,即,Q与t不成正比,故A错误.滑块的动能,与t不是一次函数关系,故B错误.滑块的位移与高度是线性关系,重力势能,与x成正比,图象是一条直线,故C正确.滑块运动过程中,拉力和滑动摩擦力平衡,两个力对滑块做功的代数和为零,滑块的机械能守恒,机械能不随时间变化,故D错误.‎ ‎ ‎ ‎9答案及解析：‎ 答案：ABD 解析：物块与小车的相对位移为L,滑动摩擦力产生的热量,故A正确;对于系统,机械能的增加量等于外力所做的功与克服摩擦力做的功之差,故B正确;物块的实际位移为,根据动能定理,其动能的增加量等于摩擦力对它所做的功,故C错误;小车的位移为l,其动能的增量为,故D正确。‎ ‎ ‎ ‎10答案及解析：‎ 答案：BC 解析：设斜面的倾角为α、物块与斜面之间的动摩擦因数为μ、斜面的高度为h。则对小物块由顶端下滑到底端的过程,由动能定理得​,解得,则物块沿1滑到底端的速度较小,且速度的大小与物块的质量无关,A错误,B正确;物块与斜面之间因摩擦而产生的热量为,则小物块沿1下滑到底端时因摩擦而产生的热量较多,且该热量的多少与质量成正比,C正确,D错误。‎ ‎ ‎ ‎11答案及解析：‎ 答案：AD 解析：从A点运动到O点，小孩的速度不断增大，根据能量转化和守恒定律可知，其重力势能的减少暈等于增加的动能与弹性绳的弹性势能之和，故重力势能的减少量大于动能的增加量，选项A正确;从O运动到S点，小孩的速度不断减小，根据能量转化和守恒定律可知，小孩机械能减少最等于弹性绳、蹦床弹性势能增加量,故小孩机械能减少量大于蹦床弹性势能的增加量，选项B错误;从A点运动到B点，小孩机械能转化为弹性绳和蹦床的弹性势能，则知小孩机械能减少量大于蹦床弹性势能增加最，选项C错误;从B点返回到A点的过程中，弹性绳的弹性势能和蹦床的弹性势能转化为小孩的机械能，则知小孩机械能增加量大于蹦床弹性势能的减少量，选项D正确。‎ ‎ ‎ ‎12答案及解析：‎ 答案：AD 解析：可画出前后两过程物块下滑的图像如图所示,两过程中位移的大小分别如两图像中的阴影面积,可知,,所以A正确;因摩擦生热,前一过程滑过的路程小,摩擦力大,后一过程位移大,摩擦力小,故无法判断摩擦生热的大小,所以B错误;由动能定理:,两次下滑过程摩擦力的平均值相同,位移相同,故到达底端的速度相等,所以C错误;由以上图像的分析可知,,所以D正确。‎ ‎ ‎ ‎13答案及解析：‎ 答案：（1）由图象可知，传送带沿斜向上运动，物体放到传送带上的初速度方向是沿斜面向下的，且加速大小为 的匀减速直线运动，由牛顿第二定律得： 解得：μ＝0.875‎ ‎（2）v-t图象与时间轴围成的“面积”大小等于物体的位移,‎ 可得0～8 s 内物体的位移 ‎（3） 0～8 s 内物体的机械能的增加量等于物体重力势能的增加量和动能增加量之和，‎ ‎ 解析：‎ ‎ ‎ ‎14答案及解析：‎ 答案：(1)3m/s (2)0.98m 解析：(1)链条的A端滑到O点的过程中,因为只有重力做功,所以机械能守恒。设以所在水平面为重力势能的零点,链条开始运动时的机械能为,则段链条质量为,段链条质量为。;因为,链条的A端滑到O点时,C端已在斜面上。设此时的机械能为,,由机械能守恒定律有,链条的A端滑到O点时的速率为v,。‎ ‎(2)链条开始进入水平面阶段时,摩擦力是变力,摩擦力随距离均匀增大,可以用平均摩擦力求摩擦力做的功。设链条在水平面上停下时,其C端离O点的距离为x,从链条的A端滑到O点到最终链条停下的过程,由动能定理得,解得。‎ ‎ ‎ ‎15答案及解析：‎ 答案：2.53s 解析：设赛车越过壕沟需要的最小速度为,由平抛运动的规律,,解得。设赛车恰好越过圆轨道,对应圆轨道最高点的速度为,最低点的速度为,由牛顿运动定律及机械能守恒定律得,,解得。通过分析比较,赛车要完成比赛,在进入圆轨道前的速度最小应该是。设电动机工作时间至少为t,根据功能关系,由此可得。‎ ‎ ‎