高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 二輪專(zhuān)題突破 專(zhuān)題二 動(dòng)量和能量 課時(shí)作業(yè)6 功能關(guān)系 能量轉(zhuǎn)化守恒定律

高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 二輪專(zhuān)題突破 專(zhuān)題二 動(dòng)量和能量 課時(shí)作業(yè)6 功能關(guān)系 能量轉(zhuǎn)化守恒定律一、選擇題(14題為單項(xiàng)選擇題，57題為多項(xiàng)選擇題)1韓曉鵬是我國(guó)首位在冬奧會(huì)雪上項(xiàng)目奪冠的運(yùn)動(dòng)員他在一次自由式滑雪空中技巧比賽中沿“助滑區(qū)”保持同一姿態(tài)下滑了一段距離，重力對(duì)他做功1 900 J，他克服阻力做功100 J韓曉鵬在此過(guò)程中()A動(dòng)能增加了1 900 JB動(dòng)能增加了2 000 JC重力勢(shì)能減小了1 900 JD重力勢(shì)能減小了2 000 J解析：由題可得，重力做功WG1 900 J，則重力勢(shì)能減少1 900 J，故C正確、D錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理得，WGWfEk，克服阻力做功Wf100 J，則動(dòng)能增加1 800 J，故A、B錯(cuò)誤答案：C2(xx·北京海淀區(qū)測(cè)試)地球表面附近某區(qū)域存在大小為150 N/C、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)一質(zhì)量為1.00×104 kg、帶電荷量為1.00×107 C的小球從靜止釋放，在電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)下落10.0 m對(duì)此過(guò)程，該小球的電勢(shì)能和動(dòng)能的改變量分別為(重力加速度大小取9.80 m/s2，忽略空氣阻力)()A1.50×104 J和9.95×103 JB1.50×104 J和9.95×103 JC1.50×104 J和9.65×103 JD1.50×104 J和9.65×103 J解析：在電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)下落10.0 m，電場(chǎng)力做功WqEh1.00×107 C×150 N/C×10.0 m1.50×104 J，該小球的電勢(shì)能增加1.50×104 J由動(dòng)能定理可知，動(dòng)能的改變量為Wmgh1.50×104 J1.00×104 kg×9.80 m/s2×10.0 m9.65×103 J，選項(xiàng)D正確答案：D3(xx·北京西城區(qū)模擬)空間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，質(zhì)量為m的帶正電的微粒水平射入電場(chǎng)中，微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，在相等的時(shí)間間隔內(nèi)()A重力做的功相等B電場(chǎng)力做的功相等C電場(chǎng)力做的功大于重力做的功D電場(chǎng)力做的功小于重力做的功解析：對(duì)微粒受力分析，受重力和向上的電場(chǎng)力，并且電場(chǎng)力大于重力微粒水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，相等的時(shí)間間隔內(nèi)，豎直方向的分位移不等，所以在相等的時(shí)間間隔內(nèi)，重力和電場(chǎng)力做的功不同，A、B錯(cuò)誤；因?yàn)殡妶?chǎng)力大于重力，所以在相等的時(shí)間間隔內(nèi)，電場(chǎng)力做的功大于重力做的功，選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤答案：C4(xx·山東省部分重點(diǎn)中學(xué)高三調(diào)研)如圖所示，物體A、B通過(guò)細(xì)繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪兩側(cè)，物體A、B的質(zhì)量分別為2m、m，開(kāi)始時(shí)細(xì)繩伸直，用手托著物體A使彈簧處于原長(zhǎng)且A與地面的距離為h，物體B靜止在地面上，放手后物體A下落，與地面即將接觸時(shí)速度為v，此時(shí)物體B對(duì)地面恰好無(wú)壓力，則下列說(shuō)法中正確的是()A物體A下落過(guò)程中的某一時(shí)刻，物體A的加速度為零B此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能等于2mghmv2C此時(shí)物體B處于超重狀態(tài)D彈簧勁度系數(shù)為解析：在物體A的下落過(guò)程中，物體B還沒(méi)有脫離地面，繩子的拉力Fmg，地面對(duì)物體B的支持力FNmg，此時(shí)物體B處于失重狀態(tài)，可知物體A在下落過(guò)程中一直做加速運(yùn)動(dòng)，且物體A與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有關(guān)系式2mgh×2mv2Ep，此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能Ep2mghmv2，則選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，B正確；A即將與地面接觸時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)量為h，彈簧彈力F彈kh，對(duì)B受力分析，有F彈mg，解得k，易知選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：B5(多選)如圖所示，救護(hù)直升機(jī)在應(yīng)急救援中下面吊著一個(gè)箱子，箱里裝有一物體，箱里物體剛好與箱頂接觸但不擠壓在直升機(jī)加速豎直上升的過(guò)程中，懸掛箱子的繩子突然斷了，此后箱子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持開(kāi)始時(shí)的姿勢(shì)，箱子所受的空氣阻力與箱子運(yùn)動(dòng)速率的平方成正比，則在繩斷后箱子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中(假設(shè)箱子在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間足夠長(zhǎng))，下列說(shuō)法正確的是()A箱子的加速度一直減小直到最后為零B箱子的重力勢(shì)能一直減小C繩斷的一瞬間，箱內(nèi)物體對(duì)箱底的壓力為零D箱內(nèi)物體的機(jī)械能先減小后增大解析：在直升機(jī)加速豎直上升的過(guò)程中繩子斷了，箱子有向上的速度，由于受到向下的空氣阻力和重力，因此箱子向上做減速運(yùn)動(dòng)，由于空氣阻力與箱子運(yùn)動(dòng)速率的平方成正比，由kv2mgma可知，箱子向上做加速度越來(lái)越小的減速運(yùn)動(dòng)，到最高點(diǎn)加速度度g，同理分析，箱子下落過(guò)程，由mgkv2ma可知，隨著速度增大，加速度減小，當(dāng)最后勻速下降時(shí)，加速度為零，A項(xiàng)正確；箱子先上升后下降，因此重力勢(shì)能先增大后減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；繩斷的一瞬間，由于箱子向下的加速度大于g，因此箱頂對(duì)物體有向下的壓力，而物體對(duì)箱底的壓力為零，C項(xiàng)正確；上升過(guò)程中，箱頂對(duì)物體向下的壓力做負(fù)功，物體的機(jī)械能減小，下降過(guò)程中，箱底對(duì)物體有向上的作用力也做負(fù)功，因此物體的機(jī)械能也減小，D錯(cuò)誤答案：AC6(xx·河北保定調(diào)研)如圖所示，內(nèi)壁光滑半徑大小為R的圓軌道豎直固定在桌面上，一個(gè)質(zhì)量為m的小球靜止在軌道底部A點(diǎn)現(xiàn)用小錘沿水平方向快速擊打小球，擊打后迅速移開(kāi)，使小球沿軌道在豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng)當(dāng)小球回到A點(diǎn)時(shí)，再次用小錘沿運(yùn)動(dòng)方向擊打小球，通過(guò)兩次擊打，小球才能運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)已知小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終未脫離軌道，在第一次擊打過(guò)程中小錘對(duì)小球做功W1，第二次擊打過(guò)程中小錘對(duì)小球做功W2.設(shè)先后兩次擊打過(guò)程中小錘對(duì)小球做功全部用來(lái)增加小球的動(dòng)能，則的值可能是()A.B.C. D1解析：第一次擊打小球時(shí)小球最高運(yùn)動(dòng)到過(guò)O點(diǎn)與水平地面平行的直徑的兩端位置，小錘對(duì)小球做功W1mgR，第二次擊打小球，小球恰好做圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)小球在最高點(diǎn)速度v，與小球在最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)最低點(diǎn)的速度為vA，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得mg·2Rmv2mv.第二次擊打小球，小錘對(duì)小球做的功W2mvmgRmgR，則先后兩次擊打，小錘對(duì)小球做功的最大值為，故選項(xiàng)A、B正確，C、D錯(cuò)誤答案：AB7(多選)如圖中虛線是甲球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，實(shí)線是一固定的光滑金屬曲桿，若將其向左平移，形狀與虛線可以完全重合，乙球套在桿的頂端，由于微小擾動(dòng)球沿桿從靜止開(kāi)始下滑，滑到B點(diǎn)時(shí)，對(duì)桿的作用力恰好為零，A點(diǎn)是甲運(yùn)動(dòng)軌跡上與B點(diǎn)等高的點(diǎn)，甲、乙兩球的質(zhì)量相同，則()A甲球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)的速度大于乙球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度B甲球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)的時(shí)間與乙球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的時(shí)間相同C甲球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)的加速度與乙球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的加速度相同D甲球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)的重力的功率與乙球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的重力的功率相同解析：由于甲球的初速度不為零，乙球的初速度為零，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知甲球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)的速度大于乙球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度，A項(xiàng)正確；甲球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)與乙球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)豎直方向的高度相同，由于甲球在豎直方向的分運(yùn)動(dòng)加速度恒為g，而乙球由于桿的作用力，使乙球在豎直方向運(yùn)動(dòng)的加速度小于g，因此甲球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間短，B項(xiàng)錯(cuò)誤；甲球在A點(diǎn)的加速度為g，乙球在B點(diǎn)只受重力，加速度也為g，C項(xiàng)正確；甲球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)豎直方向的分速度大于乙球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)豎直方向的分速度，因此甲球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)的重力的功率大于乙球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的重力的功率，D項(xiàng)錯(cuò)誤答案：AC二、非選擇題8(xx·南京市、鹽城市二模)如圖所示，足夠長(zhǎng)光滑導(dǎo)軌傾斜放置，導(dǎo)軌平面與水平面夾角37°，導(dǎo)軌間距L0.4 m，其下端連接一個(gè)定值電阻R2 ，其他電阻不計(jì)兩導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5 T一質(zhì)量為m0.02 kg的導(dǎo)體棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，現(xiàn)將導(dǎo)體棒由靜止釋放，取重力加速度g10 m/s2，sin37°0.6，cos37°0.8.(1)求導(dǎo)體棒下滑的最大速度；(2)求ab棒下滑過(guò)程中電阻R消耗的最大功率；(3)若導(dǎo)體棒從靜止加速到v4 m/s的過(guò)程中，通過(guò)R的電量q0.26 C，求R產(chǎn)生的熱量Q.解析：(1)EBLvIF安BIL當(dāng)安培力與重力沿導(dǎo)軌向下的分力相等時(shí)，速度最大，棒ab做勻速運(yùn)動(dòng)，即mgsinvm6 m/s.(2)由(1)可知vm代入P得P0.72 W.(3)qItx2.6 m由能量關(guān)系有Qmgxsin37°mv20.152 J.答案：(1)6 m/s(2)0.72 W(3)0.152 J9如圖甲所示，一個(gè)四分之一光滑圓弧軌道最低點(diǎn)與平臺(tái)右端B點(diǎn)平滑相接并與平臺(tái)相切，圓弧的半徑R1 m，一物塊置于A點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)間距離為2 m，物塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，現(xiàn)用水平恒力F拉物塊，使其從靜止向右運(yùn)動(dòng)，到B點(diǎn)時(shí)撤去拉力，結(jié)果物塊剛好能滑到四分之一圓弧軌道的最高點(diǎn)，物塊的質(zhì)量為1 kg，g10 m/s2.(1)求拉力F的大小及物塊剛滑上四分之一圓弧軌道時(shí)對(duì)軌道壓力的大?。?2)若將四分之一圓弧軌道豎直向下平移，且圓心與B點(diǎn)重合，如圖乙所示，仍用水平恒力F拉物塊，使其從靜止向右運(yùn)動(dòng)，并在B點(diǎn)撤去拉力，求物塊第一次與圓弧軌道碰撞的位置離平臺(tái)的豎直距離(計(jì)算結(jié)果可以用根式表示)解析：(1)設(shè)A、B間的距離為l，物塊的質(zhì)量為m，由動(dòng)能定理可知FlmglmgR0求得F7 N設(shè)物塊在B點(diǎn)的速度為vB，軌道對(duì)物塊的支持力為FN，從B點(diǎn)到圓弧軌道最高點(diǎn)，根據(jù)機(jī)械能守恒得mvmgR在圓弧軌道的最低點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律得FNmgm求得FN3mg30 N根據(jù)牛頓第三定律，物塊對(duì)圓弧軌道的壓力為30 N(2)由mvmgR可知，物塊在B點(diǎn)的速度vB2 m/s物塊從B點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)下落的高度為y，水平位移為x，則xvBtygt2x2y2R2求得物塊第一次與圓弧軌道碰撞的位置離平臺(tái)的豎直距離y(2) m答案：(1)30 N(2)y(2) m10(xx·瀘州市二診)如圖所示，整個(gè)空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)E2×103 V/m，在電場(chǎng)中的水平地面上，放有質(zhì)量M2 kg的不帶電絕緣木板，處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)有一質(zhì)量為m2 kg，所帶負(fù)電荷為q1×103 C的絕緣物塊(可看作質(zhì)點(diǎn))，以水平向右的初速度v08 m/s滑上木板左端已知木板與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)10.1，物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)20.3，物塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終沒(méi)有從木板上滑下，g取10 m/s2.求：(1)放上物塊瞬間，物塊和木板的加速度分別是多少；(2)木板至少多長(zhǎng)，才能保證物塊不從木板上掉下來(lái)；(3)從物塊滑上木板到物塊與木板達(dá)到共速的過(guò)程中，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量Q.解析：(1)物塊滑上木板瞬間，根據(jù)牛頓第二定律得：對(duì)m有：qE2mgma1，對(duì)M有：2mg1(mM)gMa2，解得：a14 m/s2，方向水平向左，a21 m/s2，方向水平向右(2)假設(shè)m、M經(jīng)過(guò)時(shí)間t1兩者具有共同速度v，各自的位移為x1、x2，則有：vv0a1t1a2t1，x1t1，x2t1，M、m之間的相對(duì)位移為x，則有：xx1x2，聯(lián)立方程解得：x6.4 m，所以木板至少長(zhǎng)6.4 m.(3)物塊與木板間產(chǎn)生的內(nèi)能為Q1，木板與地面產(chǎn)生的內(nèi)能為Q2，則有：Q12mgx，Q21(mM)gx2，全過(guò)程產(chǎn)生的熱量為：QQ1Q2，解得：Q43.52 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