【三維設(shè)計(jì)】2014屆高三物理一輪 課時(shí)跟蹤檢測21 功能關(guān)系 能量守恒定律（一）

課時(shí)跟蹤檢測(二十一)功能關(guān)系能量守恒定律(一)高考?？碱}型：選擇題計(jì)算題1如圖1所示，在盛水的一個(gè)杯子里有一木塊。開始時(shí)木塊被一根細(xì)繩拴住而完全沒入水中，整個(gè)裝置與外界絕熱，斷開細(xì)繩，則木塊將浮到水面上，最后達(dá)到平衡，在這一過程中，水、杯子和木塊組成的系統(tǒng)()A內(nèi)能增大B內(nèi)能減小 圖1C內(nèi)能不變 D條件不足，無法判斷2一根長為L、質(zhì)量為m的均勻鏈條放在光滑的水平桌面上，其長度的一半懸于桌邊，若要將懸著的部分拉回桌面，至少做功()A.mgL B.mgLCmgL D.mgL3(2012·上海高考)質(zhì)量相等的均質(zhì)柔軟細(xì)繩A、B平放于水平地面，繩A較長。分別捏住兩繩中點(diǎn)緩慢提起，直至全部離開地面，兩繩中點(diǎn)被提升的高度分別為hA、hB，上述過程中克服重力做功分別為WA、WB。若()AhAhB，則一定有WAWBBhA>hB，則可能有WA<WBChA<hB，則可能有WAWBDhA>hB，則一定有WA>WB4如圖2所示，輕質(zhì)彈簧的一端與固定的豎直板P拴接，另一端與物體A相連，物體A靜止于光滑水平桌面上，A右端連接一細(xì)線，細(xì)線繞過光滑的定滑輪與物體B相連。開始時(shí)用手托住B，讓細(xì)線恰好伸直，然后由靜止釋放B，直至B獲得最大速度。下列有關(guān)該過程的分析正確的是() 圖2AB物體的機(jī)械能一直減少BB物體動能的增量等于它所受重力與拉力做功之和CB物體機(jī)械能的減少量等于彈簧彈性勢能的增加量D細(xì)線的拉力對A做的功等于A物體與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能的增加量5. (2012·廣州模擬)如圖3所示，一個(gè)質(zhì)量為m的鐵塊沿半徑為R的固定半圓軌道上邊緣由靜止滑下，到半圓底部時(shí)，軌道所受壓力為鐵塊重力的1.5倍，則此過程中鐵塊損失的機(jī)械能為()A.mgR B.mgR 圖3C.mgR D.mgR6如圖4所示，BC是豎直面內(nèi)的四分之一圓弧形光滑軌道，下端C與水平直軌道相切。一個(gè)小物塊從B點(diǎn)正上方R處的A點(diǎn)處由靜止釋放，從B點(diǎn)剛好進(jìn)入圓弧形光滑軌道下滑，已知圓弧形軌道半徑為R0.2 m，小物塊的質(zhì)量為m0.1 kg，小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)0.5，取g10 m/s2。小物塊在水平面上滑動的最大距離是()圖4A0.1 m B0.2 mC0.6 m D0.8 m7.如圖5所示是某中學(xué)科技小組制作的利用太陽能驅(qū)動小車的裝置。當(dāng)太陽光照射到小車上方的光電板時(shí)，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動機(jī)帶動小車前進(jìn)。若小車在平直的公路上以初速度v0開始加速行駛，經(jīng)過時(shí)間t，前進(jìn)了距離l，達(dá)到最大速度vmax，設(shè)此過程中電動機(jī)功率恒為額定功率P，受的阻力恒為Ff，則此過程中電動機(jī)所做的功為() 圖5AFfvmaxtBPtCFft D.mvmax2Fflmv028.如圖6所示，某段滑雪雪道傾角為30°，總質(zhì)量為m(包括雪具在內(nèi))的滑雪運(yùn)動員從距底端高為h處的雪道上由靜止開始勻加速下滑，加速度為g。在他從上向下滑到底端的過程中，下列說法正確的是()A運(yùn)動員減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能 圖6B運(yùn)動員獲得的動能為mghC運(yùn)動員克服摩擦力做功為mghD下滑過程中系統(tǒng)減少的機(jī)械能為mgh9.如圖7所示，質(zhì)量為m的可看成質(zhì)點(diǎn)的物塊置于粗糙水平面上的M點(diǎn)，水平面的右端與固定的斜面平滑連接，物塊與水平面及斜面之間的動摩擦因數(shù)處處相同。物塊與彈簧未連接，開始時(shí)物塊擠壓彈簧使彈簧處于壓 圖7縮狀態(tài)。現(xiàn)從M點(diǎn)由靜止釋放物塊，物塊運(yùn)動到N點(diǎn)時(shí)恰好靜止，彈簧原長小于MM。若物塊從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)的過程中，物塊與接觸面之間由于摩擦所產(chǎn)生的熱量為Q，物塊、彈簧與地球組成系統(tǒng)的機(jī)械能為E，物塊通過的路程為s。不計(jì)轉(zhuǎn)折處的能量損失，下列圖象所描述的關(guān)系中可能正確的是()圖810(2012·衡水期末)足夠長的粗糙斜面上，用力推著一物體沿斜面向上運(yùn)動，t0時(shí)撤去推力，06 s內(nèi)速度隨時(shí)間的變化情況如圖9所示，由圖象可知()圖9A01 s內(nèi)重力的平均功率大小與16 s內(nèi)重力平均功率大小之比為51B01 s內(nèi)摩擦力的平均功率大小與16 s內(nèi)摩擦力平均功率大小之比為11C01 s內(nèi)位移大小與16 s內(nèi)位移大小之比為15D01 s內(nèi)機(jī)械能變化量大小與16 s內(nèi)機(jī)械能變化量大小之比為1511.如圖10所示，質(zhì)量m1 kg的小物塊放在一質(zhì)量為M4 kg的足夠長的木板右端，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)0.2，木板與水平面間的摩擦不計(jì)。物塊用勁度系數(shù)k25 N/m的彈簧拴住，彈簧的左 圖10端固定(與木板不粘連)。開始時(shí)整個(gè)裝置靜止，彈簧處于原長狀態(tài)?，F(xiàn)對木板施以12 N的水平向右的恒力(物塊與木板間最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動摩擦力，g10 m/s2)。已知彈簧的彈性勢能Epkx2，式中x為彈簧的伸長量或壓縮量。求：(1)開始施力的瞬間小物塊的加速度；(2)物塊達(dá)到的最大速度是多少？12.如圖11所示，傳送帶與水平面之間的夾角為30°，其上A、B兩點(diǎn)間的距離為l5 m，傳送帶在電動機(jī)的帶動下以v1 m/s的速度勻速運(yùn)動，現(xiàn)將一質(zhì)量為m10 kg的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))輕放在傳送帶的A點(diǎn)，已知小物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)，在傳送帶將小物體從A點(diǎn)傳送到B點(diǎn)的過程中，求：(g取10 m/s2) 圖11(1)傳送帶對小物體做的功；(2)電動機(jī)做的功。答 案課時(shí)跟蹤檢測(二十一) 功能關(guān)系能量守恒定律(一)1選A木塊上升時(shí)，同體積的水下移，水、杯子和木塊組成的系統(tǒng)總重力勢能減小，轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能，故A正確。2選A懸于桌邊的鏈條質(zhì)量為。將其拉上桌面，重心升高，故至少做功為mgL。選項(xiàng)A正確。3選B當(dāng)hAhB時(shí)，則一定有WA<WB，故選項(xiàng)A錯(cuò)；當(dāng)hA>hB時(shí)，有WA<WB、WA>WB、WAWB三種可能，故選項(xiàng)B正確，D錯(cuò)誤；當(dāng)hA<hB時(shí)一定有WA<WB，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。4選ABD由于細(xì)線的拉力對B做負(fù)功，故B物體機(jī)械能一直減少，A正確；根據(jù)動能定理可確定B正確；由于該過程中A的動能增加，故B物體機(jī)械能的減少量等于彈簧彈性勢能與物體A動能增加量的和，故C錯(cuò)誤；細(xì)線的拉力對A和彈簧組成的系統(tǒng)做正功，根據(jù)功能關(guān)系，D正確。5選D由FNmgm，F(xiàn)N1.5 mg可得：v2。由功能關(guān)系可知，鐵塊損失的機(jī)械能EmgRmv2mgR，故D正確。6選D設(shè)小物塊在水平面上滑動的最大距離為x，由動能定理得：mg·2Rmgx0，x0.8 m，選項(xiàng)D正確。7選ABD因小車以恒定的功率運(yùn)動，故此過程小車電動機(jī)做功為WPtFfvmaxt，A、B均正確；由動能定理可得WFflmvmax2mv02，得：Wmvmax2mv02Ffl。故D正確，C錯(cuò)誤。8選D運(yùn)動員的加速度為g，沿斜面：mgFfm·g，F(xiàn)fmg，WFfmg·2hmgh，所以A、C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；Ekmghmghmgh，B項(xiàng)錯(cuò)誤。9選C因摩擦力始終做負(fù)功，故系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量Q隨s增大，而系統(tǒng)的機(jī)械能隨s而減小，B、D均錯(cuò)誤；當(dāng)因s>xMM，故QmgxMMmg cos (sxMM)，EE0mgxMMmg cos (sxMM)，對應(yīng)圖線可知，A錯(cuò)誤，C正確。10選BCD01 s內(nèi)物體沿斜面向上位移為5 m，平均速度為5 m/s；16 s內(nèi)物體沿斜面向下位移為25 m，平均速度為5 m/s；01 s內(nèi)位移大小與16 s內(nèi)位移大小之比為15,01 s內(nèi)重力的平均功率大小與16 s內(nèi)重力平均功率大小之比為11，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；01 s內(nèi)摩擦力大小與16 s內(nèi)摩擦力大小相等，01 s內(nèi)摩擦力的平均功率大小與16 s內(nèi)摩擦力平均功率大小之比為11，選項(xiàng)B正確；01 s內(nèi)機(jī)械能變化量大小與16 s內(nèi)機(jī)械能變化量大小之比為15，選項(xiàng)D正確。11解析：(1)假設(shè)m、M相對靜止，由牛頓第二定律a2.4 m/s2。此時(shí)m受的合外力F合ma2.4 N>Ffmg2 N。所以m、M相對滑動ag2 m/s2。(2)速度最大時(shí)，物塊所受合力為零，此時(shí)彈簧伸長x，則kxmg，所以x0.08 m，由功能關(guān)系mgxkx2mvm2。所以vm0.4 m/s。答案：(1)2 m/s2(2)0.4 m/s12.解析：(1)小物體輕放在傳送帶上時(shí)，受力分析如圖所示，根據(jù)牛頓第二定律得沿斜面方向：mgcos mgsin ma可知，小物體上升的加速度為a2.5 m/s2當(dāng)小物體的速度為v1 m/s時(shí)，位移x0.2 m然后小物體將以v1 m/s的速度完成4.8 m的路程，由功能關(guān)系得：WEpEkmglsin mv2255 J(2)電動機(jī)做功使小物體機(jī)械能增加，同時(shí)小物體與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生熱量Q，由vat得t0.4 s相對位移xvtat20.2 m摩擦熱Qmgxcos 15 J故電動機(jī)做的功為W電WQ270 J。答案：(1)255 J(2)270 J6