2020高考物理單元卷 功能關系 能量守恒定律

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1、第二模塊 第5章 第4單元 一、選擇題 圖7 1．如圖7所示，物體A的質量為m，置于水平地面上，A的上端連一輕彈簧，原長為L，勁度系數(shù)為k，現(xiàn)將彈簧上端B緩慢地豎直向上提起，使B點上移距離為L，此時物體A也已經(jīng)離開地面，則下列論述中正確的是 (　　) A．提彈簧的力對系統(tǒng)做功為mgL B．物體A的重力勢能增加mgL C．系統(tǒng)增加的機械能小于mgL D．以上說法都不正確 解析：由于將彈簧上端B緩慢地豎直向上提起，可知提彈簧的力是不斷增大的，最后等于A物體的重力，因此提彈簧的力對系統(tǒng)做功應小于mgL，A選項錯誤．系統(tǒng)增加的機械能等于提彈簧的力對系統(tǒng)做的功，C選項正確

2、．由于彈簧的伸長，物體升高的高度小于L，所以B選項錯誤． 答案：C 圖8 2．如圖8所示，質量為m的物體在水平傳送帶上由靜止釋放，傳送帶由電動機帶動，始終保持以速度v勻速運動，物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ，物體過一會兒能保持與傳送帶相對靜止，對于物塊從靜止釋放到相對靜止這一過程，下列說法正確的是 (　　) A．電動機做的功為mv2 B．摩擦力對物體做的功為mv2 C．傳送帶克服摩擦力做的功為mv2 D．電動機增加的功率為μmgv 解析：由能量守恒，電動機做的功等于物體獲得的動能和由于摩擦而產(chǎn)生的熱量，故A錯；對物體受力分析，知僅有摩擦力對物體做功，由動能定理，知B錯；傳

3、送帶克服摩擦力做功等于摩擦力與傳送帶對地位移的乘積，而易知這個位移是木塊對地位移的兩倍，即W＝mv2，故C錯；由功率公式易知傳送帶增加的功率為μmgv，故D對． 答案：D 圖9 3．輕質彈簧吊著小球靜止在如圖9所示的A位置，現(xiàn)用水平外力F將小球緩慢拉到B位置，此時彈簧與豎直方向的夾角為θ，在這一過程中，對于整個系統(tǒng)，下列說法正確的是 (　　) A．系統(tǒng)的彈性勢能不變 B．系統(tǒng)的彈性勢能增加 C．系統(tǒng)的機械能不變 D．系統(tǒng)的機械能增加 解析：根據(jù)三力平衡條件可得F＝mgtanθ，彈簧彈力大小為F彈＝，B位置比A位置彈力大，彈簧伸長量大，所以由A位置到B位置的過程中，系統(tǒng)的彈

4、性勢能增加，又由于重力勢能增加，動能不變，所以系統(tǒng)的機械能增加． 答案：BD 圖10 4．如圖10所示，一小球從光滑圓弧軌道頂端由靜止開始下滑，進入光滑水平面又壓縮彈簧．在此過程中，小球重力勢能和動能的最大值分別為Ep和Ek，彈簧彈性勢能的最大值為Ep′，則它們之間的關系為 (　　) A．Ep＝Ek＝Ep′ B．Ep>Ek>Ep′ C．Ep＝Ek＋Ep′ D．Ep＋Ek＝Ep′ 解析：當小球處于最高點時，重力勢能最大；當小球剛滾到水平面時重力勢能全部轉化為動能，此時動能最大；當小球壓縮彈簧到最短時動能全部轉化為彈性勢能，彈性勢能最大．由機械能守恒定律可知Ep＝

5、Ek＝Ep′，故答案選A. 答案：A 5．節(jié)日燃放禮花彈時，要先將禮花彈放入一個豎直的炮筒中，然后點燃禮花彈的發(fā)射部分，通過火藥劇烈燃燒產(chǎn)生的高壓燃氣，將禮花彈由炮筒底部射向空中．若禮花彈在由炮筒底部出發(fā)至炮筒口的過程中，克服重力做功W1，克服炮筒阻力及空氣阻力做功W2，高壓燃氣對禮花彈做功W3，則禮花彈在炮筒內(nèi)運動的過程中(設禮花彈發(fā)射過程中質量不變) (　　) A．禮花彈的動能變化量為W3＋W2＋W1 B．禮花彈的動能變化量為W3－W2－W1 C．禮花彈的機械能變化量為W3－W2 D．禮花彈的機械能變化量為W3－W1 解析：由動能定理，動能變化量等于合外力做的功，即W3－W

6、2－W1，B正確．除重力之外的力的功對應機械能的變化，即W3－W2，C正確． 答案：BC 6．飛船返回時高速進入大氣層后，受到空氣阻力的作用，接近地面時，減速傘打開，在距地面幾米處，制動發(fā)動機點火制動，飛船迅速減速，安全著陸．下列說法正確的是 (　　) A．制動發(fā)動機點火制動后，飛船的重力勢能減少，動能減小 B．制動發(fā)動機工作時，由于化學能轉化為機械能，飛船的機械能增加 C．重力始終對飛船做正功，使飛船的機械能增加 D．重力對飛船做正功，阻力對飛船做負功，飛船的機械能不變 解析：制動發(fā)動機點火制動后，飛船迅速減速下落，動能、重力勢能均變小，機械能減小，A正確，B錯誤；飛船進入大

7、氣層后，空氣阻力做負功，機械能一定減小，故C、D均錯誤． 答案：A 圖11 7．如圖11所示，具有一定初速度的物塊，沿傾角為30°的粗糙斜面向上運動的過程中，受一個恒定的沿斜面向上的拉力F作用，這時物塊的加速度大小為4 m/s2，方向沿斜面向下，那么，在物塊向上運動過程中，正確的說法是 (　　) A．物塊的機械能一定增加 B．物塊的機械能一定減小 C．物塊的機械能可能不變 D．物塊的機械能可能增加也可能減小 解析：機械能變化的原因是非重力、彈簧彈力做功，本題亦即看成F與Fμ做功大小問題，由mgsinα＋Fμ－F＝ma，知F－Fμ＝mgsin30°－ma>0，即F>Fμ，故

8、F做正功多于克服摩擦力做功，故機械能增大． 答案：A 8．如圖12所示，分別用恒力F1、F2先后將質量為m的物體由靜止開始沿同一粗糙的固定斜面由底端拉至頂端，兩次所用時間相同，第一次力F1沿斜面向上，第二次力F2沿水平方向，則兩個過程 (　　) A．合外力做的功相同 B．物體機械能變化量相同 C．F1做的功與F2做的功相同 D．F1做的功比F2做的功多 圖12 解析：兩次物體運動的位移和時間相等，則兩次的加速度相等，末速度也應相等，則物體的機械能變化量相等，合力做功也應相等．用F2拉物體時，摩擦力做功多些，兩次重力做功相等，由動能定理知，用F2拉物體時拉力做功多． 答案

9、：AB 9．(2020年四川模擬)一物體沿固定斜面從靜止開始向下運動，經(jīng)過時間t0滑至斜面底端．已知在物體運動過程中物體所受的摩擦力恒定．若用F、v、x和E分別表示該物體所受的合力、物體的速度、位移和機械能，則如下圖所示的圖象中可能正確的是 (　　) 解析：物體在沿斜面向下滑動的過程中，受到重力、支持力、摩擦力的作用，其合力為恒力，A正確；而物體在此合力作用下做勻加速運動，v＝at，x＝at2，所以B、C錯；物體受摩擦力作用，總的機械能將減小，D正確． 答案：AD 二、計算題 圖13 10．如圖13所示，斜面的傾角為θ，質量為m的滑塊距擋板P的距離為s0，滑塊以初速度v0

10、沿斜面上滑，滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，滑塊所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力．若滑塊每次與擋板相碰均無機械能損失，求滑塊經(jīng)過的總路程． 解析：滑塊最終要停在斜面底部，設滑塊經(jīng)過的總路程為s，對滑塊運動的全程應用功能關系，全程所產(chǎn)生的熱量為 Q＝mv＋mgs0sinθ 又全程產(chǎn)生的熱量等于克服摩擦力所做的功，即 Q＝μmgscosθ 解以上兩式可得s＝(＋s0tanθ)． 答案：(＋s0tanθ) 11．如圖14甲所示，在傾角為30°的足夠長光滑斜面AB前，有一粗糙水平面OA，OA長為4 m．有一質量為m的滑塊，從O處由靜止開始受一水平向右的力F作用．F只在水平面上按圖乙所示的

11、規(guī)律變化．滑塊與OA間的動摩擦因數(shù)μ＝0.25，g取10 m/s2，試求： (1)滑塊到A處的速度大?。? (2)不計滑塊在A處的速率變化，滑塊沖上斜面的長度是多少？ 圖14 解析：(1)由圖乙知，在前2 m內(nèi)，F(xiàn)1＝2mg，做正功，在第3 m內(nèi)，F(xiàn)2＝0.5mg，做負功，在第4 m內(nèi)，F(xiàn)3＝0，滑動摩擦力Ff＝μmg＝0.25mg，始終做負功，由動能定理全程列式得：F1l1－F2l2－Ffl＝mv－0 即2mg×2－0.5mg×1－0.25mg×4＝mv 解得vA＝5 m/s (2)沖上斜面的過程，由動能定理得 －mg·L·sin30°＝0－mv 所以沖上AB面的長度L＝

12、5 m 答案：(1)5 m/s　(2)5 m 12．電機帶動水平傳送帶以速度v勻速傳動，一質量為m的小木塊由靜止輕放在傳送帶上(傳送帶足夠長)，若小木塊與 傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ，如圖15所示，當小木塊與傳 圖15 送帶相對靜止時，求： (1)小木塊的位移； (2)傳送帶轉過的路程； (3)小木塊獲得的動能； (4)摩擦過程產(chǎn)生的摩擦熱； (5)電機帶動傳送帶勻速轉動輸出的總能量． 解析：(1)小木塊的加速度a＝μg 小木塊的位移l1＝＝. (2)小木塊加速運動的時間t＝＝ 傳送帶在這段時間內(nèi)位移l2＝vt＝. (3)小木塊獲得的動能Ek＝mv2. (4)因摩擦而產(chǎn)生的熱等于摩擦力(f)乘以相對位移(ΔL)，故Q＝f·ΔL＝μmg(l2－l1)＝mv2. (注：Q＝Ek是一種巧合，但不是所有的問題都這樣)． (5)由能的轉化與守恒定律得，電機輸出的總能量轉化為小木塊的動能與摩擦熱，所以E總＝Ek＋Q＝mv2. 答案：(1)　(2)　(3)mv2　(4)mv2　(5)mv2