2020高考物理單元卷 功能關(guān)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(zhì)量為m，置于水平地面上，A的上端連一輕彈簧，原長(zhǎng)為L(zhǎng)，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(diǎn)上移距離為L(zhǎng)，此時(shí)物體A也已經(jīng)離開(kāi)地面，則下列論述中正確的是 (　　) A．提彈簧的力對(duì)系統(tǒng)做功為mgL B．物體A的重力勢(shì)能增加mgL C．系統(tǒng)增加的機(jī)械能小于mgL D．以上說(shuō)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(duì)系統(tǒng)做功應(yīng)小于mgL，A選項(xiàng)錯(cuò)誤．系統(tǒng)增加的機(jī)械能等于提彈簧的力對(duì)系統(tǒng)做的功，C選項(xiàng)正確

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

3、送帶克服摩擦力做功等于摩擦力與傳送帶對(duì)地位移的乘積，而易知這個(gè)位移是木塊對(duì)地位移的兩倍，即W＝mv2，故C錯(cuò)；由功率公式易知傳送帶增加的功率為μmgv，故D對(duì)． 答案：D 圖9 3．輕質(zhì)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(shí)彈簧與豎直方向的夾角為θ，在這一過(guò)程中，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)，下列說(shuō)法正確的是 (　　) A．系統(tǒng)的彈性勢(shì)能不變 B．系統(tǒng)的彈性勢(shì)能增加 C．系統(tǒng)的機(jī)械能不變 D．系統(tǒng)的機(jī)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(zhǎng)量大，所以由A位置到B位置的過(guò)程中，系統(tǒng)的彈

4、性勢(shì)能增加，又由于重力勢(shì)能增加，動(dòng)能不變，所以系統(tǒng)的機(jī)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(kāi)始下滑，進(jìn)入光滑水平面又壓縮彈簧．在此過(guò)程中，小球重力勢(shì)能和動(dòng)能的最大值分別為Ep和Ek，彈簧彈性勢(shì)能的最大值為Ep′，則它們之間的關(guān)系為 (　　) A．Ep＝Ek＝Ep′ B．Ep>Ek>Ep′ C．Ep＝Ek＋Ep′ D．Ep＋Ek＝Ep′ 解析：當(dāng)小球處于最高點(diǎn)時(shí)，重力勢(shì)能最大；當(dāng)小球剛滾到水平面時(shí)重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，此時(shí)動(dòng)能最大；當(dāng)小球壓縮彈簧到最短時(shí)動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能，彈性勢(shì)能最大．由機(jī)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(shí)，要先將禮花彈放入一個(gè)豎直的炮筒中，然后點(diǎn)燃禮花彈的發(fā)射部分，通過(guò)火藥劇烈燃燒產(chǎn)生的高壓燃?xì)?，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(guò)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?xì)鈱?duì)禮花彈做功W3，則禮花彈在炮筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中(設(shè)禮花彈發(fā)射過(guò)程中質(zhì)量不變) (　　) A．禮花彈的動(dòng)能變化量為W3＋W2＋W1 B．禮花彈的動(dòng)能變化量為W3－W2－W1 C．禮花彈的機(jī)械能變化量為W3－W2 D．禮花彈的機(jī)械能變化量為W3－W1 解析：由動(dòng)能定理，動(dòng)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(duì)應(yīng)機(jī)械能的變化，即W3－W2，C正確． 答案：BC 6．飛船返回時(shí)高速進(jìn)入大氣層后，受到空氣阻力的作用，接近地面時(shí)，減速傘打開(kāi)，在距地面幾米處，制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火制動(dòng)，飛船迅速減速，安全著陸．下列說(shuō)法正確的是 (　　) A．制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火制動(dòng)后，飛船的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能減小 B．制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，由于化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，飛船的機(jī)械能增加 C．重力始終對(duì)飛船做正功，使飛船的機(jī)械能增加 D．重力對(duì)飛船做正功，阻力對(duì)飛船做負(fù)功，飛船的機(jī)械能不變 解析：制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火制動(dòng)后，飛船迅速減速下落，動(dòng)能、重力勢(shì)能均變小，機(jī)械能減小，A正確，B錯(cuò)誤；飛船進(jìn)入大

7、氣層后，空氣阻力做負(fù)功，機(jī)械能一定減小，故C、D均錯(cuò)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(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，受一個(gè)恒定的沿斜面向上的拉力F作用，這時(shí)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(yùn)動(dòng)過(guò)程中，正確的說(shuō)法是 (　　) A．物塊的機(jī)械能一定增加 B．物塊的機(jī)械能一定減小 C．物塊的機(jī)械能可能不變 D．物塊的機(jī)械能可能增加也可能減小 解析：機(jī)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(wèn)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(jī)械能增大． 答案：A 8．如圖12所示，分別用恒力F1、F2先后將質(zhì)量為m的物體由靜止開(kāi)始沿同一粗糙的固定斜面由底端拉至頂端，兩次所用時(shí)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(gè)過(guò)程 (　　) A．合外力做的功相同 B．物體機(jī)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(yùn)動(dòng)的位移和時(shí)間相等，則兩次的加速度相等，末速度也應(yīng)相等，則物體的機(jī)械能變化量相等，合力做功也應(yīng)相等．用F2拉物體時(shí)，摩擦力做功多些，兩次重力做功相等，由動(dòng)能定理知，用F2拉物體時(shí)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(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t0滑至斜面底端．已知在物體運(yùn)動(dòng)過(guò)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(jī)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(dòng)的過(guò)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(yùn)動(dòng)，v＝at，x＝at2，所以B、C錯(cuò)；物體受摩擦力作用，總的機(jī)械能將減小，D正確． 答案：AD 二、計(jì)算題 圖13 10．如圖13所示，斜面的傾角為θ，質(zhì)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(dòng)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(wú)機(jī)械能損失，求滑塊經(jīng)過(guò)的總路程． 解析：滑塊最終要停在斜面底部，設(shè)滑塊經(jīng)過(guò)的總路程為s，對(duì)滑塊運(yùn)動(dòng)的全程應(yīng)用功能關(guān)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(zhǎng)光滑斜面AB前，有一粗糙水平面OA，OA長(zhǎng)為4 m．有一質(zhì)量為m的滑塊，從O處由靜止開(kāi)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(dòng)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(jì)滑塊在A處的速率變化，滑塊沖上斜面的長(zhǎng)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(fù)功，在第4 m內(nèi)，F(xiàn)3＝0，滑動(dòng)摩擦力Ff＝μmg＝0.25mg，始終做負(fù)功，由動(dòng)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(guò)程，由動(dòng)能定理得 －mg·L·sin30°＝0－mv 所以沖上AB面的長(zhǎng)度L＝

12、5 m 答案：(1)5 m/s　(2)5 m 12．電機(jī)帶動(dòng)水平傳送帶以速度v勻速傳動(dòng)，一質(zhì)量為m的小木塊由靜止輕放在傳送帶上(傳送帶足夠長(zhǎng))，若小木塊與 傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，如圖15所示，當(dāng)小木塊與傳 圖15 送帶相對(duì)靜止時(shí)，求： (1)小木塊的位移； (2)傳送帶轉(zhuǎn)過(guò)的路程； (3)小木塊獲得的動(dòng)能； (4)摩擦過(guò)程產(chǎn)生的摩擦熱； (5)電機(jī)帶動(dòng)傳送帶勻速轉(zhuǎn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的時(shí)間t＝＝ 傳送帶在這段時(shí)間內(nèi)位移l2＝vt＝. (3)小木塊獲得的動(dòng)能Ek＝mv2. (4)因摩擦而產(chǎn)生的熱等于摩擦力(f)乘以相對(duì)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(wèn)題都這樣)． (5)由能的轉(zhuǎn)化與守恒定律得，電機(jī)輸出的總能量轉(zhuǎn)化為小木塊的動(dòng)能與摩擦熱，所以E總＝Ek＋Q＝mv2. 答案：(1)　(2)　(3)mv2　(4)mv2　(5)mv2