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1、（新课标）高考物理总复习课时达标检测（三十）功能关系能量守恒定律（重点突破课）一、单项选择题1力对物体做功 100 J，下列说法正确的是( )A物体具有的能量增加 100 JB物体具有的能量减少 100 JC有 100 J 的能量发生了转化D产生了 100 J 的能量解析：选 C 由于物体是否对外做功未知，因此无法判断物体具有的能量的变化，A、B 错误；功是能量转化的量度，故 C 正确，D 错误。2(2016上海高考)在今年上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞行体验装置， 体验者在风力作用下漂浮在半空。若减小风力，体验者在加速下落过程中( )A失重且机械能增加 B失重且机械能减少C超重且机械
2、能增加 D超重且机械能减少解析：选 B 据题意，体验者漂浮时受到的重力和风力平衡；在加速下降过程中，风力 小于重力，即重力对体验者做正功，风力做负功，体验者的机械能减小；加速下降过程中， 加速度方向向下，体验者处于失重状态，故选项 B 正确。3从地面竖直上抛一个质量为 m 的小球，小球上升的最大高度为 h。设上升和下降过 程中空气阻力大小恒定为 F 。下列说法正确的是( )fA小球上升的过程中动能减少了 mghB小球上升和下降的整个过程中机械能减少了 F hfC小球上升的过程中重力势能增加了 mghD小球上升和下降的整个过程中动能减少了 F hf解析：选 C 小球在上升过程中的动能减少量等于克
3、服合力做的功，即E (mgF )h，k fA 错误；整个过程中的机械能减少量(动能减少量)等于克服除重力之外其他力做的功，即 E 2F h，B、D 错误；上升过程中重力势能增加量等于克服重力做的功，即 E mgh，C 正f p确。4.(2017济宁月考)如图所示，A、B、C 三个一样的滑块从粗糙斜面上的同一高度同时开始运动，A 由静止释放，B 的初速度方向沿斜面向下，大小为 v ，C 的初速度方向沿斜面水平，大小也为 v 。下列说法0 0中正确的是( )AA 和 C 将同时滑到斜面底端B滑到斜面底端时，B 的机械能减少最多12 2 1 C滑到斜面底端时，B 的动能最大D滑到斜面底端时，C 的重
4、力势能减少最多解析：选 C 滑块 A 和 C 通过的路程不同，在沿斜面方向的加速度大小也不相同，故 A 错；三个滑块滑到底端时重力势能减少量相同，故 D 错；滑块 A 和 B 滑到底端时经过的位移 相等，克服摩擦力做功相等，而滑块 C 的路程较大，机械能减少得较多，故 B 错、C 对。5.如图所示，质量 m10 kg 和 M20 kg 的两物块，叠放在光滑水平面上，其中物块 m 通过处于水平方向的轻弹簧与竖直墙壁相连，初始时刻，弹簧处于原长状态，弹簧的劲度系数 k250 N/m。现用水平力 F作用在物块 M 上，使其缓慢地向墙壁移动，当移动 40 cm 时，两物块间开始相对滑动，在相 对滑动前
5、的过程中，下列说法中正确的是( )AM 受到的摩擦力保持不变B物块 m 受到的摩擦力对其不做功C推力做的功等于弹簧增加的弹性势能D开始相对滑动时，推力 F 的大小等于 200 N解析：选 C 对物块 m 进行受力分析，水平方向受向右的弹簧弹力和向左的静摩擦力。 由于弹簧在缩短，所以弹力越来越大，由于缓慢地向墙壁移动，物体处于平衡状态，M 对 m 的摩擦力也在增大，所以 M 受到的摩擦力在增大，A 错误；物块 m 受到的摩擦力方向向左， m 向左运动，所以摩擦力做正功，B 错误；把 m 和 M 看成整体进行受力分析，水平方向受向 右的弹簧弹力和向左的推力，当移动 40 cm 时，两物块间开始相对
6、滑动，根据胡克定律得 F kx100 N，对整体研究，根据动能定理得W W E 0，弹簧弹力做功等于弹性势能F 弹 k的变化，W W E ，所以推力做的功等于弹簧增加的弹性势能，C 正确，D 错误。 F 弹 p6(2017大连质检)一足够长的传送带与水平面的夹角为 ，传送带以一定的速度匀 速运动。某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块(如图甲所示)，以此时为 t0 时刻，作出小物块之后在传送带上的运动速度随时间的变化关系，如图乙所示(图中取 沿斜面向下的运动方向为正方向，其中 v v )。已知传送带的速度保持不变，g 取 10 m/s2，1 2则( )A0t 时间内，物块对传送带做正
7、功1B物块与传送带间的动摩擦因数 tan 1 1C0t 时间内，传送带对物块做功为 W mv 2 mv 22 2Dt 时刻之后，物块先受滑动摩擦力，对其做正功，后受静摩擦力，对其做负功 12解析：选 D 由题图乙知，物块的初速度方向平行传送带斜向上，在 0t 时间内速度1减小，传送带对物块做负功，由牛顿第三定律知，物块对传送带的摩擦力沿传送带向上，对 传送带做负功，在 t 时间后，物块和传送带一起做匀速运动，有 mgsin mgcos ，2所以 tan ，B 错误；在 0t 时间内传送带对物块做功，WE E ，C 错误；在2 k pt 时刻后，物块速度先增大后不变，摩擦力先做正功，后做负功，D
8、 正确。1二、多项选择题7(2017湖北重点中学联考)在离水平地面 h 高处将一质量为 m 的小球水平抛出，在 空中运动的过程中所受空气阻力大小恒为 F ，落地时小球距抛出点的水平距离为 x，速率为fv，那么，在小球运动的过程中( )A重力做功为 mghB克服空气阻力做的功为 F h2x2fC落地时，重力的瞬时功率为 mgvD重力势能和机械能都逐渐减少解析：选 AD 重力做功为 W mgh，A 正确。空气阻力做功与经过的路程有关，而小球G经过的路程大于 h2x2，故克服空气阻力做的功大于 F h2x2，B 错误 。落地时，重f力的瞬时功率为重力与沿重力方向的分速度的乘积，故落地时重力的瞬时功率
9、小于 mgv，C错误。重力做正功，重力势能减少，空气阻力做负功，机械能减少，D 正确。 8.(2017山东师大附中一模)如图所示，小球从 A 点以初速度 v 沿粗0糙斜面向上运动，到达最高点 B 后返回 A，C 为 AB 的中点。下列说法正确的是( )A小球从 A 出发到返回 A 的过程中，位移为零，外力做功为零B小球从 A 到 C 与从 C 到 B 的过程，减少的动能相等C小球从 A 到 C 与从 C 到 B 的过程，速度的变化率相等D小球从 A 到 C 与从 C 到 B 的过程，损失的机械能相等解析：选 BCD 小球从 A 出发到返回 A，位移为 0，但整个过程中摩擦力的方向与小球 运动的
10、方向始终相反，故整个过程中摩擦力对物体做负功，故 A 错误；设 A 到 C 的高度和从 C 到 B 的高度为 h，AC 的距离为 x，斜面的倾角为 ，则有 xsin h，根据mghmgxcos E ，可知小球从 A 到 C 过程与从 C 到 B 过程合外力对物体做的功相同，故小球减少的k动能相等，故 B 正确；小球从 A 到 C 与从 C 到 B 的过程，受力情况不变，加速度相同，所以速度的变化率相等，故 C 正确；克服除重力之外其他力做多少功物体的机械能就减少多少， 根据mgxcos E 可得小球从 A 到 C 过程与从 C 到 B 过程，损失的机械能相等， 故 D 正确。9(2017江西省
11、重点中学联考)水平地面上有两个固定的、高度相同的粗糙斜面甲和 乙，底边长分别为 L 、L ，且 L L ，如图所示。两个完全相同的小滑块 A、B(可视为质点)1 2 1 23C C 与两个斜面间的动摩擦因数相同，将小滑块 A、B 分别从甲、乙两个斜面的顶端同时由静止 开始释放，取地面所在的水平面为参考平面，则( )A从顶端到底端的运动过程中，由于克服摩擦而产生的热量一定相同B滑块 A 到达底端时的动能一定比滑块 B 到达底端时的动能大C两个滑块从顶端运动到底端的过程中，重力对滑块 A 做功的平均功率比滑块 B 的大 D两个滑块加速下滑的过程中，到达同一高度时，机械能可能相同解析：选 BC A、
12、B 滑块从斜面顶端分别运动到底端的过程中，摩擦力做功不同，所以 克服摩擦而产生的热量一定不同，故 A 错误；由于 B 滑块受到的摩擦力 F mgcos 大，f且通过的位移大，则克服摩擦力做功多，滑块 A 克服摩擦力做功少，损失的机械能少，根据 动能定理，可知滑块 A 到达底端时的动能一定比 B 到达底端时的动能大，故 B 正确；整个过 程中，两物块所受重力做功相同，但由于 A 先到达底端，故重力对滑块 A 做功的平均功率比 滑块 B 的大，故 C 正确；两个滑块在斜面上加速下滑的过程中，到达同一高度时，重力做功相同，由于乙的斜面倾角大，所以在斜面上滑行的距离不等，摩擦力做功不等，所以机械能 不
13、同，故 D 错误。10.(2017成都模拟)如图所示，光滑轨道 ABCD 是大型游乐设施过山车轨道的简化模型，最低点 B 处的入、出口靠近但相互错开，C 是半径为 R 的圆形轨道的最高点，BD 部分水平，末端 D点与右端足够长的水平传送带无缝连接，传送带以恒定速度 v 逆时针转动，现将一质量为 m 的小滑块从轨道 AB 上某一固定位置 A 由静止释放，滑块通过 C 点后再经 D 点滑上传送带， 则( )A固定位置 A 到 B 点的竖直高度可能为 2RB滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度 v 有关C滑块可能重新回到出发点 A 处D传送带速度 v 越大，滑块与传送带摩擦产生的热量越多解析
14、：选 CD 设 AB 的高度为 h，假设滑块从 A 点下滑刚好通过最高点 C，则此时应该v 2是 A 下滑高度的最小值，则刚好通过最高点时，由重力提供向心力，则：mgm ，解得 vR C1gR，从 A 到 C 根据动能定理得 mg(h2R) mv 20，整理得到：h2.5R，A 错误；滑2h块从 A 到最终停止，根据动能定理得 mghmgx0，可得 x ，可以看出滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度 v 无关，与高度 h 有关，B 错误；滑块在传送带上先做4p k 减速运动，然后反向做加速运动，如果再次到达 D 点时速度大小不变，则根据能量守恒，可 以再次回到 A 点，C 正确；滑块与
15、传送带之间产生的热量 Qmgx ，当传送带的速度相对越大，则在相同时间内二者相对位移越大，则产生的热量越多，D 正确。三、计算题11.(2017衡水模拟)如图所示，传送带与水平面之间的夹角为 30，其上 A、B 两点间的距离为 l5 m，传送带在电动机的带动下以 v1 m/s 的速度匀速运动，现将一质量为 m10 kg 的小物体(可视为质点)轻放在传送带的 A 点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数32，在传送带将小物体从 A 点传送到 B 点的过程中(g 取 10 m/s2)，求：(1)传送带对小物体做的功；(2)电动机做的功。解析：(1)小物体轻放在传送带上时，受力分析如图所示，根据牛顿第
16、二 定律得沿斜面方向：mgcos mgsin ma可知，小物体上升的加速度为a2.5 m/s2当小物体的速度为 v1 m/s 时，v2位移 x 0.2 m2a然后小物体将以 v1 m/s 的速度完成 4.8 m 的路程。由功能关系得传送带对小物体做的功1WE E mglsin mv2255 J。2(2)电动机做功使小物体机械能增加，同时小物体与传送带间因摩擦产生热量 Q，v由 vat 得 t 0.4 sa1相对位移 xvt at220.2 m摩擦热 Qmgxcos 15 J故电动机做的功为 W WQ270 J。电答案：(1)255 J (2)270 J12.(2017铜陵模拟)如图所示，半径
17、R1.0 m 的光滑圆弧轨道固定 在竖直平面内，轨道的一个端点 B 和圆心 O 的连线与水平方向间的夹角 37，另一端点 C 为轨道的最低点。C 点右侧的光滑水平面上紧挨 C 点5C B C静止放置一木板，木板质量 M1 kg，上表面与 C 点等高。质量为 m1 kg 的物块(可视为 质点)从空中 A 点以 v 1.2 m/s 的速度水平抛出，恰好从轨道的 B 端沿切线方向进入轨道。0已知物块与木板间的动摩擦因数 0.2，取 g10 m/s2。求：(1)物块经过 C 点时的速度 v ；C(2)若木板足够长，物块在木板上相对滑动过程中产生的热量 Q。解析：(1)设物块在 B 点的速度为 v ，在 C 点的速度为 v ，从 A 到 B 物块做平抛运动，B C有 v sin vB 0从 B 到 C，根据动能定理有1 1mgR(1sin ) mv 2 mv 22 2解得 v 6 m/s。C(2)物块在木板上相对滑动过程中由于摩擦力作用，最终将一起共同运动。设相对滑动 时物块加速度为 a ，木板加速度为 a ，经过时间 t 达到共同速度为 v，则1 2mgma1mgMa2vv a tC 1va t2根据能量守恒定律有1 1(mM)v2Q mv 22 2联立解得 Q9 J。答案：(1)6 m/s (2)9 J6
(新课标)高考物理总复习课时达标检测(三十)功能关系能量守恒定律(重点突破课)
