高考物理一輪 5.4功能關(guān)系、能量轉(zhuǎn)化和守恒定律課時(shí)知能訓(xùn)練.doc

2014屆高考物理一輪課時(shí)知能訓(xùn)練：5.4功能關(guān)系、能量轉(zhuǎn)化和守恒定律 (時(shí)間：45分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本大題共5小題，每小題6分，共30分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，選對(duì)的得6分，選錯(cuò)或不答的得0分)1一根長(zhǎng)為l、質(zhì)量為m的均勻鏈條放在光滑的水平桌面上，其長(zhǎng)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.mglb.mglcmgl d.mgl【解析】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【答案】a圖54112如圖5411所示，木塊a放在木塊b的左端，用恒力f將a拉至b的右端，第一次將b固定在地面上，f做功為w1，產(chǎn)生的熱量為q1；第二次讓b可以在光滑地面上自由滑動(dòng)，f做的功為w2，產(chǎn)生的熱量為q2，則應(yīng)有()aw1w2，q1q2bw1w2，q1q2cw1w2，q1q2 dw1w2，q1q2【解析】wfla，第一次la比第二次la小，故w1w2，而qmgl相對(duì)，故q1q2.故選項(xiàng)a正確【答案】a3救災(zāi)人員從懸停在空中的直升機(jī)上跳傘進(jìn)入災(zāi)區(qū)救災(zāi)，傘打開前可看作是自由落體運(yùn)動(dòng)，開傘后減速下降，最后勻速下落在整個(gè)過程中，下列圖象可能符合事實(shí)的是(其中t表示下落的時(shí)間、v表示人下落的速度、f表示人受到的合外力、h表示離地面的高度、e表示人的機(jī)械能)()【解析】救災(zāi)人員打開降落傘之前做自由落體運(yùn)動(dòng)，此過程速度vgt，合外力fmg，離地高度hhgt2，且機(jī)械能守恒，由此可推斷圖象c、d均錯(cuò)誤；打開降落傘后，救災(zāi)人員開始減速，阻力減小，因此人減速的加速度減小，合外力逐漸減小，當(dāng)最后勻速下落時(shí)，合外力為零，故b正確，a錯(cuò)誤【答案】b圖54124如圖5412所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))，由斜面底端的a點(diǎn)以某一初速度沖上傾角為30的固定斜面做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，減速的加速度大小為g，物體沿斜面上升的最大高度為h，在此過程中()a重力勢(shì)能增加了2mghb機(jī)械能損失了mghc動(dòng)能損失了mghd系統(tǒng)生熱mgh【解析】設(shè)阻力大小為ff，由牛頓第二定律得：mgsin 30ffma，可得：ffmg，故此過程阻力ff做功為ffmgh，系統(tǒng)生熱mgh，機(jī)械能損失了mgh，b正確，d錯(cuò)誤；合外力做負(fù)功mg2mgh，故動(dòng)能損失了2mgh，c錯(cuò)誤；重力做負(fù)功mgh，重力勢(shì)能增加了mgh，a錯(cuò)誤【答案】b圖54135如圖5413所示，甲、乙兩車用輕彈簧相連靜止在光滑的水平面上，現(xiàn)在同時(shí)對(duì)甲、乙兩車施加等大反向的水平恒力f1、f2，使甲、乙同時(shí)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，在整個(gè)過程中，對(duì)甲、乙兩車及彈簧組成的系統(tǒng)(假定整個(gè)過程中彈簧均在彈性限度內(nèi))，正確的說法是()a系統(tǒng)受到外力作用，動(dòng)能不斷增大b彈簧伸長(zhǎng)到最長(zhǎng)時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能最大c恒力對(duì)系統(tǒng)一直做正功，系統(tǒng)的機(jī)械能不斷增大d兩車的速度減小到零時(shí)，彈簧的彈力大小大于外力f1、f2的大小【解析】對(duì)甲、乙單獨(dú)受力分析，兩車都先加速后減速，故系統(tǒng)動(dòng)能先增大后減小，a錯(cuò)誤；彈簧最長(zhǎng)時(shí)，外力對(duì)系統(tǒng)做正功最多，系統(tǒng)的機(jī)械能最大，b正確；彈簧達(dá)到最長(zhǎng)后，甲、乙兩車開始反向加速運(yùn)動(dòng)，f1、f2對(duì)系統(tǒng)做負(fù)功，系統(tǒng)機(jī)械能開始減小，c錯(cuò)；當(dāng)兩車第一次速度減小到零時(shí)，彈簧彈力大小大于f1、f2的大小，當(dāng)返回第二次速度最大時(shí)，彈簧的彈力大小等于外力大小，當(dāng)速度再次為零時(shí)，彈簧的彈力大小小于外力f1、f2的大小，d錯(cuò)誤【答案】b二、雙項(xiàng)選擇題(本大題共5小題，每小題8分，共40分全部選對(duì)的得8分，只選1個(gè)且正確的得4分，有選錯(cuò)或不答的得0分)圖54146來自福建省體操隊(duì)的運(yùn)動(dòng)員黃珊汕是第一位在奧運(yùn)會(huì)上獲得蹦床獎(jiǎng)牌的中國(guó)選手蹦床是一項(xiàng)好看又驚險(xiǎn)的運(yùn)動(dòng)，如圖5414所示為運(yùn)動(dòng)員在蹦床運(yùn)動(dòng)中完成某個(gè)動(dòng)作的示意圖，圖中虛線pq是彈性蹦床的原始位置，a為運(yùn)動(dòng)員抵達(dá)的最高點(diǎn)，b為運(yùn)動(dòng)員剛抵達(dá)蹦床時(shí)的位置，c為運(yùn)動(dòng)員抵達(dá)的最低點(diǎn)不考慮空氣阻力和運(yùn)動(dòng)員與蹦床作用時(shí)的機(jī)械能損失，在a、b、c三個(gè)位置上運(yùn)動(dòng)員的速度分別是va、vb、vc，機(jī)械能分別是ea、eb、ec，則它們的大小關(guān)系是()avavb，vbvcbvavb，vbvcceaeb，ebec deaeb，ebec【解析】運(yùn)動(dòng)員在最高點(diǎn)a的速度為零，剛抵達(dá)b位置時(shí)的速度不為零，vavb，在最低點(diǎn)c的速度也為零，vbvc，故a對(duì)，b錯(cuò)；以運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，ba機(jī)械能守恒，eaeb，bc彈力對(duì)運(yùn)動(dòng)員做負(fù)功，機(jī)械能減小，ebec，故c對(duì)，d錯(cuò)【答案】ac圖54157如圖5415所示，一個(gè)小物體在足夠長(zhǎng)的斜面上以一定初速度釋放，斜面各處粗糙程度相同，初速度方向沿斜面向上，則物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的過程中()a動(dòng)能一定是先減小后增大b機(jī)械能一直減小c如果某段時(shí)間內(nèi)摩擦力做功與物體動(dòng)能的改變量相同，則此后物體動(dòng)能將不斷減小d如果某段時(shí)間內(nèi)摩擦力做功為w，再經(jīng)過相同的時(shí)間，兩段時(shí)間內(nèi)摩擦力做功可能相等【解析】物體減速到零時(shí)有可能靜止在斜面上，其動(dòng)能一直減小，a錯(cuò)誤；由于摩擦力做負(fù)功，物體的機(jī)械能一直減小，b正確；c中說明重力做功為零，物體能反向沿斜面向下加速運(yùn)動(dòng)，c錯(cuò)誤；由于物體可能反向沿斜面向下加速運(yùn)動(dòng)，在相等的兩段時(shí)間內(nèi)路程可能相同，則摩擦力做的功相同，d正確【答案】bd圖54168如圖5416所示，質(zhì)量m10 kg和m20 kg的兩物塊，疊放在光滑水平面上，其中物塊m通過處于水平方向的輕彈簧與豎直墻壁相連，初始時(shí)刻，彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)，彈簧的勁度系數(shù)k250 n/m.現(xiàn)用水平力f作用在物塊m上，使其緩慢地向墻壁移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)40 cm時(shí)，兩物塊間開始相對(duì)滑動(dòng)，在相對(duì)滑動(dòng)前的過程中，下列說法中正確的是()am受到的摩擦力保持不變b物塊m受到的摩擦力對(duì)物塊m不做功c推力做的功等于彈簧增加的彈性勢(shì)能d開始相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，推力f的大小等于100 n【解析】取m和m為一整體，由平衡條件可得：fkx，隔離m，由平衡條件可得：ffkx，可見m緩慢左移過程中，m受的摩擦力在增大，開始滑動(dòng)時(shí)，ffkxm100 n，故此時(shí)推力f為100 n，a錯(cuò)誤，d正確，m受的摩擦力對(duì)m做正功，b錯(cuò)誤；系統(tǒng)緩慢移動(dòng)，動(dòng)能不變，且又無(wú)內(nèi)能產(chǎn)生，由能量守恒定律可知，推力f做的功全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能，c正確【答案】cd圖54179山東電視臺(tái)“快樂向前沖”欄目最后一關(guān)，選手需要抓住固定在支架上的繩子向上攀登，才可沖上領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)，如圖5417所示如果某選手剛剛勻速攀爬到繩子頂端時(shí)，突然因抓不住繩子而加速滑下，對(duì)該過程進(jìn)行分析(不考慮腳蹬墻壁的作用)，下述說法正確的是()a上行時(shí)，人受到繩子的拉力與重力和摩擦力平衡b上行時(shí)，繩子拉力對(duì)人做的功等于人重力勢(shì)能的增加c下滑時(shí)，人受到的重力大于摩擦力，加速度小于gd下滑時(shí)，重力勢(shì)能的減小大于動(dòng)能的增加，機(jī)械能的減少量等于克服摩擦力做的功【解析】人勻速上升時(shí)，繩子對(duì)人的摩擦力等于人的重力，a錯(cuò)誤；人上升過程中，人拉繩子，對(duì)自身做功，繩子并不對(duì)人做功，b錯(cuò)誤；人下滑時(shí)，由mgffma，可知，ffmg，ag，c正確；人下滑時(shí)，重力勢(shì)能的減小量有一部分用于克服摩擦力做功，故其動(dòng)能的增量一定小于重力勢(shì)能的減少量d正確【答案】cd圖541810如圖5418所示，傾角為30、高為l的固定斜面底端與水平面平滑相連，質(zhì)量分別為3m、m的兩個(gè)小球a、b用一根長(zhǎng)為l的輕繩連接，a球置于斜面頂端，現(xiàn)由靜止釋放a、b兩球，球b與弧形擋板碰撞過程中無(wú)機(jī)械能損失，且碰后只能沿斜面下滑，它們最終均滑至水平面上重力加速度為g，不計(jì)一切摩擦則()a小球a下滑過程中，小球a、b系統(tǒng)的重力對(duì)系統(tǒng)做正功，系統(tǒng)的重力勢(shì)能減小ba球剛滑至水平面時(shí)，速度大小為c小球b升高l/2時(shí)，重力對(duì)小球a做功的功率大于重力對(duì)小球b做功的功率d小球b從剛開始上升到開始進(jìn)入斜面過程中，繩的拉力對(duì)小球b做功為【解析】小球a下滑過程中，b球的重力對(duì)b球做負(fù)功，a球的重力對(duì)a球做正功，但由系統(tǒng)的動(dòng)能增大可知，系統(tǒng)的重力勢(shì)能減小，故小球a、b系統(tǒng)的重力對(duì)系統(tǒng)做正功，a項(xiàng)正確；對(duì)a、b系統(tǒng)利用機(jī)械能守恒可知，a球從開始滑動(dòng)到剛滑至水平面過程中，有3mglmg4mv2，故v，b項(xiàng)錯(cuò)誤；小球b升高l/2時(shí)，因兩球的速度大小相等，而a球沿斜面向下的分力為1.5mg，故此時(shí)重力對(duì)小球a做功的功率大于重力對(duì)小球b做功的功率，c項(xiàng)正確，小球b從剛開始上升到開始進(jìn)入斜面過程中，有3mgmgl4mv2，故v，對(duì)b球利用動(dòng)能定理又有：wmglmv2，故w，d項(xiàng)錯(cuò)誤【答案】ac三、非選擇題(本題共2小題，共30分要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)圖541911(14分)如圖5419所示，質(zhì)量m1 kg的小物塊放在一質(zhì)量為m4 kg的足夠長(zhǎng)的木板右端，物塊與木板間的動(dòng)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(zhǎng)狀態(tài)現(xiàn)對(duì)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(dòng)摩擦力，g10 m/s2)已知彈簧的彈性勢(shì)能epkx2，式中x為彈簧的伸長(zhǎng)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？【解析】(1)假設(shè)m、m相對(duì)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 nffmg2 n.所以m、m相對(duì)滑動(dòng)ag2 m/s2.(2)速度最大時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)x，則kxmg，所以x0.08 m，由功能關(guān)系mgxkx2mv. 所以vm0.4 m/s.【答案】(1)2 m/s2(2)0.4 m/s圖542012(16分)如圖5420所示 ，傾角為30的光滑斜面的下端有一水平傳送帶，傳送帶正以6 m/s的速度運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向如圖所示一個(gè)質(zhì)量為2 kg的物體(物體可以視為質(zhì)點(diǎn))，從h3.2 m高處由靜止沿斜面下滑，物體經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)，不管是從斜面到傳送帶還是從傳送帶到斜面，都不計(jì)其動(dòng)能損失物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，物體向左最多能滑到傳送帶左右兩端ab的中點(diǎn)處，重力加速度g10 m/s2，則：(1)物體由靜止沿斜面下滑到斜面末端需要多長(zhǎng)時(shí)間？(2)傳送帶左右兩端ab間的距離l至少為多少？(3)上述過程中物體與傳送帶組成的系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦熱為多少？(4)物體隨傳送帶向右運(yùn)動(dòng)，最后沿斜面上滑的最大高度h為多少？【解析】(1)對(duì)物體：mgsin maat2可得t1.6 s.(2)由能的轉(zhuǎn)化和守恒得：mghmg解得：l12.8 m.(3)物體與傳送帶間的相對(duì)位移x相v帶t1