高三物理小題瘋狂專練12 機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系與能量守恒 教師版

2017年高考“最后三十天”專題透析2017年高考“最后三十天”專題透析好教育云平臺(tái)——教育因你我而變好教育云平臺(tái)——教育因你我而變十二機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系與能量守恒十二機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系與能量守恒 一、單選題一、單選題1．【浙江省2017普通高校招生選考科目考試物理試題】火箭發(fā)射回收是航天技術(shù)的一大進(jìn)步。如圖所示，火箭在返回地面前的某段運(yùn)動(dòng)，可看成先勻速后減速的直線運(yùn)動(dòng)，最后撞落在地面上。不計(jì)火箭質(zhì)量的變化，則（）A．火箭在勻速下降過(guò)程中機(jī)械能守恒B．火箭在減速下降過(guò)程中攜帶的檢測(cè)儀器處于失重狀態(tài)C．火箭在減速下降過(guò)程中合力做功，等于火箭機(jī)械能的變化D．火箭著地時(shí)，火箭對(duì)地的作用力大于自身的重力【解析】火箭勻速下降過(guò)程中.動(dòng)能不變.重力勢(shì)能減小，故機(jī)械能減小，A錯(cuò)誤:火箭在減速下降時(shí).攜帶的檢測(cè)儀器受到的支持力大于自身重力力.故處在超重狀態(tài).B錯(cuò)誤.由功能關(guān)系知.合力做功等于火箭動(dòng)能變化.而除重力外外的其他力做功之和等于機(jī)械能變化，故C錯(cuò)誤?；鸺貢r(shí).加速度向上.所以火箭對(duì)地面的作用力大子自身重力，D正確?！敬鸢浮緿2．【安徽省2019屆高三10月份聯(lián)考】質(zhì)量為m的子彈，以水平速度射入靜止在光滑水平面上質(zhì)量為M的木塊，并留在其中，下列說(shuō)法正確的是（）A．子彈動(dòng)能的減少量與木塊動(dòng)能增加量相等B．阻力對(duì)子彈做的功與子動(dòng)能的變化量相等C．子彈克服阻力做的功與子彈對(duì)木塊做的功相等D．子彈克服阻力做的功等于系統(tǒng)克服摩擦所產(chǎn)生的內(nèi)能【解析】A.由能量轉(zhuǎn)化可知，子彈動(dòng)能的減少量等于木塊動(dòng)能增加量和系統(tǒng)增加的內(nèi)能之和，故A錯(cuò)誤；B.對(duì)于子彈來(lái)說(shuō)只有阻力做功，其效果就是子彈動(dòng)能減少，子彈動(dòng)能的減少和阻力對(duì)子彈所做的功數(shù)值上相等，所以B正確；C.子彈對(duì)木塊做的功等于木塊的動(dòng)能，小于子彈克服阻力做的功，故C錯(cuò)誤；D.子彈克服阻力做功使損失的動(dòng)能一部分轉(zhuǎn)化成了系統(tǒng)的內(nèi)能，一部分轉(zhuǎn)化成了木塊的動(dòng)能，故D錯(cuò)誤。故選：B。【答案】B3．【安徽省阜陽(yáng)三中2018-2019學(xué)年高三考試】如圖所示，重10N的滑塊在傾角為30°的斜面上，從a點(diǎn)由靜止下滑，到b點(diǎn)接觸到一個(gè)輕彈簧．滑塊壓縮彈簧到c點(diǎn)開(kāi)始彈回，返回b點(diǎn)離開(kāi)彈簧，最后又回到a點(diǎn)，已知ab＝0.8m，bc＝0.4m，那么在整個(gè)過(guò)程中（）A．滑塊滑到b點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大B．滑塊動(dòng)能的最大值是6JC．從c到b彈簧的彈力對(duì)滑塊做的功是6JD．滑塊整個(gè)過(guò)程機(jī)械能守恒【解析】當(dāng)滑塊的合力為0時(shí)，滑塊速度最大，設(shè)滑塊在b和c之間的d點(diǎn)時(shí)合力為0，速度最大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；滑塊從a到d，運(yùn)用動(dòng)能定理得：mghad+W彈=EKd-0，mghad＜6J，W彈＜0，所以EKd＜6J，故B錯(cuò)誤。滑塊從a到c，運(yùn)用動(dòng)能定理得：mghac+W彈′=0-0，代入數(shù)據(jù)解得：W彈′=-6J。則從c到b彈簧的彈力對(duì)滑塊做的功也是6J，故C正確。整個(gè)過(guò)程中彈簧、滑塊與地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，沒(méi)有與系統(tǒng)外發(fā)生能量轉(zhuǎn)化；滑塊在整個(gè)過(guò)程中機(jī)械能不守恒。故D錯(cuò)誤。故選C?！敬鸢浮緾4．【江蘇省姜堰中學(xué)2017-2018學(xué)年度高考模擬】如圖所示，半徑為R的金屬環(huán)豎直放置，環(huán)上套有一質(zhì)量為m的小球，小球開(kāi)始時(shí)靜止于最低點(diǎn)?，F(xiàn)給小球一沖擊，使它以初速度v0=6RgA．小球機(jī)械能守恒B．小球在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)金屬環(huán)的壓力是6mgC．小球在最高點(diǎn)時(shí)，速度為0D．小球機(jī)械能不守恒，且克服摩擦力所做的功是0.5mgR?！窘馕觥啃∏蛟谧罡唿c(diǎn)與環(huán)作用力恰為0時(shí)，設(shè)速度為v，則mg=mv2R，解得：v=gR；從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)，由動(dòng)能定理得：-mg2R-W克=12mv2-12mv02；解得：W克=0.5mgR，所以機(jī)械能不守恒，且克服摩擦力所做的功是0.5mgR，故AC錯(cuò)誤，D正確。在最低點(diǎn)，根據(jù)向心力公式得：N-mg=v02R【答案】D5．【全國(guó)市級(jí)聯(lián)考2017-2018學(xué)年高考調(diào)研】如圖所示,傾角為α=37o、長(zhǎng)度為x=3m的光滑固定斜面,其底端與長(zhǎng)木板B上表面等高,原來(lái)B靜止在光滑水平地面上,左端與斜面接觸但不粘連,斜面底端與B的上表面接觸處圓滑。一可視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊A從斜面頂端處由靜止開(kāi)始下滑,最終A剛好未從B上滑下。已知A、B的質(zhì)量相等,A與B上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,sin37oA．A在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為3B．A在B上滑動(dòng)過(guò)程中,系統(tǒng)動(dòng)量和機(jī)械能均守恒C．A的最終速度為3D．長(zhǎng)木板B的長(zhǎng)度為1【解析】斜面長(zhǎng)x=3m，故小滑塊下滑的加速度a=gsin37°，下滑時(shí)間為t=2xgsin37°=2×310×0.6s=1s，A錯(cuò)誤；A在B上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，存在摩擦力，故機(jī)械能不守恒，但A和B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，B錯(cuò)誤；下滑到底端時(shí)的速度為v0=2ax=2×6×3=6m/s，在水平面上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，A和B系統(tǒng)動(dòng)量守恒，故mv0=2mv，解得兩者最終使得為v=3m/s，C【答案】C二、多選題二、多選題6．【安徽省皖南八校2019屆高三10月份聯(lián)考物理】如圖甲所示，水平傳送帶始終以恒定速率v1向右運(yùn)行，質(zhì)量為m的物塊，以v2的初速度從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處向左滑入傳送帶，若從物塊滑上傳送帶開(kāi)始計(jì)時(shí)，物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的v－t圖象（以地面為參考系）如圖乙所示，已知v2＞v1則（）A．t1時(shí)刻，物塊離A處的距離達(dá)到最大B．t2時(shí)刻，物塊相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的距離達(dá)到最大C．0－t3時(shí)間內(nèi)，物塊一直受到方向向右的摩擦力D．t1—t2時(shí)間內(nèi)，由于帶動(dòng)物塊電動(dòng)機(jī)多做的功為mv12【解析】A、t1時(shí)刻小物塊向左運(yùn)動(dòng)到速度為零，離A處的距離達(dá)到最大，故A正確；B、t2時(shí)刻前小物塊相對(duì)傳送帶向左運(yùn)動(dòng)，之后相對(duì)靜止，故B正確；C、t2～t3時(shí)間內(nèi)小物塊不受摩擦力作用，故C錯(cuò)誤；D、t1～t2時(shí)間內(nèi)，小物塊在滑動(dòng)摩擦動(dòng)力作用下，做勻加速運(yùn)動(dòng)，小物塊增加的動(dòng)能為12mv12；設(shè)小物塊的位移為x，根據(jù)動(dòng)能定理，fx=12mv12。小物塊相對(duì)傳送帶的位移也為x，則系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能為Q=f△x=【答案】ABD7．【湖北省三市2017-2018學(xué)年高三聯(lián)考】如圖所示，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上，在將彈簧壓縮到最短的整個(gè)過(guò)程中，下列關(guān)于小球和彈簧的能量敘述中正確的是（）A．小球的機(jī)械能守恒B．彈簧的彈性勢(shì)能增大C．小球剛接觸彈簧時(shí)，動(dòng)能最大D．小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒【解析】在將彈簧壓縮到最短的整個(gè)過(guò)程中，彈簧的彈力對(duì)小球做負(fù)功，故小球的機(jī)械能不守恒，故A錯(cuò)誤；在壓縮到最短的過(guò)程中，小球?qū)椈墒冀K做正功，故彈簧的彈性勢(shì)能移植增大，故B正確；小球從接觸彈簧到將彈簧壓縮到最短的過(guò)程中，彈簧的彈力逐漸增大，彈簧的彈力先小小球受到的重力，后大于重力，合力先向下后向上，所以小球先向下加速運(yùn)動(dòng)，后向下減速運(yùn)動(dòng)，所以小球的動(dòng)能先變大后變小，故C錯(cuò)誤；對(duì)于小球從接觸彈簧到將彈簧壓縮到最短的過(guò)程中，小球的動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈簧的彈性勢(shì)能這三種形式的能量相互轉(zhuǎn)化，沒(méi)有與其他形式的能發(fā)生交換，也就說(shuō)小球的動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈簧的彈性勢(shì)能之和保持不變，故D正確；故選BD?！敬鸢浮緽D8．【遼寧省2017-2018學(xué)年高三大聯(lián)考】質(zhì)量為m的子彈，以水平速度v0射入靜止在水平面上質(zhì)量為M的木塊，并留在其中.在此過(guò)程中，木塊的動(dòng)能增加了8?JA．16?JB．12?JC．【解析】設(shè)子彈的初速度為V，射入木塊后子彈與木塊共同的速度為v，木塊的質(zhì)量為M，子彈的質(zhì)量為m.根據(jù)動(dòng)量守恒定律得：mV=(M+m)v得,v=mV木塊獲得的動(dòng)能為△Ek=1系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能為Q=1所以：E由于木塊的質(zhì)量大于子彈的質(zhì)量，所以：EkQ=mm+M<1，即：Q>Ek=8J，可知AB【答案】AB三、解答題三、解答題9．【河北省雄安新區(qū)2018屆高三物理模擬】如圖為某種魚餌自動(dòng)投放器的裝置示意圖,其下半部AB是一長(zhǎng)為2R的豎直細(xì)管,上半部BC是半徑為R的四分之一圓弧彎管,管口C處切線水平,AB管內(nèi)有原長(zhǎng)為R、下端固定的輕質(zhì)彈簧。在彈簧上端放置一粒質(zhì)量為m的魚餌,解除鎖定后彈簧可將魚餌彈射出去。投餌時(shí),每次總將彈簧長(zhǎng)度壓縮到0.5R后鎖定,此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為6mgR(g為重力加速度)。不計(jì)魚餌在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械能損失,求:(1)魚餌到達(dá)管口C時(shí)的速度大小v1。(2)魚餌到達(dá)管口C時(shí)對(duì)管子的作用力大小和方向。(3)已知地面比水面高出1.5R,若豎直細(xì)管的長(zhǎng)度可以調(diào)節(jié),圓弧彎道管BC可隨豎直細(xì)管一起升降。求魚餌到達(dá)水面的落點(diǎn)與AB所在豎直線OO'之間的最大距離Lmax?！窘馕觥?1)魚餌到達(dá)管口C的過(guò)程中彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為魚餌的重力勢(shì)能和動(dòng)能，有：6mgR=2.5mgR+1解得v(2)設(shè)C處管子對(duì)魚餌的作用力向下，大小設(shè)為F，根據(jù)牛頓第二定律有：mg+F=m解得F=6mg由牛頓第三定律可得魚餌對(duì)管子的作用力F′=6mg，方向向上。(3)設(shè)AB長(zhǎng)度為h，對(duì)應(yīng)平拋水平距離為x，由機(jī)械能守恒定律有：6mgR=mg(R+h-0.5R)+由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得x=vt，2.5R+h=1解得x=當(dāng)h=1.5R時(shí)，x的最大值xmax則L10．【全國(guó)百?gòu)?qiáng)校2019屆高三調(diào)研考試】如圖，輕質(zhì)彈簧左端固定，右端連接一個(gè)光滑的滑塊A，彈簧的勁度系數(shù)k=500N/m，彈簧的彈性勢(shì)能表達(dá)式為Ep=12kx2（x為彈簧的形變量）?；瑝KB靠在A的右側(cè)與A不連接，A、B滑塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量都為1kg，最初彈簧的壓縮量為x0=9cm，由靜止釋放A、B，A到平臺(tái)右端距離L=15cm，平臺(tái)離地高為H=5m，在平臺(tái)右側(cè)與平臺(tái)水平相距S處有一固定斜面，斜面高為d=4.8m，傾角θ=370(1)B離開(kāi)平臺(tái)的速度v1(2)斜面距平臺(tái)右端距離S為多少？(3)B滑到斜面底端的速度為多大？【解析】（1）A、B分離時(shí)，A、B