專題18功能關系、能的轉(zhuǎn)化、能量守恒定律?七年高考(2018-2019

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高三 來源: 高中學習網(wǎng)

一、單項選擇題
1.【2019?四川卷】韓曉鵬是我國首位在冬奧會雪上項目奪冠的運動員。他在一次自由式滑雪空中技巧比賽中沿“助滑區(qū)”保持同一姿態(tài)下滑了一段距離,重力對他做功1 900 J,他克服阻力做功100 J。韓曉鵬在此過程中
A.動能增加了1 900 J B.動能增加了2 000 J
C.重力勢能減小了1 900 J D.重力勢能減小了2 000J
【答案】C

考點:功能關系
【名師點睛】此題是對功能關系的考查;關鍵是搞清功與能的對應關系:合外力的功等于動能的變化量;重力做功等于重力勢能的變化量;除重力以外的其它力做功等于機械能的變化量.
2.【2018-2019?浙江卷】功率為10W的發(fā)光二極管(LED燈)的亮度與功率60W的白熾燈相當。根據(jù)國家節(jié)能戰(zhàn)略,2019年前普通白熾燈應被淘汰。假設每戶家庭有二只60W的白熾燈,均用10w的LED燈替代,估算出全國一年節(jié)省的電能最接近
A.8?108kW?h B. 8?1010kW?h C. 8?1011kW?h D. 8?1013kW?h
【答案】B
【解析】全國一年節(jié)省的電能最接近 ,故選B.
【考點定位】本題考查功能估算及其相關知識
3.【2019?上海卷】在今年上海的某活動中引入了全國首個戶外風洞飛行體驗裝置,體驗者在風力作用下漂浮在半空。若減小風力,體驗者在加速下落過程中
A.失重且機械能增加 B.失重且機械能減少
C.超重且機械能增加 D.超重且機械能減少
【答案】B
【解析】據(jù)題意,體驗者漂浮時受到的重力和風力平衡;在加速下降過程中,風力小于重力,即重力對體驗者做正功,風力做負功,體驗者的機械能減;加速下降過程中,加速度方向向下,體驗者處于失重狀態(tài),故選項B正確。
【考點定位】平衡條件、機械能變化與外力做功關系、超重和失重
【方法技巧】通過體驗者加速度方向判斷超重和失重,通過除重力外其他力做正功機械能增加,其他力做負功機械能減少判斷機械能變化情況。
4.【2019?新課標Ⅲ卷】如圖,一質(zhì)量為m,長度為l的均勻柔軟細繩PQ豎直懸掛。用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點,M點與繩的上端P相距 。重力加速度大小為g。在此過程中,外力做的功為

A. B. C. D.
【答案】A

【考點定位】重力勢能、功能關系
【名師點睛】重點理解機械能變化與外力做功的關系,本題的難點是過程中重心高度的變化情況。
5.【2018-2019?安徽卷】如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道,半徑OA水平、OB豎直,一個質(zhì)量為m的小球自A的正上方P點由靜止開始自由下落,小球沿軌道到達最高點B時恰好對軌道沒有壓力。已知AP=2R,重力加速度為g,則小球從P到B的運動過程中

A.重力做功2mgR B.機械能減少mgR
C.合外力做功mgR D.克服摩擦力做功
【答案】D

【考點定位】此題考查動能定理、豎直面內(nèi)的圓周運動及其相關知識
6.【2019?全國大綱卷】地球表面附近某區(qū)域存在大小為150N/C、方向豎直向下的電場。一質(zhì)量為1.00×10-4kg、帶電量為-1.00×10-7C的小球從靜止釋放,在電場區(qū)域內(nèi)下落10.0m。對此過程,該小球的電勢能和動能的改變量分別為(重力加速度大小取9.80m/s2,忽略空氣阻力)( )
A.-1.50×10-4J和 9.95×10-3J B.1.50×10-4J和9.95×10-3J
C.-1.50×10-4J和 9.65×10-3J D.1.50×10-4J和9.65×10-3J
【答案】D
【解析】根據(jù)功能關系可知,小球的電勢能的改變量由電場力做的功決定,有:ΔEp=-WE=-qEh=-(-1.00×10-7)×150×10.0 J=1.50×10-4J,故選項A、C錯誤;小球動能的改變量由總功決定,有:ΔEk=mgh+WE=mgh+qEh=1.00×10-4×9.80×10.0J+(-1.00×10-7)×150×10.0 J=9.65×10-3J,故選項C錯誤;選項D正確。
【考點定位】本題主要考查了功能關系的應用問題,屬于中檔題。
7.【2019?福建卷】如圖,兩根相同的輕質(zhì)彈簧,沿足夠長的光滑斜面放置,下端固定在斜面底部擋板上,斜面固定不動。質(zhì)量不同、形狀相同的兩物塊分別置于兩彈簧上端。現(xiàn)用外力作用在物塊上,使兩彈簧具有相同的壓縮量,若撤去外力后,兩物塊由靜止沿斜面向上彈出并離開彈簧,則從撤去外力到物塊速度第一次減為零的過程,兩物塊( )

A.最大速度相同 B.最大加速度相同
C.上升的最大高度不同 D.重力勢能的變化量不同
【答案】C

【考點定位】本題考查牛頓第二定律、能量守恒
8.【2019?廣東卷】如圖所示是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結(jié)構(gòu)圖。圖中①和②為楔塊,③和④為墊板,楔塊與彈簧盒、墊板間均有摩擦。在車廂相互撞擊使彈簧壓縮的過程中

A.緩沖器的機械能守恒
B.摩擦力做功消耗機械能
C.墊板的動能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
D.彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為動能
【答案】B
【解析】由于楔塊與彈簧盒、墊板間有摩擦力,即摩擦力做負功,則機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故選項A錯誤,而選項B正確;[墊板動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和彈性勢能,故選項C錯誤;彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能和內(nèi)能,故選項D錯誤。
【考點定位】本題考查能量轉(zhuǎn)化和機械能守恒的條件。
9.【2019?全國新課標Ⅰ?17】如圖所示,一半徑為R,粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置,直徑POQ水平。一質(zhì)量為m的質(zhì)點自P點上方高度R處由靜止開始下落,恰好從P點進入軌道。質(zhì)點滑到軌道最低點N時,對軌道的壓力為4mg,g為重力加速度的大小。用W表示質(zhì)點從P點運動到N點的過程中客服摩擦力所做的功。則

A. ,質(zhì)點恰好可以到達Q點
B. ,質(zhì)點不能到達Q點
C. ,質(zhì)點到達Q后,繼續(xù)上升一段距離
D. ,質(zhì)點到達Q后,繼續(xù)上升一段距離
【答案】C


【考點定位】 功能關系
【方法技巧】動能定理分析摩擦力做功是基礎,對于滑動摩擦力一定要注意壓力的變化,最大的誤區(qū)是根據(jù)對稱性誤認為左右兩部分摩擦力做功相等。
二、多項選擇題
10.【2018-2019?海南卷】下列關于功和機械能的說法,正確的是
A.在有阻力作用的情況下,物體重力勢能的減少不等于重力對物體所做的功
B.合力對物體所做的功等于物體動能的改變量
C.物體的重力勢能是物體與地球之間的相互作用能,其大小與勢能零點的選取有關
D.運動物體動能的減少量一定等于其重力勢能的增加量
【答案】BC

【考點定位】本題考查重力做功、重力勢能、動能定理及其相關知識
11.【2019?海南卷】如圖,質(zhì)量相同的兩物體a、b,用不可伸長的輕繩跨接在一光滑的輕質(zhì)定滑輪兩側(cè),a在水平桌面的上方,b在水平粗糙桌面上,初始時用力壓住b使a、b靜止,撤去此壓力后,a開始運動。在a下降的過程中,b始終未離開桌面。在此過程中

A.a(chǎn)的動能小于b的動能
B.兩物體機械能的變化量相等
C.a(chǎn)的重力勢能的減小量等于兩物體總動能的增加量
D.繩的拉力對a所做的功與對b所做的功的代數(shù)和為零
【答案】AD
【解析】輕繩兩端沿繩方向的速度分量大小相等,故可知a的速度等于b的速度沿繩方向的分量,動能比b小,A對;因為b與地面有摩擦力,運動時有熱量產(chǎn)生,所以該系統(tǒng)機械能減少,而B、C兩項均為系統(tǒng)機械能守恒的表現(xiàn),故錯誤;輕繩不可伸長,兩端分別對a、b做功大小相等,符號相反,D正確。
考點:能量守恒定律、運動的合成與分解
12.【2019?江蘇卷】如圖所示,三個小球A、B、C的質(zhì)量均為m,A與B、C間通過鉸鏈用輕桿連接,桿長為L,B、C置于水平地面上,用一輕質(zhì)彈簧連接,彈簧處于原長.現(xiàn)A由靜止釋放下降到最低點,兩輕桿間夾角α由60°變?yōu)?20°,A、B、C在同一豎直平面內(nèi)運動,彈簧在彈性限度內(nèi),忽略一切摩擦,重力加速度為g.則此下降過程中

(A)A的動能達到最大前,B受到地面的支持力小于 mg
(B)A的動能最大時,B受到地面的支持力等于 mg
(C)彈簧的彈性勢能最大時,A的加速度方向豎直向下
(D)彈簧的彈性勢能最大值為 mgL
【答案】AB

【考點定位】物體的平衡 能量守恒 牛頓第二定律
【名師點睛】本題的重點是當A球的動能最大時,受合外力為零,在豎直方向整體加速度為零,選擇整體為研究對象,分析AB兩個選項;彈性勢能最大對應A球下降至最低點,根據(jù)能量守恒定律,可求最大的彈性勢能.
三、非選擇題
13.【2019?新課標Ⅰ卷】(12分)一質(zhì)量為8.00×104 kg的太空飛船從其飛行軌道返回地面。飛船在離地面高度1.60×105 m處以7.50×103 m/s的速度進入大氣層,逐漸減慢至速度為100 m/s時下落到地面。取地面為重力勢能零點,在飛船下落過程中,重力加速度可視為常量,大小取為9.8 m/s2。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
(1)分別求出該飛船著地前瞬間的機械能和它進入大氣層時的機械能;
(2)求飛船從離地面高度600 m處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功,已知飛船在該處的速度大小是其進入大氣層時速度大小的2.0%。
【答案】(1)(1)4.0×108 J 2.4×1012 J (2)9.7×108 J

【考點定位】機械能、動能定理
【名師點睛】本題主要考查機械能及動能定理,注意零勢面的選擇及第(2)問中要求的是克服阻力做功。
14.【2019?上海卷】如圖(a),磁鐵A、B的同名磁極相對放置,置于水平氣墊導軌上。A固定于導軌左端,B的質(zhì)量m=0.5kg,可在導軌上無摩擦滑動。將B在A附近某一位置由靜止釋放,由于能量守恒,可通過測量B在不同位置處的速度,得到B的勢能隨位置x的變化規(guī)律,見圖(c)中曲線I。若將導軌右端抬高,使其與水平面成一定角度(如圖(b)所示),則B的總勢能曲線如圖(c)中II所示,將B在 處由靜止釋放,求:(解答時必須寫出必要的推斷說明。取 )

(1)B在運動過程中動能最大的位置;
(2)運動過程中B的最大速度和最大位移。
(3)圖(c)中直線III為曲線II的漸近線,求導軌的傾 角。
(4)若A、B異名磁極相對放置,導軌的傾角不變,在圖(c)上畫出B的總勢能隨x的變化曲線.
【答案】(1) (在5.9 ~ 6.3cm間均視為正確)(2)1.31m/s ( 在1.29~1.33 m/s間均視為正確),18.0cm ( 在17.9~18.1cm間均視為正確)(3)59.70( 在 間均視為正確)(4)如圖所示

(3)漸近線III表示B的重力勢能隨位置變化關系,即
∴ ,由圖讀出直線斜率
( 在59°~61°間均視為正確)故導軌的傾角為59.70.
(4)若異名磁極相對放置,A,B間相互作用勢能為負值,總勢能如圖中紅線所示,

【考點定位】能量守恒定律。
15.【2018-2019?四川卷】四川省“十二五”水利發(fā)展規(guī)劃指出,若按現(xiàn)有供水能力測算,我省供水缺口極大,蓄引提水是目前解決供水問題的重要手段之一。某地要把河水抽高20m,進入蓄水池,用一臺電動機通過傳動效率為80%的皮帶,帶動效率為60%的離心水泵工作。工作電壓為380V,此時輸入電動機的電功率為19kW,電動機的內(nèi)阻為0.4Ω。已知水的密度為1×103kg/m3,重力加速度取10m/s2。求:
(1)電動機內(nèi)阻消耗的熱功率;
(2)將蓄水池蓄水864m3的水需要的時間(不計進 、出水口的水流速度)。
【答案】(l) ;(2)

【考點定位】本題考查電功率、熱功率、能量守恒定律及其相關知識
16.【2018-2019?重慶卷】如圖所示為一種擺式摩擦因數(shù)測量儀,可測量輪胎與地面間動摩擦因數(shù),基主要部件有:底部固定有輪胎橡膠片的擺錘和連接擺錘的輕質(zhì)細桿。擺錘的質(zhì)量為m,細桿可繞軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動,擺錘重心到O點距離為L。測量時,測量儀固定于水平地面,將擺錘從與O等高的位置處靜止釋放。擺錘到最低點附近時,橡膠片緊壓地面擦過一小段距離s(s<L),之后繼續(xù)擺至與豎直方向成θ角的最高位置。若擺錘對地面的壓力可視為大小為F的恒力,重力加速度為g,求
(1)擺錘在上述過程中損失的機械能;
(2)在上述過程中摩擦力對擺錘所做的功;
(3)橡膠片與地面之間的動摩擦因數(shù)。

【答案】(1) ;(2) ;(3)

【考點定位】本題考查功和能之間的關系及其相關知識
17.【2013?北京卷】蹦床比賽分成預備運動和比賽動作。最初,運動員靜止站在蹦床上在預備運動階段,他經(jīng)過若干次蹦跳,逐漸增加上升高度,最終達到完成比賽動作所需的高度;此后,進入比賽動作階段。
把蹦床簡化為一個豎直放置的輕彈簧,彈力大小F=kx (x為床面下沉的距離,k為常量)。質(zhì)量m=50kg的運動員靜止站在蹦床上,床面下沉x0=0.10m;在預備運動中,假設運動員所做的總共W全部用于其機械能;在比賽動作中,把該運動員視作質(zhì)點,其每次離開床面做豎直上拋運動的騰空時間均為△t=2.0s,設運動員每次落下使床面壓縮的最大深度均為xl。取重力加速度g=10m/s2,忽略空氣阻力的影響。
(1)求常量k,并在圖中畫出彈力F隨x變化的示意圖;
(2)求在比賽動作中,運動員離開床面后上升的最大高度hm;
(3)借助F-x 圖像可以確定彈性做功的規(guī)律,在此基礎上,求 x1 和W的值
【答案】 (1)k=5000N/m (2)5m (3)W=2525J
【解析】 (1)彈力與形變量成正比,因此為過原點正比函數(shù)

根據(jù)mg=kx0,則

【考點定位】機械能守恒定律,功和能的關系
本文來自:逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaosan/1245294.html

相關閱讀:2019屆高考物理三輪沖刺考前搶分計算題