2016届高三物理二轮复习限时训练(浙江专用)专题五 能量的转化与守恒 Word版含答案

第三章《能量的转化与守恒》测试题姓名_______一、选择题（每空2分，共40分）1、一个人用同样大小的水平方向的力拉木箱，分别在光滑和粗糙两种水平地面前进相同的距离．关于拉力所做的功，下列说法中正确的是（）A．在粗糙地面上做功较多B．在光滑地面上做功较多C．物体运动快的，做功较多D．两次做功一样多2、如图所示的四种工具中，属于省力杠杆的是（）3、电能表是用来测量（）A．电功率B．电压C．电功D．电流4、下列单位中是功率单位的有（）①米／秒②瓦特③焦耳④牛顿·米⑤千瓦⑥焦耳／秒A．②⑤B．①③④c．③④D．②⑤⑥5、在如图所示推、拉重物的实例中，没有做功的是（）A．①叉车举起货物B．②直升机吊起架电线的铁塔C．⑧马拉动原木D．④小科用力但没有推动大石头6、制造原子弹和氢弹的原理（）A、都是根据重核裂变原理B、原子弹是根据裂变原理，氢弹是根据聚变原理C、都是根据轻核聚变原理D、原子弹是根据聚变原理，氢弹是根据裂变原理7、下面的现象中属于做功使物体内能增加的是（）A．水蒸气将水壶盖顶起B．用火炉给水加热C．钢锯条在水泥地上摩擦变热D．用太阳能热水器加热水8、用10牛竖直向上的拉力，使放在水平地面上重力为8牛的物体竖直向上移动了2米，则拉力做功为（）A．36焦B．20焦C．16焦D．4焦9、“220V 100W”的电热杯和“220V 100W”的电风扇各自在额定电压下正常工作相同的时间，它们放出的热量是（）A．电热杯多B．电风扇多C．两者一样多D．条件不足，无法判断10、司机开车上坡前，往往加大油门以提高汽车的速度，这样做能够（）A．减小阻力B．增大惯性C．增大动能D．增大势能11、如图所示，用两个重力均为20牛的定、动滑轮组成的滑轮组来匀速提升100牛的重物，则拉力F为（）（摩擦忽略不计）A、40牛B、50牛C、60牛D、70牛12、已知烟煤的热值是2．9×107J／kg，那么（）A．2千克烟煤燃烧时一定放出5．8×107焦耳的热量B．1千克烟煤完全燃烧时一定能放出2．9×107焦耳的热量C．1千克烟煤温度降低1℃释放出2．9×107焦耳的热量D 、10千克烟煤的热值为2．9×108焦／千克13、甲灯是“220V 100W”，乙灯是“110V 100W”，当它们正常发光时，相同时间消耗的电能是（ ）A 、甲灯多B 、乙灯多C 、一样多D 、不能确定14、从大量的事实中，人们总结出改变物体内能的方法是（ ）A ．做功和热传递 B. 打击和冷却 C ．运动和加热 D ．通电和磁化 15、1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星上天，它绕地球以椭圆轨道运行， 近地点离地面高度为439千米，远地点离地面高度为2384千米，如图所示， 它从近地点向远地点运动时，下列说法正确的是（ ）A ．势能减小，动能增大B ．势能增大，动能减小C ．势能增大，动能不变D ．势能增大，动能增大16、电灯的亮度主要取决于（ ）A ．额定功率的大小B ．实际功率的大小C ．电功的大小D ．电压的大小17、速度是表示物体运动快慢的物理量，它是用路程和时间的比值来定义的．初中物理经常用到这种定义物理量的方法，下列物理量中所采用的定义方法与速度不同的是（ ）A ．密度B ．压强 C. 功 D. 功率18、对于图中的各种数据，说法不正确的是（ ）A. 电能表正常工作时的电压一定为220V ，电流一定为10AB. 每消耗1kW·h 的电能，电能表的转盘转3000rC. 同时使用的用电器总功率不能超过2200VD. 电能表读数的单位是kW·h19、如图为某种吊车的工作示意图。

高三物理高考复习课后练习（必修2）2-12 功能关系能的转化和守恒班级_________学号________姓名__________一、选择题1、下列关于能量守恒定律的说法错误的是……………………………………………()A．能量能从一种形式转化为另一种形式，但不能从一个物体转移到另一物体B．能量的形式多种多样，它们之间可以相互转化C．一个物体能量增加了，必然伴随着其他物体能量的减少D．能量守恒定律证明了第一类永动机是不可能存在的2、两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计。

斜面处在一匀强磁声中，磁场方向垂直斜面向上。

质量为m、电阻可不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度，如图所示。

在这过程中………………………………………………………() A．作用于金属棒上的各力的合力所做的功等于零B．作用于金属棒上的各力的合力所做的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和C．恒力F与安培力的合力所做的功等零D．恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上发出的焦耳热3、一个物体从斜面底端被弹出后，沿斜面上滑，滑到最高处又滑回到斜面底端，在上滑和下滑的过程中…………………………………………………………………………()A．因摩擦产生的热能一样大B．重力做功的平均功率一样大C．动能的变化值一样大D．机械能的变化值一样大4、一物块由静止开始从粗糙斜面上的某点加速下滑到另一点，在此过程中重力对物块做的功等于…………………………………………………………………………………()A．物块动能的增加量B．物块重力势能的减少量与物块克服摩擦力做的功之和C．物块重力势能的减少量和物块动能的增加量以及物块克服摩擦力做的功之和D．物块动能的增加量与物块克服摩擦力做的功之和5、将物体以60J的初动能竖直向上抛出，当它上升到某点P时，动能减为10J，机械能损失10J，若空气阻力大小不变，则物体落回到抛出点时的动能为……………………() A．36J B．40J C．48J D．50J6、如图所示,一个粗细均匀的U形管内装有同种液体,在管口右端盖板A密闭,两液面的高度差为h,U形管内液柱的总长度为4h.现拿去盖板,液体开始运动,当两液面高度相等时,右侧液面下降的速度为……………………()A B C D二、计算题7、如图所示，小球以60J的初动能从A点出发沿粗糙斜面向上运动，在上升到B点的过程中，小球的动能损失了50J，机械能损失了10J，则小球继续向上运动至最高点C再运动至出发点A时的动能为多少？8、一小滑块放在如图所示的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑块，小滑块沿斜面运动了一段距离，若已知在这过程中，拉力F所做的功的绝对值为A，斜面对滑块的作用力所做的功的绝对值为B，重力所做功的绝对值为C，空气阻力所做功的绝对值为D，当用这些量表达时，小滑块的动能的改变（指末动态动能减去初态动能）等于多少？滑块的重力势能的改变等于多少？滑块的机械能（指动能与重力势能之和）的改变等于多少？9、一个质量为m，带有电荷-q的小物体，可在水平绝缘粗糙的轨道OX上运动，O端有一与轨道垂直的固定墙，如图所示。

高中物理练习题能量转化与守恒的练习高中物理练习题：能量转化与守恒的练习能量是物理学中一个很重要的概念，它贯穿着整个物理学的研究。

在自然界中，能量不会被创造或者毁灭，而是会不断地转化和转移。

在高中物理学习中，了解和掌握能量转化与守恒的原理和方法是非常重要的。

在本文中，我们将通过练习题来巩固和加深对能量转化与守恒的理解和应用。

1. 一个小球以5m/s的速度沿水平方向滚动，它的质量为2kg。

如果小球滚动的过程中损失了一半的动能，求它滚动的距离。

解析：小球的动能损失了一半，即剩下原来的一半不变。

动能的表达式为Ek = 1/2mv^2，其中Ek为动能，m为质量，v为速度。

则小球滚动后的动能为1/2 * 2 * (5^2) = 25 J。

根据动能的守恒定律，小球滚动后的动能等于它滚动的最后速度的平方乘以质量的一半。

则25 = 1/2 * m * ((5-x)/x)^2，其中x为滚动的距离。

通过解方程可以得到x =3.53m，所以小球滚动的距离为3.53m。

2. 一辆质量为1000kg的汽车，在行驶过程中突然刹车停下来。

汽车的初速度为20m/s，刹车力的大小为500N，刹车距离为50m。

计算刹车过程中摩擦力的大小以及刹车过程中汽车的动能损失。

解析：刹车时，汽车受到了摩擦力的作用，摩擦力的大小等于刹车力的大小。

所以摩擦力为500N。

动能的转化可以得到：刹车力 ×刹车距离 = 动能的变化量。

即500N × 50m = ΔEk。

则动能的变化量为25000J。

刹车过程中，汽车速度降为0，所以动能损失为汽车的初始动能。

汽车的初始动能为1/2 * 1000kg * (20m/s)^2 = 200000J。

所以刹车过程中汽车的动能损失为200000J。

3. 一个物体从地面上抛起，达到最高点时速度为0。

如果物体的质量为0.5kg，高度为10m，请计算物体抛起过程中的动能变化量以及势能的转化。

解析：物体抛起过程中，动能逐渐减小，最终变为0。

专题能力训练6 能量转化与守恒定律(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题7分,共56分。

在每小题给出的四个选项中,1~5题只有一个选项符合题目要求,6~8题有多个选项符合题目要求。

全部选对的得7分,选对但不全的得4分,有选错的得0分) 1.如图甲所示,倾角为θ的斜面足够长,质量为m的小物块受沿斜面向上的拉力F作用,静止在斜面中点O处,现改变拉力F的大小(方向始终沿斜面向上),物块由静止开始沿斜面向下运动,运动过程中物块的机械能E随离开O点的位移x变化关系如图乙所示,其中O~x1过程的图线为曲线,x1~x2过程的图线为直线,物块与斜面间动摩擦因数为μ。

物块从开始运动到位移为x2的过程中( )A.物块的加速度始终在减小B.物块减少的机械能等于物块克服合力做的功C.物块减少的机械能小于减少的重力势能D.物块减少的机械能等于物块克服摩擦力做的功2.如图所示,固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的小球,小球与一轻质弹簧一端相连,弹簧的另一端固定在地面上的A点,已知杆与水平面之间的夹角θ<45°,当小球位于B点时,弹簧与杆垂直,此时弹簧处于原长。

现让小球自C点由静止释放,小球在BD间某点静止。

在小球由C点滑到最低点的整个过程中,关于小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能,下列说法正确的是( )A.小球的动能与重力势能之和保持不变B.小球的动能与重力势能之和先增大后减小C.小球的动能与弹簧的弹性势能之和保持不变D.小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和保持不变3.如图所示,轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接,另一端与物体A相连,物体A静止于光滑水平桌面上,A右端连接一细线,细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连。

开始时用手托住B,让细线恰好伸直,然后由静止释放B,直至B获得最大速度。

下列有关该过程的分析正确的是( )A.B物体受到细线的拉力保持不变B.B物体机械能的减少量小于弹簧弹性势能的增加量C.A物体动能的增加量等于B物体重力做功与弹簧对A的弹力做功之和D.A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线拉力对A做的功4.如图所示,质量为m的小球沿光滑的斜面AB下滑,然后可以无能量损失地进入光滑的圆形轨道BCD。

专题限时集训(五) [第5讲 能量转化与守恒](时间：40分钟)1．假设篮球运动员准备投二分球前先曲腿下蹲再竖直向上跃起，已知该运动员的质量为m ，双脚离开地面时的速度为v ，从开始下蹲至跃起过程中重心上升的高度为h ，则下列说法正确的是( )A ．从地面跃起过程中，地面支持力对他所做的功为0B ．从地面跃起过程中，地面支持力对他所做的功为12mv 2＋mghC ．离开地面后，他在上升过程处于超重状态D ．从下蹲到离开地面上升的过程中，他的机械能守恒2．如图5－1所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，一质量为m 的带正电小球在外力F 的作用下静止于图示位置，小球与弹簧不连接，弹簧处于压缩状态．现撤去F ，小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，重力、电场力、弹簧弹力对小球做功分别为W 1、W 2和W 3，不计空气阻力，则上述过程中( )图5－1A ．小球与弹簧组成的系统机械能守恒B ．小球重力势能的变化为W 1C ．小球动能的变化为W 1＋W 2＋W 3D ．小球机械能的变化为W 1＋W 2＋W 33．如图5－2所示，两个34竖直圆弧轨道固定在同一水平地面上，半径R 相同，左侧轨道由金属凹槽制成，右侧轨道由金属圆管制成，均可视为光滑．在两轨道右侧的正上方分别将金属小球A 和B 由静止释放，小球距离地面的高度分别为h A 和h B ，下列说法正确的是( )图5－2A ．若使小球A 沿轨道运动并且从最高点飞出，释放的最小高度为5R2B ．若使小球B 沿轨道运动并且从最高点飞出，释放的最小高度为5R2C ．适当调整h A ，可使A 球从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处D ．无论怎样调整h B ，都不可使B 球从轨道最高点飞出后恰好落在轨道右端口处4．如图5－3所示，两根等长的细线拴着两个小球在竖直平面内各自做圆周运动．某一时刻小球1运动到自身轨道的最低点，小球2恰好运动到自身轨道的最高点，这两点高度相同，此时两个小球速度大小相同．若两小球质量均为m ，忽略空气阻力的影响，则下列说法正确的是( )图5－3A ．此刻两根线拉力大小相同B ．运动过程中，两根线上拉力的差值最大为2mgC ．运动过程中，两根线上拉力的差值最大为10mgD ．若相对同一零势能面，小球1在最高点的机械能大于小球2在最低点的机械能 5．如图5－4所示，劲度系数为k 的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m 的物体接触(未连接)．弹簧水平且无形变，用水平力F 缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x 0，此时物体静止．撤去F 后，物体开始向左运动，运动的最大距离为3x 0，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g ，下列说法正确的是( )图5－4A ．F 对物体做的功为3μmgx 0B ．撤去F 后，物体的机械能先增加再减小C ．物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为μ2m 2g2kD ．物体做匀减速运动的时间为6x 0μg6．如图5－5所示，将一轻弹簧固定在倾角为30°的斜面底端，现用一质量为m 的物体将弹簧压缩锁定在A 点，解除锁定后，物体将沿斜面上滑，物体在运动过程中所能到达的最高点B 距A 点的竖直高度为h ，物体离开弹簧后沿斜面向上运动的加速度大小等于重力加速度g.则下列说法正确的是( )图5－5A ．弹簧的最大弹性势能为mghB ．物体从A 点运动到B 点的过程中系统损失的机械能为mghC ．物体的最大动能等于弹簧的最大弹性势能D ．物体离开弹簧时速度最大7．质量为m 的物体从静止以g2的加速度竖直上升h ，空气阻力恒定，对该过程，下列说法中正确的是( )A ．物体的机械能增加12mghB ．物体的机械能减少32mghC ．重力对物体做功mghD ．物体的动能增加12mgh8．如图5－6所示，轮半径r ＝10 cm 的传送带，水平部分AB 的长度L ＝1.5 m ，与一圆心在O 点、半径R ＝1 m 的竖直光滑圆轨道的末端相切于A 点，AB 高出水平地面H ＝1.25 m ．一质量m ＝0.1 kg 的小滑块(可视为质点)，由圆轨道上的P 点从静止释放，OP 与竖直线的夹角θ＝37°.已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g ＝10 m/s 2，滑块与传送带的动摩擦因数μ＝0.1，不计空气阻力．(1)求滑块对圆轨道末端的压力．(2)若传送带一直保持静止，求滑块的落地点与B 间的水平距离．(3)若传送带以v 0＝0.5 m/s 的速度沿逆时针方向运行(传送带上部分由B 到A 运动)，求滑块在皮带上滑行过程中产生的内能．图5－69．在“极限”运动会中，有一个在钢索桥上的比赛项目．如图5－7所示，总长为L 的均匀粗钢丝绳固定在等高的A 、B 处，钢丝绳最低点与固定点A 、B 的高度差为H ，动滑轮起点在A 处，并可沿钢丝绳滑动，钢丝绳最低点距离水面也为H.若质量为m 的人抓住滑轮下方的挂钩由A 点静止滑下，最远能到达右侧C 点，C 、B 间钢丝绳相距为L′＝L10，高度差为h ＝H3.参赛者在运动过程中视为质点，滑轮受到的阻力大小可认为不变，且克服阻力所做的功与滑过的路程成正比，不计参赛者在运动中受到的空气阻力、滑轮(含挂钩)的质量和大小，不考虑钢索桥的摆动及形变．重力加速度为g.(1)求滑轮受到的阻力大小．(2)若参赛者不依靠外界帮助要到达B 点，则人在A 点处抓住挂钩时至少应该具有多大的初动能？(3)某次比赛规定参赛者须在钢丝绳最低点松开挂钩并落到与钢丝绳最低点水平相距为4a 、宽度为a ，厚度不计的海绵垫子上．若参赛者由A 点静止滑下，会落在海绵垫子左侧的水中．求为了能落到海绵垫子上，参赛者在A 点抓住挂钩时应具有初动能的范围．图5－7专题限时集训(五)1．A [解析] 运动员从地面跃起过程中，地面支持力的位移为0，对他所做的功为0，选项A 正确，选项B 错误；离开地面后，运动员处于完全失重状态，选项C 错误；从下蹲到离开地面上升过程中，运动员的机械能增加，选项D 错误．2．C [解析] 由于电场力做功，小球与弹簧组成的系统机械能不守恒，选项A 错误；重力对小球做功为W 1，小球重力势能的变化为－W 1，选项B 错误；由动能定理可知，小球动能的变化为W 1＋W 2＋W 3，选项C 正确；由功能关系可知，小球机械能的变化为W 2＋W 3，选项D 错误．3．A [解析] 小球A 从最高点飞出的速度v mA ＝gR ，由机械能守恒，有mgh A ＝2mgR ＋12mv 2mA ，则h A ＝5R2，选项A 正确；小球B 从最高点飞出的速度v mB ＝0，由机械能守恒，有mgh B ＝2mgR ，释放的最小高度h B ＝2R ，选项B 错误；要使小球A 或B 从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处，R ＝v 0t ，R ＝12gt 2，则v 0＝g2R，而A 的最小速度v mA ＝gR>v 0，A 球不可能落在轨道右端口处，B 球可能，选项C 、D 错误．4．C [解析] 对小球1和2，由向心力公式有F T1－mg ＝m v 2r 和F T2＋mg ＝m v2r ，因速度大小相同，则F T1>F T2，选项A 错误；当小球1运动到最高点、小球2运动到最低点，此时细线拉力差值最大，以图中小球1和2的位置为零势能参考面，对小球1，由机械能守恒，有12mv 21＋mg·2r＝12mv 2, F T1′＋mg ＝m v 21r ，对小球2，同理有12mv 22－mg·2r＝12mv 2，F T2′－mg ＝m v 22r ，两根线上拉力的差值F T ′＝10mg ，选项B 错误，选项C 正确；图示位置两个小球速度大小相同，机械能相等，且小球运动过程中机械能守恒，选项D 错误．5．B [解析] 对物体，从用水平力F 开始缓慢推动物体停止运动，由动能定理，有W F－4mgx 0＝0，选项A 错误；撤去F 后，物体向左先加速运动后减速运动，选项B 正确；物体开始向左运动到速度最大时，μmg ＝kx ，发生的位移为x 0－μmgk ，此过程中克服摩擦力做的功为μmg ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0－μmg k ，选项C 错误；物体做匀减速运动的位移为2x 0，加速度为μg，运动时间为4x 0μg，选项D 错误． 6．B [解析] 根据能量守恒定律，在物体上升到最高点的过程中，弹性势能转化为物体的重力势能mgh 和内能，故弹簧的最大弹性势能应大于mgh ，A 错误．物体离开弹簧后沿斜面向上运动的加速度大小等于重力加速度g ，由牛顿第二定律得物块所受沿斜面向下的合力为F ＝mg ，而重力沿斜面向下的分量为mgsin 30°＝12mg ，可知，物体必定受到沿斜面向下的摩擦力为f ＝12mg ，摩擦力做功等于物体从A 点运动到B 点的过程中系统损失的机械能，即W f ＝f hsin 30°＝mgh ，B 正确．物体动能最大时，加速度为零，此时物体必定沿斜面向上移动了一定距离，弹性势能部分转化为重力势能和内能，故最大动能小于弹簧的最大弹性势能，C 错误．物体未离开弹簧，当弹簧沿斜面向上的弹力、重力沿斜面向下的分力和摩擦力的合力为零时速度最大，D 错误．7．D [解析] 空气阻力为f ＝12mg ，物体的机械能减少12mgh ，选项A 、B 错误；重力对物体做功为W ＝－mgh ，选项C 错误；设上升h 后的速度为v ，则v 2＝2ah ＝gh ，物体的动能增加ΔE k ＝12mv 2＝12mgh ，选项D 正确．8．(1)1.4 N ，竖直向下 (2)0.5 m (3)0.2 J[解析] (1)从P 到圆轨道末端，由动能定理有 mgR ()1－cos 37°＝12mv 2A在轨道末端，由牛顿第二定律有 F NA －mg ＝m v2R解得F NA ＝1.4 N由牛顿第三定律，滑块对圆轨道末端的压力为1.4 N ，方向竖直向下． (2)从A 到B ，由动能定理有 －μmgL＝12mv 2B －12mv 2A解得v B ＝1 m/s在B 点，皮带对滑块的支持力为F NB ，由牛顿第二定律，有 mg －F NB ＝mv 2Br解得F NB ＝0.滑块恰从B 开始做平抛运动，有滑块的落地点与B 间的水平距离x ＝v B t ＝v B 2Hg＝0.5 m. (3)滑块从A 到B ，与传送带间的相对位移 Δx ＝L ＋v 0·v A －v Bμg＝2 m滑块在传送带上滑行产生的热量Q ＝μmgΔx ＝0.2 J. 9．(1)10mgH 27L 或10mgh 9L (2)1027mgH(3)4mga 2H －2227mgH<E<25mga 24H －2227mgH[解析] (1)设参赛者、滑轮受到的阻力为F f ，根据能量守恒定律，有 mgh －F f (L －L′)＝0 其中L′＝L 10，h ＝H3则滑轮受到的阻力 F f ＝10mgH 27L 或F f ＝10mgh9L.(2)设人在A 点处抓住挂钩时至少具有的初动能为E k0，设根据动能定理，参赛者在由A到B 的过程中有－F f L ＝0－E k0 E k0＝1027mgH(3)参赛者落到海绵垫的过程做平抛运动．设人脱离挂钩时的速度为v ，运动的水平位移为s ，则s ＝vtH ＝12gt 2 解得s ＝v2H g当s ＝4a 时，参赛者具有的最小速度为v min ＝2aH 2gH当s ＝5a 时，参赛者具有的最大速度为v max ＝5a2H2gH设参赛者在A 点抓住挂钩的初动能为E k .由动能定理，参赛者在A 点到钢索最低点运动过程中有mgH －F f L 2＝12mv 2－E k由此可得，参赛者在A 点抓住挂钩的最小和最大初动能分别为 E min ＝4mga 2H －2227mgHE min ＝25mga 24H －2227mgH即初动能范围为4mga 2H －2227mgH<E<25mga 24H －2227mgH。

专题限时集训(五) [第5讲 能量转化与守恒](时间：40分钟)1．假设篮球运动员准备投二分球前先屈腿下蹲再竖直向上跃起，已知该运动员的质量为m ，双脚离开地面时的速度为v ，从开始下蹲至跃起过程中重心上升的高度为h ，则下列说法正确的是( )A ．从地面跃起过程中，地面支持力对他所做的功为0B ．从地面跃起过程中，地面支持力对他所做的功为12mv 2＋mghC ．离开地面后，他在上升过程处于超重状态D ．从下蹲到离开地面上升的过程中，他的机械能守恒2．如图5－1所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，一质量为m 的带正电小球在外力F 的作用下静止于图示位置，小球与弹簧不连接，弹簧处于压缩状态．现撤去F ，小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，重力、电场力、弹簧弹力对小球做功分别为W 1、W 2和W 3，不计空气阻力，则上述过程中( )图5－1A ．小球与弹簧组成的系统机械能守恒B ．小球重力势能的变化为W 1C ．小球动能的变化为W 1＋W 2＋W 3D ．小球机械能的变化为W 1＋W 2＋W 33．冬奥会自由式滑雪比赛，运动员沿着山坡上的雪道从高处滑下，如图5－2所示．下列描述正确的是( )图5－2A ．雪道对雪撬的摩擦力做正功B ．运动员的重力势能增大C ．运动员的机械能增大D ．运动员的动能增大4. 当你骑自行车下坡时，虽然有空气阻力作用，你也没有蹬车，但车的速率越来越大， 在这个过程中，你和自行车的( )A ．机械能守恒，减少的重力势能等于增加的动能B ．机械能守恒，减少的重力势能大于增加的动能C ．机械能不守恒，减少的重力势能小于增加的动能D ．机械能不守恒，减少的重力势能大于增加的动能 5．“蹦极”是一项勇敢者的运动．如图5－3所示，O 为弹性橡皮绳处于自然长度时下端所在的位置，某人用弹性橡皮绳拴住身体自高空P 处自由下落， Q 为下落的最低点．则从O到Q的过程中，此人的( )图5－3A．动能逐渐减小B．机械能保持不变C．速度先减小后增大D．加速度先减小后增大6．细绳拴一个质量为m的小球，小球将固定在墙上的轻弹簧压缩x，小球与弹簧不粘连．如图5－4所示，将细线烧断后( )图5－4A．小球做平抛运动B．小球脱离弹簧后做匀变速运动C．小球的加速度立即为gD．小球落地时动能等于mgh7．如图5－5所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于( )图5－5A．棒的机械能增加量B．棒的动能增加量C．棒的重力势能增加量D．电阻R上放出的热量8．如图5－6所示，半径为R的金属环竖直放置，环上套有一质量为m的小球，小球开始时静止于最低点．现给小球一冲击，使它以初速度v0＝6Rg开始做圆周运动．小球运动到环的最高点时与环恰无作用力，小球从最低点运动到最高点的过程中( )图5－6A．小球机械能守恒B．小球在最低点时对金属环的压力是6mgC．小球在最高点时，重力的功率是mg gRD．小球机械能不守恒，且克服摩擦力所做的功是0.5mgR9．如图5－7所示，轮半径r＝10 cm的传送带，水平部分AB的长度L＝1.5 m，与一圆心在O点、半径R＝1 m的竖直光滑圆轨道的末端相切于A点，AB高出水平地面H＝1.25 m．一质量m＝0.1 kg的小滑块(可视为质点)，由圆轨道上的P点从静止释放，OP与竖直线的夹角θ＝37°.已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2，滑块与传送带的动摩擦因数μ＝0.1，不计空气阻力．(1)求滑块对圆轨道末端的压力；(2)若传送带一直保持静止，求滑块的落地点与B间的水平距离．(3)若传送带以v0＝0.5 m/s的速度沿逆时针方向运行(传送带上部分由B到A运动)，求滑块在皮带上滑行过程中产生的内能．图5－710．如图5－8所示，已知半径分别为R和r的甲、乙两个光滑的圆形轨道在同一竖直平面上，甲轨道左侧连接一个光滑的轨道，两圆形轨道之间由一条水平轨道CD相连，一小球自某一高度由静止滑下，先滑上甲轨道，通过动摩擦因数为μ的CD段，又滑上乙轨道，最后离开两轨道，若小球在两圆轨道的最高点对轨道压力都恰好为零．试求：(1)小球分别经过C、D时的速度；(2)小球释放的高度h；(3)水平CD段的长度．图5－8专题限时集训(五)1．A [解析] 运动员从地面跃起过程中，地面支持力的位移为0，对他所做的功为0，选项A 正确，选项B 错误；离开地面后，运动员处于完全失重状态，选项C 错误；从下蹲到离开地面上升的过程中，运动员的机械能增加，选项D 错误．2．C [解析] 由于电场力做功，小球与弹簧组成的系统机械能不守恒，选项A 错误；重力对小球做功为W 1，小球重力势能的变化为－W 1，选项B 错误；由动能定理可知，小球动能的变化为W 1＋W 2＋W 3，选项C 正确；由功能关系可知，小球机械能的变化为W 2＋W 3，选项D 错误．3．D [解析] 雪撬和运动员整体受重力、支持力、摩擦力，摩擦力对雪撬做负功，A 错；运动员的高度下降，重力势能减小，B 错；除重力做功外，雪撬对运动员的摩擦力对运动员做负功，运动员的机械能减小，C 错；下滑的过程中，速度增大，动能增大，D 对．4．D [解析] 下坡的过程中，除重力做功外，还有阻力做功，机械能不守恒，重力势能减少，一部分转化为动能，另一部分转化为热能，所以重力势能的减少大于动能的增加，D 正确．5．D [解析] 从O 到Q 的过程中，橡皮绳伸长，弹性势能增加，重力势能减少，在重力与弹力大小相等前，加速度减小而速度增大，动能增大，而当弹力大于重力后，加速度增大而速度减小，动能减小，所以速度和动能先增大后减小，而加速度先减小后增大，A 、C 错，D 对；人的机械能不包括弹簧的弹性势能，在从O 到Q 的过程中，弹力对人做负功，机械能减小，B 错．6．B [解析] 将细线烧断后，小球无初速度，不可能做平抛运动，A 错；当小球脱离弹簧后，小球只受重力，做匀变速运动，B 对；小球脱离弹簧后，加速度才为g ，脱离弹簧前，加速度不为g ，C 错；因为弹力对小球做了功，小球落地时的动能必然大于mgh ，D 错．7．A [解析] 棒受重力G 、拉力F 和安培力F A 的作用．由动能定理：W F ＋W G ＋W 安＝ΔE k 得W F ＋W 安＝ΔE k ＋mgh ，即力F 做的功与安培力做功的代数和等于机械能的增加量，选项A 正确．8．D [解析] 小球到达最高点时，恰无作用力，故有：mg ＝m v2R ，解得v ＝gR ，从最低点到最高点，机械能的变化为：ΔE ＝2mgR ＋12mv 2－12mv 20＝－12mgR ，即机械能减少了0.5mgR ，这一部分能量完全用来克服阻力做功，A 错，D 对；在最低点，由F －mg ＝m v 2R 得，F ＝7mg ，B错；在最高点，重力的方向与速度的方向垂直，重力的瞬时功率为0，C 错．9．(1)1.4 N ，竖直向下 (2)0.5 m (3)0.2 J[解析] (1)从P 到圆轨道末端，由动能定理有mgR ()1－cos 37°＝12mv 2A在轨道末端，由牛顿第二定律有 N A －mg ＝m v 2AR解得N A ＝1.4 N由牛顿第三定律，滑块对圆轨道末端的压力为1.4 N ，方向竖直向下． (2)从A 到B ，由动能定理有－μmgL＝12mv 2B －12mv 2A解得v B ＝1 m/s在B 点，皮带对滑块的支持力为N B ，由牛顿第二定律，有mg －N B ＝mv 2Br解得N B ＝0.滑块恰从B 开始做平抛运动滑块的落地点与B 间的水平距离x ＝v B t ＝v B 2Hg＝0.5 m. (3)滑块从A 到B ，与传送带间的相对位移 Δs ＝L ＋v 0·v A －v Bμg＝2 m滑块在传送带上滑行产生的热量Q ＝μmgΔs ＝0.2 J. 10．(1)5gr (2)2.5R (3)5（R －r ）2μ[解析] (1)小球在光滑圆轨道上滑行时，机械能守恒，设小球滑过C 点时的速度为v C ，通过甲轨道最高点的速度为v′，根据小球对最高点压力为零，由圆周运动公式有mg ＝m v′2R取轨道最低点为零势能点，由机械守恒定律，有 12mv 2C ＝2mgR ＋12mv ′2 解得：v C ＝5gR.同理可得小球滑过D 点时的速度：v D ＝5gr.(2)小球从甲轨道左侧的光滑轨道滑至C 点的过程机械能守恒，有 mgh ＝12mv 2C解得：h ＝2.5R.(3)设CD 段的长度为l ，对小球滑过CD 段过程应用动能定理，有 －μmgl＝12mv 2D －12mv 2C由以上各三式联立解得：l ＝5（R －r ）2μ.。

第4讲功能关系能量守恒定律A组2014—2015年模拟·基础题组时间:20分钟分值:25分选择题(每题5分,共25分)1.(2015浙江温州十校月考,8)如图所示,在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A,若将小球A从弹簧原长位置由静止释放,小球A能够下降的最大高度为h,若将小球A换为质量为3m的小球B,仍从弹簧原长位置由静止释放,重力加速度为g,不计空气阻力,则小球B下降h时的速度为( )A. B. C. D.2.(模拟改编题)北京时间2013年6月26日8时7分,搭乘3名中国航天员的“神舟十号”载人飞船返回舱,在位于内蒙古中部草原上的“神十”任务主着陆场预定区域顺利着陆。

如图是“神舟十号”航天飞船返回舱返回地面的示意图,假定其过程可简化为:打开降落伞一段时间后,整个装置匀速下降,为确保安全着陆,需点燃返回舱的缓冲火箭,在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动,则( )A.返回舱在喷气过程中机械能减少B.返回舱在喷气过程中减速的原因是空气阻力C.返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功D.返回舱在喷气过程中处于失重状态3.(2014浙江重点中学联考,10)如图所示为跳伞爱好者从高楼跳伞表演的情形,他们从345 m的高处跳下,在距地面150 m高处打开伞包。

假设打开伞包前后两段时间都可看做匀变速直线运动,且整个过程始末速度均为零。

一个质量为60 kg的跳伞爱好者,若在30 s内完成此跳伞表演(当地重力加速度g取10 m/s2),则跳伞爱好者在跳伞的整个过程中( )A.机械能先不变后减小B.机械能一直变小C.克服阻力做功207 kJD.最大速度为23 m/s4.(2014浙江温州八校一联,12)如图所示,楔形木块abc固定在水平面上,粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同,顶角b处安装一定滑轮。

质量分别为M、m(M>m)的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接,轻绳与斜面平行。

两滑块由静止释放后,沿斜面做匀加速运动。

5-4能量转与守恒定律一、选择题1．跳伞运动员在刚跳离飞机、降落伞尚未打开的一段时间内：①空气阻力做正功；②重力势能增加；③动能增加；④空气阻力做负功。

以下说法中正确的是( )A．①②B．③④．②④D．①③[答案] B[解析] 跳伞运动员跳离飞机，在尚未打开降落伞的这段时间内，运动员向下运动，重力对运动员做正功，重力势能减少；空气阻力对运动员做负功。

由于重力大于空气阻力，运动员向下做加速运动，其动能增加，故①②错，③④对。

2．(2012·温州二模)蹦床是青少年喜欢的一种体育活动，蹦床边框用弹簧固定有弹性，当运动员从最高点落下直至最低点的过程中，空气阻力大小恒定，则运动员( )A．刚接触面时，动能最大B．机械能一直减少．重力做功等于克服空气阻力做功D．重力势能的减少量等于弹性势能的增加量[答案] B[解析] 运动员从最高点落下直至最低点的过程中，先做加速运动，后做减速运动，当合力为0时，速度最大，动能也最大，此时弹性发生形变，则选项A错误；因为在整个过程中都受阻力作用，阻力做负功，机械能减少，选项B 正确；由动能定，重力做功等于重力势能的减少量，为克服空气阻力做功与克服弹力做功之和，故选项、D错误。

3．(2012·广东深圳一模)在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项．质量为的跳水运动员入水后受到水的阻力而竖直向下做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F。

那么在他减速下降深度为的过程中，下列说法正确的是(g 为当地的重力加速度)( )A．他的动能减少了FB．他的重力势能减少了g．他的动能减少了(F－g)D．他的机械能减少了F[答案] BD[解析] 跳水运动员入水减速下降的过程中，他的重力势能减少了g，则B 选项正确；由动能定知，动能减少了(F－g)，则选项正确；重力以外的力做的功等于机械能的变，则D选项正确。

4．(2012·东北三省六校联考)如图所示，轻质弹簧的一端固定在竖直板P的物体A相连，物体A静止于光滑桌面上，A右边接一细上，另一端与质量为1线绕过光滑的定滑轮悬一质量为的物体B，设定滑轮的质量不计，开始时用手2托住物体B，让细线恰好拉直，然后由静止释放B，直到B获得最大速度，下列有关此过程的分析，其中正确的是( )A．物体B机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量B．物体B重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量．物体B动能的增加量等于细线拉力对物体B做的功与物体B重力做功之和D．物体B的机械能一直增加[答案][解析] 物体A、B及弹簧组成的系统机械能守恒，物体B的机械能减少量等于弹簧弹性势能的增加量与物体A动能的增加量之和，则选项A、B错误；单独对物体B，在达到最大速度前，细线拉力做负功，机械能减少，物体B减少的机械能等于拉力做的功，则选项正确、D错误。

【3年高考】（浙江专用）2016届高三物理一轮复习第5章第4讲功能关系能量守恒定律练习1.(2014广东理综,16,4分)图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图,图中①和②为楔块,③和④为垫板,楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦,在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中( )A.缓冲器的机械能守恒B.摩擦力做功消耗机械能C.垫板的动能全部转化为内能D.弹簧的弹性势能全部转化为动能2.(2014福建理综,18,6分)如图,两根相同的轻质弹簧,沿足够长的光滑斜面放置,下端固定在斜面底部挡板上,斜面固定不动。

质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端。

现用外力作用在物块上,使两弹簧具有相同的压缩量;若撤去外力后,两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧,则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程,两物块( )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.重力势能的变化量不同3.(2013大纲全国,20,6分)如图,一固定斜面倾角为30°,一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度,沿斜面向上做匀减速运动,加速度的大小等于重力加速度的大小g。

若物块上升的最大高度为H,则此过程中,物块的( )A.动能损失了2mgHB.动能损失了mgHC.机械能损失了mgHD.机械能损失了mgH4.(2012安徽理综,16,6分)如图所示,在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道,半径OA水平、OB竖直,一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落,小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。

已知AP=2R,重力加速度为g,则小球从P到B的运动过程中( )A.重力做功2mgRB.机械能减少mgRC.合外力做功mgRD.克服摩擦力做功mgR5.(2014江苏单科,15,16分)如图所示,生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙,甲的速度为v0。

小工件离开甲前与甲的速度相同,并平稳地传到乙上,工件与乙之间的动摩擦因数为μ。

专题五限时训练(限时:45分钟)【测控导航】一、选择题(在每小题给出的四个选项中,第1～5题只有一项符合题目要求,第6～10题有多项符合题目要求)1.(2014广东理综)如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图.图中①和②为楔块,③和④为垫板,楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦.在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中( B )A.缓冲器的机械能守恒B.摩擦力做功消耗机械能C.垫板的动能全部转化为内能D.弹簧的弹性势能全部转化为动能解析:在车厢相互撞击使弹簧压缩过程中,由于要克服摩擦力做功,且缓冲器所受合外力做功不为零,因此机械能不守恒,选项A错误;克服摩擦力做功消耗机械能,选项B正确;撞击以后垫板和车厢有相同的速度,因此动能并不为零,选项C错误;压缩弹簧过程弹簧的弹性势能增加,并没有减小,选项D错误.2.(2015温州二适)某工地上,一架起重机将放在地面的一个箱子吊起.箱子在起重机钢绳的作用下由静止开始竖直向上运动,运动过程中箱子的机械能E与其位移x关系的图象如图所示,其中O～x1过程的图线为曲线,x1～x2过程的图线为直线.根据图象可知( C )A.O～x1过程中钢绳的拉力逐渐增大B.O～x1过程中箱子的动能一直增加C.x1～x2过程中钢绳的拉力一直不变D.x1～x2过程中起重机的输出功率一直增大解析:由于除重力和弹簧的弹力之外的其他力做多少负功物体的机械能就减少多少,所以E x图象的斜率的绝对值等于箱子所受拉力的大小,由题图可知在O～x1内斜率逐渐减小,故在O～x1内箱子所受的拉力逐渐减小,所以开始先加速运动,当拉力减小后,可能减速运动,故选项A,B错误;由于箱子在x1～x2内所受的合力保持不变,加速度保持不变,箱子受到的拉力不变,故选项C正确;由于箱子在x1～x2内E x图象的斜率不变,箱子所受的拉力保持不变.如果拉力等于箱子所受的重力,则箱子做匀速直线运动,所以输出功率可能不变,故选项D错误.3.如图所示,质量为m的金属线框A静置于光滑平面上,通过细绳跨过定滑轮与质量为m的物体B相连,图中虚线内为一水平匀强磁场,d表示A与磁场左边界的距离,不计滑轮摩擦及空气阻力,设B下降h(h>d)高度时的速度为v,则以下关系中能够成立的是( C )A.v2=ghB.v2=2ghC.A产生的热量Q=mgh-mv2D.A产生的热量Q=mgh-mv2解析:因h>d,故线框一定经过磁场区域,由Q+(m+m)v2=mgh,得Q=mgh-mv2,v2<gh,故选项C正确,A,B,D错误.4.(2015黑龙江省哈师大附中等三校二模)如图所示,两根完全相同的轻质弹簧,下端固定在地面上,质量不同,形状相同的两物块分别置于两弹簧上端但不拴接.现用外力作用在物块上,使两弹簧具有相同的压缩量.撤去外力后,两物块由静止向上运动并离开弹簧,则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程,两物块一定满足(弹簧始终在弹性限度之内,以地面为零势能面)( B )A.两物块达最大速度时的高度相同B.上升的最大高度不同C.最大加速度相同D.最大重力势能不同解析:当物块的弹力等于重力时,物块加速度为零,物块达最大速度.由于两物块质量不相同,物块达最大速度时受到的弹力不相同,高度也不相同,故选项A错误;两弹簧具有相同的压缩量时,具有的弹力大小和弹性势能是相同的,弹性势能完全转化为重力势能时,由于两物块质量不相同,上升的最大高度不同,故选项B正确,D错误;由牛顿第二定律可知,两物块的最大加速度不相同,故选项C错误.5.(2015大庆市第二次质检)一个质量为m可视为质点的小铁块沿半径为R的固定半圆轨道边缘由静止滑下,到半圆底部时,轨道所受的压力为铁块重力的1.5倍,则此过程中铁块损失的机械能为( C )A.mgRB.mgRC.mgRD.mgR解析:在半圆底部N-mg=,N=1.5mg,得出mv2=mgR,所以铁块损失的机械能ΔE=E1-E2=mgR-mv2=mgR,故选项C正确.6.(2015宁波模拟)一举重运动员在地面上能举起重物的最大质量为100 kg,某次该运动员在有向上恒定加速度的电梯中举重物,他恰能举起90 kg的重物,则当运动员保持此举重状态随电梯运动10 m位移的过程中,以下结论可能正确的是(重力加速度g取10 m/s2)( BCD )A.重物机械能增加9 000 JB.重物机械能减少1 000 JC.重物动能增加1 000 JD.重物动能减少1 000 J解析:运动员的最大作用力F max=mg=1 000 N,在有向上加速度的电梯中m′a=F max-m′g=100 N,由于重物可能上升也可能下降运动,故重物的动能变化量为ΔE k=m′ah=1 000 J,机械能可能增加或减少,即ΔE=Fh=1 000 J,故选项B,C,D正确,选项A错误.7.(2015遵义市第二次联考)如图所示,物体A和B的质量均为m,它们通过一劲度系数为k的轻弹簧相连,开始时B放在地面上,A,B都处于静止状态,现用手通过细绳缓慢地将A向上提升距离L1时,B刚要离开地面,此过程手做功为W1;若将A加速向上提起,A上升的距离为L2时,B刚要离开地面,此时A的速度为v,此过程手做功为W2,弹簧一直处于弹性限度内,则( BCD )A.L 1=L2=B.W2>W1C.W1=mgL1D.W2=mgL2+解析:没有力向上提时,弹簧压缩量Δx 1=,弹性势能为E1;有力向上提,使B刚要离开地面时,弹簧伸长量Δx 2=,弹性势能为E2.所以L1=L2=,故选项A错误;由于E1=E2,可知W1=mgL1,W2=mgL2+mv2,所以W2>W1,故选项B,C,D正确.8.(2015云南第一次检测)如图所示,三根绝缘轻杆构成一个等边三角形,三个顶点上分别固定A,B,C三个带正电的小球.小球质量分别为m,2m,3m,所带电荷量分别为q,2q,3q.CB边处于水平面上,ABC处于竖直面内,整个装置都处于方向与CB边平行向右的匀强电场中.现让该装置绕过中心O并与三角形平面垂直的轴顺时针转过120°角,则A,B,C 三个球所构成的系统的( AD )A.电势能不变B.电势能减小C.重力势能减小D.重力势能增大解析:如图所示,在顺时针转过120°过程中,电场力对A,B,C三个球做的功分别为W A=qE×=,W B=-2q×E×l=-2qEl,W C=3qE×=,所以电场力对系统做的功W=W A+W B+W C=0,电势能不变,故选项A正确,B错误;A,B,C 三个球重力做的功分别为W A′=mgh,W B′=0,W C′=-3mgh,所以系统重力做功W′=W A′+W B′+W C′=-2mgh,重力势能增大,故选项C错误,D正确.9.(2015沧州市质量监测)如图所示,一光滑直杆固定在竖直平面内,与水平面的夹角θ=60°,有一质量为m的圆环穿在杆上,圆环连接细线,细线另一端通过质量与摩擦都不计的定滑轮连接质量也为m的重物.开始时圆环位于A点,此时细线水平,圆环与定滑轮距离为d.直杆上的B 点与A点距离也为d.如果将圆环从A点由静止释放,对于圆环从A到B 的运动过程,下列说法正确的是( AC )A.环到达B处时,重物上升的高度h=(-1)dB.环到达B处时,环与重物的速度大小相等C.环从A到B,环减少的机械能等于重物增加的机械能D.如果在B点将圆环由静止释放,重物将向下运动解析:在A点,圆环的重力与直杆夹角为30°,细线拉力与直杆夹角为60°,显然圆环将沿直杆下滑.环到达B处时,重物上升的高度为h=(2dcos 30°-d)=(-1)d,故选项A正确;环到达B处时,环沿绳方向的分速度与重物速度大小相等,故选项B错误;因环与重物组成的系统机械能守恒,故选项C正确;分析圆环在B点的受力,重力与细线拉力与直杆的夹角都为30°,所以圆环所受重力、细线拉力、直杆弹力,合力为零,圆环保持静止,故选项D错误.10.(2015永州三模)如图所示,甲、乙两传送带与水平面的夹角相同,都以恒定速率v向上运动.现将一质量为m的小物体(视为质点)轻轻放在A处,小物体在甲传送带上到达B处时恰好达到传送带的速率v;在乙传送带上到达离B处竖直高度为h的C处时达到传送带的速率v,已知B处离地面的高度均为H.则在小物体从A到B的过程中( AB )A.小物体与甲传送带间的动摩擦因数较小B.两传送带对小物体做功相等C.两传送带消耗的电能相等D.两种情况下因摩擦产生的热量相等解析:根据公式v2=2ax,可知物体加速度关系a甲<a乙,再由牛顿第二定律μmgcos θ-mgsin θ=ma,得知μ甲<μ乙,故选项A正确;传送带对小物体做功等于小物体的机械能的增加量,动能增加量相等,重力势能的增加量也相同,故两种传送带对小物体做功相等,故选项B正确;由摩擦生热Q=fs相对知,(甲)图中=,Q甲=f1s1=f1(vt1-)=f1,f1-mgsin θ=ma1=m;(乙)图中Q乙=f2s2=f2f2-mgsin θ=ma2=m,解得Q甲=mgH+mv2,Q乙=mg(H-h)+mv2,Q甲>Q乙.根据能量守恒定律,电动机消耗的电能E电等于摩擦产生的热量Q与物体增加机械能之和,因物体两次从A到B增加的机械能相同,Q甲>Q乙,所以将小物体传送到B处,两种传送带消耗的电能甲更多,故选项C,D错误.二、非选择题11.(2015抚顺市模拟)如图所示,光滑的直角细杆AOB固定在竖直平面内,OA杆水平,OB杆竖直.有两个质量相等均为0.3 kg的小球a与b分别穿在OA,OB杆上,两球用一轻绳连接,轻绳长L=25 cm,两球在水平拉力F作用下目前处于静止状态,绳与OB杆的夹角θ=53°(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,g=10 m/s2),求:(1)此时细绳对小球b的拉力大小,水平拉力F的大小;(2)现突然撤去拉力F,两球从静止开始运动,设OB杆足够长,运动过程中细绳始终绷紧,则当θ=37°时,小球b的速度大小.解析:(1)以小球b为研究对象,设绳子拉力为F T,由小球b受力平衡得F T==5 N杆对b球的弹力N=m b gtan 53°,对小球a和小球b整体考虑,拉力F等于OB杆对b球的弹力所以F=m b gtan 53°=4 N.(2)对小球a和b整体由机械能守恒定律,有m b g(Lcos 37°-Lcos 53°)=m b+m a同时,小球a和b的速度满足v b cos 37°=v a sin 37°两式联立解得v b=0.6 m/s.答案:(1)5 N 4 N (2)0.6 m/s12.(2015浙江考前模拟)低碳环保绿色出行的理念逐渐深入人心,纯电动汽车就是环保汽车.为宣传“低碳环保”健康生活理念,某次志愿者举行电动小汽车的表演.如图所示,质量为2 kg的小汽车从平台A处出发,以v0=5 m/s经过B处飞越斜坡,恰落在斜坡底端的C点,着地之后瞬间车速变为4 m/s,之后沿平直轨道CD运动,到达D点时关闭发动机,进入半径为1.8 m的圆轨道,运动一周后又进入水平轨道向右运动,直到停车线F时刚好停下.已知小汽车与水平面的摩擦阻力恒为重力的0.1倍,AC段运动过程中风力较大,可简化为受0.8 N的水平向右的作用力,竖直方向的空气作用力忽略不计,过了C点后无风,不计空气作用力.圆轨道可视作光滑.已知AB段长度x0=3 m,AB平台高1.25 m,CD段长度x2=2 m,DF段长度x3=50 m.小汽车的自身长度可忽略.求:(取g=10 m/s2)(1)斜坡倾角的正切值tan θ;(2)要使小汽车完成上述运动,CD段电动机至少提供多少能量?(3)若DF阶段启用动力回收系统,回收效率为30%,则此段汽车能滑行多远?解析:(1)飞跃斜坡过程,竖直方向的分运动为自由落体运动,水平方向的分运动为匀加速直线运动,水平加速度a x=,风力F0=0.8 N,得a x=0.4 m/s2,竖直方向有h=g,水平位移x 1=v0t1+a x,得x1=2.55 m,tan θ=,tan θ=.(2)小汽车与水平轨道的摩擦阻力f=0.1mg,f=2 N,设小汽车通过D点,E点的速度分别为v2,v3,如果小汽车恰能做完整的圆周运动,在E点应满足mg=m,从D到E的过程,运用动能定理有-mg×2R=m-m,得v 2=3 m/s,根据机械能守恒,运动一周回到D点的速度仍为v 2=3 m/s,设之后小汽车匀减速运动发生的位移为L.-fL=0-m,得L=45 m.L<x3=50 m,故汽车到不了终点线.若要到达终点线,小车的速度至少为v4,m,-fx得v4=10 m/s,C到D阶段,电动机提供的能量至少为E0,有E 0-fx2=m-m,v C=4 m/s,得E0=88 J.(3)若在DF阶段开启动力回收系统,回收效率30%,即有70%的能量用于克服摩擦力做功m×70%,-fx得x4=35 m.答案:(1)(2)88 J (3)35 m13.如图(甲)所示,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=30°角固定,M、P之间接电阻箱R,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B=0.5 T.质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为r.现从静止释放杆ab,测得其在下滑过程中的最大速度为v m.改变电阻箱的阻值R,得到v m与R的关系如图(乙)所示.已知轨道间距为L=2 m,重力加速度g取10 m/s2,轨道足够长且电阻不计.(1)当R=0时,求杆ab匀速下滑过程中产生的感应电动势E的大小及杆中电流的方向;(2)求杆ab的质量m和阻值r;(3)当R=4 Ω时,求回路瞬时电功率每增加1 W的过程中合外力对杆做的功W.解析:(1)由题图(乙)可知,当R=0时,杆ab最终以v0=2 m/s 的速度匀速运动,杆ab切割磁感线产生的电动势为E=BLv0=2 V根据楞次定律可知杆ab中电流方向为b→a.(2)杆ab下滑过程中的最大速度为v m,杆切割磁感线产生的感应电动势E′=BLv m由闭合电路欧姆定律得I=杆ab达到最大速度时满足mgsin θ-BIL=0解得v m=R+r由图象可知斜率为k= m/(s·Ω)=1 m/(s·Ω),纵截距为v0=2 m/s 根据图象和上式可知图象的截距为r=2 m/s图象的斜率为=1 m/(s·Ω)解得m=0.2 kg,r=2 Ω.(3)由法拉第电磁感应定律得E″=BLv回路的瞬时电功率P=由以上两式解得P=杆ab的速度由v1变到v2时,回路瞬时电功率的变化量为ΔP=-由动能定理得W=m-m由以上两式得W=ΔP,解得W=0.6 J.答案:(1)2 V b→a (2)0.2 kg 2 Ω(3)0.6 J。

合用优选文件资料分享高考物理总复习能量的转变与守恒定律练习2（带答案）能量的转变与守恒定律(2) 1．两块冰互相摩擦就会融化，这是因为______，使冰融化。

2 ．物体从圆滑斜面上加速下滑，以下说法中正确的选项是（） A 运动过程中，守恒的是动能 B 运动过程中，守恒的是势能 C 动能和势能都不守恒，但总能量守恒 D 运动到斜面最低点时，动能最大，势能最小 3 ．在水平面上竖直放置一轻弹簧，有一物体在它的正上方自由落下，在物体压缩弹簧速度减为零时( ) A．物体的重力势能最大 B ．物体的动能最大 C．弹簧的弹性势能最大 D．弹簧的弹性势能最小 4 ．以下与能量相关的说法正确的选项是（） A ．做平抛运动的物体在随意相等时间内动能的增量相同B．做匀变速直线运动的物体的机械能必然不守恒 C．在竖直平面内做匀速圆周运动的物体机械能不守恒 D．卫星绕地球做圆周运动的轨道半径越大，动能越大 5 ．当重力对物体做正功时，物体的重力势能和动能可能的变化情况，下面说法正确的选项是（） A．重力势能必然增加，动能必然减小； B ．重力势能必然减小，动能必然增加；C．重力势能必然减小，动能不用然增加； D．重力势能不用然减小，动能必然增加。

6 ．水流在推动水轮机的过程中做了3×108J 的功，这句话应理解为（） A ．水流在推动水轮机前拥有3×108J 的能量B．水流在推动水轮机的过程中拥有 3×108J 的能量 C．水流在推动水轮机后拥有 3×108J 的能量 D．水流在推动水轮机的过程中能量减少了 3×108J 7 ．对于能量和能源，以下说法中正确的选项是 ( )A ．能量在转变和转移过程中，其总量有可能增加 B ．能量在转变和转移过程中，其总量会不断减少C．能量在转变和转移过程中总量保持不变，故节俭能源没有必要D．能量的转变和转移拥有方向性，且现有可利用的能源有限，故必定节俭能源8 ．一颗铅弹以必然的仰角斜向上）射出，若不计空气阻力，在铅弹射出枪口到落地前的遨游过程中（A．重力势能不断减少，动能不断增加 B ．动能不断减少，重力势能不断增加 C．重力势能先减小后增大，动能先增大后减小D．重力势能和动能互相转变，机械能的总量保持不变9 ．一质量为 m的物体，从静止开始竖直下落，加速度大小为0.8g ，g 为重力加速度。

合用优选文件资料分享高考物理总复习能量的转变与守恒定律练习3( 含答案 )能量的转变与守恒定律 (3) 1．冰块沿地面滑动，经常会渐渐消融，在这一过程中是 ______能转变成 ______能；把铁丝多次弯折，弯折处会发热，是把 ______能转变成 ______能。

2 ． ______既不会消失，也不会 ______，它只会从一种形式转变成______，或许从一个物体转移到 ______，而能的 ______保持不变。

3 ．分别指出物体在以下各种运动中的守恒量：①气球在空中匀速上升：。

②小球在斜面上匀速滚下：。

③战斗机在空中做水平加速运动：。

④电梯载着乘客匀速下降：。

⑤小球做自由落体运动：。

4 ．以竖直上抛的小球为例说明小球的势能和动能的相互转变情况，在这个例子中可否存在着能的总量保持不变？ 5 ．以下对于能源开发和利用的说法，正确的是 ( ) A．能源利用的过程是内能转变成机械能的过程 B ．要合理开发和节俭使用核能、太阳能、风能、地热能、大海能等老例能源 C．能源利用的过程，经常是一种形式的能向另一种形式的能转变的过程 D．不论是节俭能源仍是开发能源，我国都要靠外国支援6．忽略空气阻力，以下物体运动过程中知足机械能守恒的是（）A．电梯匀速下降 B ．物体由圆滑斜面顶端滑到斜面底端 C．物体沿着斜面匀速下滑 D．拉着物体沿圆滑斜面匀速上升 7 ． 2011 年 11月 1 日，国家发展改革委等结合印发《对于渐渐禁止进口和销售一般照理解炽灯的通知》，决定从 2012 年 10 月 1 日起，按功率大小分阶段渐渐禁止进口和销售一般照理解炽灯。

以下相关白炽灯使用过程中的说法错误的选项是（）A ．利用了奥斯特发现的电流的磁效应原理 B ．能量守恒，但能量可利用的质量较低 C．能量不守恒 D．能量的耗散从能量转变的角度反应出自然界中宏观过程的方向性。

8 ．试剖析子弹从枪膛中飞出过程中能的转变． 9 ．太阳能电池将实现哪一种变换（）A．光能→微波B．光能→热能C．光能→电能D．电能→光能 10 ．家用空调机从构造上可分为和等种类，从功能上可分为和等种类．参照答案： 1 ．答案：机械，内，机械，内剖析：2．答案：能量，产生，另一种形式，另一个物体，总量剖析： 3．答案： 1动能 2 动能 3 势能 4 动能 5 能量剖析： 4 ．答案：竖直上抛运动合用优选文件资料分享的小球，在上升过程中动能转变势能，达到最大点时，动能为零，势能达到最大；在下落过程中，势能渐渐减小，动能渐渐增大，势能又转变成动能．在小球运动的整个过程中，小球的能的总量保持不变． 5 ．答案： C 剖析：依照能量守恒定律知C对． 6 ．答案：B 7 ．答案： AC 剖析：白炽灯利用了电流热效应，能量守恒，选项 AC说法错误 8 ．答案：火药的化学能→经过焚烧转变成燃气的内能→子弹的动能．剖析：发射子弹的过程是：火药爆炸产生高温高压气体，气体推动子弹从枪口飞出． 9 ．答案： C 剖析：太阳能电池是将太阳能变换为电能，但电能不能够直接发送到地面使用，必定要把电能变换成微波信号发回地面． 10 ．答案：窗式；分体式；单冷型空调机，热泵型冷热两用空调机；剖析：考点：常有家用电器的基本工作原理．剖析：明确空调机的构造及功能，即可正确解答此题．解答：解：家用空调机从构造上能够分为：窗式（又名一体机）和分体式两种；从功能上可分为：单冷型空调机，热泵型冷热两用空调机；故为：窗式；分体式；单冷型空调机，热泵型冷热两用空调机；议论：此题察看空调的分类，要注意分别从构造上和功能进步地分类时，名称不同样．。

提能增分练(二) 系统机械能守恒的三类问题[A 级——夺高分]1．(多选)如图所示，质量分别为m 和2m 的两个小球A 和B ，中间用轻质杆相连，在杆的中点O 处有一固定转动轴，把杆置于水平位置后释放，在B 球顺时针摆动到最低位置的过程中(不计一切摩擦)( )A ．B 球的重力势能减少，动能增加，B 球和地球组成的系统机械能守恒B ．A 球的重力势能增加，动能也增加，A 球和地球组成的系统机械能不守恒C ．A 球、B 球和地球组成的系统机械能守恒D ．A 球、B 球和地球组成的系统机械能不守恒解析：选BC A 球在上摆过程中，重力势能增加，动能也增加，机械能增加，B 项正确；由于A 球、B 球和地球组成的系统只有重力做功，故系统的机械能守恒，C 项正确，D 项错误；所以B 球和地球组成系统的机械能一定减少，A 项错误。

2. (2020·安徽六安一中模拟)如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m 的圆环，杆与水平方向的夹角α＝30°，圆环与竖直放置的轻质弹簧上端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A 点，弹簧处于原长h ，让圆环沿杆由静止滑下，滑到杆的底端时速度恰为零，则在圆环下滑过程中( )A ．圆环和地球组成的系统机械能守恒B ．当弹簧垂直于光滑杆时圆环的动能最大C ．弹簧的最大弹性势能为32mgh D ．弹簧转过60°角时，圆环的动能为mgh 2解析：选D 圆环沿杆滑下，滑到杆底端的过程中有两个力对圆环做功，即圆环的重力和弹簧的弹力，所以圆环和地球组成的系统机械能不守恒，故A 错误；当圆环沿杆的加速度为零时，其速度最大，动能最大，根据平衡条件可知，此时弹簧处于伸长状态，对圆环有一个斜向左下方的拉力，由题意及几何关系知，弹簧垂直于杆时处于压缩状态，故B 错误；根据功能关系可知，当圆环滑到最底端时其速度为零，重力势能全部转化为弹性势能，此时弹性势能最大，等于重力势能的减小量即mgh ，故C 错误；由几何关系知，弹簧转过60°角时，弹簧仍为原长，以圆环为研究对象，利用动能定理得：mg h 2＝12mv 2，即圆环的动能等于mgh 2，故D 正确。

咐呼州鸣咏市呢岸学校【走向高考】高三物理一轮复习第5章第4讲能量转化与守恒律习题一、选择题(1～3题为单项选择题，4～8题为多项选择题)1．跳伞运发动在刚跳离飞机、降落伞尚未翻开的一段时间内：①空气阻力做正功；②重力势能增加；③动能增加；④空气阻力做负功。

以下说法中正确的选项是( )A．①②B．③④C．②④D．①③[答案] B[解析] 跳伞运发动跳离飞机，在尚未翻开降落伞的这段时间内，运发动向下运动，重力对运发动做正功，重力势能减少；空气阻力对运发动做负功。

由于重力大于空气阻力，运发动向下做加速运动，其动能增加，故①②错，③④对。

2．飞船顺利发射升空后，在离地面340km的圆轨道上环绕地球运行了多圈。

运行中需要屡次进行“轨道维持〞。

所谓“轨道维持〞就是通过控制飞船上发动机的点火时间和推力的大小、方向，使飞船能保持在预轨道上稳运行。

如果不进行轨道维持，由于飞船受轨道上稀薄空气的摩擦阻力，轨道高度会逐渐降低，在这种情况下飞船的动能、重力势能和机械能变化情况将会是( )A．动能、重力势能和机械能都逐渐减小B．重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能不变C．重力势能逐渐增大，动能逐渐减小，机械能不变D．重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能逐渐减小[答案] D[解析] 飞船由于受到摩擦阻力(不只受到重力)的作用，摩擦阻力做负功，所以在变轨过程中机械能不守恒，会有一内能产生，飞船的总机械能减小。

这种情况下飞船高度要降低，重力做正功，重力势能减小，由v ＝GM r可知，速度会变大，故动能变大。

3．(2021·二模)质量为10 kg 的物体，在变力F 作用下沿x 轴做直线运动，力随位移x 的变化情况如下图．物体在x ＝0处速度为1 m/s ，一切摩擦不计，那么物体运动到x ＝16 m 处时，速度大小为( )A ．2 2 mB ．3 m/sC ．4 m/sD ．17 m/s [答案] B[解析] 此题考查动能理，意在考查F －x 图象线与横轴围成的面积表示功的知识。

能量的转化与守恒定律(1)1．人们为什么能够利用能量？能量是守恒的，为什么要节约能源？2．下列现象中，物体动能转化为势能的是（）A 单摆的摆球在最高处摆向最低处B 压缩的弹簧把物体弹出去C 汽车匀速驶上斜坡D 正在腾空上升的礼花弹3．一颗子弹沿水平方向射中一悬挂着的砂袋并留在其中，子弹的动能有一部分转化为内能，为了使转化为内能的能量在子弹原来的机械能中占的比例增加，可采用的方法是( )A．仅使子弹的速度增大B．仅使子弹的质量减小C．仅使悬挂砂袋的绳变短D．仅使砂袋的质量减小4．将小球竖直上抛，经一段时间落回抛出点，若小球所受的空气阻力大小不变，对其上升过程和下降过程损失的机械能进行比较，下列说法中正确的是( ) A．上升损失的机械能大于下降损失的机械能B．上升损失的机械能小于下降损失的机械能C．上升损失的机械能等于下降损失的机械能D．无法比较5．物体以60J的初动能从A点竖直上抛，上升某高度动能损失30J，而机械能损失10J。

设空气阻力大小恒定，则落回A点时动能为J 6．蹦床是青少年喜欢的一种体育活动，蹦床边框用弹簧固定有弹性网，当运动员从最高点落下直至最低点的过程中，空气阻力大小恒定，则运动员( ) A．刚接触网面时，动能最大B．机械能一直减少C．重力做功等于克服空气阻力做功D．重力势能的减少量等于弹性势能的增加量7．一个物体沿一固定粗糙斜面下滑，下滑过程中物体的机械能将，物体的内能将，物体的机械能与内能的总和。

（填“增大”“减小”或“不变”）8．某物体在运动的过程中，重力对其做功100J，则物体的（）A．动能一定增加100J B．动能一定减少100JC．重力势能一定增加100J D．重力势能一定减少100J9．核电站利用原子能发电，试说明从燃料铀在核反应堆中到发电机发出电的过程中的能的转化．10．下列哪种设备实现了电能转换为机械能，从而极大地促进了社会生产力发展（）A．发电机 B.电动机 C.电饭锅 D.电磁炉参考答案：1．答案：利用能源的过程是一个做功的过程，做功的过程实现了一种形式的能向另一种形式能的转化，也就是说不同形式的能量可以相互转化，为人们利用能源提供了依据．能量耗散表明，在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的了．这是能源危机更深层次的含意，也是“自然界的能量虽然守恒，但还是要节约能源”的根本原因．因此我们要节约能源，同时积极研究和开发利用新能源，如核能、太阳能．2．答案：D解析：3．答案：D解析：4．答案：C解析：上升过程和下降过程中空气阻力均做负功，Wf＝－Ffh，因此上升损失的机械能与下降损失的机械能大小相等，C正确。

专题五限时训练(限时:45分钟)【测控导航】一、选择题(在每小题给出的四个选项中,第1～5题只有一项符合题目要求,第6～10题有多项符合题目要求)1.(2014广东理综)如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图.图中①和②为楔块,③和④为垫板,楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦.在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中( B )A.缓冲器的机械能守恒B.摩擦力做功消耗机械能C.垫板的动能全部转化为内能D.弹簧的弹性势能全部转化为动能解析:在车厢相互撞击使弹簧压缩过程中,由于要克服摩擦力做功,且缓冲器所受合外力做功不为零,因此机械能不守恒,选项A错误;克服摩擦力做功消耗机械能,选项B正确;撞击以后垫板和车厢有相同的速度,因此动能并不为零,选项C错误;压缩弹簧过程弹簧的弹性势能增加,并没有减小,选项D错误.2.(2015温州二适)某工地上,一架起重机将放在地面的一个箱子吊起.箱子在起重机钢绳的作用下由静止开始竖直向上运动,运动过程中箱子的机械能E与其位移x关系的图象如图所示,其中O～x1过程的图线为曲线,x1～x2过程的图线为直线.根据图象可知( C )A.O～x1过程中钢绳的拉力逐渐增大B.O～x1过程中箱子的动能一直增加C.x1～x2过程中钢绳的拉力一直不变D.x1～x2过程中起重机的输出功率一直增大解析:由于除重力和弹簧的弹力之外的其他力做多少负功物体的机械能就减少多少,所以E x图象的斜率的绝对值等于箱子所受拉力的大小,由题图可知在O～x1内斜率逐渐减小,故在O～x1内箱子所受的拉力逐渐减小,所以开始先加速运动,当拉力减小后,可能减速运动,故选项A,B错误;由于箱子在x1～x2内所受的合力保持不变,加速度保持不变,箱子受到的拉力不变,故选项C正确;由于箱子在x1～x2内E x图象的斜率不变,箱子所受的拉力保持不变.如果拉力等于箱子所受的重力,则箱子做匀速直线运动,所以输出功率可能不变,故选项D错误.3.如图所示,质量为m的金属线框A静置于光滑平面上,通过细绳跨过定滑轮与质量为m的物体B相连,图中虚线内为一水平匀强磁场,d表示A与磁场左边界的距离,不计滑轮摩擦及空气阻力,设B下降h(h>d)高度时的速度为v,则以下关系中能够成立的是( C )A.v2=ghB.v2=2ghC.A产生的热量Q=mgh-mv2D.A产生的热量Q=mgh-mv2解析:因h>d,故线框一定经过磁场区域,由Q+(m+m)v2=mgh,得Q=mgh-mv2,v2<gh,故选项C正确,A,B,D错误.4.(2015黑龙江省哈师大附中等三校二模)如图所示,两根完全相同的轻质弹簧,下端固定在地面上,质量不同,形状相同的两物块分别置于两弹簧上端但不拴接.现用外力作用在物块上,使两弹簧具有相同的压缩量.撤去外力后,两物块由静止向上运动并离开弹簧,则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程,两物块一定满足(弹簧始终在弹性限度之内,以地面为零势能面)( B )A.两物块达最大速度时的高度相同B.上升的最大高度不同C.最大加速度相同D.最大重力势能不同解析:当物块的弹力等于重力时,物块加速度为零,物块达最大速度.由于两物块质量不相同,物块达最大速度时受到的弹力不相同,高度也不相同,故选项A错误;两弹簧具有相同的压缩量时,具有的弹力大小和弹性势能是相同的,弹性势能完全转化为重力势能时,由于两物块质量不相同,上升的最大高度不同,故选项B正确,D错误;由牛顿第二定律可知,两物块的最大加速度不相同,故选项C错误.5.(2015大庆市第二次质检)一个质量为m可视为质点的小铁块沿半径为R的固定半圆轨道边缘由静止滑下,到半圆底部时,轨道所受的压力为铁块重力的1.5倍,则此过程中铁块损失的机械能为( C )A.mgRB.mgRC.mgRD.mgR解析:在半圆底部N-mg=,N=1.5mg,得出mv2=mgR,所以铁块损失的机械能ΔE=E1-E2=mgR-mv2=mgR,故选项C正确.6.(2015宁波模拟)一举重运动员在地面上能举起重物的最大质量为100 kg,某次该运动员在有向上恒定加速度的电梯中举重物,他恰能举起90 kg的重物,则当运动员保持此举重状态随电梯运动10 m位移的过程中,以下结论可能正确的是(重力加速度g取10 m/s2)( BCD )A.重物机械能增加9 000 JB.重物机械能减少1 000 JC.重物动能增加1 000 JD.重物动能减少1 000 J解析:运动员的最大作用力F max=mg=1 000 N,在有向上加速度的电梯中m′a=F max-m′g=100 N,由于重物可能上升也可能下降运动,故重物的动能变化量为ΔE k=m′ah=1 000 J,机械能可能增加或减少,即ΔE=Fh=1 000 J,故选项B,C,D正确,选项A错误.7.(2015遵义市第二次联考)如图所示,物体A和B的质量均为m,它们通过一劲度系数为k的轻弹簧相连,开始时B放在地面上,A,B都处于静止状态,现用手通过细绳缓慢地将A向上提升距离L1时,B刚要离开地面,此过程手做功为W1;若将A加速向上提起,A上升的距离为L2时,B刚要离开地面,此时A的速度为v,此过程手做功为W2,弹簧一直处于弹性限度内,则( BCD )A.L 1=L2=B.W2>W1C.W1=mgL1D.W2=mgL2+解析:没有力向上提时,弹簧压缩量Δx 1=,弹性势能为E1;有力向上提,使B刚要离开地面时,弹簧伸长量Δx 2=,弹性势能为E2.所以L1=L2=,故选项A错误;由于E1=E2,可知W1=mgL1,W2=mgL2+mv2,所以W2>W1,故选项B,C,D正确.8.(2015云南第一次检测)如图所示,三根绝缘轻杆构成一个等边三角形,三个顶点上分别固定A,B,C三个带正电的小球.小球质量分别为m,2m,3m,所带电荷量分别为q,2q,3q.CB边处于水平面上,ABC处于竖直面内,整个装置都处于方向与CB边平行向右的匀强电场中.现让该装置绕过中心O并与三角形平面垂直的轴顺时针转过120°角,则A,B,C 三个球所构成的系统的( AD )A.电势能不变B.电势能减小C.重力势能减小D.重力势能增大解析:如图所示,在顺时针转过120°过程中,电场力对A,B,C三个球做的功分别为W A=qE×=,W B=-2q×E×l=-2qEl,W C=3qE×=,所以电场力对系统做的功W=W A+W B+W C=0,电势能不变,故选项A正确,B错误;A,B,C 三个球重力做的功分别为W A′=mgh,W B′=0,W C′=-3mgh,所以系统重力做功W′=W A′+W B′+W C′=-2mgh,重力势能增大,故选项C错误,D正确.9.(2015沧州市质量监测)如图所示,一光滑直杆固定在竖直平面内,与水平面的夹角θ=60°,有一质量为m的圆环穿在杆上,圆环连接细线,细线另一端通过质量与摩擦都不计的定滑轮连接质量也为m的重物.开始时圆环位于A点,此时细线水平,圆环与定滑轮距离为d.直杆上的B 点与A点距离也为d.如果将圆环从A点由静止释放,对于圆环从A到B 的运动过程,下列说法正确的是( AC )A.环到达B处时,重物上升的高度h=(-1)dB.环到达B处时,环与重物的速度大小相等C.环从A到B,环减少的机械能等于重物增加的机械能D.如果在B点将圆环由静止释放,重物将向下运动解析:在A点,圆环的重力与直杆夹角为30°,细线拉力与直杆夹角为60°,显然圆环将沿直杆下滑.环到达B处时,重物上升的高度为h=(2dcos 30°-d)=(-1)d,故选项A正确;环到达B处时,环沿绳方向的分速度与重物速度大小相等,故选项B错误;因环与重物组成的系统机械能守恒,故选项C正确;分析圆环在B点的受力,重力与细线拉力与直杆的夹角都为30°,所以圆环所受重力、细线拉力、直杆弹力,合力为零,圆环保持静止,故选项D错误.10.(2015永州三模)如图所示,甲、乙两传送带与水平面的夹角相同,都以恒定速率v向上运动.现将一质量为m的小物体(视为质点)轻轻放在A处,小物体在甲传送带上到达B处时恰好达到传送带的速率v;在乙传送带上到达离B处竖直高度为h的C处时达到传送带的速率v,已知B处离地面的高度均为H.则在小物体从A到B的过程中( AB )A.小物体与甲传送带间的动摩擦因数较小B.两传送带对小物体做功相等C.两传送带消耗的电能相等D.两种情况下因摩擦产生的热量相等解析:根据公式v2=2ax,可知物体加速度关系a甲<a乙,再由牛顿第二定律μmgcos θ-mgsin θ=ma,得知μ甲<μ乙,故选项A正确;传送带对小物体做功等于小物体的机械能的增加量,动能增加量相等,重力势能的增加量也相同,故两种传送带对小物体做功相等,故选项B正确;由摩擦生热Q=fs相对知,(甲)图中=,Q甲=f1s1=f1(vt1-)=f1,f1-mgsin θ=ma1=m;(乙)图中Q乙=f2s2=f2f2-mgsin θ=ma2=m,解得Q甲=mgH+mv2,Q乙=mg(H-h)+mv2,Q甲>Q乙.根据能量守恒定律,电动机消耗的电能E电等于摩擦产生的热量Q与物体增加机械能之和,因物体两次从A到B增加的机械能相同,Q甲>Q乙,所以将小物体传送到B处,两种传送带消耗的电能甲更多,故选项C,D错误.二、非选择题11.(2015抚顺市模拟)如图所示,光滑的直角细杆AOB固定在竖直平面内,OA杆水平,OB杆竖直.有两个质量相等均为0.3 kg的小球a与b分别穿在OA,OB杆上,两球用一轻绳连接,轻绳长L=25 cm,两球在水平拉力F作用下目前处于静止状态,绳与OB杆的夹角θ=53°(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,g=10 m/s2),求:(1)此时细绳对小球b的拉力大小,水平拉力F的大小;(2)现突然撤去拉力F,两球从静止开始运动,设OB杆足够长,运动过程中细绳始终绷紧,则当θ=37°时,小球b的速度大小.解析:(1)以小球b为研究对象,设绳子拉力为F T,由小球b受力平衡得F T==5 N杆对b球的弹力N=m b gtan 53°,对小球a和小球b整体考虑,拉力F等于OB杆对b球的弹力所以F=m b gtan 53°=4 N.(2)对小球a和b整体由机械能守恒定律,有m b g(Lcos 37°-Lcos 53°)=m b+m a同时,小球a和b的速度满足v b cos 37°=v a sin 37°两式联立解得v b=0.6 m/s.答案:(1)5 N 4 N (2)0.6 m/s12.(2015浙江考前模拟)低碳环保绿色出行的理念逐渐深入人心,纯电动汽车就是环保汽车.为宣传“低碳环保”健康生活理念,某次志愿者举行电动小汽车的表演.如图所示,质量为2 kg的小汽车从平台A处出发,以v0=5 m/s经过B处飞越斜坡,恰落在斜坡底端的C点,着地之后瞬间车速变为4 m/s,之后沿平直轨道CD运动,到达D点时关闭发动机,进入半径为1.8 m的圆轨道,运动一周后又进入水平轨道向右运动,直到停车线F时刚好停下.已知小汽车与水平面的摩擦阻力恒为重力的0.1倍,AC段运动过程中风力较大,可简化为受0.8 N的水平向右的作用力,竖直方向的空气作用力忽略不计,过了C点后无风,不计空气作用力.圆轨道可视作光滑.已知AB段长度x0=3 m,AB平台高1.25 m,CD段长度x2=2 m,DF段长度x3=50 m.小汽车的自身长度可忽略.求:(取g=10 m/s2)(1)斜坡倾角的正切值tan θ;(2)要使小汽车完成上述运动,CD段电动机至少提供多少能量?(3)若DF阶段启用动力回收系统,回收效率为30%,则此段汽车能滑行多远?解析:(1)飞跃斜坡过程,竖直方向的分运动为自由落体运动,水平方向的分运动为匀加速直线运动,水平加速度a x=,风力F0=0.8 N,得a x=0.4 m/s2,竖直方向有h=g,水平位移x 1=v0t1+a x,得x1=2.55 m,tan θ=,tan θ=.(2)小汽车与水平轨道的摩擦阻力f=0.1mg,f=2 N,设小汽车通过D点,E点的速度分别为v2,v3,如果小汽车恰能做完整的圆周运动,在E点应满足mg=m,从D到E的过程,运用动能定理有-mg×2R=m-m,得v 2=3 m/s,根据机械能守恒,运动一周回到D点的速度仍为v 2=3 m/s,设之后小汽车匀减速运动发生的位移为L.-fL=0-m,得L=45 m.L<x3=50 m,故汽车到不了终点线.若要到达终点线,小车的速度至少为v4,m,-fx得v4=10 m/s,C到D阶段,电动机提供的能量至少为E0,有E 0-fx2=m-m,v C=4 m/s,得E0=88 J.(3)若在DF阶段开启动力回收系统,回收效率30%,即有70%的能量用于克服摩擦力做功m×70%,-fx得x4=35 m.答案:(1)(2)88 J (3)35 m13.如图(甲)所示,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=30°角固定,M、P之间接电阻箱R,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B=0.5 T.质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为r.现从静止释放杆ab,测得其在下滑过程中的最大速度为v m.改变电阻箱的阻值R,得到v m与R的关系如图(乙)所示.已知轨道间距为L=2 m,重力加速度g取10 m/s2,轨道足够长且电阻不计.(1)当R=0时,求杆ab匀速下滑过程中产生的感应电动势E的大小及杆中电流的方向;(2)求杆ab的质量m和阻值r;(3)当R=4 Ω时,求回路瞬时电功率每增加1 W的过程中合外力对杆做的功W.解析:(1)由题图(乙)可知,当R=0时,杆ab最终以v0=2 m/s 的速度匀速运动,杆ab切割磁感线产生的电动势为E=BLv0=2 V根据楞次定律可知杆ab中电流方向为b→a.(2)杆ab下滑过程中的最大速度为v m,杆切割磁感线产生的感应电动势E′=BLv m由闭合电路欧姆定律得I=杆ab达到最大速度时满足mgsin θ-BIL=0解得v m=R+r由图象可知斜率为k= m/(s·Ω)=1 m/(s·Ω),纵截距为v0=2 m/s 根据图象和上式可知图象的截距为r=2 m/s图象的斜率为=1 m/(s·Ω)解得m=0.2 kg,r=2 Ω.(3)由法拉第电磁感应定律得E″=BLv回路的瞬时电功率P=由以上两式解得P=杆ab的速度由v1变到v2时,回路瞬时电功率的变化量为ΔP=-由动能定理得W=m-m由以上两式得W=ΔP,解得W=0.6 J.答案:(1)2 V b→a (2)0.2 kg 2 Ω(3)0.6 J。