2023年高考物理精品讲练系列学案功能关系能的转化和守恒定律doc高中物理2.docx

2023高考物理精品讲练系列学案：功能关系 能的转化和守恒定律 要点一 功能关系 即学即用 1.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.设上升过程中空气阻力F阻恒定.那么对于小球的整个上升过程,以下说法中错误的选项是 （ ） A.小球动能减少了mgH B.小球机械能减少了F阻H C.小球重力势能增加了mgH D.小球的加速度大于重力加速度g 答案 A 要点二 能的转化和守恒定律的内容 即学即用 2.某海湾共占面积1.0×107 m2,涨潮时平均水深20 m,此时关上水坝闸门,可使水位保持20 m不变.退潮时,坝外水位降至18 m并保持不变,如下列图.假设利用此水坝建设水电站,且重力势能变为电能的效率是10%,每天有两次涨潮,问该电站一天最多能发出多少电能（g取10 m/s2,不计发电机的能量损失） 答案 4×1010J 题型一 功能关系的应用 【例1】如下列图,一物体质量m=2 kg.在倾角为θ=37°的斜面上的A点以初速度v0=3 m/s 下滑,A点距弹簧上端B的距离AB=4 m.当物体到达B后将弹簧压缩到C点,最大压缩量 BC=0.2 m,然后物体又被弹簧弹上去,弹到的最高位置为D点,D点距A点AD=3 m.挡板及弹簧质量不计,g取 10 m/s2.求: （1）物体与斜面间的动摩擦因数μ. （2）弹簧的最大弹性势能Epm. 答案 （1）0.52 （2）24.4 J 题型二 能的转化与守恒定律的应用 【例2】在工厂的流水线上安装有水平传送带,用水平传送带传送工件,可大大提高工作效率.如下列图,水平传送带以恒定速率v=2 m/s,运送质量为m=0.5 kg的工件,工件都是以v0=1 m/s的初速度从A位置滑上传送带.工件与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2,每当前一个工件在传送带上停止相对滑动后,后一个工件立即滑上传送带.取g=10 m/s2.求: （1）传送带摩擦力对每个工件做的功. （2）每个工件与传送带之间因摩擦而产生的热量. （3）传送每个工件电动机做的功. 答案 （1）0.75 J （2）0.25 J （3）1 J 题型3 生活物理 【例3】飞机场上运送行李的装置为一水平放置的环形传送带,传送带的总质量为M,其俯视图如下列图.现开启电动机,传送带到达稳定运行的速度v后,将行李依次轻轻放到传送带上.假设有n件质量均为m的行李需通过传送带运送给旅客.假设在转弯处行李与传送带无相对滑动,忽略皮带轮、电动机损失的能量.求从电动机开启,到运送完行李需要消耗的电能为多少 答案 Mv2+nmv2 1.如下列图,A、B两球质量相等,A球用不能伸长的轻绳系于O点,B球用轻弹簧系于O′点,O与O′点在同一水平面上.分别将A、B球拉到与悬点等高处,使绳和轻弹簧均处于水平,弹簧处于自然状态,将两球分别由静止开始释放,当两球到达各自悬点的正下方时两球恰好仍处在同一水平面上,那么 （ ） A.两球到达各自悬点的正下方时,两球动能相等 B.两球到达各自悬点的正下方时,A球动能较大 C.两球到达各自悬点的正下方时,B球动能较大 D.两球到达各自悬点的正下方时,A球损失的重力势能较多 答案 B 2.两个底面积都是S的圆筒,放在同一水平面上,桶内装水,水面高度分别为h1和h2,如下列图. 水的密度为ρ.现把连接两桶的阀门翻开,最后两桶水面高度相等,那么这过程中重力所做的功等于 （ ） A.gS（h1-h2）2 B.gS（h1-h2）2 C.gS（h1-h2）2 D.gSh22 答案 C 3.推行节水工程的转动喷水“龙头〞如下列图,“龙头〞距地面h,可将水水平喷出,其喷灌半径可达10h.每分钟喷水的质量为m,所用的水从地下H深的井里抽取,设水以相同的速率喷出,水泵效率为η,不计空气阻力.试求: （1）水从喷水“龙头〞喷出的初速度. （2）水泵每分钟对水做的功. （3）带动水泵的电动机的最小输出功率. 答案 （1） （2）mg（26h+H） （3） 4.如下列图,轻且不可伸长的线悬挂质量为500 g的圆柱体,圆柱体又套在可沿水平方向移动的框架内,框架槽沿竖直方向,质量为200 g,自悬线静止于竖直位置开始,框架在水平恒力F=20.0 N的作用下移至图中位置.线长L=20.0 cm,不计一切摩擦,求圆柱体在此瞬时位置的速度.（取g=10 m/s2） 答案 2.40 m/s 1.以下四个选项的图中,木块均在固定的斜面上运动,其中图A、B、C中斜面是光滑的,图D中的斜面是粗糙的,图A、B中的F为木块所受的外力,方向如图中箭头所示,图A、B、D中的木块向下运动,图C中的木块向上运动.在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是 （ ） 答案 C 2.在一种叫做“蹦极跳〞的运动中,质量为m的游戏者身系一根长为L、弹性优良的轻质柔软橡皮绳,从高处由静止开始下落1.5L时到达最低点,假设在下落过程中不计空气阻力,那么从橡皮绳开始拉紧,到游戏者到达最低点的过程中,以下说法错误的选项是 （ ） A.速度先增大后减小 B.加速度先减小后增大 C.动能增加了mgL D.重力势能减少了 答案 C 3.（2023·济宁统考）一块质量为m的木块放在地面上,用一根弹簧连着木块,如下列图,用恒力F拉弹簧,使木块离开地面,如果力F的作用点向上移动的距离为h,那么 （ ） A.木块的重力势能增加了mgh B.木块的机械能增加了Fh C.拉力所做的功为Fh D.木块的动能增加了Fh 答案 C 4.如下列图,质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上.质量为m的小物块（可视为质点）放在小车的最左端.现用一水平恒力F作用在小物块上,使物块从静止开始做匀加速直线运动.物块和小车之间的摩擦力为f.物块滑到小车的最右端时,小车运动的距离为s.在这个过程中,以下结论正确的选项是 （ ） A.物块到达小车最右端时具有的动能为（F-f）（l+s） B.物块到达小车最右端时,小车具有的动能为fs C.物块克服摩擦力所做的功为f（l+s） D.物块和小车增加的机械能为Fs 答案 ABC 5.一物体获得一竖直向上的初速度从某点开始向上运动,运动过程中加速度的方向始终竖直向下,大小为4 m/s2,那么正确的说法是（g取10 m/s2） （ ） A.上升的过程中物体的机械能不断增加,重力势能增加 B.下降的过程中物体的机械能不断增加,重力势能减小 C.整个过程中物体的机械能不变 D.物体下落回到抛出点时的机械能和抛出时的机械能相等 答案 AD 6.一物块从如下列图的弧形轨道上的A点由静止开始滑下,由于轨道不光滑,它仅能滑到B点. 由B点返回后,仅能滑到C点,A、B高度差为h1,B、C高度差为h2,那么以下关系正确的 是 （ ） A.h1=h2 B.h1<h2 C.h1>h2 D.h1、h2大小关系不确定 答案 C 7.（2023·重庆模拟）将一物体从地面竖直上抛,设物体做上抛运动过程中所受的空气阻力大小恒定,物体在地面时的重力势能为零,那么物体从抛出到落回原地的过程中,物体的机械能E与物体距地面高度h的关系正确的选项是（ ） 答案 A 8.半径为R的四分之一竖直圆弧轨道,与粗糙的水平面相连,如下列图.有一个质量为m的均匀 细直杆搭放在圆弧两端,假设释放细杆,它将开始下滑,并且最后停在水平面上.在上述过程中 （ ） A.杆克服摩擦力所做的功为mgR B.杆克服摩擦力所做的功为mgR C.重力所做的功为mgR D.外力做的总功为mgR 答案 B 9.（2023·兰州一中月考）一颗速度较大的子弹,水平击穿原来静止在光滑水平面上的木块.设木块对子弹的阻力恒定不变,假设增大子弹的入射速度,关于子弹击穿木块过程中,说法正确的选项是 （ ） A.子弹击穿木块的发热量变大 B.子弹击穿木块的发热量不变 C.子弹动量的改变量变小 D.木块动能的增加量变大 答案 BC 10.沙河抽水蓄能电站自2022年投入运行以来,在缓解用电顶峰电力紧张方面,取得了良好的社会效益和经济效益.抽水蓄能电站的工作原理是,在用电低谷时（如深夜）,电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中,到用电顶峰时,再利用蓄水池中的水发电,如下列图,蓄水池（上游水库）可视为长方体,有效总库容量（可用于发电）为V,蓄水后水位高出下游水面H,发电过程中上游水库水位最大落差为d.统计资料说明,该电站年抽水用电为2.4×108 kW·h,年发电量为1.8×108 kW·h.那么以下计算结果正确的选项是（水的密度为ρ,重力加速度为g,涉及重力势能的计算均以下游水面 为零势能面） （ ） A.能用于发电的水的最大重力势能Ep=ρVgH B.能用于发电的水的最大重力势能Ep=ρVg C.电站的总效率达75% D.该电站平均每天所发电能可供给一个大城市居民用电（电功率以105 kW计）约10 h 答案 BC 11.如下列图,一个盛水容器两端开口,小口的横截面积为S1,大口的横截面积为 S2,内盛的水在不断地流出,此时的高度差为h,求此时流出小口水流的速度.（提示:上部和下部流量Q=Sv是相等的） 答案 12.（2023·海淀区模拟）如下列图,传送带与水平面之间的夹角为θ=30°,其上A、B两 点间的距离为l=5 m,传送带在电动机的带动下以v=1 m/s的速度匀速运动,现将一质量为 m=10 kg的小物体（可视为质点）轻放在传送带的A点,小物体与传送带之间的动摩擦因数μ=,在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中,求: （1）传送带对小物体做的功. （2）电动机做的功（g取10 m/s2）. 答案 （1）255 J （2）270 J 13.如下列图,水平地面AB=10.0 m,BCD是半径为R=0.9 m的光滑半圆轨道,O是圆心,DOB 在同一竖直线上.一个质量m=1.0 kg的物体静止在A点.现用F=10 N的水平恒力作用在物 体上,使物体从静止开始做匀加速直线运动.物体与水平地面间的动摩擦因数μ=0.5.当物体运动到B点时撤去F,之后物体沿BCD轨道运动,离开最高点D后落到地上的P点（图中未画出）.g取10 m/s2,求: （1）物体运动到B点时的速度大小. （2）物体运动到D点时的速度大小. （3）物体落地点P与B间的距离. 答案 （1）10 m/s （2）8 m/s （3）4.8 m