高考物理一轮复习练习及解析练习十三能转化与守恒定律.doc

金典练习十三功能关系能的转化与守恒定律选择题部分共10小题，每小题6分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.1.行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流.上述不同现象中所包含的相同物理过程是()A.重力对物体做功B.物体的动能转化为其他形式的能量C.物体的势能转化为其他形式的能量D.物体的机械能转化为其他形式的能量解析：汽车在水平路面上的制动过程，重力对其不做功，选项A、C错误；降落伞匀速下降时动能并没有变化，选项B错误.上述各物理过程中减少的机械能转化成其他形式的能量，选项D正确.答案：D2.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，对于小球的整个上升过程，下列说法错误的是()A.小球动能减少了mgHB.小球机械能减少了F阻HC.小球重力势能增加了mgHD.小球的加速度大于重力加速度g解析：动能的变化EkmgHF阻H，选项A错误；机械能的变化EF阻H，选项B正确；小球重力势能的变化EpmgH，选项C正确；由牛顿第二定律得ag，选项D正确.答案：A3.如图所示，固定在地面上的光滑斜面的顶端固定有一弹簧，一物体在光滑的水平地面上向右滑行并冲上斜面.已知物体在斜面最低点A时的速度为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面的高度为h，则从A到C的过程中，弹簧弹力做的功是()A.mghmv2B.mv2mghC.mgh D.(mghmv2)解析：令弹簧弹力做的功为W，在AC的过程中由动能定理得：Wmgh0mv2所以Wmghmv2，故选项A正确.答案：A4.如图所示，卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动.在移动过程中，下列说法正确的是()A.F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和B.F对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和C.木箱克服重力所做的功等于木箱增加的重力势能D.F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和解析：设木箱克服重力做的功为WG，克服摩擦力做的功为Wf.由动能定理有：WFWfWGEk即：WFEkWGWfEkEpWf故选项D正确.克服重力做的功WGEp，故选项C正确.答案：CD5.如图所示，某人用竖直向上的力缓慢提起长为L、质量为m的置于地面上的铁链，则在将铁链提起到刚要脱离地面的过程中，提力所做的功为()A.mgLB.mgLC.mgLD.mgL解析：缓慢提起的过程中铁链动能不变，由功能原理得：WFE机mgL.答案：B6.从空中某一位置以大小为v0的速度水平抛出一质量为m的物体，经过时间t，物体下落一段距离h后，其速度大小仍为v0，但方向与初速度方向相反，如图所示.下列说法错误的是()A.风力对物体做功为零B.风力对物体做负功，其大小等于物体机械能的变化C.物体机械能减少mghD.物体机械能减少mg2t2解析：物体在空中运动的过程中，重力和风力对其做功，由动能定理得：W风mgh0可得：W风mgh由题意知，物体机械能的变化Emgh若物体在竖直方向的受力恒为mg，则有：hgt2又由前面所述知风力对物体做负功，即风力方向为斜向上，则物体竖直方向的加速度ag，可得hgt2，|Ep|mg2t2.答案：AD7.自动充电式电动车的前轮装有发电机，发电机与蓄电池连接，骑车者用力蹬车或电动车自动滑行时，发电机向蓄电池充电，将一些机械能转化成电能储存起来.现使车以5000 J的初动能在水平路面上自由滑行，第一次关闭自动充电装置，其动能随位移的变化关系如图线所示；第二次启动自动充电装置，其动能随位移的变化关系如图线所示.假设两次滑行的空气阻力及地面阻力都保持恒定且相等，则第二次向蓄电池所充的电能是()A.2000 J B.2500 J C.3000 J D.5000 J解析：关闭自动充电装置时，由动能定理有f505000 J；启动自动充电装置时，由能的转化与守恒定律有W电f305000 J，可解得所充电能W电2000 J.答案：A8.如图所示，在质量为0.50 kg的重物上安装一极轻的细棒(设细棒足够长)，用手在靠近重物处握住细棒，使重物静止.现保持握细棒的手不动，稍稍减小握力，使手和细棒间保持一定的摩擦力，让重物和细棒以一定的加速度下落，在起初的1.0 s 的时间内，重物落下了0.50 m，在此过程中，手和细棒之间所产生的热量与重物重力势能的减少量之比为(取g10 m/s2)()A.11 B.910 C.12 D.110解析：设重物下降的加速度大小为a，由at2h可得：a1 m/s2又由牛顿第二定律a可得手与细棒之间的摩擦力f0.9mg故摩擦生热Qfh0.9mgh0.9|Ep|.答案：B9.如图所示，水平传送带以速度v匀速运动，一质量为m的小木块由静止轻放到传送带上.若小木块与传送带之间的动摩擦因数为，当小木块与传送带相对静止时，转化为内能的能量为()A.mv2 B.2mv2 C.mv2 D.mv2解析：小木块在传送带上做加速运动时的加速度ag，达到速度v以前加速运动的位移s1，这段时间内传送带移动的距离s2v.可以根据以下两种方法求转化的内能.解法一转化的内能等于摩擦产生的热量，由功能关系，得：Qfs相mg(s2s1)mv2.解法二由能量守恒定律可知，传动轮对皮带做的功等于木块动能的增加和转化的内能.由于皮带保持匀速运动，故木块加速过程中传动轮对它的牵引力大小Fmg所以有：WFEkQ即mgmv2Q所以Qmv2.答案：D 甲 乙10.在2006年世界体操锦标赛男子团体决赛中，中国队小将陈一冰在吊环比赛中获得冠军，杨威获得亚军.如图所示，陈一冰从图甲所示的状态缓慢运动到图乙所示的状态的过程中，下列判断正确的是(吊环受的重力不计)()A.在图甲所示的状态中，人对环的作用力沿手臂斜向下B.在图甲所示的状态中，人对环的作用力沿绳方向向下C.陈一冰从图甲所示的状态缓慢运动到图乙所示的状态的过程中，人不做功，机械能不变D.陈一冰从图甲所示的状态缓慢运动到图乙所示的状态的过程中，人做负功，机械能减少解析：取吊环为研究对象，环受手的作用力和绳的拉力作用，由平衡条件可知人对环的作用力沿绳的方向向下.从图甲至图乙的状态，系统的机械能减少，绳的拉力不做功，故知这一过程人做负功.答案：BD非选择题部分共3小题，共40分.11.(13分)如图所示，半径为L的金属圆环ab竖直放置，磁感应强度为B的匀强磁场垂直纸面向里.金属轻杆Oa的a端连接质量为m的金属球，金属球可在金属圆环ab上自由滑动，现让Oa杆绕轴O由水平位置静止释放，运动中始终与固定的Ob杆组成闭合电路，经时间t金属球到达b处的速度为v(v).若Oa、Ob杆电阻均为R，其余电阻不计，则此过程中感应电动势的有效值为多少？解析：根据能的转化和守恒定律，在Oa杆转至竖直方向的过程中，发生电磁感应转化的电能为：W电mgLmv2设这一过程感应电动势的有效值为E，有：W电t可解得：E.答案：12.(13分)如图所示，在倾角为的斜面上，一物块通过轻绳的牵拉压紧弹簧.现将轻绳烧断，物块被弹出，与弹簧分离后即进入斜面上足够长的粗糙部分NN(此前摩擦不计).物块沿斜面的粗糙部分上滑达到的最远位置离N的距离为s，此后下滑，第一次回到N处压缩弹簧后又被弹离，物块第二次上滑的最远位置离N的距离为.求：(1)物块与粗糙斜面间的动摩擦因数.(2)物块最终克服摩擦力做功所通过的路程s.解析：(1)设物块第一次下滑回到N时速度为v，则：mgsin smgcos smv2第二次上滑，初速度也为v，有：mgsin mgcos mv2联立解得：tan .或直接对动能为零的两个状态及过程运用动能定理：mgsin mgcos (s)0，解得tan (2)物块进入NN获得的初始动能为：Ek0mgsin smgcos s物块最终只能在N点以下的斜面上往复运动，由动能定理有：Wfmgcos s解得：s4s.答案：(1)tan (2)4s13.(14分)一质量为m的皮球，无论从多高处自由落下，反弹高度都为原来的.要使皮球从h高处被拍打后，下落反弹回h高处，每次拍球需对球做的功为多少？(空气阻力不计)错解：由于皮球反弹高度为原来的，说明皮球碰撞损失的能量为mgh.故每次拍球时需要对球做的功为mgh.剖析：由题意知每次与地面碰撞损失的机械能为着地前机械能的，即若皮球从h高处自由释放，碰撞损失为：mgh，若皮球被W的功拍打后，着地碰撞损失大于mgh，故上面解析是错误的.正解：设拍球时对球做功为W能使球反弹回h高处，由能的转化和守恒定律有：Wmgh(mghW)mgh解得：Wmgh.答案：mgh5 / 5