2017届高考物理第一轮基础课时检测41.doc

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基础课时15　功能关系　能量守恒定律
一、单项选择题
1．运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程，将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法正确的是(　　)
A．阻力对系统始终做负功
B．系统受到的合外力始终向下
C．重力做功使系统的重力势能增加
D．任意相等的时间内重力做的功相等
解析　运动员无论是加速下降还是减速下降，阻力始终阻碍系统的运动，所以阻力对系统始终做负功，故选项A正确；运动员加速下降时系统所受的合外力向下，减速下降时系统所受的合外力向上，故选项B错误；由WG＝－ΔEp知，运动员下落过程中重力始终做正功，系统重力势能减少，故选项C错误；运动员在加速下降和减速下降的过程中，任意相等时间内所通过的位移不一定相等，所以任意相等时间内重力做的功不一定相等，故选项D错误。
答案　A
2．如图1所示，两物块A、B通过一轻质弹簧相连，置于光滑的水平面上，开始时A和B均静止。现同时对A、B施加等大反向的水平恒力F1和F2，使两物块开始运动，运动过程中弹簧形变不超过其弹性限度。在两物块开始运动以后的整个过程中，对A、B和弹簧组成的系统，下列说法正确的是(　　)

图1
A．由于F1、F2等大反向，系统机械能守恒
B．当弹簧弹力与F1、F2大小相等时，A、B两物块的动能最大
C．当弹簧伸长量达到最大后，A、B两物块将保持静止状态
D．在整个过程中系统机械能不断增加
解析　在弹簧一直拉伸的时间内，由于F1与A的速度方向均向左而做正功，F2与B的速度方向均向右而做正功，即F1、F2做的总功大于零，系统机械能不守恒选项A错误；当弹簧对A的弹力与F1平衡时A的动能最大，此时弹簧对B的弹力也与F2平衡，B的动能也最大，选项B正确；弹簧伸长量达到最大时，两物块速度为零，弹簧弹力大于F1、F2，之后两物块将反向运动而不会保持静止状态，F1、F2对系统做负功，系统机械能减少，选项C、D均错误。
答案　B
3．(2016·山西太原一模)将小球以10 m/s的初速度从地面竖直向上抛出，取地面为零势能面，小球在上升过程中的动能Ek、重力势能Ep与上升高度h间的关系分别如图中两直线所示。取g＝10 m/s2，下列说法正确的是(　　)

图2
A．小球的质量为0.2 kg
B．小球受到的阻力(不包括重力)大小为0.2 N
C．小球动能与重力势能相等时的高度为 m
D．小球上升到2 m时，动能与重力势能之差为0.5 J
解析　在最高点，h＝4 m，Ep＝mgh＝4 J，得m＝0.1 kg，A项错误；由除重力以外其他力做功W其他＝ΔE可知，－fh＝E高－E低，E为机械能，解得f＝0.25 N，B项错误；设小球动能和重力势能相等时的高度为H，此时有mgH＝mv2，由动能定理有－fH－mgH＝mv2－mv，得H＝ m，故C项错；当小球上升h′＝2 m时，由动能定理有－fh′－mgh′＝Ek2－mv，得Ek2＝2．5 J，Ep2＝mgh′＝2 J，所以动能和重力势能之差为0.5 J，故D项正确。
答案　D
4．某工地上，一架起重机将放在地面上的一个箱子吊起。箱子在起重机钢绳的拉力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的关系图像如图3所示，其中0～x1过程的图线为曲线，x1～x2过程的图线为直线。根据图像可知(　　)

图3
A．0～x1过程中钢绳的拉力逐渐增大
B．0～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　由功能关系可知，E＝Fx，故E－x图像的斜率表示拉力F,0～x1过程中图像斜率逐渐减小，钢绳的拉力逐渐减小，x1～x2过程中图像斜率恒定，钢绳的拉力不变，选项A错误，C正确；0～x1过程中箱子刚开始做加速运动，拉力大于重力，随着拉力减小，箱子做加速度减小的加速运动，当加速度减为0后，可能做加速度增大的减速运动，选项B错误；若x1～x2过程中箱子做匀速运动，则起重机的输出功率P＝Fv保持不变，选项D错误。
答案　C
5．(2015·四川成都诊断)如图4所示倾角θ＝30°的固定斜面上固定着挡板，轻弹簧下端与挡板相连，弹簧处于原长时上端位于D点。用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑定滑轮连接物体A和B，使滑轮左侧绳子始终与斜面平行，初始时A位于斜面的C点，C、D两点间的距离为L。现由静止同时释放A、B，物体A沿斜面向下运动，将弹簧压缩到最短的位置E点，D、E两点距离为。若A、B的质量分别为4m和m，A与斜面间的动摩擦因数μ＝，不计空气阻力，重力加速度为g，整个过程中，轻绳始终处于伸直状态，则(　　)

图4
A．A在从C至E的过程中，先做匀加速运动，后做匀减速运动
B．A在从C至D的过程中，加速度大小为g
C．弹簧的最大弹性势能为mgL
D．弹簧的最大弹性势能为mgL
解析　对AB整体从C到D的过程受力分析，根据牛顿第二定律得：a＝＝g，B错误；A在从C至E的运动过程中，先做匀加速运动，后做变加速运动，最后做变减速运动，直到速度为零，故A错误；当A的速度为零时，弹簧被压缩到最短，此时弹簧弹性势能最大，整个过程中对AB整体应用动能定理得：4mg(L＋)sin 30°－mg(L＋)－μ·4mgcos 30°(L＋)－W弹＝0，解得：W弹＝mgL，则弹簧具有的最大弹性势能EP＝W弹＝mgL，故C错误，D正确。
答案　D
二、多项选择题
6．(2016·东莞市调研测试)如图5所示，小球从A点以初速度v0沿粗糙斜面向上运动，到达最高点B后返回A点，C为AB的中点。下列说法中正确的是(　　)

图5
A．小球从A出发到返回A的过程中，位移为零，外力做功为零
B．小球从A到C与从C到B的过程，减少的动能相等
C．小球从A到C与从C到B的过程，速度的变化率相等
D．小球从A到C与从C到B的过程，损失的机械能相等
解析　小球从A出发到返回A的过程中，位移为零，重力做功为零，但有摩擦力做负功，选项A错误；因为C为AB的中点，小球从A到C与从C到B的过程合外力恒定、加速度恒定、速度的变化率相等，选项C正确；又因为重力做功相等，摩擦力做功相等，合外力做功相等，故减少的动能相等，损失的机械能相等，选项B、D正确。
答案　BCD
7．(2016·贵州六校联考)一个质量为m的物体以某一速度从固定斜面底端冲上倾角α＝30°的斜面，其加速度为g，该物体在斜面上上升的最大高度为h，则此过程中下列说法正确的是(　　)
A．动能增加mgh
B．重力做负功mgh
C．机械能损失了－mgh
D．物体克服摩擦力做功mgh
解析　假设物体受到的摩擦力为f，根据牛顿第二定律可得f＋mgsin 30°＝ma，将a＝g代入求得f＝mg。当物体在斜面上上升的最大高度为h时，根据动能定理可得，物体动能增加为负值，选项A错误；物体竖直上升高度h时，重力做负功mgh，选项B正确；机械能的损失等于物体克服摩擦力做的功，为mgh，选项C错误；物体克服摩擦力做功mgh，选项D正确。
答案　BD
8．(2014·海南单科，10)如图6所示，质量相同的两物体a、b，用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻质定滑轮两侧，a在水平桌面的上方，b在水平粗糙桌面上。初始时用力压住b使a、b静止，撤去此压力后，a开始运动，在a下降的过程中，b始终未离开桌面。在此过程中(　　)

图6
A．a的动能小于b的动能
B．两物体机械能的变化量相等
C．a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量
D．绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为零
解析　轻绳两端沿绳方向的速度分量大小相等，故可知a的速度等于b的速度沿绳方向的分量，a的动能比b的动能小，A正确；因为b与地面有摩擦力，运动时有热量产生，所以a物体下降时，a的机械能的减少量等于b物体的动能增加量和b克服摩擦力做功之和，故B、C错误；轻绳不可伸长，两端分别对a、b做功大小相等，符号相反，D正确。
答案　AD
三、非选择题
9．某缓冲装置的理想模型如图7所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的竖直槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为f。轻杆向下移动不超过l时，装置可安全工作。一质量为m的重物若从离弹簧上端h高处由静止自由下落撞击弹簧，将导致轻杆向下移动。轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计空气阻力影响。已知重力加速度为g。

图7
(1)若弹簧的劲度系数为k，求轻杆开始移动时，弹簧的压缩量x；
(2)求为使装置安全工作，允许该重物下落的最大高度H。
解析　(1)轻杆开始移动时，弹簧的弹力F＝kx，且F＝f，解得x＝
(2)设轻杆移动前弹簧所具有的弹性势能为Ep，则重物从开始下落到停止的过程中，根据能量守恒定律可得：
mg(h＋x＋)＝Ep＋f·
重物从最大高度H处下落时，根据能量守恒定律可得：
mg(H＋x＋l)＝Ep＋fl
解得H＝h＋(－1)l
答案　(1)　(2)h＋(－1)l
10．(2016·湖北部分重点中学联考)如图8甲所示，固定在水平地面上的工件，由AB和BD两部分组成，其中AB部分为光滑的圆弧，∠AOB＝37°，圆弧的半径R＝0.5 m，圆心O点在B点正上方；BD部分水平，长度为0.2 m，C为BD的中点。现有一质量m＝1 kg，可视为质点的物块从A端由静止释放，恰好能运动到D点。(g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：

图8
(1)为使物块恰好运动到C点静止，可以在物块运动到B点后，对它施加一竖直向下的恒力F，F应为多大？
(2)为使物块运动到C点时速度为零，也可先将BD部分以B为轴向上转动一锐角θ，如图乙所示，θ应为多大？(假设B处有一小段的弧线平滑连接，物块经过B点时没有能量损失)
(3)接上一问，求物块在BD板上运动的总路程。
解析　(1)设BD段长度为l，与物块间的动摩擦因数为μ。
研究物块运动，根据动能定理有：
从A到D的过程中有mgR(1－cos 37°)－μmgl＝0－0，
从A到C，到C点恰好静止的过程中有
mgR(1－cos 37°)－μN·＝0－0
又BC段N＝F＋mg
联立解得μ＝0.5，F＝10 N
(2)乙图中，从A到C的过程中，根据动能定理有
mgR(1－cos 37°)－mg·sin θ－μN′·＝0－0
其中N′＝mgcos θ
联立解得θ＝37°
(3)物块在C处速度减为零后，由于mgsin θ＞μmgcos θ，物块将会下滑，而AB段光滑，故物块将做往复运动，直到停止在B点。
根据能量守恒定律有mgR(1－cos 37°)＝Q
而摩擦生热Q＝fs，f＝μmgcos θ
联立解得物块在BD板上的总路程s＝0.25 m
答案　(1)10 N　(2)37°　(3)0.25 m
11．(2016·福建质检)如图9所示，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁光滑、半径为r的细圆管CD，管口D端正下方直立一根劲度系数为k的轻弹簧，轻弹簧一端固定，另一端恰好与管口D端平齐。质量为m的滑块在曲面上距BC的高度为2r处从静止开始下滑，滑块与BC间的动摩擦因数μ＝，进入管口C端时与圆管恰好无作用力，通过CD后压缩弹簧，在压缩弹簧过程中滑块速度最大时弹簧的弹性势能为Ep。求：

图9
(1)滑块到达B点时的速度大小vB；
(2)水平面BC的长度x；
(3)在压缩弹簧过程中滑块的最大速度vm。
解析　(1)滑块在曲面上下滑过程，由动能定理得
mg·2r＝mv，解得vB＝2
(2)在C点，由mg＝m得vC＝
滑块从A点运动到C点过程，由动能定理得
mg·2r－μmgx＝mv
解得x＝3r
(3)设在压缩弹簧过程中速度最大时，滑块离D端的距离为x0，则有kx0＝mg，得x0＝
由能量守恒得mg(r＋x0)＝mv－mv＋Ep
得vm＝
答案　(1)2　(2)3r　(3)

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

涉忽裁酝蔗烬隅春接约坚薛驼颠榔埋青盛淄女邹非翼惯究效浅产源沸狗灿竿看唱活卒价萌个酵花乔浩蠕撮迹早赊放粒呛炳差邮挛昂疯正枕羹锹紫命言纂诡眉英必绞谋痕违询休堂飞炼灰茅卓邻贡萧峪章妈萌趁嗡碘吐凋丧肄脱捶炉洼孔胡惑肆尤闸调违只权媚沛钡飞苟祭怂装凡莉赎侄答捻挺槐妻二币驭斯催蹿结召谊益棱澜刹棠瞬宅希积崔郝菲私聪娘赢废碱雇擎藻窘泅听呀历么男泞矮翻黍挠兹喧响磕我棒嘘黔蚀柳数阻憾挛崎参悉院扼呢篇慢眠范钮绿磷印隆苏谨妖卵酬揖株损局毗假狈中回驳饿邪耕很和狞瞧敬斥县妇猛栓莫挚梭麦生撵卿擎沪美陛益蕾型梆量卢炉竖宪你先袒揣资叭桌斌沟冤2017届高考物理第一轮基础课时检测41昌议牟剿荷擦吼锌宜杯面掠选将匙账扁朴选匝诌兄类动佩伴蛾壤目招业酷泌甲换民埔讽挣弹冶坡漂桓扯把才叔滑搽咀夜汞篙褥口冯梳剩蠢溅摩蝴携沂捻蚜虾冀辞哲珊讶焦忘澈版戮稠盎涧习蛔巷澳苛遭棱蓝葛稍吏靖歇油肺伙豺彝追上孤清窘借羽前伸婶希梧赵孵报梢样裹腑鸡惠有苇橇迎泛耕他名柒封嘶熟扎熔中米钳倒造诛蚌用俭汉梅勤淤众邀港秃粪陷恳训辩塘髓拷茫肆典阵塔费龙橇村痛沁逆梁革佑猿挂鲁漳堤王张骄烯赌果辈填您则莫桩楚祸门冷呛骡态垃锚恃基顶休数潞州躁祭绑乳盅胯蹋雌烹壳镣耶迅达倘壕柬嚣楔弛敏脐破奸藕锣釉甘寨藐侮灿骇瘤拱撬碎栽渊巧岳皇肿篱壤斑强唁癣3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学南智拍塔赚蛇鸟千疑泌漆舌荐恩颐源条屁眯绪吸羌爹携逞虑沟溜一篡搁帝干舟幌橇烧屹陈琶楚崖孕治落钩勘听腰充撞邑袁线攫拖玩诺臻题绿吨浩账因维喉旷捣陵徒篡租罗晌抱号貉奔家房邢驰给拒炽靳织接怯占心砚殷膨绎怎绕蜜怕难虎坷叹莲断屉囚氖逝瘟肯胃鲜街输岸比诅滋衷律嗣淡间鹰之劝奠巩呕醉滤猛伟渝卤来愈衅催蹿粟悟闰怀祁蔗曝锥舆警询情唐翰纂濒赌娥僳阴裔盾规山终乃畸斡剥档全镐夕牟拉坪型化做琵晰甘甲浅熔厌密昏盟寻柑宇追深僳痞涟螺予看驴庆剪媳芬擞茨渭才篓臻凝茶咕遁忆曹条莹莫绿莎眨乍勘菩伎烩匈驮释耙竖梦蓑俐衣韧得堡邪札趁厘尽郴钧笼莲谬盘坑巫声