高考物理二轮复习 专题二 能量与动量 跟踪强化训练6

跟踪强化训练(六)一、选择题1(多选)一带电小球在空中由A点运动到B点的过程中，只受重力和电场力作用若重力做功3 J，电场力做功1 J，则小球的()A重力势能增加3 J B电势能增加1 JC动能减少3 J D机械能增加1 J解析根据重力做功与重力势能的变化关系，重力做功3 J，其重力势能一定增加3 J，选项A正确根据电场力做功与电势能变化关系，电场力做功1 J，其电势能一定减少1 J，选项B错误根据动能定理，合外力做功为3 J1 J2 J，动能减少2 J，选项C错误根据除重力以外的其他力做了多少功，机械能就增加多少，可知电场力做功1 J，机械能增加1 J，选项D正确答案AD2(多选)(2017江苏省苏北四市摸底)如下图所示，半径为R的竖直光滑圆轨道与光滑水平面相切，质量均为m的小球A、B与轻杆连接，置于圆轨道上，A位于圆心O的正下方，B与O等高它们由静止释放，最终在水平面上运动下列说法正确的是()A下滑过程中重力对B做功的功率先增大后减小B当B滑到圆轨道最低点时，轨道对B的支持力大小为3mgC下滑过程中B的机械能增加D整个过程中轻杆对A做的功为mgR解析因为初位置速度为零，则重力的功率为0，最低点速度方向与重力的方向垂直，重力的功率为零，可知重力的功率先增大后减小故A正确；A、B小球组成的系统，在运动过程中，机械能守恒，设B到达轨道最低点时速度为v，根据机械能守恒定律得：(mm)v2mgR，解得：v，在最低点，根据牛顿第二定律得：FNmgm解得：FN2mg，故B错误；下滑过程中，B的重力势能减小EpmgR，动能增加量Ekmv2mgR，所以机械能减小mgR，故C错误；整个过程中对A，根据动能定理得：Wmv2mgR，故D正确答案AD3(2017河南省八市二模)如下图所示，用两根金属丝弯成一光滑半圆形轨道，竖直固定在地面上，其圆心为O、半径为R.轨道正上方离地h处固定一水平长直光滑杆，杆与轨道在同一竖直平面内，杆上P点处固定一定滑轮，P点位于O点正上方A、B是质量均为m的小环，A套在杆上，B套在轨道上，一条不可伸长的细绳绕过定滑轮连接两环两环均可看作质点，且不计滑轮大小与质量现在A环上施加一个水平向右的恒力F，使B环从地面由静止沿轨道上升则()A力F所做的功等于系统动能的增加量B在B环上升过程中，A环动能的增加量等于B环机械能的减少量C当B环到达最高点时，其动能为零D当B环与A环动能相等时，sinOPB解析力F做正功，系统的机械能增加，由功能关系可知，力F所做的功等于系统机械能的增加量，不等于系统动能的增加量故A错误；由于力F做正功，A、B组成的系统机械能增加，则A环动能的增加量大于B环机械能的减少量，故B错误；当B环到达最高点时，A环的速度为零，动能为零，但B环的速度不为零，动能不为零，故C错误；当PB线与圆轨道相切时，vBvA，根据数学知识有sinOPB，故D正确答案D4(2017山东潍坊中学一模)如图所示，在竖直面内固定一光滑的硬质杆ab，杆与水平面的夹角为，在杆的上端a处套一质量为m的圆环，圆环上系一轻弹簧，弹簧的另一端固定在与a处在同一水平线上的O点，O、b两点处在同一竖直线上由静止释放圆环后，圆环沿杆从a运动到b，在圆环运动的整个过程中，弹簧一直处于伸长状态，则下列说法正确的是()A圆环的机械能保持不变B弹簧对圆环一直做负功C弹簧的弹性势能逐渐增大D圆环和弹簧组成的系统机械能守恒解析由几何关系可知，当环与O点的连线与杆垂直时，弹簧的长度最短，弹簧的弹性势能最小，如图，所以在环从a到C的过程中弹簧对环做正功，弹簧的弹性势能减小，环的机械能增大，而从C到b的过程中，弹簧对环做负功，弹簧的弹性势能增大，环的机械能减小，故A、B、C错误；在整个的过程中只有圆环的重力和弹簧的弹力做功，所以圆环和弹簧组成的系统机械能守恒，故D正确答案D5(多选)(2017三湘名校联盟三模)如图所示，一质量为m的小球以初动能Ek0从地面竖直向上抛出，已知运动过程中受到恒定阻力fkmg作用(k为常数且满足0k1)图中两条图线分别表示小球在上升过程中动能和重力势能与其上升高度之间的关系(以地面为零势能面)，h0表示上升的最大高度则由图可知，下列结论正确的是()AE1是最大势能，且E1B上升的最大高度h0C落地时的动能EkD在h1处，物体的动能和势能相等，且h1解析因小球上升的最大高度为h0，由图可知其最大势能E1，又E1mgh0，得h0，A项错误，B项正确由图可知，小球上升过程中阻力做功为Ek0，因小球所受阻力恒定，且上升和下落高度相等，则小球下落过程中阻力做功为Ek0，则小球落地时的动能EkEk0，C项错误在h1处，小球的动能和势能相等，则有Ek0(mgf)h1mgh1，解得h1，D项正确答案BD6(多选)(2017三湘名校联盟三模)如图是某缓冲装置，劲度系数足够大的轻质弹簧与直杆相连，直杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为f，直杆质量不可忽略一质量为m的小车以速度v0撞击弹簧，最终以速度v弹回直杆足够长，且直杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计小车与地面间的摩擦则()A小车被弹回时速度v一定小于v0B直杆在槽内移动的距离等于C直杆在槽内向右运动时，小车与直杆始终保持相对静止D弹簧的弹力可能大于直杆与槽间的最大静摩擦力解析在整个运动过程中，若弹簧的弹力始终小于直杆与槽间的最大静摩擦力，则杆不动，Wf0，小车被弹回时速度vv0，故A项错误若直杆发生了运动，对整个过程应用动能定理有fxmv2mv，得x，B项正确当弹簧弹力刚等于最大静摩擦力时，小车仍有向右的速度，弹簧进一步被压缩，弹簧弹力大于最大静摩擦力，小车做减速运动，杆做加速运动，故C项错误，D项正确答案BD7(2017江苏卷)一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处物块初动能为Ek0，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能Ek与位移x关系的图线是()解析设物块与斜面间的动摩擦因数为，物块的质量为m，则上滑过程中，(mgsinmgcos)xEkEk0，即EkEk0(mgsinmgcos)x，图象是斜率为负、纵轴截距为Ek0的倾斜线段，当xx0时，速度减为零，Ek0.物块沿斜面下滑时，Ek(mgsinmgcos)(x0x)，图象是斜率为负的倾斜线段，x0时，动能小于Ek0，综上分析，结合图象可知C正确答案C8(多选)(2017福建霞浦一中期中)如图所示，一轻绳通过无摩擦的小定滑轮O与质量为mB的小球B连接，另一端与套在光滑竖直杆上质量为mA的小物块A连接，杆两端固定且足够长，物块A由静止从图示位置释放后，先沿杆向上运动设某时刻物块A运动的速度大小为vA，加速度大小为aA，小球B运动的速度大小为vB，轻绳与杆的夹角为.则()AvBvAcosBaAgC小球B减少的重力势能等于物块A增加的动能D当物块A上升到与滑轮等高时，它的机械能最大解析将物块A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向，在沿绳子方向的分速度等于B的速度，即vBvAcos，A正确 .根据力的合成与分解法则，结合牛顿第二定律，FTcosmAgmAa，而FTmBg，则有aAg，B错误选AB作为系统，系统的机械能守恒，小球B减少的重力势能等于物块A增加的重力势能和系统增加的动能，C错误除重力以外其他力做的功等于机械能的变化，物块A上升到与滑轮等高前，拉力做正功，机械能增加，物块A上升到与滑轮等高后，拉力做负功，机械能减少，所以A上升到与滑轮等高时，机械能最大，D正确答案AD9竖直平面内有一1/4光滑椭圆轨道，如图所示，一轻弹簧一端固定在椭圆的中心O，另一端系一小球，小球套在光滑椭圆轨道上在Q点安装一光电计时器已知OP是椭圆的半短轴，长度为a，OQ是椭圆的半长轴，长度为b.轻弹簧的原长等于a，小球的直径为d，质量为m.轻弹簧形变量为x时，其弹性势能可表示为Epkx2(轻弹簧始终在弹性限度内，k为轻弹簧的劲度系数)小球从图中P点由静止释放，经过Q处光电计时器时的挡光时间为t，下列说法正确的是()A小球到达Q点时的动能等于mgbB小球到达Q点时弹簧的弹性势能为kb2C小球从P点运动到Q点的过程中弹簧弹力不做功D该轻弹簧的劲度系数k解析小球到达Q点时弹簧的弹性势能为k(ba)2，由功能关系可知，小球到达Q点时的动能等于mgbk(ba)2，选项A、B错误；小球到达Q点时的速度v，小球到达Q点时的动能Ekmv2，由功能关系可知，小球从P点运动到Q点的过程中克服弹簧弹力做的功WEpmgb，C错误；由功能关系可知k(ba)2mgb，解得k，D正确答案D10(多选)(2017四川凉山州一诊)如图所示，传送带以速度为v顺时针匀速转动，质量m3 kg的小物块以初速度v05 m/s从左端的A点滑上传送带，已知物块与传送带之间动摩擦因数0.2，AB两端长L6 m，重力加速度g10 m/s2.物块从A点运动到B点的过程中()A物块在传送带上运动的时间1 st2 sB物块在传送带上运动时间最短时，传送带速度可能是6 m/sC传送带的速度v3 m/s，摩擦力对物块的冲量I10 NsD无论传送带速度多大，物块动能增加不会超过36 J解析由牛顿第二定律，mgma，物块在传送带上运动的加速度a2 m/s2.若传送带速度很小，则小物块以初速度v05 m/s从左端的A点滑上传送带后做减速运动，由vv2aL解得v11 m/s.在传送带上运动的平均速度3 m/s，物块从A点运动到B点的最长时间t12 s若传送带速度很大，物块以初速度v05 m/s从左端的A点滑上传送带后做加速运动，由vv2aL解得v27 m/s.在传送带上运动的平均速度6 m/s，物块从A点运动到B点的最短时间t21 s所以物块在传送带上运动的时间1 st2 s，A正确物块在传送带上运动时间最短时，传送带速度vminv0at27 m/s，B错误传送带的速度v3 m/s，小物块以初速度v05 m/s从左端的A点滑上传送带后做减速运动，由v0vat3解得t31 s，即摩擦力作用时间为1 s，摩擦力对物块的冲量Imgt36 Ns，C错误无论传送带速度多大，摩擦力做功最大WfmgL36 J，由动能定理可知，物块动能增加不会超过36 J，D正确答案AD二、非选择题11(2017全国卷)一质量为8.00104 kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面飞船在离地面高度1.60105 m处以7.50103 m/s的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为100 m/s时下落到地面取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量，大小取为9.8 m/s2.(结果保留2位有效数字)(1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能；(2)求飞船从离地面高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%.解析(1)飞船着地前瞬间的机械能Ek0mv式中，m和v0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速度大小代入数据得Ek04.0108 J设地面附近的重力加速度大小为g.飞船进入大气层时的机械能Ehmvmgh式中，vh是飞船在高度1.6105 m处的速度大小代入数据得Eh2.41012 J(2)飞船在高度h600 m处的机械能Ehm2mgh由功能原理得WEhEk0式中，W是飞船从高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功代入数据得W9.7108 J答案(1)4.0108 J2.41012 J(2)9.7108 J12(2017内蒙古杭锦后旗奋斗中学摸底)如图所示，一质量m0.4 kg的滑块(可视为质点)静止于动摩擦因数0.1的水平轨道上的A点现对滑块施加一水平外力，使其向右运动，外力的功率恒为P10.0 W经过一段时间后撤去外力，滑块继续滑行至B点后水平飞出，恰好在C点以5 m/s的速度沿切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道，轨道的最低点D处装有压力传感器已知轨道AB的长度L2.0 m，半径OC和竖直方向的夹角37，圆形轨道的半径R0.5 m(空气阻力可忽略，重力加速度g10 m/s2，sin370.6，cos370.8)，求：(1)滑块运动到D点时压力传感器的示数；(2)水平外力作用在滑块上的时间t.解析(1)滑块由C点运动到D点的过程，机械能守恒mvmvmgR(1cos37)滑块在D点的速度vD3 m/s在D点，对滑块受力分析，根据牛顿第二定律，有FNmgm滑块受到的支持力FNmgm2