2016届高考物理二轮复习 专题整合突破二 功和能 第6讲 功能关系和能量守恒素能特训

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1、功能关系和能量守恒一、选择题(本题共8小题，每小题8分，共64分，其中1～5为单选题，6～8为多选题)1.[2015·天津高考]如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态。现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度)，则在圆环下滑到最大距离的过程中(　　)A．圆环的机械能守恒B．弹簧弹性势能变化了mgLC．圆环下滑到最大距离时，所受合力为零D．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变答案　B解析　圆

2、环在下滑的过程中，圆环和弹簧组成的系统机械能守恒，而圆环的机械能并不守恒，A项错误；在下滑到最大距离的过程中，圆环动能的变化量为零，因此圆环减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能，即Ep＝mg＝mgL，B项正确；圆环下滑的过程中速度先增大后减小，加速度先减小后增大，到最大距离时，向上的加速度最大，此时圆环所受合力不为零，C项错误；由于圆环和弹簧组成的系统机械能守恒，所以圆环重力势能、圆环的动能与弹簧的弹性势能之和为定值，因此圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先减小后增大，D项错误。2．[2015·盐城二模]一滑块以一定的初速度从一固定斜面

3、的底端向上冲，到斜面上某一点后返回底端，斜面粗糙。滑块运动过程中加速度与时间关系图象如右图所示。下列四幅图象分别表示滑块运动过程中位移x、速度v、动能Ek和重力势能Ep(以斜面底端为参考平面)随时间变化的关系图象，其中正确的是(　　)答案　D解析　设上升阶段时间为t1，加速度为a1，上升阶段滑块的位移x1＝v0t1－a1t，xt图象开口向下，设上升的最大位移为x0，下降阶段加速度为a2，时间为t2，则x＝x0－a2t，xt图象也应开口向下，所以A选项错误，vt图象的斜率表示加速度，所以B选项错误。Ekt图象中t＝0时Ek≠0，所以

4、C选项错误。上升阶段Ep增加，下降阶段Ep减小，变化情况参照A选项的分析，所以D选项正确。3．[2015·武汉调研]如图1所示，固定的粗糙斜面长为10m，一小滑块自斜面顶端由静止开始沿斜面下滑的过程中，小滑块的动能Ek随位移x的变化规律如图2所示，取斜面底端为重力势能的参考平面，小滑块的重力势能Ep随位移x的变化规律如图3所示，重力加速度g＝10m/s2。根据上述信息可以求出(　　)A．斜面的倾角B．小滑块与斜面之间的动摩擦因数C．小滑块下滑的加速度的大小D．小滑块受到的滑动摩擦力的大小答案　D解析　小滑块沿斜面下滑的过程中，根据

5、动能定理有：F合x＝ΔEk，由图2的斜率可求得合力F合＝＝N＝2.5N，小滑块重力势能的变化量ΔEp＝mgxsinθ，由图3的斜率可求得mgsinθ＝＝N＝10N，F合＝mgsinθ－Ff＝mgsinθ－μmgcosθ＝ma＝2.5N，则小滑块受到的滑动摩擦力的大小Ff可以求出，因小滑块的质量m未知，故斜面的倾角θ、小滑块与斜面之间的动摩擦因数μ、小滑块下滑的加速度a的大小不能求，故选项D正确，其他选项错误。4．[2015·大连一模]如图所示，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦

6、)。初始时刻，A、B处于同一高度并恰好静止。剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块分别落地的过程中，两物块(　　)A．速度的变化相同B．动能的变化相同C．重力势能的变化相同D．重力的平均功率相同答案　D解析　由动能定理得：mgh＝mv2，所以末速度和质量没有关系，又因为初速度均为零，速度变化量大小相同，方向不同，A错误；由题意知mBsinθ＝mA，剪断轻绳，只有重力做功，由于两物块质量不同，重力做功不同，动能变化则不同，B错误；由题意知mB>mA，因为H相同所以重力势能变化量不同，C错误；重力平均功率P＝Fv所以PA＝

7、mAg，PB＝mBgsinθ，因为mBsinθ＝mA，所以PA＝PB，D正确。5．[2015·莆田期中]把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车厢叫做动车。而动车组就是几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组。带动力的车厢叫动车，不带动力的车厢叫拖车。设动车组运行过程中的阻力与质量成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等，若开动一节动车带三节拖车，最大速度可达到150km/h。当开动二节动车带三节拖车时，最大速度可达到(　　)A．200km/hB．240km/hC．28

8、0km/hD．300km/h答案　B解析　若开动一节动车带三节拖车，最大速度可达到150km/h。动车的功率为P，设每节车厢所受的阻力为f，当达最大速度时动车的牵引力等于整体的阻力，则有：P＝4fv，当开动二节动车带三节拖车时，有2P＝5fv′，联