《2022年高考物理二轮复习专题限时集训专题能量转化与守恒.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高考物理二轮复习专题限时集训专题能量转化与守恒.docx（9页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载 专题限时集训 六专题六能量转化与守恒时间： 45 分钟 图 61 3如图 61 所示,在水平 地面上固定一倾角为 的光滑绝缘斜面,斜面处于电场强度大小为 E、方向沿斜面对下的匀强电场中一劲度系数为 k 的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端, 整根弹簧处于自然状态一质量为 m、带电量为 qq0的滑块从距离弹簧上端为x0处静止释放,滑块在运动过程中电量保持不变设滑块与弹簧接触过程没有机械能缺失,弹簧始终处在弹性限度内,重力加速度大小为 g,就 A当滑块的速度最大时,弹簧的弹性势能最大B当滑块的速度最大时,系统的机械能最大C当滑块的
2、加速度最大时,弹簧的弹性势能最大D当滑块的加速度最大时,系统的机械能最大图 62 4如图 62 所示,两质量均为 m 的小球通过长为 L 的不行伸长轻绳水平相连,从高处自由下落, 下落过程中绳处于水平伸直状态如下落 h 高度时绳的中点遇到水平放置的光滑钉子 O,绳与钉子作用过程中无能量缺失,重力加速度为 g,就 A小球开头下落到刚到达最低点的过程中机械能守恒B从轻绳与钉子相遇到小球刚到达最低点过程,重力的功领先减小后增大名师归纳总结 C小球刚到最低点速度大小为2g hL第 1 页,共 7 页D小球刚到达最低点时绳子中张力为4mgh L3mg5如图 63 所示,轻质弹簧的一端固定在竖直板P 上,
3、另一端与质量为m1的物体 A相连,物体A 静止于光滑桌面上,A 右边由一细线绕过光滑的定滑轮悬一质量为m2 的物体B,定滑轮的质量不计开头时用手托住物体B,让细线恰好拉直,然后由静止释放B,直到 B 获得最大速度以下有关此过程的分析,其中正确选项 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载图 6 3 A物体 B 机械能的削减量等于弹簧弹性势能的增加量B物体 B 重力势能的削减量等于弹簧弹性势能的增加量C物体 B 动能的增加量等于细线拉力对物体B 做的功与物体B 重力做功之和D物体 B 的机械能始终增加6如图 64 甲所示,在水平地面上固定一
4、倾角为 的光滑绝缘斜面,将一质量为 m的小球从斜面上 端的 A 点处由静止释放,下滑位移 x 到达 B 点与轻弹簧接触,再下滑位移L 将弹簧压缩至 C 点时速度恰好减为零如图乙所示,如将整个斜面置于大小为 E、方向沿斜面对下的匀强电场中,再使小球带电量为q,仍在 A 位置由静止释放,不计小球与弹簧接触过程机械能缺失,小球运动过程中电量保持不变,弹簧始终处在弹簧限度内,重力加速度大小为 g,就小球在电场中到达C 点时速度的大小为 图 64 A零 B. 2g xL sin2Eq xL 2Eq xL sinC. m D. m7在竖直平面内有一半径为R 的 光滑圆环轨道, 一质量为 m 的小球穿在圆环
5、轨道上做圆周运动,到达最高点C 时的速率vC4gR,就下述正确选项 5A此球的最大速率是6vC4mgB小球到达C 点时对轨道的压力是5C小球在任始终径两端点上的动能之和相等D小球沿圆轨道绕行一周所用的时间小于5Rg图 65 8如图 65 所示,置于足够长斜面上的盒子 A 内放有光滑球 B,B 恰与 A 前、后壁接触,斜面光滑且固定于水平地面上一轻质弹簧的一端与固定在斜面上的木板 P 拴接,另一端与 A 相连今用外力推A 使弹簧处于压缩状态,然后由静止释放,就从释放盒子直至其获得最大速度的过程中 A弹簧的弹性势能始终减小直至为零名师归纳总结 BA 对 B 做的功等于B 的机械能的增加量第 2 页
6、,共 7 页C弹簧弹性势能的削减量等于A 和 B 的机械能的增加量DA 所受重力和弹簧弹力做功的代数和小于A 的动能的增加量9如图 6 6 所示,装置ABCDE 固定在水平地面上,AB 段为倾角 53的斜面, BC段为半径 R2m 的圆弧轨道,两者相切于B 点, A 点离地面的高度为H4m一质量为m- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载1kg 的小球从 A 点由静止释放后沿着斜面 AB 下滑,当进入圆弧轨道 BC 时,由于 BC 段是用特别材料制成的,导致小球在 BC 段运动的速率保持不变最终, 小球从最低点 C 水平抛出,落地速率为
7、v 7m/s.已知小球与斜面 AB 之间的动摩擦因数 0.5,重力加速度 g10m/s 2, sin53 0.8,cos530.6,不计空气阻力,求：1小球从 B 点运动到 C 点克服阻力所做的功；2B 点到水平地面的高度；3小球运动到 C 点的速度大小图 66 10如图 67 所示是游乐场中过山车的模型图图中两个光滑圆形轨道的半径分别为R1 2.0m 和 R28.0m,固定在倾角 37的斜轨道面上的 A、B 两点,且两圆形轨道的最高点 C、D 均与 P 点平齐,圆形轨道与斜轨道之间圆滑连接现使小车 视为质点 从 P 点以肯定的初速度沿斜面对下运动已知斜轨道面与小车间的动摩擦因数1 6,g10
8、m/s2,sin37 0.6,cos370.8.问：1如小车恰好能通过第一个圆形轨道的最高点C,就它在 P 点的初速度应为多大？2如小车在 P 点的初速度为 15m/s,就小车能否安全通过两个圆形轨道？图 67 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载11如图 68 所示,在高 h130m 的光滑水平平台上,质量 m1kg 的小物块压缩弹簧后被锁扣 K 锁住,储存了肯定量的弹性势能 Ep.如打开锁扣 K,物块将以肯定的水平速度v1向右滑下平台做平抛运动,并恰好能从光滑圆弧形轨道 BC 上 B 点的切线方
9、向进入圆弧形轨道 B 点的高度 h2 15m,圆弧轨道的圆心 O 与平台等高, 轨道最低点 C 的切线水平,并与地面上长 L70m 的水平粗糙轨道 CD 平滑 连接；小物块沿轨道 BCD 运动与右边墙壁发生碰撞 g 10m/s 2.求：1小物块由 A 运动到 B 的时间；2小物块原先压缩弹簧时储存的弹性势能 Ep的大小；3如小物块与墙壁只发生一次碰撞,碰后速度等大反向,反向运动过程中没有冲出 B点,最终停在轨道 CD 上的某点 PP 点没画出 设小物块与轨道 CD 之间的动摩擦因数为 ,求 的取值范畴图 68 12如图 69 所示,直筒 A 连同固定在直筒底部的竖直杆的总质量 M50kg,直筒
10、内部高度 H13.75m另有一质量为 m2kg 的小铁环 B 套在细杆上,从细杆的底部以 v020m/s 的初速度开头向上运动且刚好能到达箱顶已知小铁环与杆之间的滑动摩擦力大小恒为 f10N,不计空气阻力,g 取 10m/s 2,6 2.5.求：1直筒内细杆长 h 为多少？2铁环第一次从杆顶滑到杆底的速度为多大？3如铁环与筒底每次碰撞都没有能量缺失,小环在圆筒内通过的总路程是多少？图 69 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载专题限时集训 六 1B【解析】 电磁辐射沿球面传播,由能量守恒可知,在任意
11、一个以基站为球心的球面上通过的功率均为 40W,因此通过球面单位面积上的功率 P0P 4R 2,解得 R10m,选项B 正确2D【解析】 小球运动过程克服阻力做功,机械能减小,选项 时重力势能是最高点重力势能的一半,因上升过程机械能减小,所以上升到AB 错误；上升到P 点P 点时动能大于 P 点重力势能, 即动能和重力势能相等的位置在P 点上方, 选项 D 正确；同理 C 项错误3CD【解析】 物块与弹簧接触前做匀加速运动,接触弹簧后先加速运动后减速运动速度减小为零时, 弹簧压缩量最大, 加速度平行斜面对上且最大物块和弹簧组成的系统能量守恒,到弹簧压缩量最大时,电场力做功最大,电势能最小,所以
12、此时系统的机械能最大4AD 【解析】 只有重力做功,系统的机械能守恒,选项A 正确设两小球到达最低点的速度为v,由机械能守恒定律有2mgh1 2L1 22mv 2,解得 v2 T mgmv,解得 1 2L2g h1 2L ,选项 C错误；任一小球到达最低点时应用牛顿其次定律得,T4mgh 3mg,L选项 D 正确5C【解析】 物体 A、B 及弹簧组成的系统机械能守恒,物体 B 的机械能削减量等于弹簧弹性势能的增加量与物体 A 动能的增加量之和,就选项 A、 B 错误；单独对物体 B 进行分析 ,在达到最大速度前,细线拉力做负功,机械能削减,物体 做的功,就选项 C 正确, D 错误B 削减的机
13、械能等于拉力6C【解析】 无电场时,依据能量守恒定律,有 Epmgx Lsin；增加电场后,根据能量守恒定律,Ep1 2mv 2mgxLsinqExL,解得 v2qE xLm . 1 27ACD 【解析】 小球从最高点 C 滑到最低点 D 的过程中机械能守恒,mg2R2mv D212mv 2 C,解得 vD6vC,选项 A 正确；小球经过 C 点时,由牛顿其次定律可得 mgF Cmv R,C解得 F C1 5mg,选项 B 错误；设直径 PQ 与水平方向的夹角为 ,如下列图,依据机械能守恒定律有1 2mv P1 2mv CmgR1sin,1 2mv Q1 2mv CmgR1sin,解得 1 2
14、mv P1 2mv 2 Qmv C 22mgR14 5 mgR,选项 C 正确；由于小球在最高点速度最小,故小球沿圆轨道运行一周所用的时间 t2R v C 5Rg,选项 D 正确8BC【解析】 盒子 A 和小球 B 向上运动过程先加速运动后减速运动,即当弹力大小等于 A 和 B 重力的下滑分力时速度最大,此时弹簧处于压缩状态,弹簧的弹性势能大于零,名师归纳总结 所以选项 A 错误；依据功能关系,A 对 B 做的功等于B 的机械能的增量,选项B 正确；运第 5 页,共 7 页动过程中, A、B 及弹 簧组成的系统机械能守恒,弹簧弹性势能的削减量等于A 和 B 的机械能的增加量,选项C 正确；依据
15、动能定理,合力对A 做的功等于A 的动能的增加量,而该过程 B 对 A 的作用力对A 做负功,所以A 所受重力和弹簧弹力做功的代数和大于A 的动能的增加量,选项D 错误918J22m35m/s 【解析】1设小球从 B 到 C 克服阻力做功为WBC,由动能定理- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料mgR1cosWBC 0 欢迎下载代入数据解得WBC8J WAB,B 点到地面高度为h,就 WAB mgAB cos2设小 球在 AB 段克服阻力做功为而 AB Hh sin 对于小球从 A 点到落地的整个过程,由动能定理 mgHWABWBC1 2mv 2
16、联立解得 h2m 3设小球在 C 点的速度为vC,对于小球从C 点到落地的过程,由动能定理mg CD 1 2mv21 2mv 2CCD hR1cos 联立解得 v C5m/s 1016m/s2能安全通过v1,就【解析】2 mv 1 mgR11设小车经过C 点时的临界速度为设 P、A 两点间 距离为 L 1,由几何关系可得 L1R1 1cos sin 小车从 P 运动到 C,依据能量守恒定律有 mgL 1cos1 2mv 01 2mv 2 1解得 v 06m/s 名师归纳总结 2设 P、B 两点间距离为L2,由几何关系可得第 6 页,共 7 页L2R2 1cos sin设小车能安全通过两个圆形轨
17、道时在 2 mv 2 mgR2D 点的临界速度为v2,就设 P 点的初速度为v0,对小车从P 运动到 D,依据能量守恒定律有 mgL 2cos1 2mv0 1 2mv2 2解得 v012m/s.因 v015m/s,所以能安全通过1113s250J31 612【解析】1由于 h130m,h215m,设从 A 运动到 B 的时间为 t,就 h1h21 2gt2解得 t3s 2由 RcosBOCh1 h2, Rh1,所以 BOC60.设小物块平抛的水平速度是v1,就gt v 1tan60 解得 v 110m/s 就 Ep1 2mv 2 150J 3设小物块在水平轨道CD 上通过的总路程为s总依据题意
18、,该路程的最大值是smax3L,路程的最小值是sminL路程最大时,动摩擦因数最小,路程最小时,动摩擦因数最大,即由能量守恒知：mgh11 2mv 21 minmgsmax- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料mgh11 2mv21 maxmgsmin解得 max1 2,min1即1 61欢迎下载12112.5m256s342.5m 【解析】1铁环沿细杆上升过程中,由动能定理：mgHfh01 2mv2 0解得 h12.5m 2设铁环第 一次滑到杆底的速度为2fh1 2mv 11 2mv 2 0v 1,对全过程由动能定理：解得滑到杆底的速度v 156m/s mghfh0Ek03小环第一次滑到杆底的动能Ek11 2mv2 1150J 设小环反弹后升到杆顶所需要的初动能为Ek0,依据动能定理解得 Ek0375JEk1,所以小环只能越过杆顶一次小环在杆上反复滑行,最终静止在筒底设第一次反弹后铁环在杆上滑动直至静止通过的路程为s,由动能定理：fs1 2mv2 2解得 s15m 总路程 s总2Hs42.5m 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页