2019版高考物理一轮复习高频考点强化（五）能量综合问题练习[含

高频考点强化(五)能量综合问题

(45分钟 100分)

一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分。1～7题为单选题,8～10题为多选题)

1.(2018·张掖模拟)一质量为m的人站在电梯中,电梯由静止竖直向上做匀加速运动时,电梯的加速度为。人随电梯上升高度H的过程中,下列说法错误的是(重力加速度为g) ( ) A.人的重力势能增加mgH

B.人的机械能增加mgH C.人的动能增加mgH

D.人对电梯的压力是他体重的倍

【解析】选C。电梯上升高度H,则重力做负功,重力势能增加mgH,故A正确;对人由牛顿第二定律得FN-mg=ma,

解得FN=mg+ma=mg+mg=mg,支持力方向竖直向上,故做正功,支持力做的功等于人的机械能增量,故人的

机械能增加mgH,而重力势能增加mgH,所以动能增加mgH,故B正确,C错误;根据牛顿第三定律可知,人对

电梯底部的压力为mg,即人对电梯的压力是他体重的倍,D正确。

2.(2015·全国卷Ⅰ)如图,一半径为R,粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固

定放置,直径POQ水平。一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落,恰好从P点进入轨道。质点滑到轨道最低点N时,对轨道的压力为4mg,g为重力加速度的大小。用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功。则

( )

A.W=mgR,质点恰好可以到达Q点

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B.W>mgR,质点不能到达Q点

C.W=mgR,质点到达Q点后,继续上升一段距离

D.W

【解析】选C。在N点由牛顿第二定律得4mg-mg=m;从最高点到N点,由动能定理得2mgR-W=m,联

立解得W=mgR。由于克服阻力做功,机械能减小,所以质点从N点到Q点克服阻力做的功要小于从P点到N

点克服阻力做的功,即质点从N点到Q点克服阻力做的功W′

-mgR-W′=m确。

-m,解得m>0,所以质点能够到达Q点,并且还能继续上升一段距离,故选项C正

3.(2018·三明模拟)滑沙是人们喜爱的游乐活动,如图是滑沙场地的一段斜面,其倾角为30°,设参加活动的人和滑车总质量为m,人和滑车从距底端高为h处的顶端A沿滑道由静止开始匀加速下滑,加速度为0.4g,人和滑车可视为质点,则从顶端向下滑到底端B的过程中,下列说法正确的是 ( )

A.人和滑车减少的重力势能全部转化为动能 B.人和滑车获得的动能为0.6mgh

C.整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为0.2mgh D.人和滑车克服摩擦力做功为0.6mgh

【解析】选C。加速度大小为0.4g,设受到的摩擦力是Ff,则沿斜面的方向mgsin30°-Ff=ma,解得Ff=0.1mg,则人和滑车下滑的过程中受到摩擦力的作用,人和滑车减少的重力势能转化为动能和内能,故A错误;人和

滑车下滑的过程中重力和摩擦力做功,获得的动能为Ek=(mgsin30°-Ff)=0.8mgh,故B错误;整个

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下滑过程中人和滑车减少的机械能为ΔE=mgh-Ek=mgh-0.8mgh=0.2mgh,故C正确;整个下滑过程中克服摩擦力做功等于人和滑车减少的机械能,所以人和滑车克服摩擦力做功为0.2mgh,故D错误。

4.(2018·唐山模拟)如图所示,倾角为30°的光滑斜面底端固定一轻弹簧,O点为原长位置。质量为0.5 kg 的物块从斜面上A点由静止释放,物块下滑并压缩弹簧到最短的过程中,最大动能为8 J。现将物块由A点上方0.4 m处的B点由静止释放,弹簧被压缩过程中始终在弹性限度内,g取10 m/s,则下列说法正确的是

( )

2

A.物块从O点开始做减速运动

B.从B点释放物块动能最大位置比从A点释放要低 C.从B点释放物块最大动能为9 J

D.从B点释放弹簧最大弹性势能比从A点释放增加了1 J

【解析】选C。物块从O点时开始压缩弹簧,弹力逐渐增大,开始阶段弹簧的弹力小于物块的重力沿斜面向下的分力,物块做加速运动,后来,弹簧的弹力大于滑块的重力沿斜面向下的分力,物块做减速运动,所以物块先做加速运动后做减速运动,弹簧的弹力等于物块的重力沿斜面向下的分力时物块的速度最大,故A错误;物块的动能最大时合力为零,弹簧的弹力等于物块的重力沿斜面向下的分力,即mgsin30°=kx,则知弹簧的压缩量一定,与物块释放的位置无关,所以两次物块动能最大位置相同,故B错误;设物块动能最大时弹簧的弹性势能为Ep,从A释放到动能最大的过程,由系统的机械能守恒得Ek1+Ep=mgxAsin30°,从B释放到动能最大的过程,由系统的机械能守恒得Ek2+Ep=mgxBsin30°,由以上两式解得Ek2-Ek1=mg(xB-xA)sin30°,由题得xB-xA=0.4 m,解得从B点释放物块最大动能为Ek2=Ek1+mg(xB-xA)sin30°=8 J+0.5×10×0.4×0.5 J=9 J,故C正确;根据物块和弹簧的系统机械能守恒知,弹簧最大弹性势能等于物块减少的重力势能,由于从B点释放弹簧的压缩量增大,所以从B点释放弹簧最大弹性势能比从A点释放增加ΔEp>mg(xB-xA)sin30°=0.5×10×0.4×0.5 J=1 J,故D错误。

5.(2018·吕梁模拟)如图甲所示,某兴趣小组将一带有小孔、质量为m的小球和轻质弹簧穿在竖直固定的光滑细杆上,并在弹簧下端固定一力学传感器,从小球由高h处自由下落开始计时,t1时刻小球开始接触弹簧,传感器显示弹簧弹力与时间t的关系如图乙所示,不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法正确的是

( )

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A.t1时刻小球的动能最大 B.t2时刻小球的机械能最大

C.t3～t5时间内,小球的机械能一直在增大 D.0～t5时间内,小球的机械能守恒

【解析】选C。t1时刻小球的重力大于弹簧的弹力,合力向下,速度增大,动能增大,所以t1时刻小球的动能不是最大,t2时刻小球的合力为零,加速度为零,速度最大,动能最大,故A错误;t1时刻小球的机械能最大,t1～t2时间内,弹簧的弹性势能增大,小球的机械能减小,故B错误;t3～t5时间内,小球向上运动,弹簧的弹力对小球做正功,小球的机械能一直在增大,故C正确;0～t5时间内,弹簧的弹力对小球要做功,所以小球的机械能不守恒,故D错误。

6.(2018·株洲模拟)一质量为m的铝球用细线悬挂静止在足够深的油槽中(图甲),某时刻剪断细线,铝球开始在油槽中下沉,通过传感器得到铝球的加速度随下沉速度变化的图象如图乙所示,已知重力加速度为g,下列说法正确的是

( )

A.铝球刚开始运动的加速度a0=g B.铝球下沉的速度将会一直增大

C.铝球下沉过程所受到油的阻力Ff=

D.铝球下沉过程机械能的减少等于克服油阻力所做功

【解析】选C。铝球刚开始释放时,铝球所受的阻力为0,受到重力、浮力,由牛顿第二定律可得,加速度a0

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