2014年高考物理复习大一轮【word版题库】5.4 功能关系、能量转化和守恒定律.doc

5.4 功能关系、能量转化和守恒定律 1．如图5－4－1所示，一轻弹簧的左端固定，右端与一小球相连，小球处于光滑水平面上．现对小球施加一个方向水平向右的恒力F，使小球从静止开始运动，则小球在向右运动的整个过程中 (　　)． A．小球和弹簧组成的系统机械能守恒 B．小球和弹簧组成的系统机械能逐渐增大 C．小球的动能逐渐增大 D．小球的动能先增大然后减小 解析　小球在向右运动的整个过程中，力F做正功，由功能关系知小球和弹簧组成的系 统机械能逐渐增大，选项A错误，B正确；弹力一直增大，当弹力等于F时，小球的速 度最大，动能最大，当弹力大于F时，小球开始做减速运动，速度减小，动能减小，选 项C错误，D正确． 答案　BD 2．游乐场中的一种滑梯如图5－4－2所示．小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则 (　　)． A．下滑过程中支持力对小朋友做功 B．下滑过程中小朋友的重力势能增加 C．整个运动过程中小朋友的机械能守恒 D．在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功 解析　下滑过程中支持力的方向总与速度方向垂直，所以支持力不做功，A错误；越往下滑动重力势能越小，B错误；摩擦力的方向与速度方向相反，所以摩擦力做负功，机械能减少，D正确，C错误． 答案　D 3．如图5－4－3所示，两物体A、B用轻质弹簧相连，静止在光滑水平面上，现同时对A、B两物体施加等大反向的水平恒力F1、F2，使A、B同时由静止开始运动，在运动过程中，对A、B两物体及弹簧组成的系统，正确的说法是(整个过程中弹簧不超过其弹性限度) (　　)． A．机械能守恒 B．机械能不断增加 C．当弹簧伸长到最长时，系统的机械能最大 D．当弹簧弹力的大小与F1、F2的大小相等时，A、B两物体速度为零 解析　F1、F2加在A、B上以后，A、B向两侧做加速度a＝减小的加速运动．当F ＝kx时，加速度为零，速度达到最大，以后kx＞F，A、B向两侧做减速运动，至速度减 为零时，弹簧伸长到最长，从A、B开始运动到弹簧伸长到最长的过程中，F1、F2都一 直做正功，使系统的机械能增加．以后弹簧伸长量减小，F1、F2开始做负功，则系统的 机械能减小． 答案　C 4．如图5－4－4所示，倾角θ＝30°的粗糙斜面固定在地面上，长为l、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平．用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面)，在此过程中 (　　)． 图5－4－4 A．物块的机械能逐渐增加 B．软绳重力势能共减少了mgl C．物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功 D．软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和 解析　物块向下运动过程中，绳子拉力对物块做负功，物块的机械能减少，A项错误；软绳重心下降的高度为－ sin θ＝l，软绳的重力势能减少mgl，B项正确；由能的转化和守恒知，物块和软绳重力势能的减少等于物块和软绳增加的动能和软绳克服摩擦力所做的功，C项错误；对于软绳，由能的转化和守恒知，绳子拉力对软绳所做的功和软绳重力势能的减少之和等于软绳动能的增加与克服摩擦力所做功之和，D项正确． 答案　BD 5．如图5－4－5所示，光滑细杆AB、AC在A点连接，AB竖直放置，AC水平放置，两相同的中心有小孔的小球M、N，分别套在AB和AC上，并用一细绳相连，细绳恰好被拉直，现由静止释放M、N，在运动过程中下列说法中正确的是 (　　)． A．M球的机械能守恒 B．M球的机械能减小 C．M和N组成的系统的机械能守恒 D．绳的拉力对N做负功 解析　由于杆AB、AC光滑，所以M下降，N向左运动，绳子对N做正功，对M做负 功，N的动能增加，机械能增加，M的机械能减少，对M、N系统杆对M、N均不做功， 系统机械能守恒，故B、C项正确． 答案　BC 6．如图5－4－6所示，具有一定初速度的物块，沿倾角为30°的粗糙斜面向上运动的过程中，受一个恒定的沿斜面向上的拉力F作用，这时物块的加速度大小为4 m/s2，方向沿斜面向下，那么在物块向上运动的过程中，下列说法正确的是 (　　)． A．物块的机械能一定增加 B．物块的机械能一定减少 C．物块的机械能可能不变 D．物块的机械能可能增加，也可能减少 解析　由mgsin 30°＋f－F＝ma，知F－f＝mgsin 30°－ma＝mg×0.5－4m0，即Ff，故 F做的正功多于克服摩擦力做的功，机械能增加，选项A正确． 答案　A 7．如图5－4－7所示，光滑水平面OB与足够长粗糙斜面BC交于B点．轻弹簧左端固定于竖直墙面，现将质量为m1的滑块压缩