【物理】2019届二轮复习功能关系与能量守恒定律的应用作业（全国通用） 8页

课时作业5　功能关系与能量守恒定律的应用 一、选择题(1～6题为单项选择题，7、8题为多项选择题)‎ ‎1．如图所示，一根绳的两端分别固定在两座猴山上的A、B处，A、B两点水平距离为16 m，竖直距离为2 m，A、B间绳长为20 m．质量为10 kg的猴子抓住套在绳上的滑环从A处滑到B处．以A点所在水平面为参考平面，猴子在滑行过程中重力势能最小值约为(绳处于拉直状态)(　　)‎ A．－1.2×103 J　 B．－7.5×102 J C．－6.0×102 J D．－2.0×102 J 解析：重力势能最小的点为最低点，结合“同绳同力”可知，在最低点时，两侧绳子与水平方向夹角相同，记为θ，设右边绳子长为a，则左边绳长为20－a.‎ 由几何关系得20cosθ＝16；asinθ－(20－a)sinθ＝2‎ 联立解得a＝ m，所以最低点距离参考面的高度差为sinθ＝7 m，猴子的重心比绳子最低点大约低0.5 m，所以猴子在最低点的重力势能约为－750 J，故选B.‎ 答案：B ‎2.‎ 如图所示，光滑水平桌面上由大小相同的铜环串在一起的匀质铜链总质量为m，缓慢提起铜链左端直至右端刚好离开桌面，此过程中拉力所做的功为W.若改用与铜链重力大小相等的恒力竖直提起铜链右端，则左端刚离地时的速率为(　　)‎ A. B. C. D. 解析：缓慢提起时W＝mg，以恒力提起时mgl－mgl＝mv2，解得v＝，D正确．‎ 答案：D ‎3．如图所示，竖直实线表示某匀强电场中的一簇等势面，具有一定初速度的带电小球在电场中从A到B做直线运动(如图中虚线所示)．小球只受电场力和重力，则该带电小球从A运动到B的过程中(　　)‎ A．做匀速直线运动 B．机械能守恒 C．机械能逐渐增大，电势能逐渐减小 D．机械能逐渐减小，电势能逐渐增大 解析：根据题述带电小球做直线运动，利用质点做直线运动的条件可知，带电小球所受的电场力方向一定水平向左，合力不为零，带电小球从A运动到B的过程中，做匀减速直线运动，选项A错误；带电小球从A运动到B的过程中，电场力做负功，机械能逐渐减小，电势能逐渐增大，选项D正确，B、C错误．‎ 答案：D ‎4.‎ 随着大众生活水平的提高，私家车的拥有量大幅增加，在出行便利的同时也给城市的交通带来拥堵，产生的尾气也会污染环境．为把整个城市的交通真正做得顺畅，解决出行给环境带来的污染，某公司设计了“云轨”‎ 作为中小运力的轨道交通产品．如图所示，“云轨”由单根轨道来支撑、稳定和导向，车体骑跨在轨道梁上运行，类似于空中小火车．已知列车运行时受到的阻力包括车轮与轨道的摩擦阻力和车辆受到的空气阻力．假设摩擦阻力恒定，空气阻力与列车运行速度的平方成正比，当列车以60 km/h的速度运行时，空气阻力占总阻力的60%，此时列车的功率为750 kW，则列车以80 km/h的速度运行时的功率约为(　　)‎ A．750 kW B．1 000 kW C．1 500 kW D．2 000 kW 解析：设摩擦阻力为F，当列车运行速度为v1＝60 km/h＝ m/s时，空气阻力为Ff＝kv，由于空气阻力占总阻力的60%，则摩擦阻力为F＝Ff＝kv，P1＝(F＋kv)v1，当车速为v2＝80 km/h＝ m/s时，P2＝(F＋kv)v2，联立解得P2＝1 467 kW.选项C正确．‎ 答案：C ‎5．[2018·江苏卷，4]从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面．忽略空气阻力，该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图象是(　　)‎ 解析：设小球抛出瞬间的速度大小为v0，抛出后，某时刻t小球的速度v＝v0－gt，故小球的动能Ek＝mv2＝m(v0－gt)2，结合数学知识知，选项A正确．‎ 答案：A ‎6.‎ 如图，水平地面上有一固定光滑斜面AB，其底端B点与半径为R的四分之一圆弧光滑连接，圆弧的端点C与圆心在同一水平线上，M、N为C点正上方两点，距离C点分别为2R和R，现将一小球从M点静止释放，小球在AB上能到达的最高处D点距水平面的高度为2R，接着小球沿斜面滑下返回进入圆弧轨道，若不考虑空气阻力，则(　　)‎ A．小球返回轨道后沿轨道运动可能到不了C点 B．小球返回轨道后能沿轨道一直运动，并上升到N点 C．小球返回轨道后沿轨道运动到C点时，速度一定大于零 D．若将小球从N点静止释放，则小球在AB上能到达的最高处距水平面的高度等于R 解析：据题意可知，小球从M点静止释放能到达D点，据此可知在B点损失的能量为mgR(在B点能量的损失与在B点的速度有关)；当小球从D点返回时，在B点损失的能量小于mgR.当小球从D点返回过程中，由于在B点损失的能量小于mgR，据能量守恒可知，小球返回时能到达C点以上，N点以下，故A、B错误，C正确．若将小球从N点静止释放，在B点损失能量且小于mgR，所以小球在AB上能到达的最高处距水平面的高度h满足RrN C．rM＝rN D．WM＝WN 解析：根据库仑定律可知，在距离相等时，带电荷量较大的点电荷qN所受的库仑力较大，由牛顿第二定律可知qN刚开始运动时的加速度较大，即aN>aM，选项A正确；由于两个点电荷的初动能相同，根据动能定理，分别从M、N点出发到距离O点最近的过程中，qM、qN克服电场力做功相同，即WM＝WN，选项D正确；由于qM、qN克服电场力做功相同，而qN所受的库仑力较大，所以qN运动的距离较小，qN距离O点最近的距离较大，即rM