2013高考物理 考點預(yù)測專練 專題十五 能量綜合專題

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1、專題十五 能量綜合專題 復(fù)習目標： 1． 進一步認識功和能量的關(guān)系，熟練掌握運用能量的觀點解決問題。 2． 讓學生體會到用能量的觀點解決問題，能從整體上把握問題的實質(zhì)，能化繁為簡。 一、 選擇題 1、如圖所示，在水平面上，A球以4m／s的速度與靜止的B球發(fā) 生無能量損失的正碰，碰后B球的速度不可能是 A．10m／s B．8m／s C．6m／s D．4m／s 2．如圖所示，虛線表示等勢面，相鄰兩等勢面間的電勢差相等。有一帶正電的小 球在電場中運動，實線表示該帶正電小球的運動軌跡。小球在a點的動能等于20eV，運動到b點時的動能等于2eV

2、。若取C點為零勢點，則當這個帶電小球的電勢能等于6eV時(不計重力和空氣阻力)，它的動能等于 A．16eV B．14eV C．8eV D．4Ev 3．圖中活塞將汽缸分成甲、乙兩氣室，汽缸、活塞（連同拉桿）是絕熱的，且不漏氣，以E甲、E乙分別表示甲、乙兩氣室中的氣體的內(nèi)能，則在拉桿緩慢向外的過程中 A．E甲不變，E乙減小 B、E甲增大，E乙不變 C、E甲增大，E乙減小 D．E甲不變，E乙不變 4．若原子的某內(nèi)層電子被電離形成空位，其它層的電子躍遷到該空 位上時，會將多余的能量以電磁輻射的形式釋放出來，此電磁輻射就是原子的特征X射線．內(nèi) 層空位的產(chǎn)生有多種機

3、制，其中的一種稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換，即原子中處于激發(fā)態(tài)的核躍遷回基態(tài) 時，將躍遷時釋放的能量交給某一內(nèi)層電子，使此內(nèi)層電子電離而形成空位（被電離的電 子稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換電子）．Po的原子核從某一激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時，可將能量E0＝1.416 MeV 交給內(nèi)層電子（如K、L、M層電子，K、L、M標記原子中最靠近核的三個電子層）使 其電離．實驗測得從Po原子的K、L、M層電離出的電子的動能分別為EK＝1.323 MeV 、EL＝1.399 MeV、EM＝1.412 MeV。則可能發(fā)射的特征X射線的能量為 （A）0.013 MeV （B）0. 017 MeV （C）0.076 MeV （D

4、）0.093 MeV 5．“神舟三號”順利發(fā)射升空后，在離地面340km的圓軌道上運行了108圈．運行中需要多次進行 “軌道維持”．所謂“軌道維持”就是通過控制飛船上發(fā)動機的點火時間和推力的大小方向，使飛船能保持在預(yù)定軌道上穩(wěn)定運行．如果不進行軌道維持，由于飛船受軌道上稀薄空氣的摩擦阻力，軌道高度會逐漸降低，在這種情況下飛船的動能．重力勢能和機械能變化情況將會是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．動能．重力勢能和機械能都逐漸減小 　B．重力勢能逐漸減小，動能逐漸增大，機械能不變　C．重力勢能逐漸增大，動能逐漸減小，機械能不變　D．重力勢能逐漸減小，動能逐

5、漸增大，機械能逐漸減小(D) 6．如圖所示、水平傳送帶長為AB=S，把質(zhì)量為m的小物體輕放在A點，物體與傳送帶間的動摩因數(shù)為，當小物體由A運動到B點的過程中，摩檫力對小物體做功可能為 A．大于，B、大于 C、小于 D、等于 7．如圖中，小物塊m與長木板M之間光滑，M置于光滑水平面上，一輕質(zhì)彈簧左端固定在M的左端，右端與m連接，開始時，m和M皆靜止，現(xiàn)同時對m、M施加等大反向的水平恒力F1、F2，從兩物體開始運動以后的整個運動過程中，對m、M、彈簧組成的系統(tǒng)，正確的說法是(整個過程中彈簧不超過其彈性限度) A．由于F1與F2分別對M、m做正功，故系統(tǒng)的機械能不斷增加 B．由于F1與

6、F2等大反向，故系統(tǒng)的動量守恒 C．當彈簧有最大伸長時，m、M的速度為零，系統(tǒng)具有的機械能最大 D．當彈簧彈力的大小與拉力F1、F2的大小相等時，m、M的動能最大 8、一個輕質(zhì)彈簧，固定于天花板的O點處，原長為L，如圖.一個質(zhì)量為ｍ的物塊從A點豎直向上拋出，以速度ｖ與彈簧在B點相接觸，然后向上壓縮彈簧，到C點時物塊速度為零，在此過程中無機械能損失，則下列說法正確的是 A.由A到C的過程中，動能和重力勢能之和不變 B.由B到C的過程中，彈性勢能與動能之和不變 C.由A到C的過程中，重力勢能的變化量與克服彈力做的功相等 D.由B到C的過程中，彈性勢能的變化量與克服彈力做的功相等

7、 二、非選擇題 9．如圖所示，質(zhì)量M＝3.0 kg的小車靜止在光滑的水平面上,AD部分是表面粗糙的水平導(dǎo)軌，DC部分是光滑的1/4圓弧形導(dǎo)軌．整個導(dǎo)軌是由絕緣材料制成并處于B＝1.0T垂直紙面向里的勻強磁場中．今有一質(zhì)量m＝1.0kg的金屬塊(可視為質(zhì)點)，帶q＝2.0×103C的負電，以v0=8m/s的速度沖上小車，當將要過D點時，對水平導(dǎo)軌的壓力為9．81N(g取9.8m/s2) (1)求m從A到D過程中，系統(tǒng)的機械能損失多少? (2)若m通過D點立即撤去磁場，這以后小車能獲得的最大速度是多少? 10．如圖所示，光滑水平面上放置一塊長木板，一質(zhì)量為m帶 電

8、量為-q的物體沿木板上表面以某一初速度從B端沿水平方向滑入，木板所處空間存在著勻強電場，方向豎直向下。已知木板與物體問存在著摩擦，物體沿木板運動至A端時，恰好與木板保持相對靜止。若將勻強電場的方向改為豎直向上，電場強度的大小保持不變，且物體仍以原速度沿木板上表面滑入，結(jié)果物體運動至木板中點時，木板與物體又相對靜止(設(shè)電場區(qū)域足夠大，物體的電量在運動過程中不變，物體的體積不計)。求：電場強度大小。 11．“和平號”空間站已于今年3月23日成功地墜落在南太平洋海域，墜落過程可簡化為從一個近圓軌道(可近似看作圓軌道)開始，經(jīng)過與大氣摩擦，空間站的絕大部分經(jīng)過升溫、熔化，最后汽化而銷

9、毀，剩下的殘片墜人大海．此過程中，空間站原來的機械能中，除一部分用于銷毀和一部分被殘片帶走外，還有一部分能量E‘通過其他方式散失(不考慮墜落過程中化學反應(yīng)的能量)。(1)試導(dǎo)出以下各物理量的符號表示散失能量E'的公式．(2)算出F的數(shù)值(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)墜落開始時空間站的質(zhì)量M＝1.17×105kg, 軌道距地面的高度為h＝146 km, 地球半徑R＝6.4×106m, 墜落空間范圍內(nèi)重力加速度可看作g＝10m／s2, 入海殘片的質(zhì)量m＝1.2×104kg, 入海殘片的溫度升高△T＝3000 K, 入海殘片的入海速度為聲速v＝340 m／s。 空間站材料每千克升溫1K平均所需能

10、量C＝1.0×103J．每銷毀lkg材料平均所需能量J． 12．如圖所示，質(zhì)量M=1．99kg的木質(zhì)小車靜止在光滑水平面上，其左端板上固定一輕彈簧，彈簧右端靠放著—質(zhì)量m=2kg的小物塊，小物塊左側(cè)的小車表面光滑，而右側(cè)的小車表面與小物塊間動摩擦因數(shù)0．2，現(xiàn)有質(zhì)量m0=0.01kg 子彈以v0=400m／s的水平速度射人小車，求：(g=l0m/s2)（1）小車在運動過程中，彈簧的彈性勢能最大值．(2)為使小物體不從小車上掉下來，車表面粗糙部分至少為多長? 13、如圖，質(zhì)量M＝2kg的小車放在光滑的水平面上，物塊A和B質(zhì)量mA＝mB=1kg，物塊A和小車右

11、側(cè)壁用一輕質(zhì)彈簧連接起來不分開，物塊B和A靠在一起，現(xiàn)用力推B，并保持小車靜止，使彈簧壓縮，此過程推力做功72J，同時撤去推力和障礙物C，當AB分開后，在A到達小車底板最左端位置之前，B已經(jīng)從小車左端拋出，一切摩擦不計，試求(設(shè)A不會離開底板)(1)從撤去推力直到B與A分開時，A對B作了多少功？(2)整個過程中，彈簧從壓縮狀態(tài)開始，每次恢復(fù)原長時，物塊A和小車的速度各為多少？ 14、如圖所示，水平虛線上方有場強為E1的勻強電場，方向豎直向下，虛線下方有場強為E2的勻強電場，方向水平向右；在虛線上、下方均有磁感應(yīng)強度相同的勻強磁場，方向垂直紙面向外，ab是一長為L的絕緣細桿，豎

12、直位于虛線上方，b端恰在虛線上，將一套在桿上的帶電小環(huán)從a端由靜止開始釋放，小環(huán)先加速而后勻速到達b端，環(huán)與桿之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.3，小環(huán)的重力不計，當環(huán)脫離桿后在虛線下方沿原方向做勻速直線運動，求(1)E1與E2的比值；(2)若撤去虛線下方的電場，小環(huán)進入虛線下方后的運動軌跡為半圓，圓周半徑為,環(huán)從a到b的過程中克服摩擦力做功Wf與電場做功WE之比有多大? 15． 如圖所示，一質(zhì)量為m帶正電的小球，用長為L的絕緣細線懸掛于O點，處于一水平方向的勻強電場中，靜止時細線右偏與豎直方向成450角，位于圖中的P點．（1）求靜止在P點時線的拉力是多大？（2）如將小球向右拉緊

13、至與O點等高的A點由靜止釋放，求小球擺至P點時的速度大??？ （3）如將小球向左拉緊至與O點等高的B點由靜止釋放，則小球是如何由B點運動至A點的？并求到達A點時繩的拉力是多大？ 16.(1)如圖1，在光滑水平長直軌道上，放著一個靜止的彈簧振子，它由一輕彈簧兩端各聯(lián)結(jié)一個小球構(gòu)成，兩小球質(zhì)量相等?，F(xiàn)突然給左端小球一個向右的速度u0，求彈簧第一次恢復(fù)到自然長度時，每個小球的速度。 ⑵如圖2，將N個這樣的振子放在該軌道上。最左邊的振子1被壓縮至彈簧為某一長度后鎖定，靜止在適當位置上，這時它的彈性勢能為E0。其余各振子間都有一定的距離。現(xiàn)解除對振子1的鎖定，任其自由運動，當它第一次恢

14、復(fù)到自然長度時，剛好與振子2碰撞，此后，繼續(xù)發(fā)生一系列碰撞，每個振子被碰后剛好都是在彈簧第一次恢復(fù)到自然長度時與下一個振子相碰。求所有可能的碰撞都發(fā)生后，每個振子彈性勢能的最大值。已知本題中兩球發(fā)生碰撞時，速度交換，即一球碰后的速度等于另一球碰前的速度。 1 2 3 4 N …… 左 左 右 右 圖1 圖2 專題預(yù)測： 11．有—種地下鐵道，站臺建得高一些，電車進站時要上坡，出站時要下坡，如圖所示，試說明這一設(shè)計有何優(yōu)點?若站臺高h=2m，進站的電車到達坡的下端

15、A點時的速度為25.2km/h，此后隨即切斷電動機的電源，電車能不能沖到站士上?如果能沖上，在站臺上的速度是多大?再請你分析一下，這一設(shè)計有何缺點? 12．如圖所示，正方形閉合線圈邊長0.2m，質(zhì)量0．1kg，電阻0.1，在傾角為30?°的斜面上砝碼的質(zhì)量0.4kg，勻強磁場磁感強度為0.5T，不計一切摩擦，砝碼沿斜面下滑線圈開始進入磁場時，它恰好作勻速運動．求：(1)線圈勻速上升的速度。(2)在線圈勻速進入磁場的過程中，砝碼對線圈做了多少功。(3)線圈進入磁場的過程中產(chǎn)生多少焦耳熱。 參考答案： 1． A 2、C 3、C 4、BD

16、 5、D 6、CD 7、BCD 8、D 9、18J、3m/s 10、mg/3q 11、 E’=2.9×1012J 12.2J 0.5m 13、①18J　②VA＝6m/s　V車=-6m/s或VA=-10m/s　V車=2m/s 14、0.3 15、(1)T=mg (2)A→P,動能定理：mgLcos450-mgL(1-sin450)=mv2/2-0 v= (3)先由B→C勻加速直線運動,然后由C→A變速圓周運動.C點的速度為VC=2,由C→A,動能定理：EqL-mgL=mvA2/2-m(vcCOS

17、450)2/2 vA== TA- Eq=mvA2/L, TA=3mg. 速度為VC=2,由C→A,動能定理：EqL-mgL=mvA2/2-m(vcCOS450)2/2 vA== TA- Eq=mvA2/L, TA=3mg. 17、地鐵是解決城市交通擁擠的有效手段之一。由于兩站間的距離一定，電車在其間運行時，必有加速和減速的過程，在建沒這類地鐵時，可考慮將電車的一部分動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，減少剎車的過程。從而達到節(jié)約能源，同時減少剎車時噪聲污染的目的。其缺點是地鐵軌道的高度不等，挖地洞時需要增加洞高，使建設(shè)成本相應(yīng)提高。 設(shè)電車沖上站臺的未速度為vt，則v0=25．2km／h=7m／s 由機械能守恒定律可得： vt= 所以，電車能沖上站臺，且到達站臺速度為3m/s，需通過制動器使列車停下。 18.10m/s 0.4J 0.2J