2020版高考物理一轮复习课后限时作业21功能关系能量守恒定律(含解析)新人教版

课后限时作业21 功能关系 能量守恒定律
时间：45分钟
1．蹦极是一项既惊险又刺激的运动，深受年轻人的喜爱．如图所示，蹦极者从P 点由静止跳下，到达A 处时弹性绳刚好伸直，继续下降到最低点B 处，B 离水面还有数米距离．蹦极者(视为质点)在其下降的整个过程中，重力势能的减少量为ΔE 1，绳的弹性势能的增加量为ΔE 2，克服空气阻力做的功为W ，则下列说法正确的是( C )
A ．蹦极者从P 到A 的运动过程中，机械能守恒
B ．蹦极者与绳组成的系统从A 到B 的运动过程中，机械能守恒
C ．ΔE 1＝W ＋ΔE 2
D ．Δ
E 1＋ΔE 2＝W
解析：蹦极者从P 到A 及从A 到B 的运动过程中，由于有空气阻力做功，所以机械能减少，选项A 、B 错误；整个过程中重力势能的减少量等于绳的弹性势能增加量和克服空气阻力做功之和，即ΔE 1＝W ＋ΔE 2，选项C 正确，选项D 错误．
2．质量为m 的物体由静止开始下落，由于空气阻力影响，物体下落的加速度为4
5g (g 为
重力加速度)．在物体下落高度为h 的过程中，下列说法正确的是( A )
A ．物体的动能增加了4
5mgh
B ．物体的机械能减少了4
5mgh
C ．物体克服阻力所做的功为4
5mgh
D ．物体的重力势能减少了4
5
mgh
解析：下落阶段，物体受重力和空气阻力，由动能定理得W ＝ΔE k ，即mgh －fh ＝ΔE k ，f ＝mg －45
mg ＝15
mg ，可得ΔE k ＝45
mgh ，选项A 正确；机械能减少量等于克服阻力所做的功，
即ΔE ＝W f ＝fh ＝1
5
mgh ，选项B 、C 错误；重力势能的减少量等于重力做的功，即ΔE p ＝mgh ，
选项D 错误．
3．(多选)如图所示，电梯的质量为M ，其天花板上通过一轻质弹簧悬挂一质量为m 的物体．电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动，上升高度为H 时，电梯的速度为v 电梯，物体的速度达到v ，物体上升的高度为H 物，弹簧的弹性势能为E p 弹，重力加速度为
g ，则在这段运动过程中，下列说法中正确的是( CD )
A ．轻质弹簧对物体的拉力所做的功等于12mv 2
B ．钢索的拉力所做的功等于12mv 2
＋MgH
C ．轻质弹簧对物体的拉力所做的功大于12
mv 2
D ．钢索的拉力所做的功等于12mv 2＋MgH ＋12
Mv 2
电梯＋mgH 物＋E p 弹
解析：轻质弹簧对物体的拉力所做的功等于物体增加的动能和重力势能，大于12
mv 2
，故
A 错误，C 正确；钢索的拉力做的功应等于系统增加的动能、重力势能和弹性势能之和，即系
统增加的机械能，所以钢索的拉力做功应大于12mv 2
＋MgH ，故B 错误；由于物体是由静止开始
向上做加速运动，所以弹簧的弹力增大，可知物体上升的高度小于H ，但弹性势能增大，故拉力做功W ＝12mv 2＋MgH ＋12
Mv 2
电梯＋mgH 物＋E p 弹，故D 正确．
4．太阳能汽车是利用太阳能电池板将太阳能转化为电能工作的一种新型汽车．已知太阳辐射的总功率约为4×1026
W ，太阳到地球的距离为1.5×1011
m ，假设太阳光传播到达地面的过程中约有40%的能量损耗，某太阳能汽车所用太阳能电池板接收到的太阳能转化为机械能的效率约为15%.若驱动该太阳能汽车正常行驶所需的机械功率为5 kW ，且其中的1
5来自于
太阳能电池板，则所需的太阳能电池板的面积至少约为(已知半径为r 的球体积为V ＝43πr 3
，
球表面积为S ＝4πr 2
)( C )
A ．2 m 2
B ．6 m 2
C ．8 m 2
D ．12 m 2
解析：以太阳为球心、以太阳到地球的距离为半径的球的表面积S ＝4πd 2
，太阳辐射到该单位面积上的功率为P ′＝
P 太－
S
.设电池板的面积为S ′，由能量守恒定律得1
5
P。