专题突破练习6 功能关系 能量守恒定律(Word练习)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)广东专版

专题突破练习(六) 1．(多选)如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上，其正上方A位置处有一个小球，小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零。关于小球下落阶段，下列说法中正确的是(　　) A．在B位置小球动能最大 B．在C位置小球动能最大 C．从A→C位置小球重力势能的减少量小于小球动能的增加量 D．从A→D位置小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量 BD　[在C位置小球所受弹力大小等于重力，合力等于零，加速度等于零，此时速度达到最大值，所以在C位置小球动能最大，故A错误，B正确；从A→C位置小球减少的重力势能转化为小球的动能和弹簧的弹性势能，所以小球重力势能的减少量大于小球动能的增加量，故C错误；由于小球在D点的速度为零，由能量的转化与守恒可知，从A→D位置小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量，故D正确。] 2．(2022·浙江6月选考)风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为9 m/s时，输出电功率为405 kW，风速在5～10 m/s范围内，转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为A，空气密度为ρ，风场风速为v，并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是(　　) A．该风力发电机的输出电功率与风速成正比 B．单位时间流过面积A的流动空气动能为ρAv2 C．若每天平均有1.0×108 kW的风能资源，则每天发电量为2.4×109 kW·h D．若风场每年有5 000 h风速在6～10 m/s范围内，则该发电机年发电量至少为6.0×105 kW·h D　[单位时间流过面积A的流动空气体积为V0＝Av，单位时间流过面积A的流动空气质量为m0＝ρV0＝ρAv，单位时间流过面积A的流动空气动能为m0v2＝ρAv3，风速在5～10 m/s范围内，转化效率可视为不变，可知该风力发电机的输出电功率与风速的三次方成正比，A、B错误；由于风力发电存在转化效率，若每天平均有1.0×108 kW的风能资源，则每天发电量应满足E＜1.0×108×24 kW·h＝2.4×109 kW·h，C错误；若风场每年有5 000 h风速在6～10 m/s的风能资源，当风速取最小值6 m/s时，该发电机年发电量具有最小值，根据题意，风速为9 m/s时，输出电功率为405 kW，风速在5～10 m/s范围内，转化效率可视为不变，可知风速为6 m/s时，输出电功率为P＝63× kW＝120 kW，则该发电机年发电量至少为E＝Pt＝120×5 000 kW·h＝6.0×105 kW·h，D正确。故选D。] 3．如图所示，一质量为m、长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距l。重力加速度大小为g。在此过程中，外力做的功为(　　) A．mgl B．mgl C．mgl D．mgl A　[QM段绳的质量为m′＝m，未拉起时，QM段绳的重心在QM中点处，与M点距离为l，绳的下端Q拉到M点时，QM段绳的重心与M点距离为l，此过程重力做功WG＝－m′g＝－mgl，对绳的下端Q拉到M点的过程，外力做的功等于细绳MQ段的重力势能变化，可知外力做功W＝－WG＝mgl，可知A项正确，B、C、D项错误。] 4．(2022·广东江门高三上学期阶段测试)如图所示，塔吊用钢绳沿竖直方向将质量为m的建材以加速度a匀加速向上提起h高，已知重力加速度为g，则此过程中下列说法正确的是(　　) A．建材的动能增加了mgh B．建材的重力势能减少了mgh C．建材的机械能增加了amh D．建材所受的钢绳的拉力做的功m(a＋g)h D　[建筑材料向上做匀加速直线运动，上升高度为h，根据动能定理ΔEk＝mah，故A错误；重力做负功，所以重力势能增加，故B错误；受力分析知绳子拉力F＝ma＋mg，机械能增加量等于绳子拉力做功W＝m(a＋g)h，故C错误，D正确。] 5．(多选)(2022·河北卷)如图，轻质定滑轮固定在天花板上，物体P和Q用不可伸长的轻绳相连，悬挂在定滑轮上，质量mQ＞mP，t＝0时刻将两物体由静止释放，物体Q的加速度大小为。T时刻轻绳突然断开，物体P能够达到的最高点恰与物体Q释放位置处于同一高度，取t＝0时刻物体P所在水平面为零势能面，此时物体Q的机械能为E。重力加速度大小为g，不计摩擦和空气阻力，两物体均可视为质点。下列说法正确的是(　　) A．物体P和Q的质量之比为1∶3 B．2T时刻物体Q的机械能为 C．2T时刻物体P重力的功率为 D．2T时刻物体P的速度大小为 BCD　[开始释放时物体Q的加速度为，则mQg－FT＝mQ·，FT－mPg＝mP·，解得FT＝mQg，