【文档说明】2025届高三一轮复习物理试题（人教版新高考新教材）考点规范练19　功能关系、能量守恒定律 Word版含解析.docx，共(7)页，138.630 KB，由小赞的店铺上传

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考点规范练19功能关系、能量守恒定律一、单项选择题1.如图所示,某滑翔爱好者利用无动力滑翔伞在高山顶助跑起飞,在空中完成长距离滑翔后安全到达山脚下。他在空中滑翔的过程中()A.只有重力做功B.重力势能的减小量大于重力做的功C.重力势能的减小量等于动能的增加量D.动能的增加量等于合力做的

功2.某同学将质量为m的一矿泉水瓶(可看成质点)竖直向上抛出,水瓶以54g的加速度匀减速上升,上升的最大高度为h。水瓶往返过程受到的阻力大小不变。则()A.上升过程中水瓶的动能减少量为54mghB.上升过程中水瓶的机械能减少了54mghC.水瓶落

回地面时动能大小为𝑚𝑔ℎ4D.水瓶上升过程处于超重状态,下落过程处于失重状态3.如图所示,滑雪者从O点由静止沿斜面自由滑下,接着在水平面上滑至N点停下。斜面、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数都为μ=0.1。滑雪者(包括滑雪板)的质量m=50kg,g取10m/s2,O、N两点间

的水平距离s=100m。在滑雪者经过ON段运动的过程中,克服摩擦力做的功为()A.1250JB.2500JC.5000JD.7500J4.如图甲所示,固定的粗糙斜面长为10m,一小滑块自斜面顶端由静止开始沿斜面下滑的过程中,小滑块的动能Ek随位移x的变化规律如图乙所示。取斜面底端为重力势能的参考

平面,小滑块的重力势能Ep随位移x的变化规律如图丙所示,重力加速度g取10m/s2。根据上述信息能求出()A.斜面的倾角B.小滑块与斜面之间的动摩擦因数C.小滑块下滑的加速度的大小D.小滑块受到的滑动摩擦力的大小5.如图所示

,足够长的水平传送带以v=2m/s的速度沿顺时针方向匀速转动,上方漏斗以每秒25kg把煤粉均匀且竖直抖落到传送带上,然后煤粉随传送带一起运动。已知煤粉与传送带间的动摩擦因数为0.2,重力加速度g取10m/s2,欲使传送带保持原来的速度匀速转动,则传送带的电动机应增加的功率为()A.

200WB.50WC.100WD.无法确定6.一足够长的光滑圆筒竖直立于水平地面上,内有一轻质弹簧,下端固定于圆筒底部,弹簧上面放一质量为m的小球,小球与弹簧不连接,施加外力,将小球竖直向下压至某位置静止,如图所示。现撤去F,小球从静止开始运动到与弹簧分离的

过程中,重力、弹簧弹力对小球所做的功分别为W1和W2,小球离开弹簧时的速度为v,不计空气阻力,则上述过程中()A.小球的机械能守恒B.小球的重力势能增加了W1C.小球的机械能增加了W1+12mv2D.弹簧的弹性势能减少了W27.如图所示,小球A、B、C通过铰链与

两根长为l的轻杆相连,A、B、C位于竖直面内且成正三角形,其中A、C置于水平地面上。现将球B由静止释放,球A、C在杆的作用下向两侧滑动,三小球的运动始终在同一竖直平面内。已知mA=12mB=13mC=m,不计摩擦,重力加速度为g,则球B由静止释放至落

地的过程中,下列说法正确的是()A.球B的机械能先减小后增大B.球B落地的速度大小为√3𝑔𝑙C.球A对地面的压力一直大于mgD.球B落地点位于初始位置正下方二、多项选择题8.如图所示,倾角为37°的光滑斜面上粘贴有一

厚度不计、宽度d=0.2m的橡胶带,橡胶带的上、下边缘与斜面的上、下边缘平行,橡胶带的上边缘到斜面的顶端距离l=0.4m,现将质量为m=1kg、宽度为d的薄矩形板上边缘与斜面顶端平齐且从斜面顶端静止释放。已知矩形板与橡胶带之间的动摩擦因数为0.5,重

力加速度g取10m/s2,不计空气阻力,矩形板由斜面顶端静止释放下滑到完全离开橡胶带的过程中(此过程矩形板始终在斜面上),下列说法正确的是()A.矩形板受到的摩擦力Ff=4NB.矩形板的重力做功WG=3.6JC.产生的热量Q=0.8JD.矩形板的上边缘穿过橡胶带下边缘时速度大小为2√35

5m/s9.如图所示,某跳台滑雪运动员从助滑道滑下,然后从跳台a处沿水平方向飞出,在斜坡b处着陆,其Ek-t图像是运动员从a到b飞行时的动能随飞行时间变化的关系图像,不计空气阻力的作用,重力加速度g取10m/s2,则下列说法正确的是()A.

运动员在a处的速度大小为20m/sB.斜坡的倾角为30°C.运动员运动到b处时,重力的瞬时功率为1.2×104WD.t=1s时,运动员在空中离坡面的距离最大10.如图所示,甲、乙两传送带与水平面的夹角相同,都以恒定速率v向上运动。现将一质量为m的小物

体(视为质点)轻轻放在A处,小物体在甲传送带到达B处时恰好达到传送带的速率v。小物体在乙传送带上到达离B处竖直高度为h的C处时达到传送带的速率v。已知B处离地面的高度均为h0,则在小物体从A到B的过程中()A.小物体与甲传送带间

的动摩擦因数较小B.两传送带对小物体做功相等C.甲传送带消耗的电能比较大D.两种情况下因摩擦产生的热量相等三、非选择题11.如图甲所示,质量为m0=5kg的木板A在水平向右F=30N的拉力作用下在粗糙水平地面上向右运动,t=0时刻在其右端无初速度地放上一质量

m=1kg的小物块B。放上物块后A、B的v-t图像如图乙所示。已知物块可看作质点,木板足够长。g取10m/s2,求:(1)物块与木板之间的动摩擦因数μ1和木板与地面间的动摩擦因数μ2;(2)物块与木板之间摩擦产生的热量;(3)放上物

块后,木板运动的总位移。12.如图所示,水平面AB段光滑、BC段粗糙,右侧竖直平面内有一呈抛物线形状的坡面OD,以坡面底部的O点为原点、OC方向为y轴建立直角坐标系Oxy,坡面的抛物线方程为y=15x2。一轻质弹簧左端固定在A点,弹簧自然伸长状态时右端处在B点。一个质量

m=0.2kg的小物块压缩弹簧后由静止释放,从C点飞出落到坡面上。已知坡底O点离C点的高度h=5m,BC间距离l=2m,小物块与BC段的动摩擦因数为0.1,小物块可视为质点,空气阻力不计。(1)若小物块到

达C点的速度为√5m/s,求释放小物块时弹簧具有的弹性势能。(2)在(1)问的情况下,求小物块落到坡面上的位置坐标。(3)改变弹簧的压缩量,弹簧具有多大的弹性势能时,小物块落在坡面上的动能最小?并求出动能的最小值。考点规范练19功能关系、能量守恒定律1.D解析:由

功能转换关系知,重力做功对应重力势能的变化,合力做功对应物体动能的变化,选项D正确。2.A解析:水瓶以a=54g的加速度减速上升,设阻力为Ff,则有mg+Ff=ma,解得阻力Ff=14mg,上升阶段动能的改变量等于合外力做的功,W合=-mah=-

54mgh,故A正确。上升过程机械能的变化等于阻力做的功,即-Ffh=ΔE,所以上升过程机械能减少14mgh,故B错误。上升过程由动能定理-54mgh=0-Ek0,得初动能为54mgh,全程由动能定理得-2Ffh=Ek-Ek0,解得Ek=

34mgh,故C错误。上升阶段加速度方向向下,下落阶段加速度方向向下,均为失重状态,故D错误。3.C解析:设斜面的倾角为θ,则滑雪者从O到N的运动过程中克服摩擦力做的功Wf=μmgcosθ·xOM+μm

gxMN,由题图可知,xOMcosθ+xMN=s,两式联立可得Wf=μmgs=5000J,故选项A、B、D错误,C正确。4.D解析:小滑块沿斜面下滑的过程中,根据动能定理有F合x=ΔEk,由题图乙的斜率可求得合力F合=Δ𝐸

kΔ𝑥=2510N=2.5N。小滑块重力势能的变化量ΔEp=-mgΔxsinθ,由题图丙的斜率可求得mgsinθ=-Δ𝐸pΔ𝑥=10010N=10N,F合=mgsinθ-Ff=mgsinθ-μmgcosθ=ma=2.5N,则小滑块受到的滑动

摩擦力的大小Ff可以求出。因小滑块的质量m未知,故斜面的倾角θ、小滑块与斜面之间的动摩擦因数μ、小滑块下滑的加速度a的大小不能求出,故选D。5.C解析:煤粉竖直抖落到传送带上,在滑动摩擦力作用下加速到与传送带速度相等。由牛顿第二定律μmg=ma,解得煤粉的加速度大小a=μg=2m/s2。

加速时间t=𝑣𝑎=1s,加速位移x1=12at2=1m,在1s时间内传送带位移x2=vt=2m,煤粉相对于传送带滑动的距离Δx=x2-x1=1m,每秒钟由于煤粉滑动摩擦产生的热量Q=μm1gΔx=0.2×25×10×1J=50J,

每秒钟竖直抖落到传送带上的煤粉增加的动能ΔEk=12m1v2=12×25×22J=50J,根据功能关系,传送带电动机应增加的功率P=100W,C正确。6.D解析:根据题意可知,小球在运动过程中受到的弹力对小球做正功,所以小球的机械能不守恒,故A

错误。重力做功是重力势能变化的量度,由题意知重力做负功,重力势能增加-W1,故B错误。小球增加的机械能在数值上等于重力势能和动能的增量,即为ΔE=-W1+12mv2,故C错误。据功能关系可知,弹簧的弹力做正功,弹性势

能减小,故弹簧的弹性势能减小了ΔEp=W2,故D正确。7.A解析:球B下落时,A、C开始运动,当B落地后,A和C停止运动,所以球A和C的机械能先增大后减小,因A、B、C三球组成的系统机械能守恒,故球B

的机械能先减小后增大,故A正确。对整个系统分析,有2mg·√32l=12×2m𝑣B2,解得vB=√√3𝑔𝑙,故B错误。在B落地前,球A、C做减速运动,轻杆对球有向上的力的作用,故球A对地面的压力可能小于mg,故C错误。系统在水平方向所受外力为零,系统水平

方向上动量守恒,因为A、C两球质量不相同,故速度不一样,故球B落地点不可能位于初始位置正下方,故D错误。8.BCD解析:矩形板在滑上橡胶带的过程中对橡胶带的压力是变化的,所以矩形板受摩擦力是变化的,故A错误。重力做功WG=mg(l+d)sinθ=3.6J,所以B正确。产生的热量等于克

服摩擦力做的功Q=2×12μmgcosθ·d=0.8J,所以C正确。根据动能定理有WG-Q=12mv2-0,解得v=2√355m/s,所以D正确。9.CD解析:由题图可知t=0时的动能Ek1=12𝑚𝑣02=3×103J,t=2s时的动能Ek2=12mv2=15×103

J,t=2s时的竖直分速度vy=gt=20m/s,根据运动的合成与分解有v=√𝑣02+𝑣𝑦2,联立解得m=60kg,v0=10m/s,选项A错误。2s内的水平位移x=v0t=20m,竖直位移y=12gt2=20m,由几何关系知tanα=𝑦𝑥=1,则斜面倾角α=45°,选项B错误。运

动员运动到b处时,重力的瞬时功率为P=mgvy=1.2×104W,选项C正确。t=1s时竖直速度vy'=10m/s=v0,可见t=1s时的速度方向与斜面平行,此时运动员在空中离坡面的距离最大,选项D正确。10.ABC解析:根据公式v2=2ax,可知物体加速度关

系a甲<a乙,再由牛顿第二定律μmgcosθ-mgsinθ=ma,得知μ甲<μ乙,故A正确。传送带对小物体做功等于小物体的机械能的增加量,动能增加量相等,重力势能的增加量也相同,故两传送带对小物体做功相等,故B正确。由摩擦生热Q=Ffs相对知,甲传送带,Q甲=Ff1s1

=Ff1ℎ0sin𝜃,Ff1-mgsinθ=ma1=m𝑣22ℎ0sin𝜃;乙传送带,Q乙=Ff2s2=Ff2ℎ0-ℎsin𝜃,Ff2-mgsinθ=ma2=m𝑣22ℎ0-ℎsin𝜃,解得Q甲

=mgh0+12mv2,Q乙=mg(h0-h)+12mv2,所以Q甲>Q乙,根据能量守恒定律,电动机消耗的电能E电等于摩擦产生的热量Q与小物体增加机械能之和,因小物体两次从A到B增加的机械能相同,Q甲>Q乙,所以甲传送带消耗的电能更多,故C正确,D错误。11.

解析:(1)放上物块后,在A、B相对滑动过程中,由图示图像可知,B的加速度aB=Δ𝑣BΔ𝑡B=123m/s2=4m/s2,A的加速度aA=Δ𝑣AΔ𝑡A=12-183m/s2=-2m/s2。由牛顿第二定律得,对B,μ1mg=maB,对A,F-μ1mg-μ2(m0+m)g=m0aA,解得μ

1=0.4,μ2=0.6。(2)物块与木板相对运动过程中,相对位移s=12×18×3m=27m,物块与木板之间的摩擦产生的热量Q=μ1mgs=0.4×1×10×27J=108J。(3)A、B共同运动时,由牛顿第二定律得μ2(m0+m)g-F=(m0+m)a,解得a=1

m/s2,A、B共同运动时间t=𝑣𝑎=121s=12s,放上物块后木板运动的总位移x=12×(12+18)×3m+122×12m=117m。答案:(1)0.40.6(2)108J(3)117m12.解析:(1)设释放小物块时弹簧具有的弹性势能为Ep0。小物块

从释放到C点的过程,根据能量守恒定律得Ep0=μmgl+12𝑚𝑣𝐶2代入数据解得Ep0=0.9J。(2)小物块离开C点后做平抛运动,则有x=vCth-y=12gt2结合题意得y=15x2联立得小物块落到坡面上的位置坐标为(5√66m,56m)。(3

)物块从B到C,由能量守恒定律得Ep=μmgl+12𝑚𝑣𝐶2小物块做平抛运动,有x=vCth'=12gt2又y=h-h'=15x2小物块落在坡面上的动能为Ek=mgh+12𝑚𝑣𝐶2代入得Ek=(0.1𝑣𝐶2+2

5025+𝑣𝐶2)J根据数学知识可知,当vC=5m/s,即Ep=2.9J时,动能最小,且Ekmin=7.5J。答案:(1)0.9J(2)(5√66m,56m)(3)2.9J7.5J