【金版新学案】2021届高考物理大二轮复习与测试强化练 第4讲 功能关系在力学中的应用测试强化练（2021年真题为例含解析）.doc

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1、第4讲 功能关系在力学中的应用 1以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为F，则从抛出到落回到抛出点的过程中，空气阻力对小球做的功为()A0BFhCFhD2Fh解析：上升过程空气阻力对小球做的功为Fh，下落过程空气阻力对小球做的功为Fh，从抛出到落回到抛出点的过程中，空气阻力对小球做的总功为2Fh，选项D正确答案：D2.(2013广州市高三期末调研测试)如图，物体从某一高度自由下落到竖直立于地面的轻质弹簧上在a点时物体开始与弹簧接触，到b点时物体速度为零则从a到b的过程中，物体()A动能一直减小B重力势能一直减小C所受合外力先增大后减小D动能和重力势能之和

2、一直减小解析：物体接触弹簧时受到的弹力从零开始增大，合力向下，且减小，物体加速，当弹力等于重力后，合力向上，且增大，物体开始减速，所以选项A、C错误物体高度减小，重力势能在减小，选项B正确动能与重力势能、弹性势能之和不变，物体下降时弹性势能增大，则动能与重力势能之和减小，选项D正确答案：BD3.(2013陕西西工大附中适应考)如图所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速率v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对传送带静止这一过程下列说法正确的是()A电动机多做的功为mv2B摩擦力对物体做的功为m

3、v2C电动机增加的功率为mgvD传送带克服摩擦力做功为mv2解析：由能量守恒知电动机多做的功为物体动能增量和摩擦生热Q，所以A项错；根据动能定理，对物体列方程，Wfmv2，所以B项正确；因为电动机增加的功率Pmgv，C项正确；因为传送带与物体共速之前，传送带的路程是物体路程的2倍，所以传送带克服摩擦力做功是摩擦力对物体做功的2倍，即mv2，D项错误答案：BC4.如图所示，一轻弹簧左端与物体A相连，右端与物体B相连，开始时，A、B均在粗糙水平面上不动，弹簧处于原长状态在物体B上作用一水平向右的恒力F，使物体A、B向右运动在此过程中，下列说法正确的是()A合外力对物体A所做的功小于物体A的动能增量

4、B外力F做的功与摩擦力对物体B做的功之和等于物体B的动能增量C外力F做的功及摩擦力对物体A和B做功的代数和等于物体A和B的动能增量及弹簧弹性势能增量之和D外力F做的功加上摩擦力对物体B做的功等于物体B的动能增量与弹簧弹性势能增量之和答案：C5.(温洲十校2013高三第一学期期中联考)如图所示，木块M可以分别从固定斜面的顶端沿左边或右边由静止开始滑下，且滑到A点或B点停下假定木块M和斜面及水平面间有相同的动摩擦因数，斜面与平面平缓连接，图中O点位于斜面顶点正下方，则关于木块滑行的水平距离，下列说法正确的是()AOA等于OBBOA大于OBCOA小于OBD无法做出明确的判断解析：物体从顶端滑到水平面

5、上停止的过程中，克服摩擦力做的功和重力做功相等，设高度为h，斜面倾角为，斜面长为l，则有mghmgxmglcos mg(xlcos )，则得xlcos ，可见距离OA等于OB.选项A正确答案：A6.如图所示，2011年5月27日在国际泳联大奖赛罗斯托克站中，中国选手彭健烽在男子3米板预赛中以431.60分的总成绩排名第一，晋级半决赛若彭健烽的质量为m，他入水后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒力为F，在水中下降高度h的过程中，他的(g为当地重力加速度)()A重力势能减少了mghB动能减少了FhC机械能减少了(Fmg)hD机械能减少了Fh解析：因运动员在水中下降的高度为h，所以其重力

6、势能减少了mgh，A对；由动能定理得mghFhEk，所以B错；由功能关系知运动员减少的机械能等于其克服阻力所做的功，大小为Fh，C错、D对答案：AD7.一摩托车在竖直的圆轨道内侧做匀速圆周运动，周期为T，人和车的总质量为m，轨道半径为R，车经最高点时发动机功率为P0，车对轨道的压力为2mg.设轨道对摩托车的阻力与车对轨道的压力成正比，则()A车经最低点时对轨道的压力为3mgB车经最低点时发动机功率为2P0C车从最高点经半周到最低点的过程中发动机做的功为P0TD车从最高点经半周到最低点的过程中发动机做的功为2mgR解析：摩托车在最高点时有2mgmgm，在最低点时有FNmgm，解得FN4mg，选项

7、A错误；由于轨道对摩托车的阻力与车对轨道的压力成正比，又因为车在最高点对轨道的压力为2mg，所以选项B正确；根据PFv可知，由于发动机在最低点时的功率是在最高点时的2倍，所以选项C错误；根据动能定理可知，摩托车从最高点经半周到最低点的过程中，发动机做的功应为2mgR及克服阻力做功之和，选项D错误答案：B8.如图所示，质量为M、长为L的木板置于光滑的水平面上，一质量为m的滑块放置在木板左端，滑块与木板间滑动摩擦力大小为Ff，用水平的恒定拉力F作用于滑块当滑块运动到木板右端时，木板在地面上移动的距离为x，滑块速度为v1，木板速度为v2，下列结论中正确的是()A上述过程中，F做功大小为mvMvB其他

8、条件不变的情况下，F越大，滑块到达右端所用时间越长C其他条件不变的情况下，M越大，x越小D其他条件不变的情况下，Ff越大，滑块与木板间产生的热量越多解析：由能量守恒定律可知，上述过程中，F做功大小等于二者动能之和加上摩擦产生的热量，大于mvMv，选项A错误；其他条件不变的情况下，F越大，滑块加速度越大，滑块到达右端所用时间越短，选项B错误；其他条件不变的情况下，M越大，木板加速度越小，x越小，选项C正确；其他条件不变的情况下，滑块与木板间产生的热量等于FfL，Ff越大，滑块与木板间产生的热量越多，选项D正确答案：CD9(2013临沂市上学期期中)海底有丰富的地下资源，深海探测成为世界关注的热点

9、.2011年7月6日，我国载人潜水器“蛟龙号”以最大下潜5 057 m的深度创世界载人深潜纪录如果将“蛟龙号”某次的试潜运动分成三个阶段，选向下为正方向，g取10 m/s2，除浮力和重力外，不计任何阻力，其vt图象如图甲所示则有()AOa段重力大于浮力，合力做正功Bab段重力等于浮力，重力做功等于克服浮力做的功Cbc段重力小于浮力，动能转化为势能D三个阶段对应的浮力的大小按图乙所示的规律变化解析：因为Oa段做匀加速运动，所以重力大于浮力，动能增大，合力做正功，故选项A正确；在ab段做匀速运动，合力为零，动能不变，重力做的功等于克服浮力做的功，故选项B正确；bc段做匀减速运动，重力小于浮力，合力

10、做负功，动能减小，因为向下运动，重力势能也减小，所以选项C错；因为Oa段与bc的加速度大小不一样，所以两阶段的合力大小不相等，故不可能按图乙所示的规律变化答案：AB10.如图所示，质量m10.3 kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L1.5 m，现有质量m20.2 kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v02 m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止物块与车面间的动摩擦因数0.5，取g10 m/s2，求(1)物块在车面上滑行的时间t；(2)物块克服摩擦力做的功；(3)在此过程中转变成的内能解析：(1)小车做匀加速运动时的加速度为a1，物块做匀减速运动时的加速度为a2，则a1 m

11、/s2，a2g5 m/s2v0a2ta1t所以t0.24 s.(2)相对静止时的速度va1t0.8 m/s物块克服摩擦力做的功Wm2(vv2)0.336 J.(3)由能量守恒可知，系统损失的机械能转化为内能，则Em2v(m1m2)v20.24 J.答案：(1)0.24 s(2)0.336 J(3)0.24 J11.如图所示，一根长0.1 m的细线，一端系着一个质量为0.18 kg的小球，拉住线的另一端，使小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，使小球的转速很缓慢地增加，当小球的转速增加到开始时转速的3倍时，细线断开，线断开前的瞬间线受到的拉力比开始时大40 N，求：(1)线断开前的瞬间，线受到的

12、拉力大小；(2)线断开的瞬间，小球运动的线速度大小；(3)如果小球离开桌面时，速度方向与桌边缘的夹角为60 ，桌面高出地面0.8 m，求小球飞出后的落地点距桌边缘的水平距离解析：(1)线的拉力提供小球做圆周运动的向心力，设开始时角速度为0，向心力为F0，线断开的瞬间，角速度为，线的拉力为FT.F0mRFTm2R由得又因为FTF040 N由得FT45 N.(2)设线断开时小球的线速度大小为v，由FT得v 5 m/s.(3)设桌面高度为h，小球落地经历时间为t，落地点与飞出桌面点的距离为x.由hgt2得t0.4 sxvt2 m则小球飞出后的落地点到桌边缘的水平距离为lxsin 601.73 m.答

13、案：(1)45 N(2)5 m/s(3)1.73 m12.如图所示，粗糙水平轨道与竖直平面内的光滑半圆轨道BC在B处平滑连接，B、C分别为半圆轨道的最低点和最高点一个质量m0.1 kg的小物体P被一根细线拴住放在水平轨道上，细线的左端固定在竖直墙壁上在墙壁和P之间夹一根被压缩的轻弹簧，此时P到B点的距离x00.5 m物体P与水平轨道间的动摩擦因数0.2，半圆轨道半径R0.4 m现将细线剪断，P被弹簧向右弹出后滑上半圆轨道，并恰好能经过C点g取10 m/s2.求：(1)P经过B点时对轨道的压力；(2)细线未剪断时弹簧的弹性势能解析：(1)P恰好能经过C点，设其速度为vC，由向心力公式有mgm解得vC2 m/sP从B到C的过程中机械能守恒，设P经过B点时的速度为vB，则有mg2Rmvmv，解得vB2 m/s设小球刚过B时受到圆轨道的支持力为FNB，由向心力公式有FNBmgm，解得FNB6 N由牛顿第三定律可知，物体刚过B点时对轨道的压力大小为6 N，方向竖直向下(2)设细线剪断前弹簧的弹性势能为Ep.从剪断细线到P经过B点的过程中，由能量守恒可得Epmgx0mv解得Ep1.1 J.答案：(1)6 N(2)1.1 J6