2023届高考物理一轮复习测试：5.4 功能关系　能量守恒定律（word版含答案）

1、第4节 功能关系能量守恒定律 同步测试一、选择题：1.如图所示，运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程，在这两个过程中，下列说法正确的是()A运动员先处于超重状态后处于失重状态B空气浮力对系统始终做负功C加速下降时，重力做的功大于系统重力势能的减小量D任意相等的时间内系统重力势能的减小量相等2毕节是全国唯一一个以“开发扶贫、生态建设”为主题的试验区，是国家“西电东送”的主要能源基地。如图所示，赫章的韭菜坪建有风力发电机，风力带动叶片转动，叶片再带动转子(磁极)转动，使定子(线圈，不计电阻)中产生电流，实现风能向电能的转化。若叶片长为l，设定的额定风速为v，空气的密度为，额定风速下发电机的输

2、出功率为P，则风能转化为电能的效率为()Aeq f(2P,l2v3) Beq f(6P,l2v3) Ceq f(4P,l2v3) Deq f(8P,l2v3)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eq f(1,3)l。重力加速度大小为g。在此过程中，外力做的功为()Aeq f(1,9)mgl Beq f(1,6)mgl Ceq f(1,3)mgl Deq f(1,2)mgl4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

3、能增加了mghB建材的重力势能减少了mghC建材的机械能增加了amhD建材所受的钢绳的拉力做的功m(ag)h5(2021吉林市友好学校联合体期末)从地面竖直上抛一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为h，设上升和下降过程中空气阻力大小恒为Ff。重力加速度为g，下列说法正确的是()A小球上升的过程中动能减少了mghB小球上升和下降的整个过程中机械能减少了FfhC小球上升的过程中重力势能增加了mghD小球上升和下降的整个过程中动能减少了Ffh6如图所示，足够长的水平传送带以恒定速率v匀速运动，某时刻一个质量为m的小物块，以大小也是v、方向与传送带的运动方向相反的初速度冲上传送带，最后小物块的速度与

4、传送带的速度相同。在小物块与传送带间有相对运动的过程中，滑动摩擦力对小物块做的功为W，小物块与传送带间因摩擦产生的热量为Q，则下列判断正确的是()AW0，Qmv2 BW0，Q2mv2CWeq f(mv2,2)，Qmv2 DWmv2，Q2mv27(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AC位置小球重力势能的减少量小于小球动能的增加量D从AD位置小球重力势能的减少量等

5、于弹簧弹性势能的增加量8(多选)如图所示，光滑水平面OB与足够长粗糙斜面BC交于B点。轻弹簧左端固定于竖直墙面，现将质量为m1的滑块压缩弹簧至D点，然后由静止释放，滑块脱离弹簧后经B点滑上斜面，上升到最大高度，并静止在斜面上。不计滑块在B点的机械能损失，换用相同材料质量为m2的滑块(m2m1)压缩弹簧至同一点D后，重复上述过程，下列说法正确的是()A两滑块到达B点的速度相同B两滑块沿斜面上升的最大高度相同C两滑块上升到最高点过程克服重力做的功相同D两滑块上升到最高点过程机械能损失相同9(多选)如图所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端。

6、现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力为Ff，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x。此过程中，以下结论正确的是()A小物块到达小车最右端时具有的动能为(FFf)(Lx)B小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为FfxC小物块克服摩擦力所做的功为Ff(Lx)D系统产生的内能为Fx10(多选)如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为M的长木板以一定的初速度向右匀速运动，将质量为m的小铁块无初速度地轻放到长木板右端，小铁块与长木板间的动摩擦因数为，当小铁块在长木板上相对长木板滑动L时，与长木板保持相对静止，此时长木板对地的位移为x，在这个过

7、程中，下面说法正确的是()A小铁块增加的动能为mg(xL)B长木板减少的动能为mgxC摩擦产生的热量为mg(xL)D系统机械能的减少量为mgL11(多选)(2020全国卷)一物块在高3.0 m、长5.0 m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线、所示，重力加速度取10 m/s2。则()A物块下滑过程中机械能不守恒B物块与斜面间的动摩擦因数为0.5C物块下滑时加速度的大小为6.0 m/s2D当物块下滑2.0 m时机械能损失了12 J12(多选)如图所示，足够长粗糙斜面倾角为，固定在水平面上，物块a通过平行于斜面的轻绳跨过光滑定滑轮与物块b相连，b的质量为m。

8、开始时，a、b均静止且a刚好不受斜面摩擦力作用。现对b施加竖直向下的恒力F，使a、b做加速运动。则在b下降h高度过程中()Aa的加速度小于eq f(F,m)Ba的重力势能增加mghsin C绳的拉力对a做的功等于a机械能的增加DF对b做的功与摩擦力对a做的功之和等于a、b动能的增加二、计算题：13如图所示，半径为R1.0 m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角37，另一端点C为轨道的最低点。C点右侧的光滑水平面上紧挨C点静止放置一木板，木板质量M1 kg，上表面与C点等高。质量为m1 kg 的物块(可视为质点)从空中A点以v01.2 m/s的速度水平抛

9、出，恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道。已知物块与木板间的动摩擦因数0.2，g取10 m/s2。求：(1)物块经过C点时的速率vC；(2)若木板足够长，物块在木板上相对滑动过程中产生的热量Q。14(2021全国甲卷)如图，一倾角为的光滑斜面上有50个减速带(图中未完全画出)，相邻减速带间的距离均为d，减速带的宽度远小于d；一质量为m的无动力小车(可视为质点)从距第一个减速带L处由静止释放。已知小车通过减速带损失的机械能与到达减速带时的速度有关。观察发现，小车通过第30个减速带后，在相邻减速带间的平均速度均相同。小车通过第50个减速带后立刻进入与斜面光滑连接的水平地面，继续滑行距离s后停下。已知

10、小车与地面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g。(1)求小车通过第30个减速带后，经过每一个减速带时损失的机械能；(2)求小车通过前30个减速带的过程中在每一个减速带上平均损失的机械能；(3)若小车在前30个减速带上平均每一个损失的机械能大于之后每一个减速带上损失的机械能，则L应满足什么条件？15如图甲所示，一倾角为37的传送带以恒定速度运行。现将一质量m1 kg的小物体抛上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，取沿传送带向上为正方向，g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8。求：甲乙(1)物体与传送带间的动摩擦因数；(2)08 s内物体机械能的增加量；(3)

11、08 s物体与传送带摩擦产生的热量Q。参考答案：1.B2.A3.A4.D5.C6.B7.BD8.CD9.ABC10.BD11.AB12.AD13.解析：(1)设物块在B点的速度为vB，从A到B物块做平抛运动，有：vB sin v0从B到C，根据动能定理有：mgR(1sin ) eq f(1,2) mvC2 eq f(1,2) mvB2解得：vC6 m/s。(2)物块在木板上相对滑动过程中由于摩擦力作用，最终将一起运动。设相对滑动时物块加速度大小为a1，木板加速度大小为a2，经过时间t达到共同速度v，则：mgma1，mgMa2，vvCa1t，va2t根据能量守恒定律有： eq f(1,2) (m

12、M)v2Q eq f(1,2) mvC2联立解得：Q9 J。答案：(1)6 m/s(2)9 J14.解析(1)设小车通过第30个减速带后，经过每一个减速带时损失的机械能为E，由小车通过第30个减速带后，在相邻减速带间的平均速度均相同，可知小车通过每一个减速带时重力势能的减少量等于经过减速带损失的机械能，即Emgdsin 。(2)设小车通过前30个减速带的过程中在每一个减速带上平均损失的机械能为E0，对小车从静止开始到进入水平面停止，由动能定理有mg(49dL)sin 30E020Emgs00联立解得E0eq f(mg29dLsin mgs,30)。(3)要使E0E，有eq f(mg29dLsi

13、n mgs,30)mgdsin 解得Ldeq f(s,sin )。答案(1)mgdsin (2)eq f(mg29dLsin mgs,30)(3)Ldeq f(s,sin )15.解析(1)由图像可以知道，传送带沿斜面向上运动，物体刚抛到传送带上的初速度方向是沿斜面向下的，且做加速度大小为aeq f(2,2) m/s21 m/s2 的匀减速直线运动，对其受力分析，由牛顿第二定律得mgcos mgsin ma 可解得0.875。(2)根据vt图像与时间轴围成的“面积”大小等于物体的位移，可得08 s内物体的位移xeq f(26,2)4 meq f(1,2)22 m14 m08 s内物体的机械能的增加量等于物体重力势能的增加量和动能增加量之和，为Emgxsin eq f(1,2)mveq oal( 2,t)eq f(1,2)mveq oal( 2,0)90