2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 高頻考點(diǎn)強(qiáng)化5 功能關(guān)系一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第15題只有一項(xiàng)符合題目要求，第68題有多項(xiàng)符合題目要求全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分)1如圖1所示，固定在水平地面上的光滑斜面頂端有一輕彈簧，其上端固定，一質(zhì)量為m的小球向右滑行并沖上斜面設(shè)小球在斜面最低點(diǎn)A的速度為v，將彈簧壓縮至最短時(shí)小球 圖1位于C點(diǎn)，C點(diǎn)距地面高度為h，不計(jì)小球與彈簧碰撞過程中的能量損失，則小球在C點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為()Amghmv2Bmghmv2C.mv2mgh Dmgh【解析】從斜面的最低點(diǎn)到C點(diǎn)，以小球和彈簧為系統(tǒng)，由機(jī)械能守恒定律可得：mv2mghEp，可得：Epmv2mgh，選項(xiàng)C正確【答案】C2人在井口用柔軟繩通過動(dòng)滑輪從深井中提升重物，已知重物和動(dòng)滑輪的總質(zhì)量為M，軟繩每單位長度的質(zhì)量為m.不考慮摩擦，將重物提升h高度過程中，外力至少要做的功為()AMghmghBMghmgh2 圖2CMgh2mgh2DMghmgh2【解析】重物上升h過程中，兩側(cè)各h長的繩子重心位置升高，這部分繩子的質(zhì)量為2hm，因而其重力勢(shì)能增加mgh2，因而外力做功至少為Mghmgh2，選項(xiàng)B正確【答案】B3(xx石家莊二檢)一質(zhì)量為0.6 kg的物體以20 m/s的初速度豎直上拋，當(dāng)物體上升到某一位置時(shí)，其動(dòng)能減少了18 J，機(jī)械能減少了3 J整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中物體所受阻力大小不變，重力加速度g10 m/s2，則下列說法正確的是()A物體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度大小為12 m/s2B物體向下運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度大小為9 m/s2C物體返回拋出點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為40 JD物體返回拋出點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為114 J【解析】向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能減少量是機(jī)械能減少量的6倍，表明合力做功是阻力做功的6倍，合力是阻力的6倍，即ma6f，因?yàn)閒mgma，所以fmg，解得ag12 m/s2，A正確；向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度ag8 m/s2，B錯(cuò)誤；物體上升的最大高度h m m，上下全過程阻力做功W2fh40 J，返回拋出點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能EkEk0W0.6202 J40 J80 J，C、D錯(cuò)誤【答案】A4(xx福州模擬)如圖3所示，輕質(zhì)彈簧的一端固定在粗糙斜面的擋板O點(diǎn)，另一端固定一個(gè)小物塊小物塊從P1位置(此位置彈簧伸長量為零)由靜止 圖3開始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)P2位置，然后在彈力作用下上升運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)P3位置(圖中未標(biāo)出)在此兩過程中，下列判斷正確的是()A下滑和上滑過程彈簧和小物塊系統(tǒng)機(jī)械能守恒B下滑過程物塊速度取最大值位置比上滑過程速度取最大值位置高C下滑過程彈簧和小物塊組成系統(tǒng)機(jī)械能減小量比上升過程小D下滑過程克服彈簧彈力和摩擦力做功總值比上滑過程克服重力和摩擦力做功總值小【解析】斜面粗糙，有摩擦力對(duì)物塊做功，故下滑和上滑過程中彈簧和小物塊系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；物塊速度最大時(shí)其合力為零，受力分析，如圖所示，對(duì)物塊下滑過程，得kxmgsinf，上滑過程中，得：kxmgsinf，比較可知：x<x，故下滑過程物塊速度取最大值位置比上滑過程速度取最大位置高，選項(xiàng)B正確；因?yàn)槟Σ亮ψ鲐?fù)功，系統(tǒng)的機(jī)械能要減小，故P3位置應(yīng)該在P1、P2位置之間，故下滑過程中摩擦力做的功大于上滑過程中摩擦力做的功，根據(jù)功能關(guān)系，可知：下滑過程系統(tǒng)機(jī)械能減小量大于上滑過程機(jī)械能的減小量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；下滑過程克服彈簧彈力和摩擦力做功的總值等于下滑過程中重力勢(shì)能的減小量，而上滑過程克服重力和摩擦力做功總值等于物塊上滑過程中彈簧彈性勢(shì)能的減小量，由能量守恒可知：下滑過程中重力勢(shì)能的減小量一定大于上滑過程中彈簧彈性勢(shì)能的減小量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤【答案】B5(xx烏魯木齊模擬)如圖4所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的半圓軌道與一斜面軌道平滑連接，A、B連線豎直一個(gè)質(zhì)量為m的小球自P點(diǎn)由靜止開始下滑，小球沿軌道運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大 圖4小為mg.已知P點(diǎn)與B點(diǎn)的高度差為2R，則小球從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中()A重力做功mgRB機(jī)械能減小mgRC合外力做功2mgRD克服摩擦力做功mgR【解析】重力做功與路徑無關(guān)，只與始末位置有關(guān)，故小球從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中重力做功為2mgR，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；設(shè)小球在B點(diǎn)的速度為v，根據(jù)牛頓第二定律有mgmgm，解得小球在B點(diǎn)的動(dòng)能為EkBmv2mgR，若設(shè)B點(diǎn)所在的水平面為零勢(shì)能參考面，則B點(diǎn)的機(jī)械能為mgR，P點(diǎn)的機(jī)械能為2mgR，所以小球從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中機(jī)械能減小2mgRmgRmgR，選項(xiàng)B正確；根據(jù)動(dòng)能定理W合mv20mgR，選項(xiàng)C錯(cuò)誤機(jī)械能減小多少，就克服摩擦力做多少功，所以克服摩擦力做功mgR，選項(xiàng)D錯(cuò)誤【答案】B6(xx武漢模擬)如圖5所示，傾斜傳送帶沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在傳送帶的A端無初速度放置一物塊選擇B端所在的水平面為參考平面，物塊從A端運(yùn)動(dòng)到B端的過程中，物塊的機(jī)械能E與其位移x的關(guān) 圖5系圖象可能正確的是()【解析】由于參考平面為B端所在水平面，因而初機(jī)械能大于零物塊沿傳送帶下滑，若摩擦力一直沿傳送帶向下，摩擦力做正功，機(jī)械能增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；物塊沿傳送帶下滑，若摩擦力先向下后向上，則摩擦力先做正功后做負(fù)功，機(jī)械能先增大再減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確【答案】BD7(xx溫州模擬)用起重機(jī)將地面上靜止的貨物豎直向上吊起，貨物由地面運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)的過程中，其vt圖象如圖6所示下列說法正確的 圖6是()A在0t1時(shí)間內(nèi)，貨物處于超重狀態(tài)B在t2t3時(shí)間內(nèi)，起重機(jī)拉力對(duì)貨物做負(fù)功C在t1t2時(shí)間內(nèi)，貨物的機(jī)械能一直在增大D勻速階段拉力的功率可能比加速階段某一時(shí)刻拉力的瞬時(shí)功率小【解析】由vt圖知，貨物先向上做勻加速運(yùn)動(dòng)(處于超重狀態(tài))，再做勻速運(yùn)動(dòng)，最后做勻減速運(yùn)動(dòng)(處于失重狀態(tài))，可知選項(xiàng)A正確；在t2到t3時(shí)間內(nèi)，起重機(jī)拉力對(duì)貨物做正功，則選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在t1到t3時(shí)間內(nèi)，起重機(jī)拉力對(duì)貨物一直做正功，貨物的機(jī)械能一直在增大，則選項(xiàng)C正確；貨物勻加速階段拉力F1>mg，速度v1<vm，勻速階段F2mg，速度v2vm，勻速階段拉力的功率P2F2v2mgvm可能比勻加速階段某一時(shí)刻拉力的瞬時(shí)功率P1F1v1小，則選項(xiàng)D正確【答案】ACD8(xx石家莊質(zhì)檢)如圖7所示，物體A，B通過細(xì)繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪兩側(cè)，物體B的質(zhì)量為2m，放置在傾角為30的光滑斜面上，物體A的質(zhì)量為m，用手托著物體A使彈簧處于原長，細(xì)繩伸直，A與地面的距離為h，物體B靜止在斜面上擋板P處放手后物體A下落，與地面即將接觸時(shí)速度大小為v，此時(shí)物體B對(duì)擋板恰好無壓力，則下列說法正確的是()圖7A彈簧的勁度系數(shù)為B此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能等于mghmv2C此時(shí)物體A的加速度大小為g，方向豎直向上D此后物體B可能離開擋板沿斜面向上運(yùn)動(dòng)【解析】物體B對(duì)擋板恰好無壓力時(shí)，其仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，其合力為零，由平衡條件可得：kh2mgsin300，k，選項(xiàng)A正確；由功能關(guān)系可得：此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能等于mghmv2，選項(xiàng)B正確；此時(shí)對(duì)物體A受力分析，其合力為零，無加速度，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；此后物體B仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤【答案】AB二、非選擇題(本題共4小題，共52分按題目要求作答解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)9(12分)(xx洛陽統(tǒng)考)如圖8所示，光滑坡道頂端距水平面高度為h，質(zhì)量為m的小物塊A從坡道頂端由靜止滑下，進(jìn)入水平面上的滑道時(shí)無機(jī)械能損失，為使A制動(dòng)，將輕彈簧的一端固定在水 圖8平滑道左端M處的墻上，另一端恰位于水平滑道的末端O點(diǎn)已知在OM段，物塊A與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，其余各處的摩擦不計(jì)，重力加速度為g，求：(1)物塊滑到O點(diǎn)時(shí)的速度大?。?2)彈簧為最大壓縮量d時(shí)的彈性勢(shì)能(取彈簧處于原長時(shí)彈性勢(shì)能為零)；(3)若物塊A能夠被彈回到坡道上，它能夠上升的最大高度【解析】(1)由機(jī)械能守恒定律得mghmv2，解得v(2)在水平滑道上物塊A克服摩擦力所做的功為Wmgd由能量守恒定律得mv2Epmgd以上各式聯(lián)立解得Epmghmgd(3)物塊A被彈回的過程中，克服摩擦力所做的功仍為Wmgd由能量守恒定律得mghEpmgd解得物塊A能夠上升的最大高度為：hh2d【答案】(1)(2)mghmgd(3)h2d10(12分)(xx綿陽二診)飛機(jī)在水平跑道上滑行一段時(shí)間后起飛飛機(jī)總質(zhì)量m1104 kg，發(fā)動(dòng)機(jī)在水平滑行過程中保持額定功率P8 000 kW，滑行距離x50 m，滑行時(shí)間t5 s，以水平速度v080 m/s飛離跑道后逐漸上升，飛機(jī)在上升過程中水平速度保持不變，同時(shí)受到重力和豎直向上的恒定升力(該升力由其他力的合力提供，不含重力)，飛機(jī)在水平方向通過距離L1 600 m的過程中，上升高度為h400 m取g10 m/s2.(1)假設(shè)飛機(jī)在水平跑道滑行過程中受到的阻力大小恒定，求阻力f的大小；(2)飛機(jī)在上升高度為h400 m過程中，求受到的恒定升力F及機(jī)械能的改變量【解析】(1)飛機(jī)在水平滑行過程中，根據(jù)動(dòng)能定理得Ptfxmv解得f1.6105 N(2)該飛機(jī)升空后水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，豎直方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1，豎直方向加速度為a，升力為F，則：Lv0t1hat解得t120 s，a2 m/s2Fmgma解得F1.2105 N飛機(jī)機(jī)械能的改變量為EFh4.8107 J【答案】(1)1.6105 N(2)1.2105 N4.8107 J11(14分)(xx青島模擬)如圖9所示，質(zhì)量為m的小物塊從高為h的坡面頂端由靜止釋放，滑到粗糙的水平臺(tái)上，滑行距離l后，以v1 m/s的速度從邊緣O點(diǎn)水平拋出，擊中平臺(tái)右下側(cè)擋板上的P點(diǎn)以O(shè)為原點(diǎn)在豎直面內(nèi)建立如圖所 圖9示的平面直角坐標(biāo)系，擋板形狀滿足方程yx26(單位：m)，小物塊質(zhì)量m0.4 kg，坡面高度h0.4 m，小物塊從坡面上滑下時(shí)克服摩擦力做功1 J，小物塊與平臺(tái)表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1，g10 m/s2.求(1)小物塊在水平臺(tái)上滑行的距離l；(2)P點(diǎn)的坐標(biāo)【解析】(1)對(duì)小物塊，從釋放到O點(diǎn)過程中由動(dòng)能定理可得：mghWfmglmv2則：l代入數(shù)據(jù)解得：l1 m(2)小物塊從O點(diǎn)拋出后做平拋運(yùn)動(dòng)，即水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，則由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得：ygt2xvt由解得小物塊的軌跡方程：y5x2又因?yàn)閥x26由得：x1 m，y5 m所以P點(diǎn)坐標(biāo)為(1 m，5 m)【答案】(1)1 m(2)(1 m，5 m)12(14分)(xx深圳調(diào)研)如圖10甲所示，在傾角為37且足夠長的粗糙斜面底端，一質(zhì)量m1 kg的滑塊壓縮著一輕彈簧且鎖定，但它們并不相連，滑塊可視為質(zhì)點(diǎn)t0時(shí)解除鎖定，計(jì)算機(jī)通過傳感器描繪出滑塊的vt圖象，如圖10乙所示，其中Oab段為曲線，bc段為直線，在t10.1 s時(shí)滑塊已上滑s0.2 m的距離(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)求：(1)滑塊離開彈簧后在圖中bc段對(duì)應(yīng)的加速度a及動(dòng)摩擦因數(shù)的大小；(2)t20.3 s和t30.4 s時(shí)滑塊的速度v1、v2的大?。?3)彈簧鎖定時(shí)具有的彈性勢(shì)能Ep.甲乙圖10【解析】(1)由圖象可知，t10.1 s時(shí)滑塊離開彈簧向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度的大小a m/s210 m/s2根據(jù)牛頓第二定律，有：a10 m/s2解得：0.5(2)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，得t20.3 s時(shí)的速度大小v1vcat1.0 m/s100.1 m/s003 s后滑塊開始下滑，下滑的加速度a2 m/s2t20.4 s時(shí)的速度大小v2at20.1 m/s0.2 m/s(3)由功能關(guān)系可得：Epmvmgssin 37mgscos 374 J【答案】(1)0.5(2)00.2 m/s(3)4 J