2023新教材高考物理二轮专题复习 专题强化训练6 功能关系与能量守恒.docx

1、专题强化训练6功能关系与能量守恒一、选择题(17题为单项选择题，810题为多项选择题)1如图所示，高速公路上汽车定速巡航(即保持汽车的速率不变)沿拱形路面上坡，空气阻力和摩擦阻力的大小不变此过程中()A汽车的牵引力大小不变B汽车的牵引力逐渐增大C汽车的输出功率保持不变D汽车的输出功率逐渐减小2.在全运会小轮车泥地竞速赛中，选手从半径为R的圆弧形赛道顶端由静止出发冲到坡底，设阻力大小不变为f，选手和车总重为G.在此过程中，关于选手和车的下列说法正确的是()A克服阻力做功为fRB动能增加量为GRC机械能保持不变D在坡底所受的支持力大于重力3.2022湖北卷如图所示，质量分别为m和2m的小物块P和Q

2、，用轻质弹簧连接后放在水平地面上，P通过一根水平轻绳连接到墙上P的下表面光滑，Q与地面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力用水平拉力将Q向右缓慢拉开一段距离，撤去拉力后，Q恰好能保持静止弹簧形变始终在弹性限度内，弹簧的劲度系数为k，重力加速度大小为g.若剪断轻绳，P在随后的运动过程中相对于其初始位置的最大位移大小为()A. BC D4.2022福建押题卷一质量为2 kg的物体受水平拉力F作用，在粗糙水平面上做加速直线运动时的a t图像如图所示，t0时其速度大小为2 m/s.滑动摩擦力大小恒为2 N，则()A在t6 s时刻，物体的速度为18 m/sB在06 s时间内，合力对物体做的功为4

3、00 JC在06 s时间内，拉力对物体的冲量为36 NsD在t6 s时刻，拉力F的功率为200 W5.2022浙江1月某节水喷灌系统如图所示，水以v015 m/s的速度水平喷出，每秒喷出水的质量为2.0 kg.喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H3.75 m不变水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220 V，输入电流为2.0 A不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率已知水泵的抽水效率(水泵的输出功率与输入功率之比)为75%，忽略水在管道中运动的机械能损失，则()A每秒水泵对水做功为75 JB每秒水泵对水做功为225 JC水泵输入功率为440 WD电动

4、机线圈的电阻为10 62022安徽合肥二模一物块在高h3 m、长l5 m的斜面底端以某一初速度沿斜面上滑，其动能和重力势能随上滑距离的变化如图中直线、所示重力加速度g10 m/s2，不计空气阻力，则下列说法正确的是()A物块上滑时加速度的大小为6 m/s2B物块与斜面间的动摩擦因数为0.5C当物块上滑到s2.5 m时，其动能和重力势能相等D在物块上滑s4 m过程中，其机械能损失了12 J72022浙江6月小明用额定功率为1 200 W、最大拉力为300 N的提升装置，把静置于地面的质量为20 kg的重物竖直提升到高为85.2 m的平台，先加速再匀速，最后做加速度大小不超过5 m/s2的匀减速运

5、动，到达平台速度刚好为零，则提升重物的最短时间为()A13.2 s B14.2 sC15.5 s D17.0 s82022东北三省四市教研联合体联考第22届哈尔滨冰雪大世界开门迎客了，近400 m长的极速大滑梯是大人、孩子最喜欢的娱乐项目一名游客坐在雪橇上下滑了一段路程，重力对他做功3 000 J，他克服阻力做功500 J，则在此过程中这名游客()A重力势能增加了3 000 JB动能增加了3 000 JC动能增加了2 500 JD机械能减少了500 J9.我国风洞技术领先世界如图，在光滑斜面上，一个小物块受到沿斜面方向的恒定风力作用，沿斜面加速向上运动，则从物块接触弹簧至达到最左端()A物块的

6、速度先增大后减小B物块加速度一直减小到零C弹簧弹性势能先增大后减小D物块和弹簧组成的系统机械能一直在增大10.2022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mQmP，t0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t0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13B2T时刻物体Q的机械能为C2T时刻物体P重力的功率为D2T时刻物体P的速度大小为二、非选

7、择题11弹珠游戏装置可以简化如图轻质弹簧一端固定，另一端紧靠着一个弹珠(与弹簧不拴接).轻推弹珠，弹簧被压缩；释放后，弹珠被弹簧弹出，然后从A点进入竖直圆轨道(水平轨道和竖直圆轨道平滑相接).已知弹珠的质量m20 g(可视为质点)，圆轨道的半径R0.1 m，忽略弹珠与轨道间的一切摩擦，不计空气阻力，取g10 m/s2，求：(1)若弹珠以v2.2 m/s的速度从A点进入竖直圆轨道，它能否顺利通过圆轨道的最高点B？请说明理由(2)在O点左侧有一个小盒子，盒子上开有小孔，孔口C点与圆轨道的圆心O等高，并与O点的水平距离为2R，要想让弹珠能从C点掉入盒子中，弹簧被压缩后需要储存多大的弹性势能Ep?12

8、2022年2月2日，北京冬奥会冰壶比赛在“冰立方”拉开帷幕，其比赛场地如图所示比赛中，甲队运动员在投掷线P处将冰壶A以一定的速度推出，冰壶在水平冰面上沿直线自由滑行，恰好停在营垒的中心O处乙队运动员在投掷线P处将冰壶B以相同的速度推出，其队友在冰壶滑行一段距离后开始在其滑行前方摩擦冰面，直到B与A碰撞碰撞后，A恰好被挤出营垒已知A与B质量相等、材质相同，P与O距离为30 m，营垒的半径为1.8 m，冰壶与冰面间的动摩擦因数0.02，摩擦冰面后，冰壶与冰面的动摩擦因数变为原来的90%.设冰壶之间的碰撞时间极短且无机械能损失，不计冰壶的大小，重力加速度g10 m/s2.求：(1)冰壶被推出时速度的

9、大小；(2)乙队运动员用毛刷擦冰面的长度是多少？专题强化训练6功能关系与能量守恒1解析：设坡面与水平面夹角为，汽车速率不变，有F牵fmg sin ，因上坡过程坡度越来越小，角在减小，空气阻力和摩擦阻力的大小不变，则牵引力变小，故A、B错误；由功率公式PF牵v可知，汽车速率不变，输出功率变小，故C错误，D正确答案：D2解析：克服阻力做功为Rf，选项A错误；根据动能定理可知，动能增加量为EkGRRf，选项B错误；由于有阻力做功，则机械能减小，选项C错误；在坡底时，由牛顿第二定律可知FNGm可知，所受的支持力FN大于重力G，选项D正确答案：D3解析：Q恰好能保持静止时，设弹簧的伸长量为x，满足kx2

10、mg，若剪断轻绳后，物块P与弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧的最大压缩量也为x，因此P相对于其初始位置的最大位移大小为s2x，C正确答案：C4解析：加速直线运动时的a t 图像所围的面积代表速度的变化量，则vv6v0m/s18 m/s则v620 m/s，故A错误；根据动能定理得Wmvmv396 J，故B错误；在06 s时间内，拉力对物体的冲量为Iftmv6mv0，解得I48 Ns，故C错误；在t6 s时刻，拉力Ffma，解得F10 N拉力F的功率为PFv1020 W200 W，故D正确答案：D5解析：每秒水泵对水做的功等于水的机械能增加量，即WEmvmgH300 J，故选项A、B均错误；水泵输入

11、功率（即电动机输出功率）为P泵入 W400 W，故选项C错误；电动机的输入功率为P电440 W，根据能量的转化与守恒，可得P电P泵入PrP泵入I2r，代入数据可得电动机的内阻为r10 ，故选项D正确答案：D6解析：物块在末位置的重力势能为Epmgh18 J，解得物块的质量m0.6 kg，上滑过程中，根据牛顿第二定律和动能定理可得mal0Ek0，根据图线可知Ek030 J，解得加速度大小为a10 m/s2，选项A错误；设斜面的倾角为，则sin 0.6，所以37，上滑过程中根据牛顿第二定律可得mg sin mg cos ma，解得0.5，选项B正确；根据图像可知，当物块上滑到s2.5 m时，其动能

12、大于重力势能，选项C错误；在物块上滑s4 m过程中，损失的机械能为Emg cos s0.50.6100.84 J9.6 J，选项D错误答案：B7解析：以最大加速度向上加速到匀加速能达到的最大速度，然后保持功率不变达到最大速度，最后以最大加速度做匀减速运动减速到零所需时间最短重物向上提升的最大加速度a15 m/s2，匀加速过程的最大速度v4 m/s，匀加速上升的时间为t10.8 s，匀加速上升的高度h11.6 m；重物能达到的最大速度为vm6 m/s，以最大加速度减速上升的时间t21.2 s，上升高度为h23.6 m，则以恒功率上升的高度h380 m，恒功率上升过程有Pt3mgh3m（vv2），

13、解得t313.5 s，则提升重物的最短时间为tt1t2t315.5 s，C正确答案：C8解析：重力做正功，所以游客的重力势能减少了3 000 J，A错误；合力做功等于动能的增加，所以动能增加了3 000 J500 J2 500 J，B错误，C正确；阻力做负功，所以机械能减少了500 J，D正确答案：CD9解析：从物块接触弹簧至达到最左端，在斜面方向上依次满足（设风力为F）：Fmg sin kx，Fmg sin kx1，Fx1x），所以物块的加速度先减小后增加，弹簧弹性势能一直增加，物块的速度先增大后减小，故A正确，B、C错误物体向上运动的过程中风力一直做正功，所以物块与弹簧组成的系统机械能一直

14、增大，D正确答案：AD10解析：由牛顿第二定律，mQgmPg（mQmP）a，a，解得mPmQ12，A错误；经过时间T，P上升高度h1aT2gT2，T时刻P速度vaTgT，此后P做竖直上抛运动，竖直上抛高度h2gT2.PQ之间竖直高度为hh1h2gT2gT2gT2，t0时物体Q的机能为EmQghmQg2T2.在Q匀加速下落过程中，隔离Q受力分析，由牛顿第二定律，mQgFmQa，解得细绳中拉力F.对Q由功能关系可知，T时刻Q的机械能为ETEFh1mQg2T2gT2mQg2T2.T时刻后，只有重力对Q做功，Q机械能不变，所以2T时刻物体Q的机械能为，B正确；由竖直上抛运动到最高点的时间为t，2T时刻

15、物体P的速度vg，物体P重力的功率为PGmPgvmPg2TmQg2T，C、D正确答案：BCD11解析：（1）弹珠从A点进入竖直圆轨道后，假设它能冲上最高点B从A到B由机械能守恒可知mv2mgRmv解得vBm/s若要顺利通过圆轨道的最高点C，则在C点根据牛顿第二定律可知mgm解得vmin1 m/sm/s所以弹珠不能顺利通过圆轨道的最高点B；（2）若弹珠能够掉入盒子中，根据平抛运动规律可知Rgt22RvCt解得vCm/s根据系统能量守恒可知Epmv2mgR3mgR解得Ep0.06 J答案：（1）不能，理由见解析（2）0.06 J12解析：（1）冰壶A以一定的速度推出，恰好停在营垒的中心O处，由动能定理可得mgs0mv解得v02 m/s（2）设冰壶B与冰壶A碰撞前的速度为v1，碰撞后的速度为vB，冰壶A碰撞后的速度为vA，根据动量守恒定律有mv1mvBmvA根据机械能守恒定律有mvmvmv解得vB0，vAv1即冰壶B与冰壶A碰撞后二者交换速度，因此可以将整个过程看成冰壶B一直沿直线PO运动到营垒区边缘，运动的总位移为s30 m1.8 m31.8 m设乙队运动员用毛刷擦冰面的长度为L，根据动能定理有mg（sL）mgL0mv其中0.9，代入数据解得L18 m答案：（1）2 m/s（2）18 m