2022年新高考物理一轮复习练习：专题42　几个重要的功能关系　能量守恒 （含解析）.docx

1、专题专题 42几个重要的功能关系几个重要的功能关系能量守恒能量守恒 1(多选)如图所示，建筑工人通过滑轮装置将一质量是 100kg 的料车沿 30角的斜面由底 端匀速地拉到顶端，斜面长 L 是 4m，若不计滑轮的质量和各处的摩擦力，g 取 10N/kg，则对 这一过程下列说法哪些正确() A人拉绳子的力做功为 1000J B人拉绳子的力做功为 2000J C料车的重力做功为 2000J D料车受到的合力对料车做的总功为 0 2一个人站立在商场的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯向上加速，如图所示，则() A人对踏板的压力大小等于人所受到的重力大小 B人只受重力和踏板的支持力的作用 C踏板对人的支持力

2、做的功等于人的机械能增加量 D人所受合力做的功等于人的动能的增加量 32021全国超级全能联考一质量为 m 的小球，从高度为 H 的平台上以速度 v0水平抛 出，落在软基路面上出现一个深度为 h 的坑，如图所示不计空气阻力，对从抛出到落至坑 底的过程，以下说法正确的是() A外力对小球做的总功为 mg(Hh)1 2mv 2 0 B小球机械能的减少量为 mg(Hh)1 2mv 2 0 C路基对小球做的功为1 2mv 2 0 D路基对小球平均阻力的大小为mg（Hh） h 42018 年 6 月 17 日全国跳水冠军赛暨亚运会选拔赛在广东汕头进行，在女子 10 米台决 赛中，14 岁北京小将张家齐以

3、 399.80 分收获本次赛事第二枚金牌如图所示，质量为 m 的张 家齐进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对她的阻力大小恒为 F，那么在她减速下降 高度为 h 的过程中，下列说法正确的是(g 为当地的重力加速度)() A她的动能减少了 Fh B她的重力势能增加了 mgh C她的机械能减少了(Fmg)h D她的机械能减少了 Fh 52021贵阳普通高中摸底考试如图所示，半径为 R、粗糙程度处处相同的圆弧轨道竖 直固定放置，半径 OA 水平、OB 竖直，将一个质量为 m 的小球(可视为质点)自 A 点上方高为 3R 处由静止释放后，恰好从 A 点进入轨道，小球通过最高点 B 时对轨道的压力大

4、小为 mg， 不计空气阻力，重力加速度的大小为 g，则小球从 A 运动到 B 的过程中() A重力做功 mgRB合力做功 mgR C摩擦力做功 mgRD机械能减少 mgR 6. 2021衡中九调(多选)如图所示，一轻弹簧上、下两端各连接质量均为 m 的两物块 A、B， 开始时，系统静止在水平面上，现用一竖直向上的恒力 F 拉物块 A，使其向上运动，直到物 块 B 刚好要离开地面，重力加速度为 g，则() AA 的加速度不变 B此过程恒力 F 做的功一定等于物块 A 增加的动能 C此过程恒力 F 做的功等于物块 A 增加的机械能 D此过程恒力 F 做的功等于系统机械能的增量 7起跳摸高是学生经常

5、进行的一项体育活动一质量为 m 的同学弯曲两腿向下蹲，然后 用力蹬地起跳，从该同学用力蹬地到刚离开地面的起跳过程中，他的重心上升了 h，离地时他 的速度大小为 v.下列说法正确的是() A该同学机械能增加了 mgh B起跳过程中该同学机械能增量为 mgh1 2mv 2 C地面的支持力对该同学做功为 mgh1 2mv 2 D该同学所受的合外力对其做功为 1 2mv 2mgh 8(多选)从地面竖直向上抛出一物体，其机械能 E总等于动能 Ek与重力势能 Ep之和取 地面为重力势能零点， 该物体的 E总和 Ep随它离开地面的高度 h 的变化如图所示 重力加速度 取 10m/s2.由图中数据可得() A

6、.物体的质量为 2kg Bh0 时，物体的速率为 20m/s Ch2m 时，物体的动能 Ek40J D从地面至 h4m，物体的动能减少 100J 9(多选) 如图所示为某探究活动小组设计的节能运输系统斜面轨道倾角为 30，质量为 M 的木 箱与轨道的动摩擦因数为 3 6 .木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量为 m 的货物装入木箱， 然后木箱载着货物沿轨道无初速度滑下，当轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货 物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程下列选项正确的是() AmM Bm2M C木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度 D在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中

7、，减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势 能 10(多选) 在倾角为 30的斜面上，某人用平行于斜面的力把原来静止于斜面上的质量为 2kg 的物体 沿斜面向下推了2m的距离， 并使物体获得1m/s的速度， 已知物体与斜面间的动摩擦因数为 3 3 ， g 取 10m/s2，则在这个过程中() A人对物体做功 21J B合外力对物体做功 1J C物体克服摩擦力做功 20J D物体重力势能减少 40J 11(多选)如图所示，光滑水平面 AB 与竖直面上的半圆形固定轨道在 B 点衔接轨道半 径为 R，BC 为直径，一可看成质点、质量为 m 的物块在 A 点处压缩一轻质弹簧(物块与弹簧 不拴接)，释放物块

8、，物块被弹簧弹出后，经过半圆形轨道 B 点时对轨道的压力变为其重力的 7 倍，之后向上运动恰能通过半圆轨道的最高点 C，重力加速度大小为 g，不计空气阻力，AB 光滑，则() A.物块经过 B 点时的速度大小为 5gR B刚开始时被压缩弹簧的弹性势能为 3mgR C物块从 B 点到 C 点克服阻力所做的功为 1 2mgR D若刚开始时被压缩弹簧的弹性势能变为原来的 2 倍，物块到达 C 点的动能为 7 2mgR 12(多选)目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转，其中一些卫星的轨道可近 似为圆，且轨道半径逐渐变小若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀 薄气体阻力的作用，则下

9、列判断正确的是() A卫星的动能逐渐减小 B由于地球引力做正功，引力势能一定减小 C由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变 D.卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小 13(多选) 如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端安装一个定滑轮，小物块 A、B 用轻绳连接并跨过定 滑轮(不计滑轮的质量和摩擦).初始时刻，手扶物块 B 使 A、B 处于静止状态松手后 A 下落， B 沿斜面上滑，则从松手到物块 A 着地前的瞬间() A物块 A 减少的机械能等于物块 B 增加的机械能 B轻绳对物块 B 做的功等于物块 B 的机械能增量 C轻绳对物块 A 做的功等于物块 A 的机械能变化量 D摩擦力对

10、物块 B 做的功等于系统机械能的变化量 14从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、 方向始终与运动方向相反的外力作用距地面高度 h 在 3m 以内时，物体上升、下落过程中动 能 Ek随 h 的变化如图所示重力加速度取 10m/s2.该物体的质量为() A.2kgB1.5kg C1kgD0.5kg 15. 2020全国卷(多选)一物块在高 3.0m、长 5.0m 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 10m/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 0.5 C物块

11、下滑时加速度的大小为 6.0m/s2 D当物块下滑 2.0m 时机械能损失了 12J 16情境创新(多选)如图所示，质量 M1kg 的重物 B 和质量 m0.3kg 的小圆环 A 用 细绳跨过一光滑滑轮轴连接，与 A 相连的绳与轮连接，与 B 相连的绳与轴连接，不计滑轮轴 的质量，轮与轴有相同的角速度且轮和轴的直径之比为 21.重物 B 放置在倾角为 30且固定 在水平面的斜面上，轻绳平行于斜面，B 与斜面间的动摩擦因数 3 3 ，圆环 A 套在竖直固定 的光滑直杆上，滑轮轴中心与直杆的距离为 L4m现将圆环 A 从与滑轮轴上表面等高处 a 静止释放，当下降 H3m 到达 b 位置时，圆环的速

12、度达到最大值，已知直杆和斜面足够长， 不计空气阻力，取 g10m/s2.下列判断正确的是() A圆环 A 速度最大时，环 A 与重物 B 的速度之比为 53 B圆环 A 到达 b 位置时，A、B 组成的系统机械能减少了 2.5J C圆环 A 能下降的最大距离为 Hm7.5m D圆环 A 下降的过程中，作用在重物 B 上的拉力始终大于 10N 专题专题 42几个几个重要的功能关系重要的功能关系能量守恒能量守恒 1BD工人拉绳子的力：F1 2mgsin30250N，工人将料车拉到斜面顶端时，力 F 作 用点的位移：t2L8m，人拉绳子的力做的功 WFt2000J，故 A 错误，B 正确；重力做 功

13、：W2mghmgLsin302000J，故 C 错误；由于料车在斜面上匀速运动，则料车所 受的合力为 0，故 W合0，D 正确 2D人的加速度斜向上，将加速度分解到水平和竖直方向得 axacos，方向水平向右； ayasin，方向竖直向上，水平方向上人受静摩擦力作用，有 fmaxmacos，方向水平向 右，竖直方向上人受重力和支持力，FNmgmasin，所以 FNmg，故 AB 错误；除重力以 外的力对物体做的功，等于物体机械能的变化量，踏板对人的力除了支持力还有摩擦力，运 动过程中摩擦力也做功，所以踏板对人的支持力做的功不等于人的机械能的增加量，故 C 错 误；由动能定理可知，人所受合力做的

14、功等于人的动能的增加量，故 D 正确 3B对小球从抛出到落至坑底的过程中，外力做的总功等于小球的动能变化量，即 W 总1 2mv 2 0，AC 项错误；以最低点为零势能面，开始时，小球机械能为 mg(Hh)1 2mv 2 0， 落至坑底后机械能为零，B 项正确；由动能定理 mg(Hh)fh01 2 mv 2 0 得，f mg（Hh）1 2mv 2 0 h ，D 项错误 4D运动员下降高度 h 的过程中，重力势能减少了 mgh，B 错误；除重力做功以外， 只有水对她的阻力 F 做负功为 Fh，因此机械能减少了 Fh，C 错误，D 正确；由动能定理可知 (Fmg)hEk，所以动能减少了(Fmg)h

15、，故 A 错误 5D6.CD7.B8.AD9.BC10.BC11.BC12.BD13.CD 14C本题考查动能定理，体现了模型建构素养 设外力大小为 f，在距地面高度 3m 内的上升过程中，由动能定理知(mgf)h1 2mv 2 2 1 2mv 2 1 ，由图像可知，1 2mv 2 1 72J，1 2mv 2 236J，得 mgf12N.同理结合物体在下落过程中 的 Ekh 图像有 mgf8N，联立解得 mg10N，则 m1kg，选项 C 正确 15AB由题图可得 Fp0mgh30J，其中 h3m，则 m1kg，动能和重力势能之和减 小，机械能不守恒，故 A 正确；由题图可知，物块到达底端时动

16、能为 10J，由 Ek1 2mv 2，可 得 v2 5m/s，由 v2v202as 得，av 2v2 0 2s 2m/s2，故 C 错误；设斜面倾角为，有 sin 0.6，cos0.8，由牛顿第二定律有 mgsinmgcosma，解得0.5，故 B 正确；下滑 2.0m 时，动能、重力势能之和为 22J，故机械能损失 8J，故 D 错误故选 A、B. 16BC由轮与轴有相同的角速度且轮和轴的直径之比为 21 可知，轮与轴的线速度大 小之比为 21，由图像可知，小圆环 A 速度最大时，与之相连的绳拉长了 1m，那么重物 B 移动了 0.5m，由能量守恒可知，损失的机械能等于摩擦力所做的功，即EW

17、f Mgcos300.5m2.5J，故 B 正确；当圆环 A 到达 b 位置时，设圆环 A 的速度为 v，与 A 相 连的绳与竖直杆的夹角为， 那么此时轮上的线速度v轮vcos， 轴上的线速度v轴v 轮 2 1 2vcos vB，可得 A 与重物 B 的速度之比为 vvB103，故 A 错误；假设圆环 A 能下降的最大距 离为 Hm，则重物 B 能上升的距离为 h1 2( H 2 m L2L)sin30，重物 B 与斜面摩擦产生的热 量为 QMgcos301 2( H 2 mL2L)，由能量守恒可知：mgHmMghQ，代入计算可得 Hm7.5m，故 C 正确；圆环 A 下降的过程中，先加速后减速，由运动的关联性可知，重物 B 在斜面上的运动也是先加速后减速，对重物 B 在沿斜面方向受力分析可知，若作用在重物 B 上的拉力始终大于 10N，则 B 始终做加速运动，故 D 错误