专题1.9 功能关系-2023年高考物理靶向专项强化训练（三大题型+冲刺模拟）

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2023年高考物理靶向专项强化训练专题1.9 功能关系1．第24届冬奥于2023年2月4日在我国的北京等地举行，冰滑梯作为体验冰雪运动乐趣的设施受到广大游客的欢迎。某冰滑梯的示意图如图所示，设螺旋滑道机械能的损耗为，水平滑道和倾斜滑道对同一滑板的动摩擦因数相同，对不同滑板的动摩擦因数满足。在设计滑梯时，要确保所有游客在倾斜滑道上均减速下滑，且滑行结束时停在水平滑道上。以下说法正确的是（　　）A．不能小于 B．不能大于C．之和不能小于 D．之和不能大于2．蹦极是一项非常刺激的户外休闲活动，跳跃者站在约40m以上高度的平台，把一端固定的一根长长的弹性绳绑在踝关节处然后两臂伸开，双腿并拢，头朝下无初速度跳下。绑在跳跃者踝关节的弹性绳很长，足以使跳跃者在空中享受几秒钟的“自由落体”。运动员从跳下至下落到最低点的过程中其机械能与位移的图像如图所示，图中为直线，为曲线，若忽略空气阻力作用，下列判断错误的是（　　）A．过程中，只有重力做功，因此机械能守恒B．过程中，重力做正功为，重力势能减少了C．过程中，运动员一直做加速度越来越大的减速运动D．过程中，运动员的动能先增加再减小，机械能一直减小3．一辆汽车由静止开始沿平直公路保持恒定的功率P0启动，假设汽车在启动过程中所受的阻力大小不变，在启动过程中利用计算机描绘出了汽车的加速度关于速度倒数的变化规律图像，如图所示，图线中标出的量均为已知量。则下列说法正确的是（　　）A．阻力大小为 B．该汽车的最大速度为C．该汽车的质量大小为 D．汽车从启动到速度达到最大所需的时间为4．某地有一风力发电场，共有风力发电机20台，如图所示，发电机的叶片转动时可形成直径为的圆面。某日该地区的风速是，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，假如该风力发电机能将通过此圆面内空气动能的转化为电能。取3。下列说法中正确的是（　　）A．每秒冲击每台风力发电机叶片转动形成圆面的空气体积为B．每秒冲击每台风力发电机叶片转动形成圆面的空气动能为C．每台风力发电机发电的功率为D．该发电场工作，发电量约5．如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角，传送带在电动机的带动下，始终保持的速度顺时针运行。现把一质量为的工件（可视为质点）轻放在传送带的底端，经过一段时间工件与传送带达到共同速度后继续传送到4m高处。已知工件与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度大小为，则在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．工件加速过程的时间为 B．传送带对工件做的功为C．工件与传送带间摩擦产生的热量为 D．电动机因传送工件多做的功为6．如图甲所示是一辆质量为1000kg的汽车启动时，发动机的输出功率与时间的关系，已知启动后9s时，汽车速度最大，图乙是发动机的牵引力与汽车的速度的倒数之间的关系。假设在启动过程中车受到的阻力不变，则下列说法中正确的是（　　）A．段汽车做匀速运动B．汽车的额定功率是30kWC．汽车的启动过程中发动机做功为D．汽车的启动距离是6.67m7．如图甲所示，一竖直放置的轻弹簧下端固定于桌面，上端放一物块（与弹簧不粘连），现用外力将物块下压至离地高度处，然后由静止释放物块，通过传感器得到物块的动能与物块离地高度h的关系图象，如图乙所示，其中高度在到范围内的图线为直线，其余部分为曲线。以地面为零势能面，重力加速度g取，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。由图象可知（　　）A．物块的质量为B．弹簧的劲度系数为C．刚释放物块时弹簧的弹性势能为D．物块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小值为8．将某物体以一定的初速度v0水平抛出，一段时间后落在水平地面上，其下落过程中动能Ek、重力势能Ep随离地高度h的变化如图。忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2，结合图中数据可得（　　）A．物体的质量为3kgB．物体的初速度v0大小为3m/sC．物体落地时，速度方向与水平方向夹角为37°D．物体落地时，水平位移与竖直位移大小之比为3：29．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的木箱在轨道顶端A时，自动装货装置将质量为3m的货物装木箱，然后木箱载着货物（木箱和货物都可看作质点）沿轨道无初速度滑下，到B点接触轻弹簧，又压缩至最低点C，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。已知A、C间距为L，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）A．在木箱上滑的过程中，与弹簧分离时木箱的速度最大B．弹簧被压缩至最低点C时，其弹性势能为0.6mgLC．在木箱从斜面顶端A下滑至再次回到顶端的过程中，因摩擦产生的热量为1.5mgLD．若货物没有被拿出且能离开弹簧，木箱能够上升的最高位置距离A点为0.75L10．如图所示，滑块2套在光滑的竖直杆上，并通过轻绳绕过光滑定滑轮连接物块1，物块1与一轻质弹簧连接在一起，轻质弹簧另一端固定在地面上，物块1和滑块2均可看作质点开始时用手托住滑块2，使绳子刚好伸直处于水平位置，但无张力，此时弹簧的压缩量为d。现将滑块2从A处由静止释放，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，此时物块1还没有到达滑轮位置。已知滑轮与杆的水平距离为3d，A、C间距离为4d。不计滑轮质量、大小及与轻绳之间的摩擦。下列说法正确的是（　　）A．滑块2经过B处时的加速度等于零B．滑块2下滑过程中，物块1和滑块2组成的系统机械能守恒C．物块1和滑块2的质量之比为2:1D．若滑块2的质量增加一倍，其它条件不变，仍让滑块2由A处从静止滑到C处，滑块2到达C处时，物块1和滑块2的速度之比为3：411．如图所示，足够长粗糙斜面固定在水平地面上，绕过光滑滑轮的轻绳连接质量相等的物块A和B（可看做质点），当一沿斜面向下的恒力F作用在物块A上，使其加速下滑的过程中（物块B始终未与斜面、滑轮相碰），则下列说法中正确的是（　　）A．恒力F做功大于物块A、B动能增量之和B．恒力F做功等于物块A、B动能增量之和C．物块A与斜面因摩擦产生的热与B的机械能增量之和等于恒力F做功D．物块A克服绳的拉力做功一定大于物块A的重力势能减少量12．如图所示，质量均为m的物块A和B用不可伸长的轻绳连接，A放在倾角为的固定光滑斜面上，而B能沿光滑竖直杆上下滑动杆和滑轮中心间的距离为L，物块B从与滑轮等高处由静止开始下落，斜面与杆足够长，重力加速度为g。在物块B下落到绳与水平方向的夹角为的过程中，下列说法正确的是（　　）A．开始下落时，B的加速度大于gB．物块B的重力势能减小量为C．物块A的速度小于物块B的速度D．物块B的末速度为13．图甲为 1kg 的小球从最低点 A 冲入竖直放置在水平地面上、半径为 0.4m 的半圆轨道，已知小球恰能到达最高点 C，轨道粗糙程度处处相同，空气阻力不计。小球速度的平方与其高度的关系图像，如图乙所示，g 取 10m/s2，B 为 AC 轨道中点。下列说法正确的是（　　）A．图乙中 x＝4 B．小球在C点时的重力功率为20WC．小球从A到C合力做功为 10.5J D．小球从A到B损失能量大于1.25J14．质量为m的小球（可视为质点）由长为R的细线系住，细线的另一端固定在A点，在最低点先给小球一水平初速度，小球恰能在竖直平面内绕A点做圆周运动；若在水平半径AC的中点B处钉一枚光滑的钉子，仍在最低点给小球同样的初速度，则小球向上通过D点后将绕B点做圆周运动，重力加速度大小为g，不计线与钉碰撞时的机械能损失和空气阻力，则（　　）A．小球恰能绕A点做圆周运动，在最高点提供小球的向心力大小为B．小球恰能绕A点做圆周运动，在最高点的速度大小为C．小球恰能绕A点做圆周运动，在最低点的速度大小为D．小球绕B点做圆周运动，到达最高点D时绳子的拉力大小为15．如图1所示，O点处固定有力传感器，长为l的轻绳一端与力传感器相连，另一端固定着一个小球。现让小球在最低点以某一速度开始运动，设轻绳与竖直方向的角度为（如图所示），图2为轻绳弹力大小F随变化的部分图像。图2中a为已知量，不考虑空气阻力，重力加速度大小为g，则（　　）A．小球质量为 B．小球在与圆心等高处时的速度为C．小球运动到时的动能为 D．小球在最低点时对细线的拉力为5a16．如图所示，一物块置于足够长的水平传送带上，弹簧左端固定在竖直墙壁上，弹簧右端与物块接触但不栓接，墙壁与物块间系不可伸长的轻绳使水平方向的弹簧处于压缩状态，压缩量为0.2m（弹性限度内）。已知物块质量为0.5kg。物块与传送带间的动摩擦因数、重力加速度。若传送带不动，剪断轻绳，当弹簧刚好恢复原长时物块的速度为零；若传送带以的速度顺时针匀速转动，则剪断轻绳后（　　）A．在弹簧恢复原长的过程中，物块向右先做加速运动，后做减速运动B．弹簧恢复原长时，物块速度大小为C．物块在传送带上运动的过程中，摩擦力对物块做功为2.5JD．弹簧恢复原长后，物块与传送带之间由于摩擦而产生的热量为0.25J