2023年高考物理二轮复习高频考点专项练习：专题六 考点18 功能关系 能量守恒（C卷）

考点18 功能关系 能量守恒（C卷）

1.关于功和能，下列说法中错误的是(    ).

A.功和能的单位相同，它们的概念也相同

B.做功的过程就是物体能量的转化过程

C.做了多少功，就有多少能量发生了转化或转移

D.各种不同形式的能量可以互相转化，而且在转化过程中，能的总量是守恒的

2.如图所示，某滑翔爱好者利用无动力滑翔伞在高山顶助跑起飞，在空中完成长距离滑翔后安全到达山脚下。他在空中滑翔的过程中(    )

A.只有重力做功
B.重力势能的减小量大于重力做的功
C.重力势能的减小量等于动能的增加量
D.动能的增加量等于合力做的功

3.图所示，滑块从倾角为足够长斜面上的P点以的初速度沿斜面上滑，速度减为零之后再滑落到斜面底部，与底部挡板碰撞之后原速率反弹，多次与挡板碰撞之后，最后静止在斜面底部。滑块与斜面间的动摩擦因数，若滑块在斜面士往返的总路程为，滑块可以看做质点，重力加速度；则P点到斜面底部的距离为（   ）

A.  B.  C.  D.

4.蹦极是一项既惊险又刺激的运动，深受年轻人的喜爱。如图所示，蹦极者从P处由静止跳下，到达A处时弹性绳刚好伸直，继续下降到最低点B处，B离水面还有数米距离。蹦极者（视为质点）在其下降的整个过程中，重力势能的减少量为、绳的弹性势能的增加量为、克服空气阻力做的功为W，则下列说法正确的是(   )。
 

A.蹦极者从P到A的运动过程中，机械能守恒

B.蹦极者与绳组成的系统从A到B的过程中，机械能守恒

C.

D.

5.如图，质量为的小车静止于光滑的水平面上，小车上部分是半径的四分之一光滑圆弧，部分是粗糙的水平面，今把质量为的小物体从点由静止释放，小物块与部分间的动摩擦因数为，最终小物体与小车相对静止于之间的点，则间距离随各量变化的情况是(   )

A.其他量不变，越大越小 B.其他量不变，越大越小
C.其他量不变，越大越小 D.其他量不变，越大越小

6.高速公路部分路段旁建有如图所示的避险车道，车辆可驶入避险。若质量为的货车关闭发动机后以初速度经点冲上避险车道，前进距离时到点减速为0，货车所受阻力恒定，两点高度差为为中点，已知重力加速度为，下列关于该货车从运动到过程说法正确的是(   )

A.克服阻力做的功为
B.该过程产生的热量为
C.在段克服阻力做的功小于在段克服阻力做的功
D.在段的运动时间大于在段的运动时间

7.如图所示，一张薄纸板放在光滑水平面上，其右端放有小木块，小木块与薄纸板的接触面粗糙，原来系统静止。现用水平恒力F向右拉薄纸板，小木块在薄纸板上发生相对滑动，直到从薄纸板上掉下来。上述过程中有关功和能的说法正确的是(   )。

A.拉力F做的功等于薄纸板和小木块动能的增加量

B.摩擦力对小木块做的功一定等于系统中由摩擦产生的热量

C.离开薄纸板前小木块可能先做加速运动，后做匀速运动

D.小木块动能的增加量可能小于系统中由摩擦产生的热量

8.如图所示，质量为的物体静止于动摩擦因数为0.25的足够长的水平桌面上，左边通过劲度系数为100 N/m的轻质弹簧与固定的竖直板拴接，右边物体由细线绕过光滑的定滑轮与质量为2.5 kg物体相连。开始时用手托住，让细线恰好伸直，弹簧处于原长，然后放开手静止释放，直至获得最大速度。已知弹簧的弹性势能为（其中为弹簧的形变量）、重力加速度.下列说法正确的是(    )

A.和弹簧构成的系统机械能守恒

B.物体机械能的减少量等于它所受的重力与拉力的合力做的功

C.当物体获得最大速度时，弹簧伸长了25cm

D.当物体获得最大速度时，物体速度为

9.据报道：“新冠”疫情期间，湖南一民警自费买药，利用无人机空投药品，将药品送到了隔离人员手中.假设无人机在离地面高度为12米处悬停后将药品自由释放，药品匀加速竖直下落了2 s后落地，若药品质量为0.5 kg，重力加速度，则药品从释放到刚接触地面的过程中(   )

A.机械能守恒 B.机械能减少了24 J

C.动能增加了36 J D.所受的合力做了60 J的功

10.如图所示，楔形木块固定在水平面上，粗糙斜面和光滑斜面与水平面间的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮。质量分别为的滑块通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中(   )

A.两滑块组成的系统的机械能守恒

B.重力对M做的功等于M动能的增加量

C.轻绳对m做的功等于m机械能的增加量

D.两滑块组成的系统的机械能损失数值上等于M克服摩擦力做的功

11.如图甲所示，质量为m的滑块从斜面底端以平行于斜面的初速度冲上固定斜面，沿斜面上升的最大高度为H。已知斜面倾角为α，斜面与滑块间的动摩擦因数为μ，且，取斜面底端为零势能面，则能表示滑块在斜面上运动的机械能E、动能与高度h之间关系的图像是图乙中的(   )

A. B.
C. D.

12.一物块从斜面顶端静止开始沿斜面下滑，其机械能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ 所示，重力加速度取。下列说法正确的是(   )

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.物块下滑时加速度的大小为 D.当物块下滑1.0m 时机械能损失了 6J

13.如图所示，质量为M、长度为的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块放在小车的最左端.现用一水平恒力F作用在小物块上，使它从静止开始运动，物块和小车之间摩擦力的大小为，当小车运动的位移为x时，物块刚好滑到小车的最右端.若小物块可视为质点，则(   )

A.物块受到的摩擦力对物块做的功与小车受到的摩擦力对小车做功的代数和为零

B.整个过程物块和小车间因摩擦产生的热量为

C.小车的末动能为

D.整个过程物块和小车增加的机械能为

14.如图甲所示，倾角为θ的粗糙斜面体固定在水平地面上，距地面高度处有一物体，在平行斜面向上的力F作用下由静止开始运动.选地面为零势能面，物体的机械能E随位移x的变化关系如图乙所示，其中0~是曲线，~是平行于x轴的直线，0~过程中物体一直沿斜面向上运动，则下列说法正确的是(   )

A.0~过程中，力F做的功等于 B.0~过程中，物体做加速度增大的加速运动

C.~过程中，物体的动能不变 D.~过程中，力F保持不变

15.如图所示，甲、乙两传送带与水平面间的夹角相同，都以恒定速率v顺时针转动。现将一质量为m的小物体（视为质点）轻轻放在A处，小物体在甲传送带上到达B处时恰好达到传送带的速率v；在乙传送带上到达与B处竖直距离为h的C处时达到传送带的速率v，已知两传送带上的B处离地面的高度均为H。则在小物体从A到B的过程中，下列说法正确的是(   )
 

A.两种情况下因摩擦产生的热量相等 B.两传送带对小物体做功相等

C.小物体与甲传送带间的动摩擦因数较小 D.两传送带消耗的电能相等

16.光滑水平桌面上有两个相同的静止木块（不是紧挨着），枪沿两个木块连线方向以一定的初速度发射一颗子弹，子弹分别穿过两个木块。假设子弹穿过两个木块时受到的阻力大小相等，子弹进入木块前两木块的速度都为零，且整个过程两木块不相撞。忽略重力和空气阻力的影响，那么子弹先后穿过两个木块的过程中(   )

A.子弹两次损失的动能相同 B.两个木块增加的动能相同

C.因摩擦而产生的热量相同 D.两个木块移动的距离不相同

答案以及解析

1.答案：A

解析：A.功和能的单位相同，但它们的物理意义不同，功是过程量，能是状态量，选项A说法错误；

B. 做功的过程就是物体能量的转化过程，选项B说法正确；

C. 功是能量转化的量度，做了多少功，就有多少能量发生转化或转移，选项C说法正确；

D.各种不同形式的能量可以互相转化，而且在转化过程中，总能量是守恒的，选项D说法正确。

本题选择错误的，故选A。

2.答案：D
解析：A项:滑翔的过程中除重力做功外，还有空气阻力做功，故A错误;B项:由功能关系可知，重力势能的减小量等于重力做的功，故B错误;C项:由能量守恒可知，重力势能的减小量等动能的增加和克服阻力所做的功，故C错误;D项:由动能定理可知，合外力所做的功等于动能的变化量，故D正确。故应选D。

3.答案：A

解析：对滑块运动的全过程应用功能关系，全过程所产生的热量为，又由全过程产生的热量等于克服摩擦力所做的功，即，解得，选项A正确c，

4.答案：C

解析：蹦极者下降过程中克服空气阻力做功，所以机械能不守恒，A、B两项错误；在蹦极者下降的全过程，根据能量守恒定律，有，C项正确，D项错误。

5.答案：D

解析：根据能量守恒，所以与无关，越大，越大，越大越小，所以ABC错误；D正确。

6.答案：B

解析：AB．从运动到过程，根据功能关系，克服摩擦力做功等于机械能的减小量，为，也等于系统产生的内能，故A错误，B正确；
C．根据，在段克服摩擦力做的功等于段克服摩擦力做的功，故C错误；
D．车做减速运动，故通过后半程的时间大于通过前半程的时间，故D错误．
故选：B

7.答案：D

解析：由功能关系，拉力F做的功等于薄纸板和小木块动能的增加量与系统产生的内能之和，A项错误；摩擦力对小木块做的功等于小木块动能的增加量，B项错误；离开薄纸板前小木块一直在做匀加速运动，C项错误；对于系统，由摩擦产生的热量，其中为小木块相对薄纸板运动的路程，若薄纸板的位移为，小木块相对地面的位移为，则，且存在大于、等于或小于三种可能，对小木块，，即Q存在大于、等于或小于三种可能，D项正确。

8.答案：D

解析：由于在物体下落的过程中摩擦力做负功，所以系统的机械能不守恒，故A错误；对物体分析，受到重力和拉力作用，，物体机械能的减少量等于所受拉力做的功，故B错误；与为连接体，物体速度达到最大时，物体速度也最大，此时和的加速度为零，所受合力也为零，对物体受力分析，绳子的拉力，对物体受力分析，弹簧弹力，则弹簧伸长了0.2m=20cm，故C错误；以和整体为研究对象，从静止到和速度达到最大的过程中，由功能关系可得，代入数据可得，故D正确。

9.答案：BC

解析：药品在下落过程中，由运动学公式可得，药品落地的动能为，联立解得，根据动能定理得，，重力做功为，解得，由功能关系可知，药品下落过程中机械能减少了24 J，B、C正确，A、D错误.

10.答案：CD

解析：由于斜面粗糙，物块M下滑过程中需克服摩擦力做功，系统机械能减少，A错误。重物M下滑过程中除重力对其做正功外，还有绳的拉力及摩擦力对其做负功，故由动能定理知B错误。物块m上滑过程中，除重力外只有轻绳对其做正功，由功能关系可知C正确。对整个系统，除重力外只有摩擦力对M做负功，故可知D正确。

11.答案：BD

解析：对滑块进行受力和运动分析可知，因为，滑块在重力、支持力和摩擦力的作用下先沿斜面上升，再沿斜面下降，由功能关系可得上升过程，，下降过程，，对应选项中图像可知，能表示滑块在斜面上运动的机械能E、动能与高度h之间关系的图像是B、D图像，因此B、D两项正确。

12.答案：AD

解析：根据功能关系可得，得，则在此图像中的斜率的绝对值表示下滑过程中受到摩擦力大小。机械能不守恒。故A正确；当物块下滑1.0m时机械能损失，故D正确；根据动能定理可得，则图像的斜率表示合外力F，得到合外力。因未知，m和无法求，加速度a也无法计算，故B、C错误。

13.答案：BC

解析：物块受到的摩擦力对物块做的功，小车受到的摩擦力对小车做功，则二者的代数和不为零，故A错误；由功能关系可得，整个过程物块和小车间因摩擦产生的热量为，物块和小车增加的机械能为，故B正确，D错误；取小车为研究对象，由动能定理可得，小车的末动能为，故C正确.

14.答案：BD

解析：0～过程中，根据功能关系得，则有，故A错误；根据功能关系得图线的斜率，由题图乙可知，0~过程中，图像切线斜率不断增大，则不断增大，即合力不断增大，根据牛顿第二定律知，加速度不断增大，所以，0~过程中物体做加速度增大的加速运动，故B正确；~过程中物体的机械能不变，有，即保持不变，而重力势能增大，则动能减小，故C错误，D正确.

15.答案：BC

解析：本题考查动能定理和能量守恒定律在传送带模型中的应用。设物体达到与传送带相同的速率所用时间为t，在此时间内传送带的位移为，而物体做匀加速运动的位移为，所以两者之间的相对位移，由于小物体与传送带间的相对位移等于小物体运动的位移，小物体在两传送带上受到的滑动摩擦力相同，根据可知两种情况下，故A错误；对小物体从A到B过程，传送带对小物体做的功等于物体增加的机械能，经分析知两传送带对小物体做功相等，故B正确；根据可知，根据牛顿第二定律可知，所以，故C正确；根据能量守恒定律可知，电动机消耗的电能等于摩擦产生的热量Q与物体增加机械能的和，因物体两次从A到B增加的机械能相同，又，所以甲传送带消耗的电能多，故D错误。

16.答案：CD

解析：设木块的长度为L，子弹穿过木块的过程中对木块的作用力为f，子弹和木块组成的系统克服阻力做的功为，所以两次系统损失的动能相同，因摩擦而产生的热量相同，C正确。在同一个速度——时间图像上作出子弹和木块的运动图像，如图所示，由图像可知，子弹的运动图线与横坐标轴围成的面积和木块的运动图线与横坐标轴围成的面积之差等于木块的长度L，两次应相等，但子弹穿过第二个木块时初速度小，因而时间长，第二个木块的位移大，第二个木块增加的动能多，子弹损失的动能也多，故D正确，AB错误。