2023年高考物理预测题之功能关系

更新时间：2023-03-03 浏览次数：51 类型：二轮复习

一、单选题

1. (2022高三上·南昌期中) 如图所示，斜面1、曲面2和斜面3的顶端高度相同，底端位于同一水平面上，斜面1与曲面2的底边长度相同。一物体与三个面间的动摩擦因数相同，当它由静止开始分别沿三个面从顶端下滑到底端的过程中，下列判断正确的是（　　）

A . 物体减少的机械能ΔE₁=ΔE₂>ΔE₃ B . 物体减少的机械能ΔE₂>ΔE₁>ΔE₃ C . 物体到达底端时的速度v₁=v₂<v₃ D . 物体到达底端时的速度v₂<v₁=v₃

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2. (2023高一下·华池期末) 随着航天技术的发展，人类已经有能力到太空去探索未知天体。假设某宇宙飞船绕一行星在其表面附近做匀速圆周运动，已知运行周期为T，航天员在离该行星表面附近h处自由释放一小球，测得其落到行星表如图甲所示，置于水平地面上质量为m的物体，在竖直拉力F作用下，由静止开始向上运动，其动能E_k与距地面高度h的关系图象如图乙所示，已知重力加速度为g，空气阻力不计。下列说法正确的是（　　）

A . 在0～h₀过程中，F大小始终为mg B . 在0～h₀和h₀～2h₀过程中，F做功之比为2∶1 C . 在0～2h₀过程中，物体的机械能不断增加 D . 在2h₀～3.5h₀过程中，物体的机械能不断减少

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3. (2022高三上·盐城月考) 从地面上高H处由静止释放一个小球，小球在运动过程中其机械能E随离地高度h的变化图线如图所示，取地面为参考平面，以竖直向下为正方向，下列关于物体的速度v、加速度a随时间t变化的图像，动能 $\text{[math]}$ 、重力势能 $\text{[math]}$ 随高度h变化的图像，正确的是（　　）

A . B . C . D .

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4. (2022高三上·大连期中) 生活中常常用到“轮轴”系统，该系统能绕共轴线旋转，如图甲所示。某工地在距离地面高度H=8m的地方安装了一个轮轴，其轴与轮的半径比为1：3，工人们用它吊起质量m=100kg的重物，截面图如图乙所示。若拖车从A点静止出发，到达B点时速度为v=5m/s，AB间距离 $\text{[math]}$ ，不计轮轴质量及一切阻力，轮轴大小相对H可忽略，则过程中绳子对重物做的功为（　　）

A . 10050J B . 6450J C . 6050J D . 2450J

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5. (2022高三上·湖南月考) 蹦极是一项青年人非常喜爱的特别刺激的休闲活动。某兴趣小组为了研究蹦极过程的运动规律，他们在自己身上装上传感器，测出了某次蹦极过程中自身下落速度 $\text{[math]}$ 和相应的下落高度 $\text{[math]}$ ，得到了如图所示的 $\text{[math]}$ 图像，其中OA段为直线已知该同学是从静止开始竖直下落，他（含装备）的总质量为50kg，若不计空气阻力和弹性绳的重力，弹性绳遵循胡克定律且始终在弹性限度内，重力加速度取 $\text{[math]}$ 下列说法中正确的是（　　）

A . 该同学在运动过程中机械能守恒 B . 弹簧的劲度系数为 $\text{[math]}$ C . 该同学速度最大时弹力的功率为 $\text{[math]}$ D . 该同学在运动过程中的最大加速度为 $\text{[math]}$

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二、多选题

6. (2022高三上·湖北月考) 如图所示，物体a和物体b通过跨过定滑轮的轻绳相连接，物体c放在水平地面上，b和c拴接在竖直轻弹簧的两端。初始时用手托住a，整个系统处于静止状态，且轻绳恰好伸直。已知a、b、c的质量分别为2m、m、3m，弹簧的劲度系数为k，弹簧始终在弹性限度内，不计一切摩擦，重力加速度为g。现释放a，稳定后，a做简谐运动，则（　　）

A . a的振幅为 $\text{[math]}$ B . a的最大加速度为 $\text{[math]}$ C . a的最大速度为 $\text{[math]}$ D . c对地面的压力不可能为0

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7. (2022高三上·辽宁期中) 如图所示，劲度系数为k的竖直轻弹簧下端固定在地面上，上端与质量为 $\text{[math]}$ 的物块A连接，质量为m的物块B叠放在A上，系统处于静止状态。现对物块B施加竖直向上的拉力，使B以加速度 $\text{[math]}$ 竖直向上做匀加速直线运动直至与A分离，重力加速度为g，则物块A、B分离时（　　）

A . 竖直拉力的大小为 $\text{[math]}$ B . 物块A上升的高度为 $\text{[math]}$ C . 物块的速度大小为 $\text{[math]}$ D . 弹簧弹性势能的减少量为 $\text{[math]}$

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8. (2022高三上·江西期中) 在大型物流货场，广泛的应用传送带搬运货物。如图甲所示，与水平面倾斜的传送带以恒定的速率运动，皮带始终是绷紧的，将m=1kg的货物放在传送带上的A端，经过1.2s到达传送带的B端。用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化的图象如图乙所示。已知重力加速度g=10m/s² ，则可知（　　）

A . A，B两点的距离为3.2m B . 货物与传送带间的动摩擦因数为0.8 C . 货物从A运动到B过程中，传送带对货物做功的大小为11.2J D . 货物从A运动到B过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为5.8J

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9. (2022高三上·南昌期中) 如图所示，轻弹簧放在倾角为 $\text{[math]}$ 的斜面体上，轻弹簧的下端与斜面底端的固定挡板连接，上端与斜面上 $\text{[math]}$ 点对齐。质量为 $\text{[math]}$ 的物块从斜面上的 $\text{[math]}$ 点由静止释放，物块下滑后，压缩弹簧至 $\text{[math]}$ 点时速度刚好为零，物块被反弹后滑到 $\text{[math]}$ 的中点时速度刚好为零，已知 $\text{[math]}$ 长为L， $\text{[math]}$ 长为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，则（　　）

A . 物块与斜面间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ B . 弹簧具有的最大弹性势能为 $\text{[math]}$ C . 物块最终静止在 $\text{[math]}$ 之间的某一位置 D . 物块与弹簧作用过程中，向上运动和向下运动速度都是先增大后减小

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10. (2022高三上·赣州期中) 在2020东京奥运会女子蹦床项目决赛中，中国选手朱雪莹夺得金牌。朱雪莹从最高点（距地面的高度为H）开始下落，然后与蹦床接触直至下落到最低点，已知朱雪莹（视为质点）的质量为m，蹦床平面距地面的高度为h，蹦床下陷的最大形变量为x，下落过程空气阻力恒为f，重力加速度大小为g，则朱雪莹从最高点下落至最低点的过程中（　　）

A . 加速度一直不为零 B . 朱雪莹的重力势能减少了 $\text{[math]}$ C . 蹦床的弹性势能增加了 $\text{[math]}$ D . 朱雪莹与蹦床组成的系统机械能减少了 $\text{[math]}$

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三、综合题

11. (2022高三上·南昌期中) 圆弧轨道AB固定于地面上，半径R＝2 m，所对圆心角为60°，其末端与逆时针转动的水平传送带相切于B点，如图所示，传送带长l＝1.5 m，速度v＝4 m/s。一质量为m＝0.1 kg的滑块从最高点A由静止开始滑下并滑上水平传送带，运动到B点时速度 $\text{[math]}$ ＝3 m/s。（g取10 m/s²），求：
1. （1）滑块沿圆弧从A到B运动过程中摩擦力对滑块做的功；
2. （2）若滑块不从右端滑离传送带，滑块与传送带的动摩擦因数μ应满足什么条件？
3. （3）若传送带与滑块的动摩擦因数μ＝0.6，求滑块从B点开始到第一次离开传送带过程中产生的热量Q？
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12. (2022高三上·盐城月考) 如图甲所示，放在水平地面上的足够长的木板质量 $\text{[math]}$ ，木板左端放一质量 $\text{[math]}$ 的滑块（可视为质点），已知地面和木板间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ；滑块和木板间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，滑块的正上方有一悬点O，通过长 $\text{[math]}$ 的轻绳吊一质量 $\text{[math]}$ 的小球。现将小球拉至与O点处于同一水平面，由静止释放，小球摆至最低点时与滑块发生正碰（即两物体在同一直线上碰撞），且小球与滑块只碰一次，小球碰后的动能与其向上摆动高度的关系如图乙所示，重力加速度g取 $\text{[math]}$ 。求：
1. （1）碰前瞬间轻绳对小球拉力的大小；
2. （2）小球和滑块碰撞过程中系统损失的机械能；
3. （3）长木板运动过程中的最大位移。
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13. (2022高三上·通州期中) 如图所示，M、N为两根相同的轻弹簧，M竖直放置，上端与小物块A相连，下端固定在地面上，N套在光滑水平轻杆上，左端固定在竖直细管上，右端与物块B相连，一根不可伸长的轻绳穿过细管及管上的小孔连接物块A和B。杆可绕细管在水平面内转动。初始时系统静止，M处于压缩状态，两弹簧的形变量均为∆x=0.1m，物块B与弹簧左端距离L=0.8m。已知物块A、B的质量分别为m_A=2.0kg、mB=0.4kg，A距管下端口及杆都足够长，重力加速度g取10m/s^2.不计一切摩擦，弹簧始终在弹性限度内。
1. （1）系统静止时，求轻绳中的张力F；
2. （2）杆绕细管以角速度ω稳定转动时，A静止，M的形变量仍为∆x，求角速度ω；
3. （3）系统从静止到（2）中情境的过程中，外界对系统做的功W。
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14. (2022高三上·江西月考) 如图，水平面与倾斜传送带平滑连接，传送带倾角 $\text{[math]}$ 且以 $\text{[math]}$ 的恒定速率顺时针旋转；水平面上c点左侧部分粗糙，c点右侧部分光滑。质量为 $\text{[math]}$ 的小滑块P与固定挡板间有一根劲度系数为 $\text{[math]}$ 的轻弹簧（P与弹簧不拴接），初始时P放置在c点静止且弹簧处于原长。现给P施加一方向水平向左、大小为 $\text{[math]}$ 的恒力，使P向左运动，当P速度为零时立即撤掉恒力，一段时间后P将滑上传送带。已知P与水平面粗糙部分的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ， P与传送带间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧的形变在弹性限度内，弹簧的弹性势能表达式为 $\text{[math]}$ ， x为弹簧的形变量，不计滑块滑上传送带时能量的损失，重力加速度 $\text{[math]}$ 取 $\text{[math]}$ ，计空气阻力。
1. （1）求P滑上传送带时的速度大小；
2. （2）要求P能滑上传送带的顶端点Q，求传送带的最长长度；
3. （3）若传送带的长度 $\text{[math]}$ ，其匀速运动的速率 $\text{[math]}$ 可以调节，请写出P从滑上传送带到第一次离开传送带的时间 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的关系式。
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四、解答题

15. (2022高三上·沈阳期中) 如图所示，水平轨道PAB与 $\text{[math]}$ 圆弧轨道BC相切于B点其中PA段光滑，AB段粗糙，动摩擦因数 $\text{[math]}$ ， AB段长度L=2m，BC段光滑，半径R=1m。轻质弹簧劲度系数k=200N/m，左端固定于P点，右端处于自由状态时位于A点。现用力推质量m=2kg的小滑块，使其缓慢压缩弹簧，当推力做功W=25J时撤去推力。已知弹簧弹性势能表达式 $\text{[math]}$ ，其中k为弹簧的进度系数，x为弹簧的形变量，重力加速度g=10m/s² ，不计空气阻力。
1. （1）求推力撤去瞬间，滑块的加速度；
2. （2）求滑块第一次到达圆弧轨道最低点B时，对B点的压力F_N；
3. （3）判断滑块能否越过C点，如果能，求出滑块到达C点的速度vC和滑块从离开C点到再次回到C点所用时间t；如果不能，求出滑块能到达的最大高度h。
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