2024屆高三物理復(fù)習(xí)小練習(xí)(二十一)　功能關(guān)系、能量守恒定律（學(xué)生版）

2024屆高三一輪復(fù)習(xí)小練(二十一)功能關(guān)系、能量守恒定律1.(2022·張家口模擬)如圖所示，運(yùn)動(dòng)員跳傘將經(jīng)歷加速下降和減速下降兩個(gè)過(guò)程，在這兩個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．運(yùn)動(dòng)員先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)B．空氣浮力對(duì)系統(tǒng)始終做負(fù)功C．加速下降時(shí)，重力做的功大于系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量D．任意相等的時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量相等2．從地面豎直上拋一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球上升的最大高度為h，設(shè)上升和下降過(guò)程中空氣阻力大小恒為Ff。重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是()A．小球上升的過(guò)程中動(dòng)能減少了mghB．小球上升和下降的整個(gè)過(guò)程中機(jī)械能減少了FfhC．小球上升的過(guò)程中重力勢(shì)能增加了mghD．小球上升和下降的整個(gè)過(guò)程中動(dòng)能減少了Ffh3．目前，在地球周圍有許多人造地球衛(wèi)星繞著它運(yùn)轉(zhuǎn)，其中一些衛(wèi)星的軌道可近似為圓，且軌道半徑逐漸變小。若衛(wèi)星在軌道半徑逐漸變小的過(guò)程中，只受到地球引力和稀薄氣體阻力的作用，則下列判斷正確的是()A．衛(wèi)星的動(dòng)能逐漸減少B．由于地球引力做正功，引力勢(shì)能一定增加C．由于氣體阻力做負(fù)功，地球引力做正功，機(jī)械能保持不變D．衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢(shì)能的減少量4.質(zhì)量為m的物體以初速度v0沿水平面向左開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，起始點(diǎn)A與一輕彈簧O端相距s，如圖所示。已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，物體與彈簧相碰后，彈簧的最大壓縮量為x，則從開(kāi)始碰撞到彈簧被壓縮至最短，物體克服彈簧彈力所做的功為()A.eq\f(1,2)mv02－μmg(s＋x) B.eq\f(1,2)mv02－μmgxC．μmgs D．μmg(s＋x)eq\f(1,2)eq\f(1,2)5．(2022·孝感模擬)質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星與地心的距離為r時(shí)，引力勢(shì)能可表示為Ep＝－eq\f(GMm,r)，其中G為引力常量，M為地球質(zhì)量。該衛(wèi)星原來(lái)在半徑為R1的軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由于受到極稀薄空氣的摩擦作用，飛行一段時(shí)間后其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑變?yōu)镽2，此過(guò)程中因摩擦而產(chǎn)生的熱量為()A．GMmeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(eq\f(1,R2)－eq\f(1,R1))) B．GMmeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(eq\f(1,R1)－eq\f(1,R2)))C.eq\f(GMm,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(eq\f(1,R2)－eq\f(1,R1))) D.eq\f(GMm,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(eq\f(1,R1)－eq\f(1,R2)))eq\f(Mm,r2)eq\f(v2,r)eq\f(1,2)eq\f(GMm,2r)eq\f(GMm,2r)eq\f(GMm,r)eq\f(GMm,2r)eq\f(GMm,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(eq\f(1,R2)－eq\f(1,R1)))6．如圖甲所示，一物體懸掛在細(xì)繩下端，由靜止開(kāi)始沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體的機(jī)械能E與物體通過(guò)的路程x的關(guān)系圖像如圖乙所示，其中0～x1過(guò)程的圖像為曲線，x1～x2過(guò)程的圖像為直線(忽略空氣阻力)。則下列說(shuō)法正確的是()A．0～x1過(guò)程中物體所受拉力是變力，且一定不斷減小B．0～x1過(guò)程中物體的動(dòng)能一直增加C．x1～x2過(guò)程中物體一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)D．x1～x2過(guò)程中物體可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，也可能做勻減速直線運(yùn)動(dòng)eq\f(ΔE,Δx)7.如圖，abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道，ab水平，長(zhǎng)度為2R；bc是半徑為R的四分之一圓弧，與ab相切于b點(diǎn)。一質(zhì)量為m的小球，始終受到與重力大小相等的水平外力的作用，自a點(diǎn)處從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)。重力加速度大小為g。小球從a點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到其軌跡最高點(diǎn)，機(jī)械能的增量為()A．2mgR B．4mgRC．5mgR D．6mgReq\f(1,2)eq\r(gR)eq\f(v,g)eq\r(\f(R,g))eq\f(1,2)8．(2022·荊門期中)一小物塊沿斜面向上滑動(dòng)，然后滑回到原處。物塊在斜面底端時(shí)機(jī)械能為E0、動(dòng)能為Ek0、勢(shì)能為零。物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)不變，則該過(guò)程中，物塊的機(jī)械能E、動(dòng)能Ek、勢(shì)能Ep與位移x關(guān)系的圖像正確的是()9.(2022·淄博模擬)如圖所示，某同學(xué)用細(xì)線吊著質(zhì)量為m的小球做圓錐擺運(yùn)動(dòng)，擺長(zhǎng)為L(zhǎng)，擺線與豎直方向的夾角θ＝30°，若該同學(xué)通過(guò)細(xì)線對(duì)小球做功，使擺線與豎直方向的夾角增大為60°，小球仍做圓錐擺運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g。此過(guò)程保持懸點(diǎn)的高度不變，則該同學(xué)通過(guò)細(xì)線對(duì)小球做的功為()A.eq\f(5\r(3)＋3,12)mgL B.eq\f(5\r(3)－3,12)mgLC.eq\f(9－\r(3),12)mgL D.eq\f(\r(3)－1,2)mgLeq\f(1,2)eq\f(v12,\f(1,2)L)eq\f(1,2)eq\f(\r(3),6)eq\f(\r(3),2)eq\f(\r(3),2)eq\f(v22,\f(\r(3),2)L)eq\f(\r(3),2)eq\f(3,2)eq\f(1,2)eq\f(1,2)eq\f(5\r(3)＋3,12)10.(2020·全國(guó)卷Ⅰ)(多選)一物塊在高3.0m、長(zhǎng)5.0m的斜面頂端從靜止開(kāi)始沿斜面下滑，其重力勢(shì)能和動(dòng)能隨下滑距離s的變化如圖中直線Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10m/s2。則()A．物塊下滑過(guò)程中機(jī)械能不守恒B．物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5C．物塊下滑時(shí)加速度的大小為6.0m/s2D．當(dāng)物塊下滑2.0m時(shí)機(jī)械能損失了12Jeq\f(h,L)eq\f(3,5)eq\f(4,5)11．彈跳桿運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)廣受青少年歡迎的運(yùn)動(dòng)，彈跳桿的結(jié)構(gòu)如圖甲所示，一根彈簧的下端固定在跳桿的底部，上端固定在一個(gè)套在跳桿上的腳踏板底部，質(zhì)量為5m的小明站在腳踏板上，當(dāng)他和跳桿處于豎直靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，彈簧的壓縮量為x0，小明先保持穩(wěn)定姿態(tài)豎直彈跳。某次彈跳中，從彈簧處于最大壓縮量為5x0開(kāi)始計(jì)時(shí)，如圖乙(a)所示；上升到彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，小明抓住跳桿，使得他和彈跳桿瞬間達(dá)到共同速度，如圖乙(b)所示；緊接著他保持穩(wěn)定姿態(tài)豎直上升到最大高度，如圖乙(c)所示；已知全程彈簧始終處于彈性限度內(nèi)(彈簧彈性勢(shì)能滿足Ep＝eq\f(1,2)kx2，k為彈簧勁度系數(shù)，x為彈簧形變量)，跳桿的質(zhì)量為m，重力加速度為g，空氣阻力、彈簧和腳踏板的質(zhì)量以及彈簧和腳踏板與跳桿間的摩擦均可忽略不計(jì)。求：(1)彈跳桿中彈簧的勁度系數(shù)k；(2)從開(kāi)始計(jì)時(shí)至豎直上升到最大高度過(guò)程中小明的最大速度vm。eq\f(5mg,x0)eq\f(1,2)eq\f(1,2)eq\f(1,2)×eq\r(gx0)答案：(1)eq\f(5mg,x0)(2)4eq\r(gx0)12.如圖所示，在地面上豎直固定了刻度尺和輕質(zhì)彈簧，彈簧原長(zhǎng)時(shí)上端與刻度尺上的A點(diǎn)等高，質(zhì)量m＝0.5kg的籃球靜止在彈簧正上方，底端距A點(diǎn)的高度h1＝1.10m，籃球靜止釋放測(cè)得第一次撞擊彈簧時(shí)，彈簧的最大形變量x1＝0.15m，第一次反彈至最高點(diǎn)，籃球底端距A點(diǎn)的高度h2＝0.873m，籃球多次反彈后靜止在彈簧的上端，此時(shí)彈簧的形變量x2＝0.01m，彈性勢(shì)能為Ep＝0.025J。若籃球運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的空氣阻力大小恒定，