2025版高考物理全程一輪復(fù)習(xí)課時(shí)分層精練三十功能關(guān)系能量守恒定律

課時(shí)分層精練(三十)功能關(guān)系能量守恒定律基礎(chǔ)落實(shí)練1．(多選)[2024·東北三省四市聯(lián)考]第22屆哈爾濱冰雪大世界開門迎客了，近400m長(zhǎng)的極速大滑梯是大人、孩子最喜歡的娛樂(lè)項(xiàng)目．一名游客坐在雪橇上下滑了一段路程，重力對(duì)他做功3000J，他克服阻力做功500J，則在此過(guò)程中這名游客()A．重力勢(shì)能增加了3000JB．動(dòng)能增加了3000JC．動(dòng)能增加了2500JD．機(jī)械能減少了500J2．木塊靜置于光滑水平面上，一顆子彈沿水平方向飛來(lái)射入木塊中．當(dāng)子彈進(jìn)入木塊的深度達(dá)到最大值2.0cm時(shí)，木塊沿水平面恰好移動(dòng)距離1.0cm.在上述過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能與子彈損失的動(dòng)能之比為()A．1∶2B．1∶3C．2∶3D．3∶23.如圖所示，將輕質(zhì)彈簧的一端固定在水平桌面上O點(diǎn)，當(dāng)彈簧處于自由狀態(tài)時(shí)，彈簧另一端在A點(diǎn)．用一個(gè)金屬小球擠壓彈簧至B點(diǎn)，由靜止釋放小球，隨即小球被彈簧豎直彈出，已知C點(diǎn)為AB的中點(diǎn)．則()A．從B到A過(guò)程中，小球的機(jī)械能守恒B．從B到A過(guò)程中，小球的動(dòng)能一直在增大C．從B到A過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能先增大后減小D．從B到C過(guò)程彈簧彈力對(duì)小球做功大于從C到A過(guò)程4．(多選)如圖1所示，水平傳送帶以恒定的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，質(zhì)量為m＝15kg的箱子在水平傳送帶上由靜止釋放，經(jīng)過(guò)6s后，箱子滑離傳送帶；箱子的v-t圖像如圖2所示，對(duì)于箱子從靜止釋放到剛相對(duì)傳送帶靜止這一過(guò)程，重力加速度g取10m/s2，下列正確的是()A．箱子對(duì)傳送帶做功為－540JB．傳送帶對(duì)箱子做功為540JC．傳送帶對(duì)箱子做功的平均功率是67.5WD．箱子與傳送帶因摩擦產(chǎn)生的熱量為540J5．[2024·內(nèi)蒙古呼和浩特統(tǒng)考二模]如圖甲所示，在水平地面上固定一個(gè)傾角為θ的足夠長(zhǎng)的光滑斜面，小滑塊從斜面底端在與斜面平行的拉力F作用下由靜止開始沿斜面運(yùn)動(dòng)，拉力F隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示，小滑塊運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖像如圖丙所示，重力加速度g為10m/s2.求：(1)斜面傾角θ；小滑塊的質(zhì)量m；(2)0～5s時(shí)間內(nèi)，小滑塊的機(jī)械能增加量ΔE.6．[2023·遼寧卷]某大型水陸兩棲飛機(jī)具有水面滑行汲水和空中投水等功能．某次演練中，該飛機(jī)在水面上由靜止開始勻加速直線滑行并汲水，速度達(dá)到v1＝80m/s時(shí)離開水面，該過(guò)程滑行距離L＝1600m、汲水質(zhì)量m＝1.0×104kg.離開水面后，飛機(jī)攀升高度h＝100m時(shí)速度達(dá)到v2＝100m/s，之后保持水平勻速飛行，待接近目標(biāo)時(shí)開始空中投水．取重力加速度g＝10m/s2.求：(1)飛機(jī)在水面滑行階段的加速度a的大小及滑行時(shí)間t；(2)整個(gè)攀升階段，飛機(jī)汲取的水的機(jī)械能增加量ΔE.7．圖示為某商場(chǎng)的室內(nèi)模擬滑雪機(jī)，該機(jī)主要由前后兩個(gè)傳動(dòng)軸及傳送帶上粘合的雪毯構(gòu)成，雪毯不斷向上運(yùn)動(dòng)，使滑雪者產(chǎn)生身臨其境的滑雪體驗(yàn)．已知坡道長(zhǎng)L＝6m，傾角θ＝37°，雪毯始終以速度v＝5m/s向上運(yùn)動(dòng)．一質(zhì)量m＝70kg(含裝備)的滑雪者從坡道頂端由靜止滑下，滑雪者沒(méi)有做任何助力動(dòng)作，滑雪板與雪毯間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(3,8)，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.不計(jì)空氣阻力．在滑雪者滑到坡道底端的過(guò)程中，求：(1)滑雪者的加速度大小a以及經(jīng)歷的時(shí)間t；(2)滑雪者克服摩擦力所做的功W；(3)滑雪板與雪毯間摩擦產(chǎn)生的熱量Q.素養(yǎng)提升練8．如圖為一個(gè)簡(jiǎn)化后的娛樂(lè)項(xiàng)目示意圖，游客被安全地固定在球形裝備(看成質(zhì)點(diǎn)，圖中未畫出)內(nèi)，被彈射系統(tǒng)水平貼地彈出后即刻進(jìn)入長(zhǎng)為L(zhǎng)＝5m的水平軌道SO.O點(diǎn)既是水平軌道的末端，也是半圓軌道OA的起點(diǎn)，以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立水平向右的x軸．豎直半圓軌道OA與AB(O、A、B在同一條豎直線上，B點(diǎn)為半圓軌道AB的最高點(diǎn)，該處切線水平)的半徑均為R＝2m，它們?cè)贏點(diǎn)銜接，不計(jì)銜接處的縫隙大小和裝備運(yùn)行到此處的能量損失．半圓軌道OA的右側(cè)是一片水域，水面略低于半徑r＝2m的水平圓盤，MN是圓盤的豎直支架(它與半圓軌道在同一豎直面內(nèi))，N點(diǎn)是圓盤的圓心，M點(diǎn)可以左右移動(dòng)，水平圓盤不能和半圓軌道OA重疊．若球形裝備與SO之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，與兩半圓軌道的摩擦不計(jì)，圓盤轉(zhuǎn)軸NM的高度H＝2m，不計(jì)空氣阻力，球形裝備的質(zhì)量為50kg，g取10m/s2，在某次設(shè)備測(cè)試中，讓球形裝備空載運(yùn)行．(1)為了能讓裝備安全到達(dá)B點(diǎn)，則彈射系統(tǒng)應(yīng)至少給裝備提供多少能量？(2)若裝備恰好能安全到達(dá)B點(diǎn)，此后為讓裝備能落到水平圓盤上，求M點(diǎn)的坐標(biāo)范圍．(3)若M點(diǎn)的坐標(biāo)為x＝6m，為讓裝備能落到水平圓盤上，求彈射系統(tǒng)提供給裝備的能量．課時(shí)分層精練（三十）功能關(guān)系能量守恒定律1．解析：重力做正功，所以游客的重力勢(shì)能減少了3000J，A錯(cuò)誤；合力做功等于動(dòng)能的增加，所以動(dòng)能增加了3000J－500J＝2500J，B錯(cuò)誤，C正確；阻力做負(fù)功，所以機(jī)械能減少了500J，D正確．答案：CD2．解析：根據(jù)題意，子彈在摩擦力作用下的位移為x1＝（2＋1）cm＝3cm，木塊在摩擦力作用下的位移為x2＝1cm；系統(tǒng)損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，根據(jù)功能關(guān)系，有ΔE系統(tǒng)＝Q＝Ff·Δx；子彈損失的動(dòng)能等于子彈克服摩擦力做的功，故ΔE子彈＝Ffx1；所以eq\f(ΔE系統(tǒng),ΔE子彈)＝eq\f(2,3)，所以C正確，A、B、D錯(cuò)誤．答案：C3．解析：從B到A過(guò)程中，彈簧的彈力對(duì)小球做正功，則小球的機(jī)械能增加，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；從B到A過(guò)程中，開始時(shí)彈力大于重力，小球加速上升，當(dāng)彈力等于重力時(shí)小球速度最大，動(dòng)能最大；之后彈力小于重力，小球的速度減小，動(dòng)能減小，則小球的動(dòng)能先增大后減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；從B到A過(guò)程中，彈簧的壓縮量一直減小，則彈性勢(shì)能一直減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；從B到C過(guò)程彈簧彈力的平均值大于從C到A過(guò)程中彈力的平均值，可知從B到C過(guò)程彈簧彈力對(duì)小球做功大于從C到A過(guò)程，選項(xiàng)D正確．答案：D4．解析：根據(jù)v-t圖像，可知箱子加速過(guò)程的加速度為a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(6,4)m/s2＝1.5m/s2，則箱子受到的摩擦力大小為f＝ma＝22.5N，箱子加速過(guò)程，箱子的位移為x箱＝eq\f(v,2)t＝eq\f(6,2)×4m＝12m，對(duì)于箱子從靜止釋放到剛相對(duì)傳送帶靜止這一過(guò)程，傳送帶對(duì)箱子做功為W傳＝fx箱＝22.5×12J＝270J，傳送帶對(duì)箱子做功的功率為P＝eq\f(W傳,t)＝eq\f(270,4)W＝67.5W，故B錯(cuò)誤，C正確；箱子加速過(guò)程，傳送帶的位移為x傳＝vt＝6×4m＝24m，箱子對(duì)傳送帶做功W箱＝－fx傳＝－22.5×24J＝－540J，故A正確；箱子與傳送帶因摩擦產(chǎn)生的熱量為Q＝fΔx＝f（x傳－x箱）＝22.5×（24－12）J＝270J，故D錯(cuò)誤．故選AC.答案：AC5．解析：（1）第一階段0～2s內(nèi)，由圖丙得a1＝eq\f(Δv,Δt)＝7.5m/s2.由牛頓第二定律得F－mgsinθ＝ma1第二階段2～5s內(nèi)，由圖丙得a2＝eq\f(Δv,Δt)＝5m/s2.由牛頓第二定律得mgsinθ＝ma2聯(lián)立解得θ＝30°，m＝2kg.（2）第一階段，小滑塊運(yùn)動(dòng)的位移x＝eq\f(v0＋vt,2)t＝15m，WF＝Fx＝375J.由功能關(guān)系可知，小滑塊機(jī)械能增加量等于拉力F做的功，即ΔE＝WF＝375J.答案：（1）30°2kg（2）375J6．解析：（1）飛機(jī)從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，平均速度為eq\f(v1,2)，則L＝eq\f(1,2)v1t解得飛機(jī)滑行的時(shí)間為t＝eq\f(2L,v1)＝eq\f(2×1600,80)s＝40s飛機(jī)滑行的加速度為a＝eq\f(v1,t)＝eq\f(80,40)m/s2＝2m/s2（2）飛機(jī)從水面至h＝100m處，水的機(jī)械能包含水的動(dòng)能和重力勢(shì)能，則機(jī)械能變化量為ΔE＝mgh＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝1×104×10×100J＋eq\f(1,2)×1×104×1002J－eq\f(1,2)×1×104×802J＝2.8×107J.答案：（1）2m/s240s（2）2.8×107J7．解析：（1）設(shè)滑雪者受到雪毯的支持力為FN，摩擦力為Ff在沿斜面方向，由牛頓第二定律可得mgsinθ－Ff＝ma在垂直于斜面方向上FN＝mgcosθ滑雪者受到的摩擦力大小為Ff＝μFN聯(lián)立解得a＝3m/s2由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式L＝eq\f(1,2)at2可知t＝eq\r(\f(2L,a))＝2s（2）滑雪者克服摩擦力做功WFf＝μmgLcosθ＝1260J（3）此過(guò)程雪毯運(yùn)行的距離為s＝vt＝10m滑雪板與雪毯間摩擦產(chǎn)生的熱量Q＝μmg（L＋s）cosθ＝3360J答案：（1）3m/s22s（2）1260J（3）3360J8．解析：（1）裝備恰好能安全到達(dá)B點(diǎn)，在最高點(diǎn)B根據(jù)牛頓第二定律可得mg＝meq\f(veq\o\al(2,B),R)根據(jù)功能關(guān)系可得E＝μmgL＋mg·4R＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)解得E＝5000J.（2）根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)可得，豎直方向上有4R－H＝eq\f(1,2)gt2計(jì)算可得落到圓盤上需要時(shí)間t＝eq\r(\f(6,5))s水平方向上有x＝vBt解得x＝2eq\r(6)m由于水平圓盤不能和半圓軌道OA重疊，水平圓盤的半徑為2m，所以M點(diǎn)的坐標(biāo)范圍為4m＜xM≤（2eq\r(6)＋2）m.（3）M點(diǎn)的坐標(biāo)為x＝6m時(shí)，圓盤在坐標(biāo)上的范圍為（4m，8m），由于4m<2eq\r(6)m<8m，故最小能量為E1＝5000J.若裝備恰好落在圓盤右側(cè)邊緣，根據(jù)x