第22講 功能關(guān)系 能量守恒定律（練習(xí)）（原卷版）-【上好課】2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)（新教材新高考）

第22講功能關(guān)系能量守恒定律目錄01模擬基礎(chǔ)練【題型一】常見(jiàn)的功能關(guān)系 【題型二】能量守恒定律的應(yīng)用【題型三】功能關(guān)系的綜合應(yīng)用02重難創(chuàng)新練【題型一】常見(jiàn)的功能關(guān)系 1．翼裝飛行是一項(xiàng)極具刺激的娛樂(lè)項(xiàng)目，亞洲翼裝飛行第一人張樹(shù)鵬的飛行夢(mèng)始于張家界天門(mén)山。如圖所示為張樹(shù)鵬完成比賽時(shí)的情景，張樹(shù)鵬由高空靜止跳下，在空中滑行一段距離后安全地著陸在山腳下。則張樹(shù)鵬在空中下落的過(guò)程中（）。A．機(jī)械能守恒 B．重力勢(shì)能的減少大于動(dòng)能的增加C．合力做的功等于重力勢(shì)能的減少量 D．重力做的功等于機(jī)械能的減少量2．如圖所示，水平粗糙桿和光滑豎直桿均固定。質(zhì)量均為的帶孔小球和穿在兩桿上，兩小球和用輕質(zhì)細(xì)線相連，與橫桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。在水平拉力作用下向右運(yùn)動(dòng)，上升的速度恒為，在向右運(yùn)動(dòng)位移為的過(guò)程中，的重力勢(shì)能增加，與橫桿間由于摩擦而產(chǎn)生的熱量為，拉力做功為，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為，下列判斷正確的是（）A． B．C． D．小球做加速運(yùn)動(dòng)3.一傾斜傳送帶順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，一物塊從底端沖上傳送帶，如圖甲所示。物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的速度與時(shí)間的關(guān)系如圖乙。設(shè)沿斜面向上為正方向，傳送帶底端為零勢(shì)能面，則物體的機(jī)械能與物塊沿傳送帶運(yùn)動(dòng)位移的圖象最有可能的是（）A． B．C． D．4.工人為了提升貨物搬運(yùn)效率，在工廠樓層窗臺(tái)和卡車(chē)之間緊綁一布匹，將貨箱從布匹頂端由靜止滑至底端，該過(guò)程中說(shuō)法正確的是（）A．貨箱的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能B．貨箱重力做的功等于貨箱動(dòng)能的增加量C．貨箱重力做的功等于貨箱重力勢(shì)能的減少量D．貨箱所受合力做的功等于貨箱機(jī)械能的減少量【題型二】能量守恒定律的應(yīng)用1.電梯的鋼索發(fā)生斷裂后向下墜落，為了盡量保證內(nèi)部人員安全，會(huì)啟動(dòng)電梯安全鉗加大阻力，同時(shí)在井底安裝有緩沖彈簧，如圖所示.已知電梯總質(zhì)量為2400kg，下落過(guò)程安全鉗提供給電梯的滑動(dòng)摩擦力大小為，彈簧的勁度系數(shù).整個(gè)過(guò)程的摩擦力僅考慮安全鉗提供的，安全鉗提供的滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力，不考慮彈簧自重及其他阻力，彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，重力加速度。則下列說(shuō)法正確的是（

）A．電梯從開(kāi)始?jí)嬄渲翂嚎s彈簧到最低點(diǎn)的過(guò)程，重力勢(shì)能與動(dòng)能的減少量之和與彈簧的彈性勢(shì)能增加量大小相等B．電梯從開(kāi)始?jí)嬄渲翂嚎s彈簧到最低點(diǎn)的過(guò)程，重力勢(shì)能與動(dòng)能減少量之和的大小大于彈簧的彈性勢(shì)能增加量C．電梯與彈簧剛接觸時(shí)的動(dòng)能最大D．電梯下落過(guò)程速度最大時(shí)，彈簧的壓縮量為40cm2．如圖所示，一半徑為，粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定旋轉(zhuǎn)，直徑水平.軌道上的點(diǎn)離的距離為，一質(zhì)量為的質(zhì)點(diǎn)自點(diǎn)上方某處由靜止開(kāi)始下落，從點(diǎn)進(jìn)入軌道后剛好能到達(dá)點(diǎn)并能再次返回經(jīng)過(guò)點(diǎn)。已知質(zhì)點(diǎn)第一次滑到軌道最低點(diǎn)時(shí)速率為，第一次到達(dá)點(diǎn)時(shí)速率為，選定點(diǎn)所在的水平面為重力勢(shì)能的零勢(shì)能面，則（）

A．B．C．從到的過(guò)程中，動(dòng)能與勢(shì)能相等的點(diǎn)在點(diǎn)上方，從到的過(guò)程中，動(dòng)能與勢(shì)能相等的點(diǎn)在點(diǎn)下方D．從到的過(guò)程中，動(dòng)能與勢(shì)能相等的點(diǎn)在點(diǎn)下方，從到的過(guò)程中，動(dòng)能與勢(shì)能相等的點(diǎn)在點(diǎn)上方3．如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定在水平面上的光滑轉(zhuǎn)軸O上，另一端與套在粗糙固定直桿A處質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）相連。A點(diǎn)距水平面的高度為h，直桿與水平面的夾角為30°，OA=OC，B為AC的中點(diǎn)，OB等于彈簧原長(zhǎng)。小球從A處由靜止開(kāi)始下滑，經(jīng)過(guò)B處的速度為v，并恰能停在C處。已知重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是（）A．小球通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的加速度為 B．小球通過(guò)AB段比BC段摩擦力做功少C．彈簧具有的最大彈性勢(shì)能為 D．A到C過(guò)程中，產(chǎn)生的內(nèi)能為mgh4．如圖所示，粗糙的水平面上有一根右端固定的輕彈簧，其左端自由伸長(zhǎng)到b點(diǎn)，質(zhì)量為2kg的滑塊從a點(diǎn)以初速度v0＝6m/s開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)，在滑塊上施加一個(gè)大小為20N，與水平方向夾角為的恒力F，滑塊將彈簧壓縮至c點(diǎn)時(shí)，速度減小為零，然后滑塊被反彈至d點(diǎn)時(shí)，速度再次為零，已知ab間的距離是2m，d是ab的中點(diǎn)，bc間的距離為0.5m，g取10m/s，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．滑塊運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn)時(shí)，一接觸彈簧就開(kāi)始減速B．滑塊從c點(diǎn)被反彈至d點(diǎn)的過(guò)程中因摩擦產(chǎn)生的熱量為36JC．滑塊與水平面間的摩擦因數(shù)為0.5D．彈簧的最大彈性勢(shì)能為36J【題型三】功能關(guān)系的綜合應(yīng)用1．如圖所示，傾角為的固定粗糙斜面上有一A點(diǎn)，長(zhǎng)度為的木板質(zhì)量分布均勻，其質(zhì)量為，開(kāi)始用外力使木板下端與A點(diǎn)對(duì)齊，如圖。木塊質(zhì)量為，兩者用一輕質(zhì)細(xì)繩繞過(guò)光滑定滑輪連接在一起，木板與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為?，F(xiàn)撤去外力讓木板由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到上端剛好過(guò)A點(diǎn)，此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）（）A．木板M和木塊m組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B．木板上端剛過(guò)A點(diǎn)時(shí)速度大小為C．木板減少的機(jī)械能等于木塊增加的機(jī)械能與系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量之和D．系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為2．某同學(xué)用如圖1所示裝置研究帶電小球在重力場(chǎng)和電場(chǎng)中具有的勢(shì)能（重力勢(shì)能、電勢(shì)能之和）情況。兩個(gè)帶同種電荷的小球1、2放在豎直放置的絕緣圓筒中，1固定在圓筒底部，2從靠近1位置處釋放，測(cè)出的位置和速度，利用能量守恒可以得到勢(shì)能圖像。圖2中Ⅰ圖是小球圖像，Ⅱ圖是計(jì)算機(jī)擬合的圖線Ⅰ的漸近線，實(shí)驗(yàn)中一切摩擦可忽略，小球的電荷量不會(huì)發(fā)生變化，，則2小球（）A．上升過(guò)程速度一直變大B．上升過(guò)程速度先變大后變小C．質(zhì)量為D．從處運(yùn)動(dòng)至處電勢(shì)能減少3.如圖所示，木塊放在光滑水平面上，一顆子彈水平射入木塊。若子彈受到的平均阻力為f，射入深度為d，在此過(guò)程中木塊的位移為s，則（）A．子彈的動(dòng)能減少了 B．木塊的動(dòng)能增加了C．系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為 D．子彈克服阻力做功為4．如圖，傾角為37°的光滑斜面固定放置，一輕繩跨過(guò)兩定滑輪，兩端分別與質(zhì)量為M的物塊和質(zhì)量為m的沙袋連接（二者均視為質(zhì)點(diǎn)）。物塊從斜面上由靜止下滑至A點(diǎn)時(shí)速度大小為，此時(shí)細(xì)繩恰好與斜面垂直。當(dāng)物塊滑至B點(diǎn)時(shí)，輕繩與斜面的夾角為37°。已知M＝40kg，m＝20kg，A、B兩點(diǎn)之間的距離為L(zhǎng)＝3.3m，重力加速度，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，物塊下滑過(guò)程中始終未離開(kāi)斜面，與沙袋總在同一豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。不計(jì)一切摩擦，輕繩一直處于伸直狀態(tài)，則（）A．從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，物塊的機(jī)械能增加B．從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，物塊重力勢(shì)能的減少量大于沙袋重力勢(shì)能的增加量C．從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，物塊重力勢(shì)能的減少量等于沙袋重力勢(shì)能的增加量D．在B點(diǎn)時(shí)，物塊的動(dòng)能為370J1．機(jī)械臂廣泛應(yīng)用于機(jī)械裝配。如圖所示，某質(zhì)量為m的工件（視為質(zhì)點(diǎn)）被機(jī)械臂抓取后，在豎直平面內(nèi)由靜止開(kāi)始斜向上做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向與豎直方向間夾角為。在將工件提升豎直高度為h的過(guò)程中（）A．所用時(shí)間為B．工件重力的瞬時(shí)功率保持不變C．工件的機(jī)械能不變D．機(jī)械臂對(duì)工件做的功大于工件動(dòng)能的增加量2．如圖所示為低空跳傘極限運(yùn)動(dòng)表演，運(yùn)動(dòng)員從離地350m高的橋面一躍而下，實(shí)現(xiàn)了自然奇觀與極限運(yùn)動(dòng)的完美結(jié)合。假設(shè)質(zhì)量為m的跳傘運(yùn)動(dòng)員，由靜止開(kāi)始下落，在打開(kāi)傘之前受恒定阻力作用，下落的加速度，在運(yùn)動(dòng)員下落h的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．運(yùn)動(dòng)員重力做功為 B．運(yùn)動(dòng)員克服阻力做功為C．運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能增加了 D．運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能減少了3．從地面豎直向上拋出一物體，其機(jī)械能等于動(dòng)能與重力勢(shì)能之和。取地面為重力勢(shì)能零點(diǎn)，該物體的和隨它離開(kāi)地面的高度h的變化如圖所示。重力加速度取。由圖中數(shù)據(jù)可得（）A．物體的質(zhì)量為1kgB．h＝0時(shí)，物體的速率為20m/sC．物體上升4m過(guò)程中，物體的動(dòng)能減少了80JD．物體上升2m過(guò)程中，克服阻力做功10J4．（多選）如圖所示，AB為固定水平長(zhǎng)木板，長(zhǎng)為，C為長(zhǎng)木板的中點(diǎn)，AC段光滑，CB段粗糙，一原長(zhǎng)為的輕彈簧一端連在長(zhǎng)木板左端的擋板上，另一端連一物塊，開(kāi)始時(shí)將物塊拉至長(zhǎng)木板的右端B點(diǎn)，由靜止釋放物塊，物塊在彈簧彈力的作用下向左滑動(dòng)，已知物塊與長(zhǎng)木板CB段間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，物塊的質(zhì)量為，彈簧的勁度系數(shù)為，且，物塊第一次到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，物塊的速度大小為，此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為，不計(jì)物塊的大小，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則下列說(shuō)法正確的是（）A．物塊可能會(huì)停在CB面上某處B．物塊最終會(huì)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)C．彈簧開(kāi)始具有的最大彈性勢(shì)能為D．最終物塊和彈簧系統(tǒng)損失的總機(jī)械能為5．（多選）如圖甲所示，一物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）沿傾角為足夠長(zhǎng)的粗糙斜面從斜面底端以某一初速度開(kāi)始上滑。以斜面底端為零勢(shì)能面，該物塊動(dòng)能隨上滑位移變化的圖像如圖乙中圖線所示，該物塊的機(jī)械能隨上滑位移變化的圖像如圖乙中圖線所示。取重力加速度，。下列說(shuō)法正確的是（）A．物塊的質(zhì)量B．物塊上滑到最高點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)能為C．物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5D．物塊上滑到最高點(diǎn)后能靜止在斜面上6．如圖所示，材質(zhì)相同的雙斜面軌道在最低點(diǎn)平滑連接，與水平方向傾角均為，將質(zhì)量為m的物體從右側(cè)斜面上的A點(diǎn)靜止釋放，A點(diǎn)與最低點(diǎn)間距離為L(zhǎng)，之后沖上左側(cè)軌道，在左側(cè)軌道上距離最低點(diǎn)處的B點(diǎn)速度減到為零，釋放后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，，重力加速度為g，以下分析正確的是（

）A．A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程機(jī)械能減少了B．物體與斜面動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5C．物體在兩斜面上滑行的總路程為D．第三次沖上左側(cè)斜面時(shí)，能在左側(cè)斜面上滑7．（多選）如圖甲所示，傾角為的足夠長(zhǎng)斜面固定在水平地面上，一小物塊以一定的初速度從底端沖上斜面，以斜面底端為起點(diǎn)，小物塊沿斜面上滑0~10m過(guò)程中，小物塊的機(jī)械能和動(dòng)能隨位移變化的關(guān)系圖線如圖乙所示，已知重力加速度大小，sin37°＝0．.6，cos37°＝0.8，則下列說(shuō)法正確的是（）A．小物塊上滑過(guò)程中，重力勢(shì)能增加了300JB．小物塊受到的摩擦力大小為40NC．小物塊的重力大小為60ND．小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.258．（多選）如圖所示，質(zhì)量為長(zhǎng)度為的小車(chē)靜止在光滑水平面上，質(zhì)量為的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在小車(chē)的最左端。現(xiàn)用一水平恒力作用在小物塊上，使小物塊從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。小物塊和小車(chē)之間的滑動(dòng)摩擦力為，小物塊滑到小車(chē)的最右端時(shí)，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離為。此過(guò)程中，以下結(jié)論正確的是（

）A．小物塊到達(dá)小車(chē)最右端時(shí)具有的動(dòng)能為B．小物塊到達(dá)小車(chē)最右端時(shí)，小車(chē)具有的動(dòng)能為C．小物塊和小車(chē)組成的系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量為D．小物塊和小車(chē)增加的機(jī)械能為9．（多選）如圖所示，長(zhǎng)木板A放在光滑的水平地面上，物體B以水平速度沖上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上，則從B沖到木板A上到相對(duì)木板A靜止的過(guò)程中，下述說(shuō)法中正確的是（）A．物體B動(dòng)能的減少量等于系統(tǒng)損失的機(jī)械能B．物體B克服摩擦力做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量C．物體B損失的機(jī)械能等于木板A獲得的動(dòng)能與系統(tǒng)損失的機(jī)械能之和D．摩擦力對(duì)物體B做的功和對(duì)木板A做的功的總和的絕對(duì)值等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量10．如圖所示，固定在豎直面內(nèi)的粗糙圓弧軌道BC與水平地面相切于C點(diǎn)，半徑OB與水平方向的夾角。質(zhì)量的物塊（視為質(zhì)點(diǎn)）從O點(diǎn)正上方的A點(diǎn)以大小的速度水平向左拋出，恰好沿B點(diǎn)的切線方向進(jìn)入并沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)，到達(dá)C點(diǎn)后沿地面滑行距離停下。物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，取重力加速度大小，，，不計(jì)空氣阻力。求：（1）A、B兩點(diǎn)的高度差h以及圓弧軌道的半徑R；（2）物塊通過(guò)C點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力大?。唬?）物塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小以及在物塊從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，物塊與圓弧軌道之間因摩擦產(chǎn)生的熱量Q。11．如圖所示，半徑為R的半圓弧軌道ABCD豎直放置，D點(diǎn)在圓心O點(diǎn)的正上方，是圓弧的最高點(diǎn)，固定圓管軌道NA與半圓弧軌道在最低點(diǎn)A平滑對(duì)接，管口N點(diǎn)的切線