高一物理下學期期末考試分類匯編功能關(guān)系新人教版

專題05功能關(guān)系各種功能關(guān)系1．高速公路在長下坡路段通常會設(shè)置避險車道，剎車失靈的載重貨車可駛?cè)氡茈U（如圖所示），若剎車失靈且失去動力的貨車以初速度v0經(jīng)A點沖上避險車道，前進一段距離到B點減速為零，貨車所受摩擦阻力恒定，A、B兩點高度差為h，貨車質(zhì)量為m。已知重力加速度為g。下列關(guān)于該貨車從A運動到B的過程說法正確的是（??）A．貨車的重力勢能增加了B．摩擦阻力做的功大于機械能的變化量C．動能的變化量等于重力做的功D．摩擦產(chǎn)生的熱量為【答案】D【詳解】A．貨車重力勢能的增加量故A錯誤；B．貨車上升過程中，只有重力和阻力做功，根據(jù)能量守恒定律可知，摩擦阻力做的功等于機械能的減少量，故B錯誤；C．根據(jù)動能定理可知，重力和阻力做功代數(shù)和等于動能的變化，故C錯誤；D．根據(jù)能量守恒定律可知，摩擦產(chǎn)生的熱量為故D正確。故選D。2．韓曉鵬是我國首位在冬奧會雪上項目奪冠的運動員。他在一次自由式滑雪空中技巧比賽中沿“助滑區(qū)”保持同一姿態(tài)下滑了一段距離，重力和阻力對他做功的情況如圖所示。韓曉鵬在此過程中（）A．動能增加了 B．重力勢能減小了C．內(nèi)能增加了 D．機械能減小了【答案】D【詳解】A．根據(jù)動能定理可得動能增加了，A錯誤；B．重力勢能的變化用重力做功衡量，則有故重力勢能減小了，B錯誤；CD．除重力外，其他做功用來衡量機械能的變化，則有可知機械能減小了，減少的機械能變成了內(nèi)能，即內(nèi)能增加了，C錯誤，D正確；故選D。在傳送帶模型中應(yīng)用功能關(guān)系3．如圖所示，傳送帶保持1m/s的速度順時針轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)將一質(zhì)量m=1kg的小物體輕輕地放在傳送帶的a點上，物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)=0.1，a、b間的距離L=2.5m，g=10m/s2，設(shè)物體從a點運動到b點所經(jīng)歷的時間為t，該過程中物體和傳送帶間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為Q，下列說法正確的是（）A．t=s B．t=2s C．Q=0.5J D．Q=1J【答案】C【詳解】物體在傳送帶上做勻加速運動時的加速度大小為物塊從開始運動到與傳送帶共速所經(jīng)歷的時間為，t1時間內(nèi)物體的位移大小分別為，t1后物體與傳送帶一起做勻速運動，t1時間內(nèi)傳送帶的位移大小分別為物體做勻速運動的時間物體從a點運動到b點所經(jīng)歷的時間為傳送帶間因摩擦而產(chǎn)生的熱量故選C。4．如今網(wǎng)上購物非常流行，快遞公司把郵件送到家里，消費者足不出戶就可以購買到所需的商品。如圖是某快遞公司搬運郵件的傳輸裝置示意圖，足夠長的傳送帶以恒定速率順時針運行，將一個郵件輕輕放在傳送帶底端，第一階段物體被加速到與傳送帶具有相同的速度，第二階段與傳送帶相對靜止，勻速運動到達傳送帶頂端。下列說法正確的是（）A．第一階段摩擦力對郵件做正功，第二階段摩擦力對郵件不做功B．第一階段摩擦力對郵件做的功等于第一階段郵件動能的增加C．第一階段郵件和傳送帶間的摩擦生熱等于第一階段郵件機械能的增加D．物體從底端到頂端全過程機械能的增加等于全過程郵件與傳送帶間的摩擦生熱【答案】C【詳解】A．第一階段是動摩擦力，第二階段是靜摩擦力，兩階段摩擦力都做正功。A錯誤；B．第一階段，合力做的功等于重力及摩擦力做的功，所以根據(jù)動能定理，摩擦力做的功大于動能的增加。B錯誤；C．設(shè)傳動帶速度為v，共速時間t，則摩擦生熱為根據(jù)功能關(guān)系，機械能的增加等于非重力做的功，即，C正確；D．郵件在第二階段沒有相對傳送帶發(fā)生位移，所以在第二階段沒有發(fā)熱，在第一階段與傳送帶的摩擦生熱即為全程的生熱，而第二階段機械能的增量等于第二階段靜摩擦力做的功，結(jié)合C選項可知，物體從底端到頂端全過程機械能的增加大于全過程郵件與傳送帶間的摩擦生熱。D錯誤。故選C。在板塊模型中應(yīng)用功能關(guān)系5．如圖所示，一足夠長的木板在光滑水平面上以速度v向右勻速運動，現(xiàn)將質(zhì)量為m的物體豎直向下輕輕地放置在木板上的右端，已知物體和木板之間的動摩擦因數(shù)為μ。為保持木板的速度不變，須對木板施加一水平向右的作用力F。從物體放到木板上到它相對木板靜止的過程中，木塊與物體組成的系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為（）A．2mv2 B．mv2 C． D．【答案】C【詳解】物體相對木板運動時的加速度a＝＝μg由v＝μgt知物體與木板相對運動的時間t＝該過程木板相對物體運動的路程s相＝vt－t＝vt由功能關(guān)系知，物體與木板組成的系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量Q＝fs相＝μmg·s相各式聯(lián)立得Q＝mv2故C正確；ABD錯誤；故選C。6．質(zhì)量為M的長木板放在光滑的水平面上，如圖所示，一質(zhì)量為m的滑塊以某一速度沿木板表面從A點滑到B點，在木板上前進的距離為L，而長木板前進的距離為l，若滑塊與木板間動摩擦因數(shù)為，則（）A．摩擦力對滑塊所做的功為B．摩擦力對木板所做的功為C．滑塊損失的動能為D．滑塊和木板系統(tǒng)損失的動能為【答案】D【詳解】A．摩擦力對滑塊所做的功為故A錯誤；B．摩擦力對木板所做的功為故B錯誤；C．根據(jù)動能定理知，滑塊損失的動能等于滑塊克服摩擦力所做的功，即故C錯誤；D．根據(jù)能量守恒定律可知滑塊和木板系統(tǒng)損失的動能等于系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦熱，即故D正確。故選D。7．在兒童樂園的蹦床項目中，小孩在兩根彈性繩和彈性床的協(xié)助下實現(xiàn)上下彈跳，如圖所示。某次蹦床活動中小孩靜止時處于O點，當其彈跳到最高點A后下落可將蹦床壓到最低點B，小孩可看成質(zhì)點。不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A．從A點運動到O點，小孩重力勢能的減少量大于動能的增加量B．從O點運動到B點，小孩機械能的減少量等于蹦床彈性勢能的增加量C．從A點運動到B點，小孩機械能的減少量小于蹦床彈性勢能的增加量D．從B點返回到A點，小孩機械能的增加量大于蹦床彈性勢能的減少量【答案】AD【詳解】A．從A點運動到O點，小孩的速度不斷增大，根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，其重力勢能的減少量等于增加的動能與彈性繩的彈性勢能之和，故重力勢能的減少量大于動能的增加量，故A正確；B．從O點運動到B點，小孩的速度不斷減小，根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，小孩機械能減少量等于彈性繩、蹦床彈性勢能增加量，故小孩機械能減少量大于蹦床彈性勢能的增加量，故B錯誤；C．從A點運動到B點，小孩機械能轉(zhuǎn)化為彈性繩和蹦床的彈性勢能，則知小孩機械能減少量大于蹦床彈性勢能增加量，故C錯誤；D．從B點返回到A點的過程中，彈性繩的彈性勢能和蹦床的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小孩的機械能，則知小孩機械能增加量大于蹦床彈性勢能的減少量，故D正確。故選AD。8．如圖所示，一小孩從公園中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的變化情況是（）A．小孩減少的重力勢能等于產(chǎn)生的內(nèi)能B．小孩減少的重力勢能等于增加的內(nèi)能與增加的動能之和C．小孩克服摩擦力所做的功數(shù)值上等于產(chǎn)生的內(nèi)能D．小孩的重力與摩擦力所做的功之和等于小孩機械能的減少量【答案】BC【詳解】AB．小孩從公園中粗糙的滑梯上自由加速滑下，根據(jù)能量守恒，小孩減少的重力勢能等于增加的內(nèi)能與增加的動能之和，A錯誤B正確；C．根據(jù)功能關(guān)系，小孩克服摩擦力所做的功數(shù)值上等于產(chǎn)生的內(nèi)能，C正確；D．根據(jù)機械能守恒，小孩受到的摩擦力所做的功等于小孩機械能的減少量，D錯誤。故選BC。9．如圖所示，一木塊放在光滑水平面上，一子彈水平射入木塊中，射入深度為d，平均阻力為f。設(shè)木塊滑行距離為s時開始勻速前進，下列說法正確的是（

）A．木塊動能的增加量等于fs B．子彈損失的動能等于fsC．子彈與木塊總機械能的損失等于fs D．子彈與木塊總機械能的損失等于fd【答案】AD【詳解】A．根據(jù)動能定理，木塊動能的增加量，A正確；B．根據(jù)動能定理，子彈損失的動能，B錯誤；CD．根據(jù)能量守恒定律，子彈與木塊損失的總機械能為，C錯誤，D正確。故選AD。10．如圖所示，一水平方向足夠長的傳送帶以恒定的速度沿順時針方向轉(zhuǎn)動，傳送帶右端有一個與傳送帶等高的光滑水平面，一物體以恒定的速率沿直線向左滑上傳送帶后，經(jīng)過一段時間又返回光滑水平面，速率為，則在整個運動過程中若，下列說法正確的是（）A．B．摩擦力對物體做功為零C．傳送帶與物體摩擦生熱為D．電動機因傳送小物塊多消耗的電能為【答案】ACD【詳解】A．由于傳送帶足夠長，物體勻減速向左滑行，直到速度減為零，然后物體會在滑動摩擦力的作用下向右勻加速，如果v1<v2，返回時物體會先加速到與傳送帶共速v1，然后勻速運動，物體離開傳送帶的速度v3=v1故A正確；B．整個過程中，根據(jù)動能定理可得摩擦力對物體做功為W=mv32?mv22≠0故B錯誤；CD．設(shè)物體所受的摩擦力大小為f，物體向左運動的加速度大小a=時間t1=物體向左運動的位移x1=傳送帶的位移x2=v1t1=摩擦生熱Q1=f（x1+x2）=+mv1v2物體向右運動時，運動時間為t2=物體向右運動的位移x3==傳送帶的位移x4=v1t2=摩擦生熱Q2=f（x4-x3）=傳送帶與物體摩擦生熱共為Q=Q1+Q2=故C正確。D．電動機因傳送小物塊多消耗的電能為選項D正確。故選ACD。11．如圖甲所示，傾角為的傳送帶在電動機帶動下沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，將一質(zhì)量為的木箱（可視為質(zhì)點）輕放到傳送帶底端A，木箱運動的速度v隨時間t變化的圖像如圖乙所示，t=10s時刻木箱到達傳送帶上端B。重力加速度g取，sin37°=0.6，cos37°=0.8。則（）A．木箱與傳道帶之間的動摩擦因數(shù)為0.75B．木箱與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.8C．木箱從A到B的過程中，電動機多消耗的電能為1240JD．木箱從A到B的過程中，電動機多消耗的電能等于木箱重力勢能和動能的增加量之和【答案】BC【詳解】AB．木箱放上傳送帶先做勻加速運動，根據(jù)圖乙可得木箱做勻加速運動的加速度為根據(jù)牛頓第二定律可得解得，動摩擦因數(shù)為μ=0.8故A錯誤，B正確；CD．設(shè)傳送帶的速度為v，根據(jù)圖像可知v=2m/s；木箱與傳送帶的相對位移為木箱和傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量為AB間距離為則木箱上升的高度為由能量守恒知木箱從A到B的過程中，電動機多消耗的電能等于木箱重力勢能和動能的增加量以及因摩擦而產(chǎn)生的熱量之和，即聯(lián)立方程，解得E電=1240J故C正確，D錯誤。故選BC。12．在大型物流貨場，廣泛的應(yīng)用傳送帶搬運貨物。如圖甲所示，與水平面傾斜的傳送帶以恒定的速率運動，皮帶始終是繃緊的，將的貨物放在傳送帶上的A端，經(jīng)過到達傳送帶的B端。用速度傳感器測得貨物與傳送帶的速度v隨時間t變化的圖象如圖乙所示。已知重力加速度，則可知（）A．A、B兩點的距離為B．貨物與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為C．貨物從A運動到B過程中，傳送帶對貨物做功的大小為D．貨物從A運動到B過程中，貨物與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量為【答案】ABD【詳解】A．A、B兩點的距離等于全程物塊的位移，根據(jù)運動學相關(guān)規(guī)律可得速度時間圖像與橫軸所圍面積表示物體位移，可得故A正確；B．由圖像可知，0.2s內(nèi)物體相對傳送帶向上運動，根據(jù)牛頓運動定律和圖線斜率的特點可得，0.2s~1.2s內(nèi)，物體相對傳送帶向下運動，根據(jù)牛頓運動定律和圖線斜率的特點可得代入數(shù)據(jù)計算可得貨物與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為、故B正確；C．根據(jù)能量守恒定律可得傳送帶對物塊做的功故C錯誤；D．由速度時間圖像與橫軸所圍面積表示物體位移可得貨物從A運動到B過程中，貨物與傳送帶的相對位移為則摩擦產(chǎn)生的熱量為故D正確。故選ABD。13．如圖所示，質(zhì)量為M、長度為L的小車靜止在光滑的水平面上。質(zhì)量為m的小物塊（可視為質(zhì)點）放在小車的最左端?，F(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上，使小物塊從靜止開始做勻加速直線運動。小物塊和小車之間的摩擦力大小為，小物塊滑到小車的最右端時，小車運動的距離為x，在這個過程中，以下結(jié)論正確的是（）A．小物塊到達小車最右端時具有的動能為B．小物塊到達小車最右端時，小車具有的動能為C．摩擦力對小物塊所做的功為D．小物塊在小車上滑行過程中，系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能為【答案】BCD【詳解】A．小物塊到達小車最右端過程，對于小物塊根據(jù)動能定理可得小物塊到達小車最右端時具有的動能為故A錯誤；B．小物塊到達小車最右端過程，對于小車根據(jù)動能定理可得小車具有的動能為故B正確；C．摩擦力對小物塊所做的功為故C正確；D．小物塊在小車上滑行過程中，系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能為故D正確；故選BCD。14．如圖甲，勁度系數(shù)的輕彈簧左端固定在豎直墻上，右端連接一個質(zhì)量為M的木板。開始時彈簧處于原長，木板靜止在光滑的水平桌面上、一質(zhì)量的物塊（可視為質(zhì)點）從木板左端以初速度滑上木板，最終恰好停在木板的右端。圖乙中A為物塊的圖線；B為木板的圖線且為正弦圖線。已知重力加速度，根據(jù)圖中所給信息可得（）A．木板的長度為B．時，彈簧的彈性勢能為C．時，木板受到物塊的摩擦力與彈簧的彈力大小相等D．內(nèi)“物塊和木板”系統(tǒng)的摩擦生熱為【答案】AD【詳解】A．由于v-t圖像與t軸圍成的面積表示位移，通過圖像可知，A一直向右運動，位移s=2m，B先向右后向左運動，總位移為0。因此，A運動的位移即為木板長度，即2m，A正確；B．由于v-t圖像的斜率表示加速度，可知A減速運動的加速度為1m/s2。而A在僅受摩擦力的作用下做勻減速運動，根據(jù)牛頓第二定律可知由物塊B的v-t圖像可知，t=0.5s時，B的速度最大，此時由于切線斜率為0，故B物塊的加速度為0。對B進行受力分析可知，此時彈簧彈力與摩擦力二力平衡，且彈簧伸長量的大小應(yīng)為B的位移x，則有：解得由正弦圖