浙江專版2024年高考物理一輪復(fù)習(xí)微專題突破練專題10功能關(guān)系的綜合應(yīng)用含解析

PAGE9-專題10功能關(guān)系的綜合應(yīng)用(建議用時(shí)40分鐘)1.木塊在水平恒力F作用下,由靜止起先在水平路面上前進(jìn)x,隨即撤去此恒力后又前進(jìn)3x才停下來。設(shè)運(yùn)動(dòng)全過程中路面狀況相同,則木塊在運(yùn)動(dòng)中所獲得的動(dòng)能的最大值為 ()A.14Fx B.1C.Fx D.34【解析】選D。從全程來看,設(shè)受到的阻力為f,則依據(jù)動(dòng)能定理可知:Fx-f·4x=0,則f=14當(dāng)剛撤掉恒力F時(shí)速度有最大值,依據(jù)動(dòng)能定理可知:Fx-fx=Ek解得Ek=34Fx,故D2.(多選)女子十米臺(tái)跳水競(jìng)賽中,運(yùn)動(dòng)員從跳臺(tái)斜向上跳起,一段時(shí)間后落入水中,如圖所示,不計(jì)空氣阻力,下列說法正確的是 ()A.離開跳臺(tái)后,她在空中上升過程中處于超重狀態(tài)B.她在下降至水中最低點(diǎn)時(shí),機(jī)械能最小C.她即將入水時(shí)的速度為整個(gè)跳水過程中的最大速度D.入水過程中,她的重力勢(shì)能始終在削減【解析】選B、D。起跳以后的上升過程中她的加速度方向向下,所以處于失重狀態(tài),故A錯(cuò)誤。她在下降至水中最低點(diǎn)時(shí),水的阻力做負(fù)功最多,機(jī)械能削減最多,故機(jī)械能最小,故B正確。入水過程中,起先時(shí)水對(duì)她的作用力(浮力和阻力)小于她的重力,所以先向下做一段加速運(yùn)動(dòng),即入水后的速度先增大,故C錯(cuò)誤。入水過程運(yùn)動(dòng)員的高度始終降低,重力做正功,重力勢(shì)能始終削減,故D正確。故選B、D。3.節(jié)日燃放禮花彈時(shí),要先將禮花彈放入一個(gè)豎直的炮筒中,然后點(diǎn)燃禮花彈的放射部分,通過火藥猛烈燃燒產(chǎn)生的高壓燃?xì)?將禮花彈由炮筒底部射向空中,若禮花彈在由炮筒底部擊發(fā)至炮筒口的過程中,克服重力做功W1,克服炮筒阻力及空氣阻力做功W2,高壓燃?xì)鈱?duì)禮花彈做功W3,則禮花彈在炮筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過程中(設(shè)禮花彈放射過程中質(zhì)量不變) ()A.禮花彈的動(dòng)能變更量為W3+W2+W1B.禮花彈的動(dòng)能變更量為W3-W2-W1C.禮花彈的機(jī)械能變更量為W3-W1D.禮花彈的機(jī)械能變更量為W3-W2-W1【解析】選B。禮花彈在炮筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過程中,重力、炮筒阻力及空氣阻力做功,高壓燃?xì)鈱?duì)禮花彈做功,做功的和為W3-W2-W1,故A錯(cuò)誤,B正確;除重力外其余力做的功是機(jī)械能變更的量度,故高壓燃?xì)庾龅墓涂諝庾枇芭谕沧枇ψ龅墓χ偷扔跈C(jī)械能的變更量,即機(jī)械能的變更量為W3-W2,故C、D錯(cuò)誤。4.(多選)一個(gè)人站立在商店的自動(dòng)扶梯的水平踏板上,隨扶梯向上加速,如圖所示。則 ()A.人只受重力和踏板的支持力的作用B.人對(duì)踏板的壓力大小等于人所受到的重力大小C.踏板對(duì)人做的功等于人的機(jī)械能增加量D.人所受合力做的功等于人的動(dòng)能的增加量【解析】選C、D。人的加速度斜向上,將加速度分解到水平和豎直方向得:ax=acosθ,方向水平向右;ay=asinθ,方向豎直向上,水平方向受靜摩擦力作用,f=max=macosθ,水平向右,豎直方向受重力和支持力,FN-mg=masinθ,所以FN>mg,故A、B錯(cuò)誤;除重力以外的力對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的變更量,所以踏板對(duì)人做的功等于人的機(jī)械能增加量,故C正確;由動(dòng)能定理可知,人所受合力做的功等于人的動(dòng)能的增加量,故D正確。故選C、D。5.一個(gè)人乘坐電梯上15樓,電梯上升的過程可看成先加速后勻速再減速的直線運(yùn)動(dòng),最終靜止在15樓,則下列說法正確的是 ()A.電梯加速上升的過程中,人對(duì)電梯的作用力大于自身的重力B.電梯在減速上升的過程中,人處于超重狀態(tài)C.電梯在勻速上升的過程中,人的機(jī)械能守恒D.電梯在加速上升的過程中,人所受的合外力做功等于人的機(jī)械能的變更【解析】選A。電梯加速上升時(shí),人有向上的加速度,則處于超重狀態(tài),電梯地板對(duì)人的支持力大于受到的重力,即人對(duì)電梯的壓力大于重力,故A正確。電梯減速上升時(shí),加速度向下,故人處于失重狀態(tài),故B錯(cuò)誤。電梯勻速上升時(shí),有除重力以外的牽引力做正功,故機(jī)械能增大,故C錯(cuò)誤。加速上升時(shí)依據(jù)動(dòng)能定理人所受的合外力做功等于動(dòng)能的變更,故D錯(cuò)誤。6.(多選)把A、B兩相同小球在離地面同一高度處以相同大小的初速度v0分別沿水平方向和豎直方向拋出,不計(jì)空氣阻力,如圖所示,則下列說法正確的是 ()A.兩小球落地時(shí)速度不同B.兩小球落地時(shí),重力的瞬時(shí)功率相同C.從起先運(yùn)動(dòng)至落地,重力對(duì)兩小球做的功相同D.從起先運(yùn)動(dòng)至落地,重力對(duì)兩小球做功的平均功率相同【解析】選A、C。A、B兩球落地的速度大小相同,方向不同,A正確;由P=mg·v豎可知,因B球落地時(shí)豎直速度較大,故PB>PA,B錯(cuò)誤;重力做功與路徑無關(guān),均為mgh,C正確;因B球從拋出到落地所用時(shí)間較長,故PA>PB7.如圖,半圓形光滑軌道豎直固定在水平地面上,半圓的直徑與地面垂直。一小物塊以速度v從軌道下端滑入軌道,并從軌道上端水平飛出,小物塊落地點(diǎn)到軌道下端的距離與軌道半徑有關(guān),此距離最大時(shí),對(duì)應(yīng)的軌道半徑為(重力加速度大小為g) ()A.v28g B.v216g【解析】選A。設(shè)小物塊從軌道上端飛出的速度為v1,軌道半徑為R。小物塊從滑入軌道到從軌道上端水平飛出,由動(dòng)能定理可知-mg·2R=12mv12-小物塊從軌道上端水平飛出后,做平拋運(yùn)動(dòng),則豎直方向上2R=12gt水平方向上x=v1t可解得:x=-當(dāng)R=v28g時(shí),小物塊落地點(diǎn)離軌道下端的距離最大,故A正確,B、C8.(2024·溫州模擬)2018年5月2日,港珠澳大橋沉管隧道最終接頭勝利著床。如圖所示是6000噸重的“接頭”由世界最大單臂全旋回起重船“振華30”安裝的情景?！敖宇^”經(jīng)15分鐘緩慢下降15米的過程中,其機(jī)械能的變更量ΔE和所受重力的平均功率P表述正確的是(g取A.機(jī)械能的增加量ΔE=9×107JP=1×106WB.機(jī)械能的增加量ΔE=9×108JP=6×107WC.機(jī)械能的減小量ΔE=9×108JP=1×106WD.機(jī)械能的減小量ΔE=9×107JP=6×107W【解析】選C。緩慢下降,則動(dòng)能不變,重力勢(shì)能削減,所以機(jī)械能削減,其削減量為ΔE=mgΔh=6×106×10×15J=9×108J故A、D錯(cuò)誤。其平均功率為P=Wt=mgΔht=9×10815×9.(2024·湖州模擬)在某次籃球競(jìng)賽上,運(yùn)動(dòng)員先由站立狀態(tài)曲腿下蹲再豎直向上躍起達(dá)最大高度后將球投出。如圖所示為小明同學(xué)描繪的運(yùn)動(dòng)員對(duì)地板的作用力隨時(shí)間變更的關(guān)系圖象,忽視空氣阻力,下列說法正確的是 ()A.圖象中t0至t1缺失部分為曲腿下蹲到最低點(diǎn)的過程B.圖中t2至t4時(shí)間段,運(yùn)動(dòng)員始終處于超重C.圖中t3時(shí)刻運(yùn)動(dòng)員速度達(dá)到最大,t4時(shí)刻剛離開地面D.圖中t3時(shí)刻運(yùn)動(dòng)員離開地面上升,此后的上升過程運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能不變【解析】選C。運(yùn)動(dòng)員由站立狀態(tài)曲腿下蹲到最低點(diǎn)的過程,先加速后減速,故地面給他的支持力先小于重力后大于重力,之后從最低點(diǎn)到向上躍起離開地面,這個(gè)過程運(yùn)動(dòng)員先做加速運(yùn)動(dòng),地面給他的支持力大于重力,之后漸漸減小,直至為零,故圖象t0至t1缺失部分為運(yùn)動(dòng)員曲腿起先加速下蹲狀態(tài)但是并沒有下蹲到最低點(diǎn),故A錯(cuò)誤;圖中t3至t4時(shí)間段,運(yùn)動(dòng)員處于失重狀態(tài),故B錯(cuò)誤;圖中t3時(shí)刻運(yùn)動(dòng)員速度達(dá)到最大,t4時(shí)刻剛離開地面,故C正確;t3～t4時(shí)間內(nèi),除重力外還有外力做功所以機(jī)械能不守恒,故D錯(cuò)誤。10.(2024·嘉興模擬)如圖所示,楔形木塊abc固定在水平面上,粗糙斜面ab和粗糙斜面bc與水平面的夾角相同,頂角b處安裝一個(gè)定滑輪。質(zhì)量分別為M、m(M>m)的滑塊,通過不行伸長的輕繩跨過定滑輪連接,輕繩與斜面平行。兩滑塊由靜止釋放后,沿斜面做勻加速運(yùn)動(dòng)。若不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦,在兩滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的過程中 ()A.輕繩對(duì)m做的功等于m機(jī)械能的增加量B.重力對(duì)M做的功小于M削減的重力勢(shì)能C.輕繩對(duì)m做的功等于m增加的動(dòng)能與m克服摩擦力所做的功之和D.兩滑塊與輕繩組成的系統(tǒng)的機(jī)械能損失等于M、m克服摩擦力所做的功之和【解析】選D。依據(jù)動(dòng)能定理可知,輕繩對(duì)m做的功等于m增加的機(jī)械能與m克服摩擦力所做的功之和,輕繩對(duì)m做的功大于m機(jī)械能的增加量,故A、C錯(cuò)誤。依據(jù)重力做功與重力勢(shì)能變更的關(guān)系可知,重力對(duì)M做的功等于M重力勢(shì)能的變更,故B錯(cuò)誤。依據(jù)能量守恒定律,兩滑塊與輕繩組成的系統(tǒng)的機(jī)械能損失等于M、m克服摩擦力所做的功之和,故D正確。11.(2024·紹興模擬)如圖所示,在豎直平面內(nèi)建立xOy坐標(biāo)系,曲線軌道OA部分的方程為y=109x2,在原點(diǎn)O處與x軸相切,A點(diǎn)的橫坐標(biāo)為0.6m;光滑圓弧軌道AB所對(duì)的圓心角為53°,半徑R=1m。質(zhì)量m=0.1kg、帶電量q=+2×10-5C的穿孔小球以3m/s的水平速度從O點(diǎn)進(jìn)入軌道,以2m/s的速度從A端滑出后無碰撞地進(jìn)入圓弧軌道。g取10m/s2,求(1)小球滑到圓弧軌道最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力。(2)小球在OA軌道運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力做的功。(3)要使小球在OA軌道運(yùn)動(dòng)過程中無機(jī)械能損失,可在空間施加一個(gè)電場(chǎng)。求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向。【解析】(1)A→B過程機(jī)械能守恒:12mvB2=12其中hAB=R-Rcos53°=0.4m圓周B點(diǎn)處:FN-mg=mv聯(lián)立解得FN=2.2N依據(jù)牛頓第三定律,壓力為2.2N,方向向下(2)O→A過程,依據(jù)動(dòng)能定理:mghOA-Wf=12mvA2-將xA=0.6m代入y=109x2得yA=0.4m=hOA解得:Wf=0.65J(3)要使小球與OA軌道無擠壓,須沿著y=a2v0比照知a=20m/s2豎直方向:mg+qE=ma解得:E=5×104N/C,方向豎直向下。答案:(1)2.2N(2)0.65J(3)5×104N/C,方向豎直向下12.如圖所示是一款兒童嬉戲機(jī)的簡(jiǎn)化示意圖。光滑嬉戲面板與水平面成一夾角θ,半徑為R的四分之一圓弧軌道BC與長度為8R的AB直管道相切于B點(diǎn),C點(diǎn)為圓弧軌道最高點(diǎn)(切線水平),管道底端A位于斜面底端,輕彈簧下端固定在AB管道的底端,上端系一輕繩,繩通過彈簧內(nèi)部連一手柄P。經(jīng)過視察發(fā)覺:輕彈簧無彈珠時(shí),其上端離B點(diǎn)距離為5R,將一質(zhì)量為m的彈珠Q投入AB管內(nèi),設(shè)法使其自由靜止,測(cè)得此時(shí)彈簧彈性勢(shì)能Ep=120mgRsinθ,已知彈簧勁度系數(shù)10mgsinθR。某次緩慢下拉手柄P使彈簧壓縮,后釋放手柄,彈珠Q經(jīng)C點(diǎn)被射出,彈珠最終擊中斜面底邊上的某位置(圖中未標(biāo)出),依據(jù)擊中位置的狀況可以獲得不同的嘉獎(jiǎng)。假設(shè)全部軌道均光滑,忽視空氣阻力,(1)調(diào)整手柄P的下拉距離,可以使彈珠Q經(jīng)BC軌道上的C點(diǎn)射出,落在斜面底邊上的不同位置,其中與A的最近距離是多少?(2)若彈珠Q落在斜面底邊上離A的距離為10R,求它在這次運(yùn)動(dòng)中經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為多大?(3)在(2)的運(yùn)動(dòng)過程中,彈珠Q離開彈簧前的最大速度是多少?【解析】(1)當(dāng)P離A點(diǎn)最近(設(shè)最近距離為d)時(shí),彈珠經(jīng)C點(diǎn)速度最小,設(shè)這一速度為v0,彈珠經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)恰好對(duì)軌道無壓力,mgsinθ供應(yīng)所須要的向心力。所以:mgsinθ=mv得:v0=gR8R+R=12gt2得到:t=18x=v0t=18R2=3d=32R+R(2)設(shè)擊中P1點(diǎn)時(shí)彈珠Q在經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的速度為vC,離開C點(diǎn)后彈珠Q做類平拋運(yùn)動(dòng):a=gsinθ10R-