2025高中物理题库10 功能关系 1含答案.pdf
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1、1.水平面上有一固定斜面,一质量为 m 的可视为质点物块静止于 A 点,现施加一个恒定外力 F。已知全程动摩擦因数为,物块 A、C 间的水平距离为 L,竖直高度为 h,若物块到达C 点时速度为 v,不计在 B 处的能量损失,重力加速度为 g,则下列说法正确的是()A.物块的重力势能为 mghB.物块的机械能增加了 FLC.物块克服摩擦做功为:212WFLmvmghD.外力 F 做功为:212WmvmgLmgh【答案】D2 如图所示,半圆弧轨道固定在水平地面上,O 为圆心,半径为 R。一质量为 m 的滑块从 P点自由下落,沿轨道 ABC 运动,到达 C 点后竖直上抛至最高点 Q。已知2APRCQ
2、R,滑块可视为质点,滑块与轨道的动摩擦因数处处相同,不计空气阻力,重力加速度为 g,则()A.第一次从 A 到 C 的过程中滑块克服摩擦力做功mgRB.第一次在 AB 段和 BC 段摩擦力对滑块做功之比为1 1:C.第一次运动到 B 点时滑块对轨道的压力大小为6mgD.第二次运动到 A 点时滑块的速度为 0【答案】A3 如图,物体自倾角为、长为 L 的斜面顶端由静止开始滑下,到斜面底端时与固定挡板发2025高中物理题库10 功能关系 1含答案生碰撞,设碰撞时无机械能损失。碰后物体又沿斜面上升,若到最后停止时,物体总共滑过的路程为 s,则物体与斜面间的动摩擦因数为()A.sinLsB.sinLs
3、C.tanLsD.tanLs【答案】C4.所有接触面间均光滑,开始时,m 和 M 均静止,现同时对 m、M 施加等大反向的水平恒力1F和2F,从两物体开始运动以后的整个运动过程中,对 m、M 和弹簧组成的系统(整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度),正确的说法是()A.由于1F、2F等大反向,故系统机械能守恒B.1F、2F分别对 m、M 做正功,故系统动能不断增加C.1F、2F分别对 m、M 做正功,故系统机械能不断增加D.当弹簧弹力大小与1F、2F大小相等时,m、M 的动能最大【答案】D5 如图所示的水平轨道AD足够长,只有BC部分是粗糙的,其长度为1mL,其余部分是光滑的,质量为 1kg,长
4、度为2L的粗细相同的匀质软绳静止在B点的左侧(绳的右端在B点),软绳与粗糙部分的动摩擦因数为0.8,现用2NF 的水平向右的恒力作用在软绳上,软绳始终保持伸直状态且长度不变,重力加速度为210m/sg,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则在软绳运动的过程中,下列说法正确的是()A.软绳先做匀加速后做匀减速运动B.软绳的左端能经过B点C.软绳的最大动能为 0.5JD.软绳克服摩擦力做功 4.0J【答案】C6 如图所示为某探究活动小组设计的节能运输系统.斜面轨道倾角为 30,质量为 M 的木箱与轨道的动摩擦因数为36.木箱在轨道顶端时,自动装货装置将质量为 m 的货物装入木箱,然后木箱载着货物沿轨道无初
5、速度滑下,当轻弹簧被压缩至最短时,自动卸货装置立刻将货物卸下,然后木箱恰好被弹回到轨道顶端,再重复上述过程,下列选项正确的是A.m=MB.m=2MC.木箱不与弹簧接触时,上滑的加速度大于下滑的加速度D.在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中,减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能【答案】BC7 如图所示,质量为 m 的蹦极运动员从蹦极台上跃下。设运动员由静止开始下落,且下落过程中(蹦极绳被拉直之前)所受阻力恒定,大小为25mg,在运动员下落 h 的过程中(蹦极绳未拉直),下列说法正确的是()A.运动员的动能增加了35mghB.运动员的重力势能减少了35mghC.运动员的机械能减少了35mghD.
6、运动员克服阻力所做的功为35mgh【答案】A8 如图,2022 年北京冬奥会上自由式滑雪 U 型池半圆半径为R,质量为m的运动员从距池边高为1h处自由下落,由左侧上边缘A点进入池中,到达最低点C的速度大小为v,从右侧B点飞出后上升的最大高度为2h,重力加速度为g,下列说法正确的是()A.此过程中,运动员克服摩擦力和空气阻力的功为12mg hhB.运动员第一次滑到C点时,对轨道的压力大小为2vmgmRC.运动员第一次滑到C点时,重力的瞬时功率为mgvD.若122hh,则运动员又恰好能从右侧返回轨道左侧边缘A点【答案】AB9如图所示,质量为 2kg 的物体 A 静止于动摩擦因数为 0.25 的足够
7、长的水平桌面上,左边通过劲度系数为 100N/m 的轻质弹簧与固定的竖直板 P 拴接,右边物体 A 由细线绕过光滑的定滑轮与质量为 2.5kg 物体 B 相连。开始时用手托住 B,让细线恰好伸直,弹簧处于原长,然后放开手静止释放 B,直至 B 获得最大速度已知弹簧的弹性势能为212PEkx(其中 x为弹簧的形变量)、重力加速度 g=10m/s2.下列说法正确的是()A.A、B 和弹簧构成的系统机械能守恒B.物体 B 机械能的减少量等于它所受的重力与拉力的合力做的功C.当物体 B 获得最大速度时,弹簧伸长了 25cmD.当物体 B 获得最大速度时,物体 B 速度为2 23m/s【答案】D10 简
8、易儿童蹦极装置如图所示。活动开始前,先给小朋友绑上安全带,然后将弹性绳拉长后固定在小朋友身上,并通过其它力作用使小朋友停留在蹦床上。当撤去其它力后,小朋友被“发射”出去冲向高空,小朋友到达最高点,然后下落到 B 点时,弹性绳恰好为原长,然后继续下落至最低点 A。若小朋友可视为质点,并始终沿竖直方向运动,忽略弹性绳质量与空气阻力,则小朋友()A.在 C 点时的加速度大小为 0B.B 到 A 过程加速度先减小后增大C.在 B 点时速度最大D.在下落过程中机械能不断减小【答案】B11质量为 m 的物体以初速度0v沿水平面向左开始运动,起始点 A 与一轻弹簧 O 端相距 s,如图所示。已知物体与水平面
9、间的动摩擦因数为,物体与弹簧相碰后,弹簧的最大压缩量为 x,则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短的过程中,物体克服弹簧弹力所做的功为()A.2012mvmg sxB.2012mvmgxC.mgsmD.mg sx【答案】A11如图所示,轻弹簧放在倾角37的斜面体上,轻弹簧的下端与斜面底端的挡板连接,上端与斜面上b点对齐,质量为m的物块在斜面上的a点由静止释放,物块下滑后,压缩弹簧至c点时速度刚好为零,物块被反弹后滑到ab的中点时速度刚好为零,已知ab长为L,bc长为14L,重力加速度为g,sin370.6,cos370.8,则()A.物块与斜面间的动摩擦因数为316B.物块与弹簧作用过程中,速度先减小
10、后增大C.弹簧具有的最大弹性势能为916mgLD.物块由静止释放到最终静止过程中,因摩擦产生的热量为34mgL【答案】AC12 在高速公路下坡路段外侧一般都会设置一段避险车道,主要用于高速行驶中失控或刹车失灵的车辆避险,假设某货车行驶至图甲中所示的路段时,刹车突然失灵,此时司机立即关闭发动机通过方向盘控制货车使其驶入避险车道。如图乙所示,若货车在避险车道上减速的加速度大小为 g,货车质量为 M,避险车道的倾角为 30,货车上升的最大高度为 h(未冲出避险车道),在货车冲上避险车道至运动到最大高度处的过程中,下列说法正确的是()A.货车的动能全部转化为它的重力势能B.货车冲上避险车道时的初速度为
11、2 ghC.货车的动能损失了 2MghD.货车的机械能损失了 2Mgh【答案】BC13.如图所示,轻质弹簧的左端固定,并处于自然状态。小物块的质量为 m,从 A 点向左沿水平地面运动,压缩弹簧后被弹回,运动到 A 点恰好静止。物块向左运动的最大距离为 s,与地面间的动摩擦因数为,重力加速度为 g,弹簧未超出弹性限度。在上述过程中()A.弹簧的最大弹力为mgB.弹簧的最大弹性势能为mgsC.物块克服摩擦力做的功大于 2mgsD.物块在 A 点的初速度为2 mgs【答案】B14如图所示,质量为 M、长度为 L 的木板静止在光滑的水平面上,质量为 m 的小物体(可视为质点)放在木板上最右端,现用一水
12、平恒力 F 作用在木板上,使木板从静止开始做匀加速直线运动。当小物体处于木板的最左端时,木板相对地面的运动的距离为 x,已知小物体和木板之间的滑动摩擦力为 f,则在此过程中()A.水平恒力 F 对小物体所做的功为 FLB.摩擦力 f 对小物体所做的功为 fLC.小物体处于木板最左端时木板具有的动能为 FxD.小物体处于木板最左端时系统产生的内能为 fL【答案】D15 如图所示,悬挂于 O 点的轻质弹簧,劲度系数 k100N/m,其下端拴一质量 m1kg 的小物体 A,紧挨物体 A 有一质量 M2kg 的物体 B,对 B 施加一个竖直向上、大小为 35N的力 F,系统处于静止状态。现突然改变力
13、F 的大小,使物体 A、B 以加速度 a5m/s2匀加速下降,直到 A、B 两物体分离,取 g10m/s2,则()A.两物体刚开始匀加速下降时,力 F 大小为 20NB.两物体分离时,弹簧刚好恢复原长C.改变力 F 的大小后经 0.2s,A、B 两物体分离D.从改变力 F 到两物体分离的过程中,系统克服力 F 做的功为 3.84J【答案】AC16 如图所示,质量为 M、长度为 L 的小车静止在光滑水平面上,质量为 m 的小物块(可视为质点)放在小车的最左端,现用一大小为 F 的水平恒力作用在小物块上,使小物块从静止开始做直线运动,当小物块滑到小车的最右端时,小车运动的距离为 x,小物块和小车之
14、间的滑动摩擦力大小为 f,在此过程中(小物块从小车最左端滑到最右端),不计空气阻力,下列结论正确的是()A.小物块动能增加FfLxB.小物块克服摩擦力做功为fLC.小车的动能增加fxD.物块和小车组成的系统机械能增加量为F Lx【答案】AC17 如图,物体自倾角为、长为 L 的斜面顶端由静止开始滑下,到斜面底端时与固定挡板发生碰撞,设碰撞时无机械能损失。碰后物体又沿斜面上升,若到最后停止时,物体总共滑过的路程为 s,则物体与斜面间的动摩擦因数为()A.sinLsB.sinLsC.tanLsD.tanLs【答案】C18 如图所示,木板质量为 M,长度为 L,小木块的质量为 m,水平地面光滑,一根
15、不计质量的轻绳通过定滑轮分别与 M 和 m 连接,小木块与木板间的动摩擦因数为开始时木块静止在木板左端,现用水平向右的力将 m 拉至右端,拉力至少做功为()AmgLB2mgLC2mgLD(M+m)gL【答案】A19 如图所示,AB 为固定水平长木板,长为L,C 为长木板的中点,AC 段光滑,CB 段粗糙,一原长为25L的轻弹簧一端连在长木板左端的挡板上,另一端连一物块,开始时将物块拉至长木板的右端 B 点,由静止释放物块,物块在弹簧弹力的作用下向左滑动,已知物块与长木板 CB 段间的动摩擦因数为,物块的质量为m,弹簧的劲度系数为k,且10 mgkL,物块第一次到达 C 点时,物块的速度大小为v
16、,此时弹簧的弹性势能为E,不计物块的大小,弹簧始终在弹性限度内,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是()A.物块可能会停在 CB 面上某处B.物块最终会做往复运动C.弹簧开始具有的最大弹性势能为212EmvmgLD.最终物块和弹簧系统损失的总机械能为21122mvmgL【答案】BD20 如图,一固定斜面倾角为30,一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动,加速度的大小等于重力加速度的大小g;物块上升的最大高度为H,则此过程中,物块的()A.动能损失了2mgHB.动能损失了mgHC.机械能损失了2mgHD.机械能损失了0.5mgH【答案】A21 如图所示,劲
17、度系数为 k 的轻弹簧一端固定在墙上,另一端与置于水平面上的质量为 m的小物体接触(未连接),如图中 O 点,弹簧水平且无形变。用水平力 F 缓慢向左推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩了 x0,如图中 B 点,此时物体静止。撤去 F 后,物体开始向右运动,运动的最大距离距 B 点为 3x0,C 点是物体向右运动过程中弹力和摩擦力大小相等的位置,物体与水平面间的动摩擦因数为,重力加速度为 g。则()A.撤去 F 时,弹簧的弹性势能为 3mgx0B.物体先做加速度逐渐变小的加速运动,再做加速度逐渐变大的减速运动,最后做匀减速运动C.从 BC 位置物体弹簧弹性势能的减少量大于物体动能的增加量D.撤
18、去 F 后,物体向右运动到 O 点时的动能最大【答案】ABC22.如图所示,某段滑雪雪道倾角为 30,总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑,加速度为。在他从上向下滑到底端的过程中,下列正确的是()A.运动员减少的重力势能全部转化为动能B.运动员获得的动能为C.运动员克服摩擦力做功为D.下滑过程中系统减少的机械能为【答案】BCD23 直升机悬停在空中,由静止开始投放装有物资的箱子,箱子下落时所受的空气阻力与箱子下落的速度成正比,下落过程中箱子始终保持图示状态。下列说法正确的是()A.下落过程中箱内物体的加速度不变B.箱子接近地面时,箱内物体受到的支持
19、力比刚释放时大C.如下落距离足够大时,箱内物体可能不受箱子底部的支持力作用D.下落过程中箱内物体的机械能增大【答案】B24 如图所示,劲度系数为k的轻质弹簧放在光滑的水平面上,一端固定在墙上,另一端与质量为m的物块相连,弹簧处于原长时,给物块一个水平向左的恒定推力F,让物块由静止开始向左运动。弹簧的弹性势能pE与弹簧的形变量x以及弹簧的劲度系数k之间的关系式为2p12Ekx,下列说法正确的是()A.当弹簧的压缩量为Fk时,物块的速度最大B.当物块回到初始位置时,还可向右运动C.物块向右运动的过程中加速度先增大后减小D.弹簧的最大压缩量为2Fk【答案】AD25 质量为 m 的物体以初速度 v0沿
20、水平面向左开始运动,起始点 A 与一轻弹簧 O 端相距 s,如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为,物体与弹簧相碰后,弹簧的最大压缩量为 x,重力加速度大小为 g,则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短,物体克服弹簧弹力所做的功为()A.201()2mvmg sxB.2012mvmgxC.mgsD.mg(sx)【答案】A26.如图所示,固定斜面倾角37,其上距离底部的高度为 h 处有一质量为 m 的小物块,小物块和斜面间的动摩擦因数为(tan),斜面底部固定有一弹性挡板,小物块和挡板碰后原速率反弹,由静止释放小物块,经过足够长时间,小物块将会静止在挡板上。重力加速度为 g。对于整个过程,以下说法正
21、确的是()A.小物块下滑或上滑时所受斜面弹力大小为cosNmgB.小物块下滑或上滑时所受斜面摩擦力大小相等方向相同C.因为摩擦产生的热量大小为QmghD.因为摩擦产生的热量大小为tanmghQ【答案】AC27 如图 6 所示,水平桌面上的轻质弹簧一端固定,另一端与小物块相连弹簧处于自然长度时物块位于 O 点(图中未标出)物块的质量为 m,ABa,物块与桌面间的动摩擦因数为.现用水平向右的力将物块从 O 点拉至 A 点,拉力做的功为 W.撤去拉力后物块由静止向左运动,经 O 点到达 B 点时速度为零重力加速度为 g.则上述过程中()图 6A物块在 A 点时,弹簧的弹性势能等于 W12mgaB物块
22、在 B 点时,弹簧的弹性势能小于 W32mgaC经 O 点时,物块的动能小于 WmgaD物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在 B 点时弹簧的弹性势能答案BC28 如图所示,生产车间有两个完全相同的水平传送带甲和乙,它们相互垂直且等高,两传送带由同一电机驱动,它们正常工作时都匀速运动,速度大小分别为v甲、v乙,并满足vvv甲乙,式中 v 为已知定值,即两传送带的速度可调但代数和始终不变。将一工件 A(视为质点)轻放到传带甲上,工件离开传送带甲前已经与传送带甲的速度相同,并平稳地传送到传送带乙上,且不会从传送带乙的右侧掉落。已知工件的质量为 m,工件与传送带间的动摩擦因数为,重力加速度大小为 g
23、。两传送带正常工作时,下列说法正确的是()A.工件在传送带甲和乙上共速前受到的摩擦力一定相同B.当vv甲乙时,工件在传送带乙上留下的滑动痕迹最短C.当0.5vv乙甲时,工件与两传送带因摩擦而产生的总热量最小D.驱动传送带的电机因传送工件至少需要额外做的功为22mv【答案】BCD29.如图所示,倾角30的固定斜面顶端安装一轻质光滑定滑轮,质量为A3kgm 的物块 A 和质量B1kgm 的物块 B 用轻绳连接并跨过滑轮,一开始,在外力作用下 A、B 处于静止状态。已知 B 与斜面间的动摩擦因数33,重力加速度 g 取210m s,不计空气阻力。现撤去外力,当物块 A 下落高度0.4mh 时,下列说
24、法正确的是()A.物块 A 的加速度大小为25m/sB.绳子的拉力大小为 15NC.物块 A 速度大小为 4m/sD.物块 B 的动能为 2J【答案】ABD30 如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端连接一小物块,O 点为弹簧在原长时物块的位置。物块由 A 点静止释放,沿粗糙程度相同的水平面向右运动,最远到达 B 点。在从 A 到 B 的过程中,下列判断正确的是()A.物块加速度先减小后增大B.物块经过 O 点时的速度最大C.弹簧的弹性势能一直减小D.物块所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功【答案】AD31.如图所示,有三个斜面 a、b、c,底边的长分别为 L、L、3L,高度分别为 3h、h、h
25、。某物体与三个斜面间的动摩擦因数都相同,这个物体分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端。三种情况相比较,下列说法正确的是()A.因摩擦产生的热量33abcQQQB.因摩擦产生的热量43abcQQQC.物体到达底端的动能kkk33abcEEED.物体损失的机械能3abcEEE 【答案】A32如图甲所示,足够长的斜面倾角为,一质量为m的物块,从斜面上的某位置由静止开始下滑。取物块开始下滑位置为坐标原点O,沿斜面向下为x轴正方向,物块与斜面间的动摩擦因数和物块下滑加速度a随位置坐标x变化的关系如图乙、丙所示,则()A.图乙中0 x对应的纵坐标为1tan2B.物块的最大速度为0singxC.图乙0 x处
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