第五章 热点强化练6 功能关系的综合应用（题库）-2023高考物理【步步高】大一轮复习讲义（新教材 教师word）津鲁琼辽鄂粤冀渝湘闽晋皖黑吉云

热点强化练6　功能关系的综合应用 (时间：30分钟) 1.从地面竖直上抛一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为h，设上升和下降过程中空气阻力大小恒为Ff。重力加速度为g，下列说法正确的是(　　) A.小球上升的过程中动能减少了mgh B.小球上升和下降的整个过程中机械能减少了Ffh C.小球上升的过程中重力势能增加了mgh D.小球上升和下降的整个过程中动能减少了Ffh 答案　C 解析　根据动能定理，小球上升的过程中，－(mg＋Ff)h＝0－Ek0，即动能减少了(mg＋Ff)h，故A错误；除重力外，克服阻力做功2Ffh，机械能减小2Ffh，故B错误；小球上升h，重力势能增加mgh，故C正确；小球上升和下降的整个过程中，重力做功等于零，阻力做功等于－2Ffh，根据动能定理知动能减小2Ffh，故D错误。 2. (多选)如图1所示，离水平地面一定高度处水平固定一内壁光滑的圆筒，筒内固定一轻质弹簧，弹簧处于自然长度。现将一小球从地面以某一初速度斜向上抛出，刚好能水平进入圆筒中，不计空气阻力。下列说法中正确的是(　　) 图1 A.小球向上运动的过程中处于失重状态 B.小球压缩弹簧的过程中小球减小的动能等于弹簧增加的势能 C.弹簧获得的最大弹性势能等于小球抛出时的动能 D.小球从抛出到将弹簧压缩到最短的过程中小球的机械能守恒 答案　AB 解析　小球抛出的过程中加速度为g，方向竖直向下，处于失重状态，故A正确；小球压缩弹簧的过程，小球的动能和弹簧的弹性势能总量守恒，所以小球减小的动能等于弹簧增加的势能，故B正确；小球从抛出到将弹簧压缩到最短的过程，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能总量守恒，小球抛出时的动能等于小球的重力势能增加量与弹簧的最大弹性势能之和，故C错误；小球从抛出到将弹簧压缩到最短的过程中，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，而小球的机械能不守恒，故D错误。 3.如图2所示，质量为1 kg的滑块在倾角为30°的光滑斜面上，从a点由静止开始下滑，到b点开始压缩轻弹簧，到c点时达到最大速度，到d点(图中未画出)开始弹回，返回b点离开弹簧，恰能再回到a点。若bc＝0.1 m，弹簧弹性势能的最大值为8 J，g取10 m/s2，则下列说法正确的是(　　) 图2 A.弹簧的劲度系数是50 N/m B.从d点到b点滑块克服重力做功8 J C.滑块的动能最大值为8 J D.从d点到c点弹簧的弹力对滑块做功8 J 答案　A 解析　当滑块的合力为0时，滑块速度最大，又知在c点时滑块的速度最大，故此瞬间滑块受力平衡，则有mgsin 30°＝kxbc，可得k＝＝50 N/m，故选项A正确；滑块从d点到a点，运用动能定理得WG＋W弹＝0－0，又W弹＝Ep＝8 J，可得WG＝－8 J，即克服重力做功8 J，所以从d点到b点滑块克服重力做功小于8 J，故选项B错误；滑块从a点到c点，由弹簧与滑块组成的系统的机械能守恒知：滑块的动能增加量与弹簧弹性势能增加量之和等于滑块重力势能的减少量，小于8 J，所以滑块的动能最大值小于8 J，故选项C错误；弹簧弹性势能的最大值为8 J，根据功能关系知从d点到b点弹簧的弹力对滑块做功8 J，从d点到c点弹簧的弹力对滑块做功小于8 J，故选项D错误。 4.(多选)[2020·河南省九师联盟模拟(二)]如图3所示，倾角为α＝37° 的斜面体固定在水平面上，质量为m＝1 kg可视为质点的物块由斜面体的顶端A静止释放，经过一段时间物块到达C点。已知AB＝1.2 m、BC＝0.4 m，物块与AB段的摩擦可忽略不计，物块与BC间的动摩擦因数为μ＝0.5，重力加速度为g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。则下列说法正确的是(　　) 图3 A.物块在BC段所受的摩擦力大小为6 N B.上述过程，物块重力势能的减少量为9.6 J C.上述过程，因摩擦而产生的热量为1.6 J D.物块到达C点的速度大小为4 m/s 答案　BCD 解析　物块在BC段，所受的摩擦力大小f＝μmgcos α＝4 N，故A项错误；物块从顶端A到达C点，物块重力势能的减少量ΔEp＝mg(AB＋BC)sin α＝1×10×1.6×0.6 J＝9.6 J，故B项正确；物块在通过BC段时，因摩擦产生的热量等于克服摩擦力做功Q＝μmgcos α·BC＝1.6 J，故C项正确；物块从顶端A到达C点，根据动能定理mg(AB＋BC)sin α－μmgBCcos α＝mv2，解得物块到达C点的速度大小v＝4 m/s，故D项正确。 5.(多选)(2020·山东省济南市第一次模拟)如图4所示，三根长均为L的轻杆组成支架，支架可绕光滑的中心转轴O在竖直平面内转动，轻杆间夹角均为120°，轻杆末端分别固定质量为m、2m和3m的n、p、q三个小球，n球位于O的正