课时检测 第八章 专题强化8 功能关系及其应用-（配套练习）【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理必修第二册（人教版）

专题强化8　功能关系及其应用 1.（2025·宁夏固原市高一期末）关于功能关系，下列说法正确的是（　　） A.重力做正功，重力势能增加 B.弹力做负功，弹性势能减少 C.系统除重力或弹力做功外其他力做的功等于系统机械能的变化量 D.摩擦力做的功等于过程中产生的内能 2.（2025·山东临沂期中）2024年10月19日，泰山盘道上出现了一道独特的爬山身影——身负重物和清运垃圾的机器狗，引发网民关注。关于机器狗运送货物向上爬山的过程中，下列说法正确的是（　　） A.机器狗对货物的作用力大于货物对机器狗的作用力 B.机器狗对货物的作用力小于货物对机器狗的作用力 C.机器狗消耗的电能等于货物增加的机械能 D.机器狗消耗的电能大于货物增加的机械能 3.（2025·四川泸州高二下期末）风能是一种洁净、无污染、可再生的能源，临海括苍山山顶上建有全国第四大风力发电场，如图所示。已知该地区的风速约为6 m/s，空气密度约1.3 kg/m3，已知风力发电机的风叶叶片长度为40 m，且风能的30％可转化为电能，则一台发电机发电功率约为（　　） A.3.6×103 W B.2.1×105 W C.1.5×107 W D.3×109 W 4.〔多选〕（2025·河南周口高一下期末）如图所示，木块静止在光滑的水平面上，一子弹沿水平方向射入木块并留在其中。在此过程中，子弹钻入木块的深度为d，木块的位移为L，木块对子弹的阻力大小为F。则下列说法正确的是（　　） A.木块动能的增加量为FL B.子弹动能的减少量为F（L＋d） C.系统机械能的减少量为Fd D.系统机械能的减少量为F（L＋d） 5.（2025·江苏省连云港市高一期中）一长木板静止于光滑水平面上，一小物块（可视为质点）从左侧以某一速度滑上木板，最终和木板相对静止一起向右做匀速直线运动。在物块从滑上木板到和木板相对静止的过程中，物块的位移是木板位移的4倍，设板块间滑动摩擦力大小不变，则（　　） A.物块动能的减少量等于木板动能的增加量 B.摩擦力对木板做的功大于木板动能的增加量 C.因摩擦而产生的内能是木板动能增量的3倍 D.因摩擦而产生的内能等于物块克服摩擦力所做的功 6.（2025·贵州省毕节市高一期末）如图，静止的水平传送带A、B两端相距8 m，一工件从A端以10 m/s的速度向左滑上传送带，其质量为1 kg，与传送带间的动摩擦因数为0.6，取g＝10 m/s2。则（　　） A.工件到达B端时速度大小为4 m/s B.工件从A端运动到B端的过程中产生的内能为48 J C.若传送带顺时针转动，工件到达B端的时间将增加 D.若传送带逆时针转动，工件在传送带上一定做匀加速直线运动 7.〔多选〕（2025·福建省厦门市高一阶段练习）如图所示，一固定斜面的倾角为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，加速度大小等于g（g为重力加速度大小），物块上升的最大高度为H，则此过程中（　　） A.物块的重力势能减少了mgH B.物块的动能损失了mgH C.物块的机械能损失了mgH D.物块克服摩擦力做功mgH 8.〔多选〕（2025·广东惠州高一阶段练习）如图所示，质量为m0、长度为l的小车静止在光滑的水平面上。质量为m的小物块（可视为质点）放在小车的最左端。现有一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为Ff。经过时间t，小车运动的位移为x，物块刚好滑到小车的最右端（　　） A.此时物块的动能为 B.这一过程中，物块对小车所做的功为Ff（x＋l） C.这一过程中，物块和小车增加的机械能为Fx D.这一过程中，物块和小车产生的内能为Ffl 9.（2025·湖北武汉高二上期末）如图所示，足够长的水平传送带以速率v0＝1 m/s逆时针转动，左端与倾角θ＝37°、长L＝2 m的光滑斜面CD平滑相接，现有质量为m＝2 kg的滑块（视为质点）在传送带右端由静止释放，滑块与传送带共速后自C点处的小圆弧以大小不变的速度进入斜面，斜面底部D点与光滑地面平滑相连，滑块经过D处时速度大小不变，地面上一根轻弹簧一端固定在O点，自然状态下另一端恰好在D点，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，不计空气阻力。 （1）求滑块在运动过程中弹簧的最大弹性势能； （2）求滑块从释放至第一次运动到C点过程中与传送带之间因摩擦而产生的热量。 10.（2025·福建省泉州市高一期末）如图所示，一质量m＝2 kg的滑块从离传送带高为h的光滑圆弧形槽的顶端A处无初速度地滑下，槽的底端B与水平传送带相接，传送带的运行速度恒为v0＝6 m/s，两轮轴心间距L＝5 m，滑块滑到传送带上后做匀加速运动，滑到传送带右端C时，恰好加速到与传送带的速度相同，滑块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g取10 m/s2，求： （1）滑块到达B点时的速度大小； （2）滑块最初与传送带的高度差h； （3）此过程中，由于摩擦而产生的热量Q。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题强化8　功能关系及其应用 1.C　由重力做功与重力势能变化的关系可得WG＝－ΔEp，可知重力做正功，重力势能减少，A错误；由弹力做功与弹性势能变化的关系可得W弹＝－ΔEp弹，可知弹力做负功，弹性势能增加，B错误；系统除重力或弹力做功外其他力做的功等于系统机械能的变化量，C正确；若是滑动摩擦力做的功就可能等于过程中产生的内能和物体动能变化量之和，若是静摩擦力做功，就不会产生内能，D错误。 2.D　机器狗对货物的作用力与货物对机器狗的作用力为一对相互作用力，二者大小是相等的，故A、B错误；机器狗运送货物向上爬山的过程中，根据能量守恒定律，可知机器狗消耗的电能等于货物与机械狗增加的机械能以及该过程中产生的所有内能之和，故C错误，D正确。 3.B　在1 s内经过叶片的空气体积为V＝Svt＝πR2vt＝3.14×402×6×1 m3＝30 144 m3，空气的质量为m＝ρV＝1.3×30 144 kg＝39 187.2 kg，空气的动能为Ek＝mv2＝×39 187.2×62 J＝705 369.6 J，风能的30％可转化为电能，则E电＝Ek×30％＝705 369.6×0.3 J＝211 610.88 J，1 s的电能就是发电功率，约为2.1×105 W。故选B。 4.ABC　子弹对木块的作用力大小为F，木块相对于地的位移为L，则子弹对木块做功为FL，根据动能定理得知，木块动能的增加量等于子弹对木块做的功，即为FL，A正确；木块对子弹的阻力做功为－F（L＋d），根据动能定理得知，子弹动能的减少量等于子弹克服阻力做功，大小为F（L＋d），B正确；子弹相对于木块的位移大小为d，则系统克服阻力做功为Fd，根据功能关系可知，系统机械能的减少量为Fd，C正确，D错误。 5.C　根据能量守恒定律可知，物块动能减少量等于木板动能增加量与因摩擦产生的内能之和，故A错误；根据动能定理可知，摩擦力对木板做的功等于木板动能的增加量，故B错误；设物块与木板之间的摩擦力为Ff，木板的位移为x，则物块的位移为4x；物块克服摩擦力所做的功为Wf＝Ff·4x，对木板，根据动能定理可得木板动能的增加量为ΔEk＝Ffx，因摩擦产生的内能为Q＝Ffx相＝Ff·3x，可知因摩擦而产生的内能小于物块克服摩擦力所做的功；因摩擦而产生的内能是木板动能增量的3倍，故C正确，D错误。 6.B　工件在传送带上做匀减速直线运动的加速度大小a＝＝6 m/s2，根据运动学公式可得－＝－2aL，解得工件到达B端时速度大小vB＝＝ m/s＝2 m/s，故A错误；工件从A端运动到B端的过程中产生的内能Q＝μmgL＝0.6×1×10×8 J＝48 J，故B正确；若传送带顺时针转动，工件从A到B仍做加速度大小为6 m/s2的匀减速直线运动，所以工件到达B端的时间不变，故C错误；若传送带逆时针转动，如果传送带速度小于工件速度，则工件在传送带上做匀减速直线运动，故D错误。 7.CD　物块上升，重力势能增大，增大量为mgH，A错误；根据牛顿第二定律可得物块在运动过程中所受力的合力为mg，则合力所做的功为W＝－mg·x＝－mg·＝－2mgH，根据动能定理可得物块动能减少了2mgH，B错误；物块重力势能增加了mgH，动能减少了2mgH，则机械能减小了mgH，C正确；根据功能关系，可得物块机械能的减少量等于克服摩擦力所做的功，即物块克服摩擦力做功mgH，D正确。 8.AD　对物块分析，物块的位移为x＋l，根据动能定理得＝Ek－0，所以物块到达小车最右端时具有的动能为Ek ＝（F－Ff）（x＋l），故A正确；对小车分析，小车的位移为x，所以物块对小车所做的功为Ffx，故B错误；物块和小车增加的内能Q＝Ffx相对＝Ffl，故D正确；根据功能关系，外力F做的功转化为小车和物块的机械能和摩擦产生的内能，则有F（l＋x）＝ΔE＋Q，则ΔE＝F（l＋x）－Ffl，故C错误。 9.（1）25 J　 （2）1 J 解析：（1）由题意可知，滑块到达C点时的速度为vC＝v0＝1 m/s，由能量守恒定律，滑块从C点到弹簧弹性势能最大时有Ep＝m＋mgLsin θ＝25 J。 （2）设滑块与传送带的滑动摩擦力为Ff，共速时间为t，滑块的位移x1＝v0t，滑块和传送带之间的相对位移x2＝v0t－v0t＝v0t，由动能定理可知，摩擦力对滑块做功Ffx1＝m，整个过程因摩擦产生的热量Q＝Ffx2＝m＝1 J。 10.（1）4 m/s　（2）0.8 m　（3）4 J 解析：（1）滑块在传送带的加速度为a＝＝μg＝2 m/s2 滑块从B点到C点，根据运动学公式－＝2aL 解得滑块到达B点时的速度大小为vB＝4 m/s。 （2）滑块从A点到B点，根据动能定理，有mgh＝m 解得滑块最初与传送带的高度差h＝0.8 m。 （3）滑块从B到C的运动时间为t＝＝1 s 传送带的位移为x＝v0t＝6 m 相对位移为Δx＝x－L＝1 m 学科网（北京）股份有限公司 $