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(京津魯瓊專用)2020版高考物理大三輪復(fù)習(xí) 選擇題熱點(diǎn)巧練 熱點(diǎn)6 功能關(guān)系的常見模型(含解析)

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1、熱點(diǎn)6 功能關(guān)系的常見模型 (建議用時(shí):20分鐘) 1.(2019·山東濟(jì)南歷城區(qū)高三模擬)“跳跳鼠”是很多小朋友喜歡玩的一種玩具(圖甲),彈簧上端連接腳踏板,下端連接跳桿(圖乙),人在腳踏板上用力向下壓縮彈簧,然后彈簧將人向上彈起,最終彈簧將跳桿帶離地面(  ) A.不論下壓彈簧程度如何,彈簧都能將跳桿帶離地面 B.從人被彈簧彈起到彈簧恢復(fù)原長,彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為人的動(dòng)能 C.從人被彈簧彈起到彈簧恢復(fù)原長,人一直向上加速運(yùn)動(dòng) D.從人被彈簧彈起到彈簧恢復(fù)原長,人的加速度先減小后增大 2.(多選)如圖所示,物塊從足夠長的粗糙斜面底端O點(diǎn),以某一速度向上運(yùn)動(dòng),到達(dá)最高點(diǎn)后

2、又沿斜面下滑.物塊先后兩次經(jīng)過斜面上某一點(diǎn)A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為Ek1和Ek2,重力勢能分別為Ep1和Ep2,從O點(diǎn)開始到第一次經(jīng)過A點(diǎn)的過程中重力做功為WG1,合外力做功的絕對值為W1,從O點(diǎn)開始到第二次經(jīng)過A點(diǎn)的過程中重力做功為WG2,合外力做功的絕對值為W2,則下列選項(xiàng)正確的是(  ) A.Ek1>Ek2,Ep1=Ep2    B.Ek1=Ek2,Ep1>Ep2 C.WG1=WG2,W1WG2,W1=W2 3.(2019·浙江杭州高三預(yù)測卷)興趣小組的同學(xué)們利用彈弓放飛模型飛機(jī).彈弓的構(gòu)造如圖1所示,其中橡皮筋兩端點(diǎn)A、B固定在把手上.橡皮筋處于ACB時(shí)恰好為

3、橡皮筋原長狀態(tài)(如圖2所示),將模型飛機(jī)的尾部放在C處,將C點(diǎn)拉至D點(diǎn)時(shí)放手,模型飛機(jī)就會在橡皮筋的作用下發(fā)射出去.C、D兩點(diǎn)均在AB連線的中垂線上,橡皮筋的質(zhì)量忽略不計(jì).現(xiàn)將模型飛機(jī)豎直向上發(fā)射,在它由D運(yùn)動(dòng)到C的過程中(  ) A.模型飛機(jī)在C位置時(shí)的速度最大 B.模型飛機(jī)的加速度一直在減小 C.橡皮筋對模型飛機(jī)始終做正功 D.模型飛機(jī)的機(jī)械能守恒 4.(多選)如圖所示,豎直固定放置的粗糙斜面AB的下端與光滑的圓弧BCD在B點(diǎn)相切,圓弧軌道的半徑為R,圓心O與A、D在同一水平面上,C點(diǎn)為圓弧軌道最低點(diǎn),∠COB=θ=30°,一質(zhì)量為m的小球從D點(diǎn)由靜止釋放,小物塊與粗糙斜面A

4、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ<tan θ,則關(guān)于小球的運(yùn)動(dòng)情況,下列說法正確的是(  ) A.小球可能運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn) B.小球經(jīng)過較長時(shí)間以后會停在C點(diǎn) C.小球通過圓弧軌道最低點(diǎn)C時(shí),對C點(diǎn)的最大壓力大小為3mg D.小球通過圓弧軌道最低點(diǎn)C時(shí),對C點(diǎn)的最小壓力大小為(3-)mg 5.(多選)內(nèi)壁光滑的環(huán)形凹槽半徑為R,固定在豎直平面內(nèi),一根長度為R的輕桿,一端固定有質(zhì)量為m的小球甲,另一端固定有質(zhì)量為2m的小球乙,將兩小球放入凹槽內(nèi),小球乙位于凹槽的最低點(diǎn),如圖所示.由靜止釋放后(  ) A.下滑過程中甲球減少的機(jī)械能總等于乙球增加的機(jī)械能 B.下滑過程中甲球減少的重力勢能總等于乙球增加的

5、重力勢能 C.甲球可沿凹槽下滑到槽的最低點(diǎn) D.桿從右向左滑回時(shí),乙球一定能回到凹槽的最低點(diǎn) 6.(多選)(2019·山東實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三模擬)如圖所示,一質(zhì)量為m的小球置于半徑為R的光滑豎直軌道最低點(diǎn)A處,B為軌道最高點(diǎn),C、D為圓的水平直徑兩端點(diǎn).輕質(zhì)彈簧的一端固定在圓心O點(diǎn),另一端與小球拴接,已知彈簧的勁度系數(shù)為k=,原長為L=2R,彈簧始終處于彈性限度內(nèi),若給小球一水平向右初速度,已知重力加速度為g,則(  ) A.無論v0多大,小球均不會離開圓軌道 B.若 ,小球就能做完整的圓周運(yùn)動(dòng) D.只要小球能做完整圓周運(yùn)動(dòng),則小球與

6、軌道間的最大壓力與最小壓力之差與v0無關(guān) 7.如圖所示,足夠長的水平傳送帶以v0=4 m/s 的速度勻速運(yùn)行.t=0時(shí),在最左端輕放一質(zhì)量為m的小滑塊,t=4 s時(shí),傳送帶以大小為1 m/s2的加速度減速停下.已知滑塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2.關(guān)于滑塊相對地面運(yùn)動(dòng)的速度v(向右為正)、滑塊所受的摩擦力f(向右為正)、滑塊所受的摩擦力做功的功率P、滑塊與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量Q與時(shí)間的關(guān)系圖象正確的是(  ) 8.(多選)(2019·青島二模)如圖所示,質(zhì)量為m=1 kg的小物塊從傳送帶的底端以4 m/s的速度沖上傾角為θ=37°的傾斜傳送帶,足夠長的傳送帶始終以速度v=2

7、m/s順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).已知物塊和傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度大小g=10 m/s2.則小物塊從開始運(yùn)動(dòng)到速度為零的過程中(  ) A.所用時(shí)間為0.2 s B.小物塊的位移大小為0.6 m C.摩擦力對小物塊做的功為1.6 J D.系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能為4.8 J 熱點(diǎn)6 功能關(guān)系的常見模型 1.解析:選D.當(dāng)彈簧下壓的程度比較小時(shí),彈簧具有的彈性勢能較小,彈簧不能將跳桿帶離地面,故A錯(cuò)誤;從人被彈簧彈起到彈簧恢復(fù)原長,彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為人的動(dòng)能和重力勢能,故B錯(cuò)誤;從人被彈簧彈起到彈簧恢復(fù)原長,開始彈力大于重力,人向上加速,

8、彈簧逐漸恢復(fù)形變,彈力逐漸減小,加速度逐漸減?。缓髞韽椓π∮谥亓?,人的加速度反向增加,所以人的加速度先減小后增大,故C錯(cuò)誤,D正確. 2.解析:選AC.假設(shè)A點(diǎn)距離斜面底端的高度為h,則物塊先后兩次在A點(diǎn)具有的重力勢能大小為Ep=mgh,因此兩次在A點(diǎn)具有的重力勢能大小相等;兩次重力做的功均為WG=-mgh,因此從運(yùn)動(dòng)開始到先后兩次通過A點(diǎn)的過程中,重力做功相等;由題意可知,除重力外斜面對物塊的摩擦力做負(fù)功,而摩擦力做功與通過的路程有關(guān),因此從運(yùn)動(dòng)開始到第二次經(jīng)過A點(diǎn)的過程摩擦力做功多,則從O點(diǎn)開始到第二次經(jīng)過A點(diǎn)的過程中合外力做功的絕對值大,即W1

9、能大,即Ek1>Ek2.由以上分析可知A、C正確,B、D錯(cuò)誤. 3.解析:選C.從D到C,橡皮筋對模型飛機(jī)的彈力先大于重力,后小于重力,根據(jù)牛頓第二定律可知,加速度先減小后增大,加速度方向先向上后向下,則模型飛機(jī)的速度先增大后減小,故A、B錯(cuò)誤;橡皮筋對模型飛機(jī)的彈力與位移方向一直相同,所以橡皮筋對模型飛機(jī)的彈力始終做正功,而非重力做功等于機(jī)械能的增加量,故模型飛機(jī)的機(jī)械能一直在增大,故C正確,D錯(cuò)誤. 4.解析:選CD.因?yàn)樾∏蚺c粗糙斜面AB間有摩擦,所以小球不可能運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;最終小球?qū)⒃趫A弧BB′間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)(B′與B關(guān)于CO對稱),不可能停在C點(diǎn),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;小球第一次到

10、達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度最大,對軌道的壓力最大,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有mgR=mv,根據(jù)向心力公式得FN1-mg=m,解得FN1=3mg,根據(jù)牛頓第三定律可知小球?qū)點(diǎn)的最大壓力大小為3mg,選項(xiàng)C正確;最終小球在圓弧BB′間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過C點(diǎn)時(shí)的速度最小,對軌道的壓力最小,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有mgR(1-cos 30°)=mv,根據(jù)向心力公式得FN2-mg=m,解得FN2=(3-)mg,根據(jù)牛頓第三定律可知,小球?qū)點(diǎn)的最小壓力大小為(3-)mg,選項(xiàng)D正確. 5.解析:選AD.由題意知,甲、乙兩球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,故甲球減少的機(jī)械能總等于乙球增加的機(jī)械能,所以A正確;在甲下滑的過程中甲、乙兩球的動(dòng)

11、能在增加,故甲球減少的重力勢能大于乙球增加的重力勢能,所以B錯(cuò)誤;由于甲的質(zhì)量小于乙的質(zhì)量,根據(jù)機(jī)械能守恒定律知,甲不能下滑到最低點(diǎn),所以C錯(cuò)誤;根據(jù)機(jī)械能守恒定律知,桿從右向左滑回時(shí),乙球一定能回到凹槽的最低點(diǎn),所以D正確. 6.解析:選CD.因彈簧的勁度系數(shù)為k=,原長為L=2R,若小球恰能到達(dá)最高點(diǎn),此時(shí)彈簧的彈力為F=kR=,軌道的支持力為0,由彈簧的彈力和重力提供向心力,則有mg-F=,解得:v= ,從A到最高點(diǎn),形變量沒有變,故彈性勢能不變,由機(jī)械能守恒定律得:2mgR+mv2=mv,解得:v0= ,即當(dāng)v0> 時(shí)小球才不會脫離軌道,故A、B錯(cuò)誤,C正確;在最低點(diǎn)時(shí),設(shè)小球受到的

12、支持力為N,有:N1-kR-mg=m,解得:N1=kR+mg+m,運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)受到軌道的支持力最小,為N2,設(shè)此時(shí)的速度為v,由機(jī)械能守恒定律得:2mgR+mv2=mv,此時(shí)合外力提供向心力,有:N2-kR+mg=m,解得:N2=kR-mg+m,聯(lián)立解得ΔN=N1-N2=6mg,與初速度無關(guān),故D正確. 7.解析:選C.滑塊在摩擦力作用下向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度a=μg=2 m/s2,滑塊的速度與傳送帶的運(yùn)行速度相同時(shí)經(jīng)歷的時(shí)間t==2 s,2 s后滑塊與傳送帶共速向右勻速運(yùn)動(dòng),與傳送帶間無摩擦作用;4 s后,傳送帶以a′=-1 m/s2的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng),傳送帶開始減速到停止的時(shí)間t′

13、==4 s,傳送帶減速運(yùn)動(dòng)時(shí),滑塊的加速度與傳送帶的加速度相同,所以此時(shí)滑塊受到的靜摩擦力f=ma′=-ma,即此時(shí)的摩擦力大小等于滑動(dòng)摩擦力的,A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;功率P=fv,可知1~2 s內(nèi)的摩擦力的功率與時(shí)間成正比,2~4 s無摩擦力,功率為零,4 s后滑塊在靜摩擦力作用下做勻減速運(yùn)動(dòng),由于速度隨時(shí)間均勻減小至零,故摩擦力的功率也隨時(shí)間均勻減小至零,C項(xiàng)正確;只有開始滑塊加速運(yùn)動(dòng)時(shí),滑塊與傳送帶間有相對位移,此時(shí)滿足Δx=v0t-at2,相對位移不與時(shí)間成正比,而Q=fΔx,故Q-t圖線不是傾斜的直線,D項(xiàng)錯(cuò)誤. 8.解析:選CD.由于開始時(shí)物塊的速度大于傳送帶的速度,所以物塊受到的摩擦力

14、的方向沿傳送帶向下,物塊的加速度大小a1==10 m/s2,小物塊做減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)物塊的速度等于傳送帶的速度以后,由于mgsin 37°>μmgcos 37°,所以物塊會繼續(xù)向上做減速運(yùn)動(dòng),此時(shí)摩擦力的方向沿傳送帶向上,物塊的加速度大小a2==2 m/s2,所以物塊從開始運(yùn)動(dòng)到速度減為零所用的時(shí)間t=t1+t2= s+ s=1.2 s,小物塊兩段時(shí)間運(yùn)動(dòng)的位移大小分別為x1= m=0.6 m,x2= m=1 m,總位移大小為x=x1+x2=1.6 m,A、B錯(cuò)誤;摩擦力對小物塊做的功為Wf=-μmgx1cos 37°+μmgx2cos 37°=1.6 J,C正確;在0~0.2 s內(nèi),傳送帶與小物塊的相對位移大小s1=×0.2 m=0.2 m,在0.2~1.2 s內(nèi),傳送帶與小物塊間的相對位移大小s2=×1 m=1 m,系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能為Q=μmg(s1+s2)·cos 37°=4.8 J,D正確. - 6 -

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