课时突破练30　功能关系　能量守恒定律-2027版高考物理一轮复习

物理课时突破练30功能关系能量守恒定律基础·满分练命题角度一

复杂情境中的多模型融合1.

(2023浙江1月选考)一位游客正在体验蹦极,绑上蹦极专用的橡皮绳后从

跳台纵身而下。游客从跳台下落直到最低点过程中(

B

)A.

弹性势能减小B.

重力势能减小C.

机械能保持不变D.

绳一绷紧动能就开始减小B123456789解析:橡皮绳绷紧后弹性势能一直增大,A错误;游客高度一直降低,重力一直

做正功,重力势能一直减小,B正确;下落阶段橡皮绳对游客做负功,游客机械

能减少,转化为弹性势能,C错误;橡皮绳刚绷紧的一段时间内,弹力小于重力,

合力向下,游客的速度继续增加,游客动能继续增加,当弹力大于重力后,合力

向上,游客动能逐渐减小,D错误。1234567892.

(2026安徽阜阳开学考)如图所示,斜面体固定在水平面上,轻弹簧放在斜面

上,下端与固定在斜面底端的挡板相连,上端与斜面上Q点对齐,此时轻弹簧

处于原长。一个可视为质点的物块从斜面上P点由静止释放,物块最终静止

在斜面上,轻弹簧始终在弹性限度内,不计空气阻力,则下列说法正确的是(

D

)A.

物块最终静止的位置可能在Q点B.

物块第一次到达Q点时动能最大C.

物块第一次沿斜面运动到最低点过程中,加速度先不变后减小D.

物块最终减少的重力势能大于物块和斜面间因摩擦产生的内能D123456789解析:物块从静止沿斜面运动,说明重力的下滑分力大于最大静摩擦力,因此

物体不可能最终停于Q点,故A错误;物体接触弹簧后,还要继续加速,直到弹

力和摩擦力的合力与重力的分力相等时,达到最大速度,故最大速度在Q点下

方,故B错误;未接触弹簧前mgsin

θ-μmgcos

θ=ma,接触弹簧后mgsin

θ-μmgcos

θ-kΔx=ma,当弹力与摩擦力合力大于重力沿斜面向下的分力时,μmgcos

θ+kΔx-mgsin

θ=ma,所以加速度先不变,后减小,再反向增大,故C错误;根据能

量守恒可知,物块最终减少的重力势能大于物块和斜面间因摩擦产生的内

能,还有一部分转化为弹性势能,故D正确。故选D。123456789命题角度二

应用动力学和能量观点分析“传送带”模型3.

(2025河北廊坊三模)如图所示,水平传送带顺时针转动,速度大小为v=4

m/s,A、B分别为传送带的左、右端点,t=0时在其右端B处无初速度地释放质

量为m=1kg的物块(视为质点),同时对物块施加一水平向左的恒力F=4N,t=2s时撤去力F,物块与传送带间的动摩擦因数为0.2,重力加速度g取10

m/s2,物块最后从B点离开传送带,下列说法正确的是(

D

)A.

传送带至少长6mB.

物体在传送带上的运动时间为6sC.

全过程中摩擦力对物体做功-16JD.

物体与传送带之间摩擦产生的热为56JD123456789

123456789命题角度三

应用动力学和能量观点分析“板—块”模型4.

如图所示,木板A静止于光滑水平面上,木块B轻置于木板A上。现施加外

力F拉着木块B做匀加速直线运动,木板A在摩擦力作用下也向右加速运动,

但加速度小于木块B的加速度,则(

C

)A.

木板A所受摩擦力对木板A做负功B.

木板A对木块B的摩擦力做的功与木块B对木板A的摩擦力做的功相等C.

木块与木板间摩擦产生的热量等于木板A对木块B的摩擦力做功减去木块B对木板A的摩擦力做的功D.

力F做的功等于木块B与木板A的动能增量之和C123456789解析:木板A所受摩擦力方向与其运动方向相同,对木板A做正功,故A错误;木

板A对木块B的摩擦力做的功为W1=FfABx,木块B对木板A的摩擦力做的功为

W2=FfBAx1,由题意得FfAB的大小与FfBA的大小相等,但x>x1,所以两者做功不

相等,故B错误;摩擦生热的计算公式为Q=Ff·Δs,又因为Δs=x-x1,所以有

Q=Ff·Δs=W1-W2,故C正确;根据能量守恒定律有,力F做的功等于木块B和木

板A动能的增量之和,再加上A、B相对运动产生的热量,故D错误。123456789能力·高分练5.

(2025山东卷)一辆电动小车上的光伏电池,将太阳能转换成的电能全部给

电动机供电,刚好维持小车以速度v匀速运动,此时电动机的效率为50%。已

知小车的质量为m,运动过程中受到的阻力f=kv(k为常量),该光伏电池的光电

转换效率为η,则光伏电池单位时间内获得的太阳能为(

A

)A123456789

1234567896.

(跨学科融通)体育课上,小明同学想研究一下篮球下落时受到的空气阻力

及篮球与球场地面碰撞时的能量损失问题,他将质量为m的篮球举至离地面

高为h处,由静止释放,通过记录发现篮球第一次反弹后上升的高度为释放高

度的一半。下列说法不正确的是(

D

)DC.

若篮球与地面碰撞时无机械能损失,空气阻力大小恒定,则篮球从释放到

停止运动的总路程为3h123456789

1234567897.

(9分)(2025江苏宿迁测试)如图所示,光滑斜面AB高h=1.8m,底端与水平面

BD相连,在水平面末端D点的墙上固定一轻弹簧。若水平面BC段粗糙,长

s=10m,动摩擦因数μ=0.15,水平面CD段光滑,且等于弹簧原长。质量m=0.5

kg的物块,由斜面顶端A点静止下滑,经过B点时无机械能损失,g取10m/s2,求:(1)物块滑到B点时速度vB的大小;答案:6m/s

(2)弹簧被压缩具有的最大弹性势能Ep;答案:1.5J

(3)物块最终静止时离C点的距离s'的大小。答案:2m123456789(2)从开始到弹簧被压缩到最短的过程,由能量守恒定律得mgh=Ep+μmgs解得Ep=1.5

J。(3)从开始到物块最终静止整个过程,由能量守恒定律得mgh=μmg(s'+s)解得s'=2

m即物块最终静止时离C点的距离为2

m。

解得vB=6

m/s。123456789

(1)敲击B后的瞬间,A、B的加速度大小aA、aB;(2)B上升的最大距离s;(3)B的最小长度L。123456789答案:(1)2.5m/s2

12.5m/s2(2)0.375m(3)1.8m解析:(1)敲击B后的瞬间,A受到向上的滑动摩擦力,对A由牛顿第二定律有

μmAgcos

30°-mAgsin

30°=mAaA解得aA=2.5

m/s2对B由牛顿第二定律有

μmAgcos

30°+mBgsin

30°=mBaB解得aB=12.5

m/s2。123456789(2)设A、B向上运动,经过时间t后共速,有

v0-aBt=aAt共速后A和B一起以加速度a向上减速,对A和B整体分析,由牛顿第二定律有(mA+mB)gsin

30°=(mA+mB)a

解得s=0.375

m。

解得L=1.8

m。123456789素养·提升练9.

机场工作人员利用倾斜传送带向飞机货舱装载行李的某场景如图甲所示,

传送带保持恒定速率向上运行。工作人员将行李箱间隔相同时间连续无初

速度地放在传送带底端,所有行李箱在进入飞机货舱前都已做匀速运动,且

相邻两个行李箱间不发生碰撞。如图乙,A、B、C、D是传送带上4个进入

货舱前匀速运动的行李箱,其中A与B、B与C间的距离均为d,C与D间的距离

小于d。123456789已知传送带运行的速率为v0