2020高考物理二轮课后演练专题二第1讲功能关系的应用（Word版带解析）

(建议用时：40 分钟) 一、单项选择题 1．(2018·高考全国卷Ⅱ)如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面 运动至具有某一速度．木箱获得的动能一定(　　) A．小于拉力所做的功 B．等于拉力所做的功 C．等于克服摩擦力所做的功 D．大于克服摩擦力所做的功 解析：选 A.由动能定理 WF－Wf＝Ek－0，可知木箱获得的动能一定小于拉力所做的功，A 正确． 2．一辆汽车在平直的公路上由静止开始启动．在启动过程中，汽车牵引力的功率及其瞬 时速度随时间的变化情况分别如图甲、乙所示．已知汽车所受阻力恒为重力的 1 5，重力加速度 g 取 10 m/s2.下列说法正确的是(　　) A．该汽车的质量为 3 000 kg B．v0＝6 m/s C．在前 5 s 内，阻力对汽车所做的功为 25 kJ D．在 5～15 s 内，汽车的位移大小约为 67.19 m 解析：选 D.由图象可得，汽车匀加速阶段的加速度 a＝ Δv Δt＝1 m/s2，汽车匀加速阶段的 牵引力为 F＝ P v＝3 000 N，匀加速阶段由牛顿第二定律得 F－0.2mg＝ma，解得 m＝1 000 kg， A 错误；牵引力功率为 15 kW 时，汽车行驶的最大速度 v0＝ P 0.2mg＝7.5 m/s，B 错误；前 5 s 内汽车的位移 x＝1 2at2＝12.5 m，阻力做功 WFf＝－0.2mgx＝－25 kJ，C 错误；5～15 s 内，由 动能定理得 Pt－0.2mgs＝ 1 2mv20－ 1 2mv2，解得 s＝67.187 5 m，D 正确．3．如图所示，质量均为 m 的木块 A 和 B，用一个劲度系数为 k 的 竖直轻质弹簧连接，最初系统静止，现在用力 F 缓慢拉 A 直到 B 刚好 离开地面，则这一过程中力 F 做的功至少为(　　) A. m2g2 k B. 2m2g2 k C. 3m2g2 k D. 4m2g2 k 解析：选 B.最初系统静止时，弹力等于 A 的重力，由胡克定律得，弹簧被压缩的长度 x1＝ mg k ，最后 B 刚好离开地面时，弹力等于 B 的重力，此时弹簧伸长的长度 x2＝mg k ，此过程缓慢 进行，所以力 F 做的功等于系统内增加的重力势能，根据功能关系可知：W＝mgh＝mg×2× mg k ＝ 2m2g2 k ，故 B 正确． 4．(2018·高考天津卷)滑雪运动深受人民群众喜爱．某滑雪运动员 (可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道 AB，从滑道的 A 点滑行 到最低点 B 的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动 员沿 AB 下滑过程中(　　) A．所受合外力始终为零 B．所受摩擦力大小不变 C．合外力做功一定为零 D．机械能始终保持不变 解析：选 C.运动员做匀速圆周运动，所受合外力指向圆心，A 项错误；由动能定理可知， 合外力做功一定为零，C 项正确；运动员所受滑动摩擦力大小随运动员对滑道压力大小的变化 而变化，B 项错误；运动员动能不变，重力势能减少，所以机械能减少，D 项错误． 5．(2019·济南二模)如图，一半径为 R 的半圆形轨道竖直固定放置，轨 道两端等高；质量为 m 的质点自轨道端点 P 由静止开始滑下，滑到最低点 Q 时，对轨道的正压力为 2mg，重力加速度大小为 g.质点自 P 滑到 Q 的过程 中，克服摩擦力所做的功为(　　) A. 1 4mgR B. 1 3mgR C. 1 2mgR D. π 4 mgR 解析：选 C.当质点由 P 点滑到 Q 点时，对轨道的正压力为 FN＝2mg，由牛顿第三定律、 牛顿第二定律得 FN－mg＝m v R，v2Q＝gR.对质点自 P 点滑到 Q 点的过程应用动能定理得：mgR－ Wf＝ 1 2mv2Q－0，得：Wf＝ 1 2mgR，因此，A、B、D 错误，C 正确． 6．如图，一半径为 R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径 POQ 水平．一质量为 m 的质点自 P 点上方高度 R 处由静止开始下落，恰好从 P 点进 入轨道．质点滑到轨道最低点 N 时，对轨道的压力为 4mg，g 为重力加速度的大小．用 W 表示 质点从 P 点运动到 N 点的过程中克服摩擦力所做的功．则(　　) A．W＝ 1 2mgR，质点恰好可以到达 Q 点 B．W> 1 2mgR，质点不能到达 Q 点 C．W＝ 1 2mgR，质点到达 Q 点后，继续上升一段距离 D．W< 1 2mgR，质点到达 Q 点后，继续上升一段距离 解析：选 C.设质点到达 N 点的速度为 vN，在 N 点质点受到轨道的弹力为 FN，则 FN－mg ＝ mv R ，已知 FN＝F′N＝4mg，则质点到达 N 点的动能为 EkN＝ 1 2mv2N＝ 3 2mgR.质点由开始至 N 点 的过程，由动能定理得 mg·2R＋Wf＝EkN－0，解得摩擦力做的功为 Wf＝－ 1 2mgR，即克服摩擦 力做的功为 W＝－Wf＝ 1 2mgR.设从 N 到 Q 的过程中克服摩擦力做功为 W′，则 W′