专辑10 功能关系- 2020年高考物理最新模拟试题分类汇编(4月第一期)(解析版)

2020年高考最新模拟试题分类汇编（4月第一期）功能关系1、（2020·山东省实验中学高三下学期信息卷一）某同学为了研究物体下落的过程的特点，设计了如下实验，将两本书AB 从高楼楼顶放手让其落下，两本书下落过程中没有翻转和分离，由于受到空气阻力的影响，其v t -图像如图所示，虚线在P 点与速度图线相切，已知1kg A B m m ==，210m/s g =，由图可知（ ）A. 2s t =时A 处于超重状态B. 下落过程中AB 的机械能守恒C. 2s t =时AB 的加速度大小为21.5m/sD. 0～2s 内AB 机械能减少量大于96J【答案】CD【解析】A ．根据v t -图象的斜率表示加速度，知2t s =时A 的加速度为正，方向向下，则A 处于失重状态，A 错误；B ．由于空气阻力对AB 做功，则AB 的机械能不守恒，B 错误；C ．根据v t -图象的斜率表示加速度，2t s =时AB 的加速度大小为285 1.5m/s 2v a t ∆-===∆ 选项C 正确；D ．0～2s 内AB 下落的高度 182m=8m 2h >⨯⨯ AB 重力势能减少量()2108160J A B P E m m gh ∆=+>⨯⨯=动能增加量()22112864J 22k A B E m m v ∆=+=⨯⨯=则AB 机械能减少量160J-64J=96J p k E E E ∆=∆-∆>选项D 正确。

故选CD 。

2、（2020·四川省成都市18中高三下学期测试）如图所示，绝缘粗糙斜面体固定在水平地面上，斜面所在空间存在平行于斜面向上的匀强电场E ，轻弹簧一端固定在斜面顶端，另一端栓接一不计质量的绝缘薄板，一带正电的小滑块，从斜面上的P 点处由静止释放后，沿斜面向上运动，并能压缩弹簧至R 点（图中未标出），然后返回，则（ ）A ．滑块从P 点运动到R 点的过程中，其机械能增量等于电场力与弹簧弹力做功之和B ．滑块从P 点运动到R 点的过程中，电势能的减小量大于重力势能和弹簧弹性势能的增加量之和C ．滑块最终停在弹簧原长处D ．滑块最终停下来，克服摩擦力所做的功小于电势能的减小量与重力势能增加量之差【答案】BD【解析】A ．滑块从P 点运动到R 点的过程中，由功能关系知，滑块机械能增量等于电场力与弹簧弹力做功、摩擦力做功之和，由于摩擦力做负功，所以机械能增量小于电场力与弹簧弹力做功之和，故A 错误；B ．电场力做的功转化为小滑块的重力势能、弹簧的弹性势能以及内能，所以电势能的减小量大于重力势能和弹簧弹性势能的增加量之和，故B 正确；C ．假设滑块最终停在弹簧原长处，受力分析，此时滑块受力情况和P 点受力情况相同，合力向上，不可能静止，滑块合力为零的位置应在弹簧原长位置上方，故C 错误；D ．由于摩擦力做负功，小滑块的机械能与电势能的之和逐渐减小，克服摩擦力所做的功等于电势能的减小量与重力势能增加量、弹性势能增加量之差，由前面分析可知，弹性势能增大，说明克服摩擦力所做的功小于电势能的减小量与重力势能增加量之差，故D 正确。

故选BD 。

3、（2020·四川省成都市20中高三下学期测试）如图甲所示，倾角为37°的传送带以恒定速度运行。

现将质量为1kg 的小物体以一定的初速度平行射到传送带上，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示。

取沿传送带向上为正方向，g =10m/s 2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

则（ ）A ．物体与传送带间的动摩擦因数为 0.875B ．0~8s 内物体位移的大小为18mC ．0~8s 内的物体机械能的增量为90JD ．0~8s 内的物体与传送带由于摩擦力产生的热量为126J【答案】ACD【解析】A ．由图象知，物体相对传送带滑动时的加速度为21m/s v a t∆==∆ 对此过程中物体受力分析得 cos sin mg mg ma μθθ-=解得0.875μ=故A 项正确；B ．0-8s 内，从图乙中求出物体位移为1122(26)4m 14m 22x =-⨯⨯+⨯+⨯= 故B 项错误；C ．物体被送上的高度为sin 8.4m h x θ==重力势能增量为p 84J E mgh ==∆动能增量为2222k 211111(42)J 6J 222E mv mv ∆=-=⨯⨯-= 机械能增加为 p k 90J E E E ∆=∆+∆=故C 项正确；D ．0-8s 内只有前6s 发生相对滑动，0-6s 内传送带运动距离为46m 24m x =⨯=带0-6s 内物体位移为112244m 6m 22x '=-⨯⨯+⨯⨯= 产生的热量为：cos ()126J Q mg x x μθ=⋅-'=带故D 项正确。

4、（2020·安徽省定远县高三停课不停学线上测试八）如图，AB 为一光滑水平横杆，横杆上固定有一个阻挡钉C 。

杆上套一质量不计的轻环，环上系一长为L 且足够牢固、不可伸长的轻细绳，绳的另一端拴一质量为m 的小球，现将轻环拉至C 左边L /5处并将绳拉直，让绳与AB 平行，然后由静止同时释放轻环和小球。

重力加速度为g ，则关于之后的运动情况，下列描述正确的是A ．小球还可以回到AB 杆的高度B ．小球在最低点的速度大小为C ．小球到达最低点之前一直做曲线运动D ．小球在最低点对绳子的拉力大小小于3mg【解析】轻环运动到阻挡钉C 的过程中，轻环与小球水平方向动量守恒，由于杆上套的质量不计的轻环，所以小球水平方向速度为零，只有竖直方向的速度，小球做自由落体运动，此时轻细绳与水平方向的夹角为θ，则有454cos 5L L θ==，根据机械能守恒有211sin 2mgL mv θ=，可得小球的速度为165v gL =，轻环到阻挡钉C 时小球的速度发生突变，速度大小为214cos 3025v v gL θ==，轻环不动时小球以C 为圆心的做圆周运动，到小球到最低点的过程中根据动能定理可得：222211522mg L mv mv •=-，解得小球在最低点的速度大小为145gL v =，小球在最低点对绳子的拉力大小2321125T mv F mg mg R =+=，由于轻环到阻挡钉C 时小球的速度发生突变，机械能有损失，所以小球不能回到AB 杆的高度，故D 正确，A 、B 、C 错误；描述正确的是选D 。

5、（2020·黑龙江哈尔滨市三种高三下学期3月网络模拟）如图所示，轻绳一端连接小木块A ，另一端固定在O 点，在A 上放小物块B ，现使轻绳偏离竖直方向成θ角由静止释放，当轻绳摆到竖直方向时，A 受到挡板的作用而反弹，B 将飞离木块（B 飞离瞬间无机械能损失）做平抛运动.不计空气阻力。

下列说法正确的是（ ）A ．若增大θ角再由静止释放，可以增大B 落地时速度方向与水平方向之间夹角 B ．若增大θ角再由静止释放，平抛运动的水平位移将增大C ．A 、B 一起摆动过程中，A 、B 之间的弹力一直增大D ．A 、B 一起摆动过程中，A 所受重力的功率一直增大【答案】BCA ．设绳子的长度为L ，A 的质量为M ，B 的质量为m ，A 从最高点到最低点的过程中机械能守恒，设到达最低点时的速度为v ，则：12(M +m )v 2＝(M +m )gL (1−cosθ) 可得v =若增大θ角再由静止释放，则A 到达最低点的速度增大；B 开始做平抛运动时的速度与A 是相等的，设抛出点的高度为h ，则B 落地时沿水平方向的分速度y vB 落地时速度方向与水平方向之间夹角设为α，则tan yv v α＝ 可知θ增大则α减小，所以增大θ角再由静止释放，B 落地时速度方向与水平方向之间夹角将减小。

故A 错误；B ．若增大θ角再由静止释放，平抛运动的水平位移x vt ===可知增大θ角再由静止释放，平抛运动的水平位移将增大，故B 正确；C ．A 与B 一起摆动的过程中B 受到的支持力与重力沿AO 方向的分力的合力提供向心力，在任意位置时2cos N mv F mg Lα-＝ 在摆动的过程中A 与B 的速度越来越大，绳子与竖直方向之间的夹角减小，所以支持力F N 越来越大。

故C 正确；D ．A 、B 一起摆动过程中，开始时它们的速度为零，则重力的功率为零；A 与B 一起恰好到达最低点时，沿竖直方向的分速度为零，所以重力的瞬时功率也等于零，可知A 所受重力的功率一定是先增大后减小，故D 错误。

故选BC 。

6、（2020·宁夏银川二中高三下学期统练七）如图所示，质量相等的A、B两物块用轻弹簧相连，静止在同一竖直线上。

现用一竖直向上的恒力F作用在物块A上，使物块A向上运动，当A的速度刚好为零时，B对地面的压力恰好为零，则在物块A向上运动的过程中，下列说法正确的是（）A．恒力F的大小一定等于物块A和B总重力的大小B．恒力F的功率先增大后减小C．从物块A开始向上运动至速度又减为零时，恒力F做的功等于物块A机械能的增量D．物块A和弹簧组成的系统机械能一直增大【答案】BCD【解析】A．当物块A的速度为0时，物块B对地面的压力恰好为0，因此物块A先向上加速运动后向上减速运动，即物块A到达最高点时加速度向下，系统处于失重状态，因此恒力F小于物块A、B的总重力，故A错误；B．恒力的功率为P Fv=物块A先向上加速运动后向上减速运动，因此恒力F的功率先增大后减小，故B正确；C．设A、B的质量均为m。

初始未加F时，A处于静止状，受重力和弹簧的弹力作用，则弹簧的压缩量为1mgxk=当A的速度刚好为零时，B处于静止状态，受重力和弹簧的弹力作用，则弹簧的伸长量为2mgxk=则x1=x2整个过程弹簧的弹性势能变化量为零，根据功能关系知，从物块A开始向上运动至速度又减为零时，恒力F 做的功等于物块A 机械能的增量，故C 正确；D ．由于恒力F 一直做正功，因此物块A 和弹簧组成的系统机械能一直增大，故D 正确。

故选BCD 。

7、（2020·安徽省定远县高三停课不停学线上测试八）如图，一带电荷量q =+0.05C 、质量M =lkg 的绝缘平板置于光滑的水平面上，板上靠右端放一可视为质点、质量m =lkg 的不带电小物块，平板与物块间的动摩擦因数μ=0.75．距平板左端L =0.8m 处有一固定弹性挡板，挡板与平板等高，平板撞上挡板后会原速率反弹。

整个空间存在电场强度E =100N/C 的水平向左的匀强电场。

现将物块与平板一起由静止释放，已知重力加速度g =10m/s 2，平板所带电荷量保持不变，整个过程中物块未离开平板。

求：（1）平板第二次与挡板即将碰撞时的速率；（2）平板的最小长度；（3）从释放平板到两者最终停止运动，挡板对平板的总冲量。