高考物理100考点最新模拟题千题精练专题6.12功能关系问题（提高篇）（含解析）

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1、专题6.12功能关系问题（提高篇）一．选择题1．（6分）（2019湖北黄冈三模）一物体放在倾角为θ且足够长的光滑斜面上，初始位置如图甲所示，在平行于斜面的力F的作用下由静止开始沿斜面运动，运动过程中物体的机械能E随位置x的变化关系如图乙所示。其中0～x1过程的图线是曲线，x1～x2过程的图线是平行于x轴的直线，x2～x3过程的图线是倾斜的直线，则下列说法正确的是（　　）A．在0～x1的过程中，力F逐渐变大B．在0～x1的过程中，物体的加速度逐渐增大C．在x1～x2的过程中，物体的动能越来越大D．在0～x3的过程中，物体的速度方向先向上再向下【参考答案】BC【名师解析】在0～

2、x1过程中物体机械能在减小，知拉力在做负功，拉力方向沿斜面向上，所以物体的位移方向向下，即物体在沿斜面向下运动。根据功能关系得：△E＝F•△x，得F＝，则知图线的斜率表示拉力，在0～x1过程中图线的斜率逐渐减小到零，知物体的拉力逐渐减小到零。根据a＝，可知，加速度一直增大，故A错误，B正确；在x1～x2过程中，拉力F＝0，机械能守恒，向下运动，重力势能减小，动能增大，故C正确；在0～x1过程中，加速度的方向与速度方向相同，都沿斜面向下，所以物体做加速运动；x1～x2过程中，F＝0，物体做匀加速运动；x2～x3过程，机械能增大，拉力做正功，沿斜面向下，故物体继续向下做加速运动

3、，即物体一直沿斜面向下运动，故D错误。2．（2019安徽合肥二模）如图甲所示，置于水平地面上质量为m的物体，在竖直拉力F作用下，由静止开始向上运动，其动能E与距地面高度h的关系如图乙所示，已知重力加速度为g·空气阻力不计。下列说法正确的是（）A．在0~h0过程中，F大小始终为mgB．在0~h0和h0~2h0过程中，F做功之比为2︰1C．在0~2h0过程中，物体的机械能不断增加D．在2h0~3.5h0过程中，物体的机械能不断减少【参考答案】C【命题意图】此题考查对动能E与距地面高度h的关系图象的理解、功能关系及其相关知识点。【解题思路】由图乙物体动能E与距地面高度h的关系可知

4、，当物体距离地面高度为h0时，Ek=mgh0，由功能关系可得，力F做功WF=Fh0=Ek+mgh0=2mgh0，解得F=2mg，即在0~h0过程中，F大小始终为2mg，选项A错误；当物体距离地面高度为2h0时，Ek=1.5mgh0，在h0~2h0过程中，由功能关系可得，力F做功WF=△Ek+△Ep=0.5mgh0+mgh0=1.5mgh0，即在0~h0和h0~2h0过程中，F做功之比为2︰1.5=4∶3，选项B错误；在0~2h0过程中，力F做功，物体的机械能不断增加，选项C正确；在2h0高度，物体的动能为Ek=1.5mgh0，重力势能为Ep=2mgh0，物体的机械能为E=E

5、k+Ep=3.5mgh0，在3.5h0高度，物体的动能为零，重力势能为Ep=3.5mgh0，物体的机械能为E=Ek+Ep=3.5mgh0，因此在2h0~3.5h0过程中，物体的动能不断减少，机械能不变，选项D错误。【易错警示】解答此题常见错误主要有：一是把图乙的物体动能E与距地面高度h的关系图线理解为机械能与距地面高度h的关系图线，导致错选A；二是没有正确运用物理规律计算导致错选B；三是混淆动能与机械能，导致错选D。3．（2019南昌模拟）如图所示，物体A、B和轻弹簧静止竖立在水平地面上，轻弹簧的两端与两物体栓接，其劲度系数为k，重力加速度为g。在物体A上施加一个竖直向上的

6、恒力，若恒力大小为F0，物体B恰好不会离开地面；若恒力大小为2F0，在物体B刚好离开地面时物体A的速度为，设整个过程中弹簧都处于弹性限度内。则物体A与物体B的质量比值为（）A.2︰1B.1︰2C.3︰1D.1︰3【参考答案】A【命题意图】本题考查对题述“风云四号”卫星是我国新一代地球同步卫星中首颗定量遥感气象卫星的理解和开普勒第二定律及其相关知识点。【解题思路】物体A、B和轻弹簧静止竖立在水平地面上，弹簧压缩，由kx1=mAg，解得x1=mAg/k。在物体A上施加一个竖直向上的恒力，若恒力大小为F0，物体B恰好不会离开地面，对物体B，由平衡条件，kx2=mBg；解得x2=m

7、Bg/k。在物体A上施加一个竖直向上的恒力，若恒力大小为F0，恒力做功W1=F0（x1+x2）。恒力大小为2F0，恒力做功W2=2F0（x1+x2）。两次弹簧弹性势能变化相同，物体A重力势能变化相同，W2-W1=F0（x1+x2）==，即+=，解得mA︰mB=2︰1，选项A正确。【易错警示】解答此题常见错误主要有：一是对题述物体B恰好不会离开地面隐含的条件不能挖掘出来；二是对题述在物体A上施加一个竖直向上的恒力理解不清；三是没有正确根据功能关系解答。4.风洞是一种检测飞机、汽车性能的高科技设施。图示为某兴趣小组设计