格物学 力学功能关系的应用

功能关系的应用-功能关系的应用知识点教师选题进阶单选题自测题解析-宁夏回族自治区等高中物理,平均正确率48.0%

2025-06-23
功能关系的应用-功能关系的应用知识点教师选题进阶单选题自测题解析-宁夏回族自治区等高中物理,平均正确率48.0%
1、['功能关系的应用', '应用动能定理求变力做的功']

正确率40.0%如图所示,木块质量为$${{M}{,}}$$放在光滑水平面上,一颗质量为$${{m}}$$的子弹以初速度$${{v}_{0}}$$水平射入木块中,射入深度为$${{d}{,}}$$平均阻力为$${{F}_{f}}$$.设木块离原点$${{s}}$$时开始匀速前进,最终速度为$${{v}{,}}$$则下列判断正确的是(

D

A.$$F_{\mathrm{f}} d=m v_{0}^{2}-m v^{2}$$

B.$$F_{\mathrm{f}} \, s=m v_{0}^{2}-( M+m ) v^{2}$$

C.$$F_{\mathrm{f}} ( s+d )=m v_{0}^{2}-( M+m ) v^{2}$$

D.上面公式均不正确

2、['牛顿第二定律', '功能关系的应用', '弹性势能']

正确率40.0%如图所示,三个小球$${{A}}$$、$${{B}}$$、$${{C}}$$的质量均为$${{m}}$$,$${{A}}$$与$${{B}}$$、$${{C}}$$间通过铰链用轻杆连接,杆长为$${{L}}$$,$${{B}}$$、$${{C}}$$置于水平地面上,用一轻质弹簧连接,弹簧处于原长。现$${{A}}$$由静止释放下降到最低点,两轻杆间夹角$${{α}}$$由$${{6}{0}{°}}$$变为$${{1}{2}{0}{°}}$$,$${{A}}$$、$${{B}}$$、$${{C}}$$在同一竖直平面内运动,弹簧在弹性限度内,忽略一切摩擦,重力加速度为$${{g}}$$。则此下降过程中$${{(}{)}}$$

A.释放$${{A}}$$的瞬间,$${{B}}$$受到地面的支持力等于$$1. 5 m g$$

B.$${{A}}$$的动能最大时,$${{B}}$$受到地面的支持力等于$$1. 5 m g$$

C.弹簧的弹性势能最大时,$${{A}}$$的加速度等于$${{0}}$$

D.弹簧的弹性势能最大值和系统动能的最大值相同

3、['功能关系的应用', '功率', '电功与电功率定义、表达式、物理意义及简单应用', '能量守恒定律']

正确率80.0%我国高铁的发展大幅提高铁路客货运输能力,有关资料表明,高铁以时速$$3 5 0 k m$$运行时每小时耗电$${{9}{6}{0}{0}}$$度、以时速$$2 5 0 k m$$运行时每小时耗电$${{4}{8}{0}{0}}$$度。高铁消耗的电能主要供给高铁的动力牵引系统,若不计其它系统、其它原因的电能消耗,则高铁在时速$$3 5 0 k m$$、$$2 5 0 k m$$时的阻力之比为$${{(}{)}}$$

A.$${{2}}$$:$${{1}}$$

B.$${{1}{0}}$$:$${{7}}$$

C.$${{7}}$$:$${{5}}$$

D.$${{1}{4}}$$:$${{5}}$$

4、['万有引力定律的常见应用', '功能关系的应用', '人造卫星的运行规律']

正确率80.0%我国第一颗人造地球卫星东方红一号已经运行了$${{5}{0}}$$多年$${{.}}$$如图所示,$${{A}}$$、$${{B}}$$是东方红一号绕地球运动的远地点和近地点,则东方红一号$${{(}{)}}$$

B

A.在$${{A}}$$点的角速度大于$${{B}}$$点的角速度

B.在$${{A}}$$点的加速度小于$${{B}}$$点的加速度

C.由$${{A}}$$运动到$${{B}}$$过程中动能减小,势能增加

D.由$${{A}}$$运动到$${{B}}$$过程中引力做正功,机械能增大

5、['用牛顿运动定律分析斜面体模型', '简谐运动的定义及特征', '用牛顿运动定律分析弹簧类问题', '受力分析', '功能关系的应用', '利用机械能守恒解决简单问题', '动能定理的简单应用']

正确率19.999999999999996%如图所示,一轻弹簧下端固定在倾角为$${{θ}}$$的光滑斜面底端,弹簧处于原长时上端在$${{O}}$$点,将一质量为$${{M}}$$的物块甲轻放在弹簧上端,物块甲下滑到$${{A}}$$点时速度最大,下滑到最低点$${{B}}$$时加速度大小为$$g \operatorname{s i n} \theta, \, \, \, O, \, \, \, B$$间距为$${{L}}$$。换用另一质量为$${{m}}$$的物块乙,从距$${{O}}$$点为$${{L}}$$的$${{C}}$$点静止释放,也刚好将弹簧压缩到$${{B}}$$点,不计空气阻力,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度大小为$${{g}}$$,则$${{(}{)}}$$

C

A.甲$${、}$$乙的质量之比为$${{1}{︰}{4}}$$

B.乙运动到$${{O}}$$点下方$$\frac{L} {2}$$处时速度最大

C.乙的最大速度为$${\frac{3} {2}} \sqrt{g L \operatorname{s i n} \theta}$$

D.乙在$${{B}}$$点时加速度大小为$${{2}{g}{{s}{i}{n}}{θ}}$$

6、['万有引力定律的简单计算', '功能关系的应用', '动能和势能的转化']

正确率60.0%由于地球对周围物体的吸引,而使物体具有的引力势能可表示为$$E_{p}=-\frac{G M m} {r} \langle$$选无限远引力势能为$${{0}{)}}$$,其中$${{G}}$$为引力常量$${、{M}}$$为地球质量$${、{m}}$$为物体质量$${、{r}}$$为物体到地心的距离。现利用火箭将质量为$${{m}_{0}}$$的人造地球卫星从地面发射到距地心为$${{R}_{1}}$$的回形轨道上做匀速圆周运动。已知地球质量为$${{M}{、}}$$地球半径为$${{R}}$$,忽略地球自转及空气阻力作用,则在此过程中,火箭至少做功为(

C

A.$$\frac{G M m_{1}} {2 R_{1}}$$

B.$$- \frac{G M m_{1}} {2 R_{1}}$$

C.$$G M m_{0} \ ( \frac{1} {R}-\frac{1} {2 R_{1}} )$$

D.$$G M m_{0} \ ( \frac{1} {R_{1}}-\frac{1} {R} )$$

7、['动量定理的内容及表达式', '冲量的定义、单位和矢量性', '动量守恒-系统受到外力矢量和为0', '功能关系的应用', '判断系统机械能是否守恒']

正确率40.0%如图所示,一个小滑块从静止在地面上的斜面上由静止滑下,所有接触面都是光滑的。则下列说法中正确的是$${{(}{)}}$$

B

A.由于没有任何摩擦损失,所以小滑块的机械能是不变的

B.小滑块在下滑的过程中,其机械能一直是减少的

C.小滑块由顶端滑到底端的过程中,其动量变化量与重力的冲量是相同的

D.小滑块由顶端滑到底端的过程中,小滑块与斜面组成的系统总动量守恒

8、['用牛顿运动定律分析弹簧类问题', '功能关系的应用', '从受力确定运动情况']

正确率40.0%如图,一轻质弹簧放在光滑斜面上且下端固定,一质量为$${{m}}$$

C

A.由$${{B}}$$到$${{C}}$$,滑块一直做减速运动

B.由$${{A}}$$到$${{C}}$$,滑块的机械能守恒

C.由$${{B}}$$到$${{C}}$$,弹性势能和滑块动能之和逐渐增大

D.在$${{C}}$$处,滑块的合外力为零

9、['功能关系的应用', '卫星变轨问题', '判断某个力是否做功,做何种功', '开普勒行星运动定律']

正确率40.0%$${{2}{0}{1}{6}}$$年$${{1}{0}}$$月$${{1}{7}}$$日,景海鹏和陈冬搭乘$${{“}}$$神舟十一号$${{”}}$$飞船飞向太空,于$${{1}{1}}$$月$${{1}{8}}$$日乘返回舱安全返回。返回舱在 $${{A}}$$点从圆形轨道$${Ⅰ}$$进入椭圆轨道$${Ⅱ}$$,如图所示。关于返回舱的运动,下列说法中正确的有

D

A.飞船在轨道$${Ⅰ}$$上经过 $${{A}}$$时需向运动的反方向喷气才能进入椭圆轨道$${Ⅱ}$$

B.飞船变轨后机械能不变

C.飞船在轨道$${Ⅱ}$$上运动的周期大于在轨道$${Ⅰ}$$上运动的周期

D.飞船在轨道$${Ⅱ}$$上由 $${{A}}$$ $${{B}}$$运动的过程中地球对飞船的引力做正功

10、['环绕天体运动参量的分析与计算', '万有引力定律的其他应用', '功能关系的应用', '向心力', '卫星变轨问题']

正确率40.0%科幻电影$${《}$$流浪地球$${》}$$讲述了太阳即将毁灭,人类无法生存,开启了$${{“}}$$流浪地球$${{”}}$$计划,试图带着地球一起逃离太阳系,寻找新家园.如图所示,若地球最初沿轨道$${Ⅲ}$$绕太阳做匀速圆周运动,通过多次的变轨最终逃离太阳系.下列说法正确的是(

C

A.地球在轨道$${Ⅲ}$$上经过$${{P}}$$点时的运行速度和在轨道$${Ⅱ}$$上经过$${{P}}$$点时的运行速度相等

B.地球在轨道$${Ⅲ}$$上经过$${{P}}$$点时的加速度比在轨道$${Ⅰ}$$上经过$${{P}}$$点时的加速度小

C.地球在轨道$${Ⅰ}$$上的机械能比在轨道$${Ⅱ}$$上的机械能大

D.地球在轨道$${Ⅰ}$$上的机械能比在轨道$${Ⅲ}$$上的机械能小

1. 解析:根据动量守恒和能量守恒分析子弹和木块系统。

子弹射入木块过程中,动量守恒:$$m v_0 = (M + m) v$$。

阻力做功等于系统动能损失:$$F_f d = \frac{1}{2} m v_0^2 - \frac{1}{2} (M + m) v^2$$。

木块从开始运动到匀速时,阻力做功为:$$F_f s = \frac{1}{2} M v^2$$。

综合以上两式得:$$F_f (s + d) = \frac{1}{2} m v_0^2 - \frac{1}{2} (M + m) v^2$$,即选项C正确。

2. 解析:分析A下降过程中受力及能量变化。

A释放瞬间,系统受力平衡:$$3mg = N_B + N_C$$,由于对称性,$$N_B = N_C = 1.5mg$$,选项A正确。

A动能最大时,加速度为零,受力平衡,支持力仍为$$1.5mg$$,选项B正确。

弹簧弹性势能最大时,A速度为零,但加速度不为零(向上),选项C错误。

系统动能最大值等于重力势能减少量减去弹性势能,两者不相等,选项D错误。

3. 解析:高铁阻力与速度关系为$$F \propto v^2$$,功率$$P = Fv \propto v^3$$。

耗电功率比为$$9600:4800 = 2:1$$,速度比为$$350:250 = 7:5$$。

由$$P \propto v^3$$得阻力比为$$\frac{2}{7^3} : \frac{1}{5^3} = 250:343 \approx 10:7$$,选项B正确。

4. 解析:卫星运动遵循开普勒定律。

A点距离地心较远,角速度较小,选项A错误。

由$$a = \frac{GM}{r^2}$$知,A点加速度较小,选项B正确。

由A到B过程中引力做正功,动能增大,势能减小,机械能守恒,选项C、D错误。

5. 解析:分析弹簧压缩过程能量关系。

甲在B点加速度为$$g \sin \theta$$,说明弹簧弹力为$$Mg \sin \theta$$。

乙从C到B过程中,能量守恒:$$mg \cdot 2L \sin \theta = \frac{1}{2} k L^2$$。

甲从O到B过程中:$$Mg L \sin \theta = \frac{1}{2} k L^2$$。

联立得$$m = 4M$$,即质量比为1:4,选项A正确。

乙速度最大时受力平衡,弹簧压缩量为$$\frac{L}{2}$$,选项B正确。

乙最大速度为$$\sqrt{2gL \sin \theta}$$,选项C错误。

乙在B点加速度为$$2g \sin \theta$$,选项D正确。

6. 解析:火箭做功等于卫星机械能增量。

卫星在轨道上的机械能为$$E = -\frac{GMm_0}{2R_1}$$。

地面引力势能为$$E_p = -\frac{GMm_0}{R}$$。

火箭做功为$$W = \frac{GMm_0}{R} - \frac{GMm_0}{2R_1}$$,选项C正确。

7. 解析:分析小滑块下滑过程。

斜面会移动,小滑块机械能不守恒,选项A错误。

斜面支持力对小滑块做负功,机械能减少,选项B正确。

动量变化量等于合外力冲量(重力冲量加支持力冲量),选项C错误。

系统水平方向动量守恒,总动量不守恒,选项D错误。

8. 解析:滑块运动过程分析。

由B到C,滑块先加速后减速,选项A错误。

机械能不守恒(弹簧弹力做功),选项B错误。

弹性势能和动能之和等于重力势能减少量,逐渐增大,选项C正确。

C处滑块加速度不为零,选项D错误。

9. 解析:飞船变轨过程分析。

飞船需减速进入椭圆轨道,选项A错误。

变轨后机械能减少,选项B错误。

轨道Ⅱ半长轴小于轨道Ⅰ半径,周期更小,选项C错误。

A到B过程中引力做正功,选项D正确。

10. 解析:地球变轨过程分析。

轨道Ⅲ到Ⅱ需加速,速度不等,选项A错误。

P点加速度由万有引力决定,与轨道无关,选项B错误。

轨道Ⅰ半径最大,机械能最大,选项C正确、D错误。

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