人教6.4 功能关系及能量守恒定律（练）--2023年高考物理一轮复习讲练测（全国通用）（解析版）.docx

专题6.4 功能关系及能量守恒定律
一、单选题
1．炒茶厂的水平传送带装置如图甲所示，可简化为图乙所示模型，传送带上面始终以m/s的速度向右运动，传送带A、B两端的距离，将质量kg的小茶叶盒轻轻放到传送带左端。盒子与传送带之间的动摩擦因数，忽略盒子的大小，g取10m/s2，下列说法正确的是（　　）
A．盒子在传送带上始终受重力、弹力和摩擦力的作用
B．盒子从左端运动到右端的时间为s
C．盒子从左端运动到右端的过程中，摩擦力对盒子做的功为4J
D．盒子从左端运动到右端的过程中，由于摩擦而产生的热量为2J
【答案】D
【解析】
A．盒子刚放上传送带上受重力、支持力和摩擦力作用，此时的加速度大小为
当盒子加速至时的位移大小为
所以盒子先做匀加速运动，后随传送带匀速运动，当盒子匀速运动时处于平衡状态，只受到重力和弹力作用，故A错误；
B．盒子匀加速运动的时间为
盒子匀速运动的时间为
所以盒子从左端运动到右端的时间为
故B错误；
C．盒子从左端运动到右端的过程中，摩擦力对盒子做的功为
故C错误；
D．盒子从左端运动到右端的过程中，由于摩擦而产生的热量
故D正确。
故选D。
2．如图所示，固定的粗糙斜面倾角为，将一物体从斜面上由静止释放，物体沿着斜面向下做匀加速直线运动，关于物体在斜面上的运动，下列说法正确的是（　　）
A．物体与斜面间的动摩擦因数大于
B．物体减少的机械能等于克服摩擦力所做的功
C．物体获得的动能大于克服摩擦力所做的功
D．物体获得的动能等于重力做的功
【答案】B
【解析】
A．物体沿斜面加速下滑，根据受力分析可得
化简得
故A错误；
B．根据能量守恒定律可知，物体减少的机械能等于克服摩擦力所做的功，故B正确；
C．物体下滑距离x过程，根据动能定理可得
动能与克服摩擦力做功的比值
这个比值可能大于1，也可能介于0和1之间，所以动能和克服摩擦力做功的大小无法比较，故C错误；
D．由上述分析可知
故D错误。
故选B。
3．如图所示，在光滑水平面上，有一绝缘长木板B静止在水平向右的匀强电场中，电场强度大小为E，现把电荷量为的小物块A从B的左端由静止释放，经过一段时间后（A未从B上掉落），A向右运动的位移大小为，B向右运动的位移大小为，已知A与B接触面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、B的质量均为m，下列说法正确的是（　　）
A．若，则
B．若，则
C．若，则该过程中因摩擦产生的热量
D．该过程中，A、B系统的电势能减小，机械能增加
【答案】C
【解析】
A．假设A、B系统一起向右加速，对A、B系统受力分析，根据牛顿第二定律有
可得，A、B系统共同的加速度为
此时长木板B受到的摩擦力为
若，则长木板B受到的摩擦力
假设成立，说明此时A、B间为静摩擦，A、B一起向右加速，则，故A错误；
BC．由上分析可知，若，则长木板B受到的摩擦力
说明A、B发生相对滑动，对小物块A受力分析，根据牛顿第二定律有
对长木板B受力分析，根据牛顿第二定律有
由于，可得
则根据匀变速直线运动的位移公式
可得
根据功能关系，可得该过程中因摩擦产生的热量为
故B错误，C正确；
D．根据功能关系，即电场力做功的多少等于电势能变化的多少，可知A、B系统减少的电势能为。由上分析可知，若，即若A、B一起运动，则根据能量的转化和守恒可知，A、B系统增加的机械能等于A、B系统减少的电势能即为。若，即A、B发生相对滑动，根据能量的转化可知，A、B系统减少的电势能转化为A、B摩擦产生的内能和A、B的机械能，则A、B系统增加的机械能为
故D错误。
故选C。
二、多选题
4．如图所示，传送带底端A点与顶端B点的高度差为h，传送带在电动机的带动下以速率v匀速运动。现将一质量为
m的小物体轻放在传送带上的A点，物体在摩擦力的作用下向上传送，在到达B点之前，已经与传送带共速，物体与传送带因摩擦产生的热量为Q。则在传送带将物体从A送往B的过程中，下列说法正确的是（       ）
A．物体与传送带因摩擦产生的热量为
B．传送带对物体做功为
C．传送带对物体做功为
D．为传送物体，电动机需对传送带额外做功
【答案】BD
【解析】
A．设物体相对传送带滑动时的加速度大小为a，则物体从放上传送带到速率达到v所经历的时间为
t时间内物体和传送带的位移大小分别为
物体相对于传送带滑动的位移大小为