《专题07 功和能-2019年高考真题和模拟题分项汇编物理 Word版含解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《专题07 功和能-2019年高考真题和模拟题分项汇编物理 Word版含解析.pdf（9页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、专题 07 功和能 1（2019新课标全国卷）从地面竖直向上抛出一物体，其机械能 E总等于动能 Ek与重力势能 Ep之和。 取地面为重力势能零点，该物体的 E总和 Ep随它离开地面的高度 h 的变化如图所示。重力加速度取 10 m/s2。由图中数据可得 A物体的质量为 2 kg Bh=0 时，物体的速率为 20 m/s Ch=2 m 时，物体的动能 Ek=40 J D从地面至 h=4 m，物体的动能减少 100 J 【答案】AD 【解析】 A Eph 图像知其斜率为 G， 故 G=20 N， 解得 m=2 kg， 故 A 正确 B h=0 时， Ep=0， 80 J 4 m Ek=E机Ep=1
2、00 J0=100 J，故=100 J，解得：v=10 m/s，故 B 错误；Ch=2 m 时，Ep=40 2 1 2 mv J，Ek=E机Ep=85 J40 J=45 J，故 C 错误；Dh=0 时，Ek=E机Ep=100 J0=100 J，h=4 m 时， Ek=E机Ep=80 J80 J=0 J，故 EkEk=100 J，故 D 正确。 2（2019新课标全国卷）从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小 不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度h在3 m以内时，物体上升、下落过程中动能Ek 随h的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。该物体的质量
3、为 A2 kgB1.5 kgC1 kgD0.5 kg 【答案】C 【解析】对上升过程，由动能定理，得，即 F+mg=12 N；下落过程，即N，联立两公式，得到 m=1 kg、F=2 N。 3（2019江苏卷）如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态小物块的质量为m，从A 点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止物块向左运动的最大距 离为s，与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度在上述过程中 A弹簧的最大弹力为mg B物块克服摩擦力做的功为2mgs C弹簧的最大弹性势能为mgs D物块在A点的初速度为 2 gs 【答案】BC 【解析】小物块压缩弹簧最短时
4、有，故 A 错误；全过程小物块的路程为，所以全过程中 Fmg 弹 2s 克服摩擦力做的功为：，故 B 正确；小物块从弹簧压缩最短处到 A 点由能量守恒得：2mgs ，故 C 正确；小物块从 A 点返回 A 点由动能定理得：，解得： ，故 D 错误。 0 2vgs 4（2019浙江选考）奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示，下列说法不正确的是 A加速助跑过程中，运动员的动能增加 B起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增加 C起跳上升过程中，运动员的重力势能增加 D越过横杆后下落过程中，运动员的重力势能减少动能增加 【答案】B 【解析】加速助跑过程中速度增大，动能增加，A 正确；撑杆从开始形变到撑杆恢复形变
5、时， 先是运动员部分动能转化为杆的弹性势能，后弹性势能转化为运动员的动能与重力势能，杆的 弹性势能不是一直增加，B 错误；起跳上升过程中，运动员的高度在不断增大，所以运动员的 重力势能增加，C 正确；当运动员越过横杆下落的过程中，他的高度降低、速度增大，重力势 能被转化为动能，即重力势能减少，动能增加，D 正确。 5（2019浙江选考） 如图所示为某一游戏的局部简化示意图。 D 为弹射装置， AB 是长为 21 m 的水平轨道， 倾斜直轨道 BC 固定在竖直放置的半径为 R=10 m 的圆形支架上，B 为圆形的最低点，轨道 AB 与 BC 平 滑连接，且在同一竖直平面内。某次游戏中，无动力小车
6、在弹射装置 D 的作用下，以 v0=10 m/s 的速度 滑上轨道 AB，并恰好能冲到轨道 BC 的最高点。已知小车在轨道 AB 上受到的摩擦力为其重量的 0.2 倍， 轨道 BC 光滑，则小车从 A 到 C 的运动时间是 A5 sB4.8 sC4.4 s D3 s 【答案】A 【 解 析 】 设 小 车 的 质 量 为 m， 小 车 在 AB 段 所 匀 减 速 直 线 运 动 ， 加 速 度 ，在 AB 段，根据动能定理可得，解得 ，故；小车在 BC 段，根据机械能守恒可得，解得4 m/s B v ，过圆形支架的圆心 O 点作 BC 的垂线，根据几何知识可得，解得0.8 m CD h ，
7、故小车在 BC 上运动的加速度为， 故小车在 BC4 m BC x 段的运动时间为，所以小车运动的总时间为，A 正确。 6 （2019江苏省扬州中学高三模拟） 如图所示， 平直木板 AB 倾斜放置， 小物块与木板间的动摩擦因数由 A 到 B 均匀增大，小物块从 A 点由静止释放，恰好可以到达 B 点，小物块的速度 v、加速度 a、动能 Ek和 机械能 E机（取地面为零势能面）随下滑位移 x 变化的图像可能正确的是 A B C D 【答案】C 【解析】设斜面的倾角为 据题有 =kx，k 是常数。小物块所受的滑动摩擦力大小为 f=mgcos=kxmgcos，知 fx根据动能定理得，得 v2=2gx
8、sin kx2gcos，知 vx 图象为曲线，故 A 错误。根据牛顿第二定律得 mgsinmgcos=ma，结合 =kx，得 a=gsinkxgcos，a 随 x 先均匀减小后反向均匀增大，加速度先正后负，故 B 错误。根据动能定理得 ，得 Ek=mgxsinkx2mgcos，知 Ekx 是开口向下的抛物线，故 C 1 2 正确。根据功能关系知，随着 x 的增大，E机x 图象 斜率绝对值增大，故 D 错误。 7（2019湖南省衡阳市三模）如图所示，用铰链将三个质量均为 m 的小球 A、B、C 与两根长为 L 轻杆相 连，B、C 置于水平地面上，系统静止时轻杆竖直，现给系统一个微小扰动，B、C
9、在杆的作用下向两侧 滑动，三小球始终在同一竖直平面内运动，忽略一切摩擦，重力加速度为 g，则此过程中 A球 A 的机械能一直减小 B球 C 的机械能一直增大 C球 B 对地面的压力不可能小于 mg D球 A 落地的瞬时速度为2gL 【答案】D 【解析】因为 A、B、C 组成的系统机械能守恒，在 A 落地前，BC 运动；在 A 落地时，BC 停止运动。 由于系统机械能守恒可知，A 的机械能转化为 BC 的动能，故 A 的机械能不可能一直减小，同理 C 的机 械能不可能一直增大，故 A B 错误 ； 在 A 落地前，B 做减速运动，由于轻杆对 B 有斜向上的拉力，因此 B 对地面的压力可小于 mg
10、，故 C 错误；根据动能定理可得：mgL=mv2，解得：，故 D 正确。 1 2 2vgL 8（2019四川省成都市高三三模）目前，我国在人工智能和无人驾驶技术方面已取得较大突破。为早日实 现无人驾驶，某公司对汽车性能进行了一项测试，让质量为 m 的汽车沿一山坡直线行驶。测试中发现， 下坡时若关掉油门，则汽车的速度保持不变；若以恒定的功率 P 上坡，则从静止启动做加速运动，发生 位移 s 时速度刚好达到最大值 vm。设汽车在上坡和下坡过程中所受阻力的大小分别保持不变，下列说法 正确的是 A关掉油门后的下坡过程，汽车的机械能守恒 B关掉油门后的下坡过程，坡面对汽车的支持力的冲量为零 C上坡过程中
11、，汽车速度由增至，所用的时间可能等于 m 4 v m 2 v 2 m 3 32 mv P D上坡过程中，汽车从静止启动到刚好达到最大速度 vm，所用时间一定小于 m 2s v 【答案】D 【解析】 A、 关掉油门后的下坡过程， 汽车的速度不变、 动能不变， 重力势能减小， 则汽车的机械能减小， 故 A 错误 ； B、关掉油门后的下坡过程，坡面对汽车的支持力大小不为零，时间不为零，则冲量不为零， 故 B 错误；C、上坡过程中，汽车速度由增至，所用的时间为 t，根据动能定理可得： 4 m v 2 m v ，解得，故 C 错误 ； D、上坡过程中，汽车从静止启动到刚 好达到最大速度，功率不变，则速度
12、增大、加速度减小，所用时间为，则，解得， m v 1 t 1 2 m v ts 1 2 m s t v 故 D 正确。 9（2019河南省郑州一中高三模拟）沙坡头景区的滑沙项目由于惊险刺激，因此深受游客的喜欢。假设某 条滑道由上下两段高均为 h，与水平面倾角分别为和的滑道组成，滑沙板与沙地之间的动摩擦因4537 数为。质量为 m 的载人滑沙板从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于 滑道的底端 （不计滑沙板在两段滑道交接处的能量损失， sin37=0.6， cos37=0.8， 重力加速度大小为 g）。 则 A动摩擦因数 6 7 B载人滑沙板最大速度为 2 7 gh C载
13、人滑沙板克服摩擦力做功为 mgh D载人滑沙板在下段滑道上的加速度大小为 3 5 g 【答案】AB 【解析】A 项 ： 对整个过程，由动能定理得 ：，解得 ： ，故 A 正确；B 项：滑草车通过第一段滑道末端时速度最大，设为 v，由动能定理得： 6 = 7 ，故 B 正确；C 项：对整个过程，由动能定理得：，解 得：载人滑草车克服摩擦力做功为：Wf=2mgh。故 C 错误；D 项：载人滑草车在下段滑道上的加速度大 小为：，故 D 错误。 10（2019陕西省西安市高三第三次质量检测）如图所示，水平传送带两端间的距离为，传送带，AB、L 运动到端，此过程中针方向运动，一个质量为的小物体以一定的初
14、速度从端滑上传送带，运动B m A 到端，此过程中物块先做匀加速直线运动后做匀速直线运动，物块做匀加速直线运动的时间与做匀B 速直线运动时间相等，两过程中物块运动的位移之比为 2:3，重力加速度为 g，传送带速度大小不变。 下列说法正确的是 A物块的初速度大小为 2 v B物块做匀加速直线运动的时间为 3 5 L v C物块与传送带间的动摩擦因数为 2 10 9 v gL D整个过程中物块与传动带因摩擦产生的热量为 2 9 mv 【答案】BC 【解析】由题意知，得，A 错误；匀速运动中，则，匀加速与匀 0 3 v v 3 5 L vt 3 5 L t v 速时间相等，B 正确；由运动学公式得动
15、摩擦因数为，C 正确；由 2 10 9 v gL 热量，得，选项 D 错误。 Qfs 相对 2 2 9 mv Q 11（2019安徽省阜阳市第三中学模拟）如图所示，物体 A、B 通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧， 物体 A、B 的质量分别为 2m、m，开始时细绳伸直，用手托着物体 A 使弹簧处于原长且 A 与地面的距 离为 h，物体 B 静止在地面上，放手后物体 A 下落，与地面即将接触时速度大小为 v，此时物体 B 对地 面恰好无压力，不计一切摩擦及空气阻力，重力加速度大小为 g，则下列说法中正确的是 A物体 A 下落过程中，物体 A 和弹簧组成的系统机械能守恒 B弹簧的劲度系数为 2mg
16、 h C物体 A 着地时的加速度大小为 2 g D物体 A 着地时弹簧的弹性势能为 2 5 m/sv 【答案】AC 【解析】A 项：由题知道，物体 A 下落过程中，B 一直静止不动。对于物体 A 和弹簧组成的系统，只 有重力和弹力做功，则物体 A 和弹簧组成的系统机械能守恒，故 A 正确；B 项：物体 B 对地面的压力 恰好为零，故弹簧的拉力为 T=mg，开始时弹簧处于原长，由胡克定律知：T=kh，得弹簧的劲度系数为 ，故 B 错误；C 项：物体 A 着地时，细绳对 A 的拉力也等于 mg，对 A，根据牛顿第二定律得 mg k h 2mgmg=2ma，得，故 C 正确；D 项：物体 A 与弹簧
17、系统机械能守恒，有：， 2 g a 所以，故 D 错误。 12（2019湖南省长沙市第一中学高三下学期高考模拟）如图所示，A 物体质量为 m，B 质量为 2m，用一 轻绳相连， 将 A 用一轻弹簧悬挂于天花板上， 系统处于静止状态， 此时弹簧的伸长量为 x， 弹性势能为 Ep， 已知弹簧的弹性势能与形变量的平方成正比，且弹簧始终在弹性限度内现将悬线剪断，则在以后的 运动过程中，A 物体的 A最大动能为 82 93 p Emgx B最大动能为 82 93 p Emgx C速度达到最大时，弹簧弹力做功为 1 9 p E D速度达到最大时，弹簧弹力做功为 8 9 p E 【答案】AD 【解析】设弹簧
18、的劲度系数为 k，初始状态，动能最大时，弹簧伸长量，知 A 物 3mg x k 1 3 mg xx k 体向上移动的距离xx，已知弹簧的弹性势能与形变量的平方成正比，则 A 物体动能最大时，弹性 2 3 势能为EP， 则弹性势能减小EP。 因为弹力做功等于弹性势能的减小量， 所以 A 物体速度达到最大时， 1 9 8 9 弹簧弹力做功为Ep。在此过程中，弹性势能减小EP，重力势能增加mgx，则动能增加Epmgx， 8 9 8 9 2 3 8 9 2 3 即最大动能为Epmgx。故 AD 正确，BC 错误。 8 9 2 3 13 （2019山西省太原市第五中学高三模拟） 如图所示， DO 是水平
19、面， AB 是斜面， 初速度为 v0的物体从 D 点出发沿 DBA 滑动到顶点 A 时速度刚好为零， 如果斜面改为 AC， 让该物体从 D 点出发沿 DCA 滑动到 顶点 A 且速度刚好为零，若已知该物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为零，则由此可知 A该物体从 D 点出发（沿 DCA 滑动刚好到顶点 A）初速度一定也为 v0 B该物体从 D 点出发（沿 DCA 滑动刚好到顶点 A）初速度不一定为 v0 C该物体从 A 点静止出发沿 ACD 滑动到 D 点的速度大小一定为 v0 D该物体从 A 点静止出发沿 ACD 滑动到 D 点的速度一定小于 v0 【答案】AD 【解析】物体从 D 点滑动到顶点 A 过程中，由动能定理可得: ，由几何关系，因而上式可以简化为 ，即，从上式可以看出，到达 顶点的动能与路径无关， 所以该物体从 D 点出发 （沿 DCA 滑动刚好到顶点 A） 初速度一定也为 v0， 故 A 正确 ； B错误 ； 该物体从A点静止出发沿ACD 滑动到D点有动能定理可知 ： 与公式，比较可知：，故 C 错误；D 正确；故选 AD。 0 vv