2019年高考物理真题和模拟题分项汇编专题07功和能含解析.pdf

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1、功和能功和能 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】AEph图像知其斜率为G，故G=20 N，解得m=2 kg，故 A 正确 Bh=0 时，Ep=0， 80 J 4 m Ek=E机Ep=100 J0=100 J，故=100 J，解得

2、：v=10 m/s，故 B 错误 ； Ch=2 m 时，Ep=40 J， 2 1 2 mv 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。该物体的质量为 A2 kgB1.5 kg

3、C1 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有，故 A 错误；全过程小物块的路

4、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时，先是运动 员部分动能转化为杆的弹性势能，后

5、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，无动力小车在弹射装置D的作用下，以v0=10 m/s 的速度滑上 轨道AB，

6、 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 sD3 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BC4 m/s B v 段，根据机械能守恒可得，解得，过圆形支架的圆心O点作BC的垂线，根0.8 m CD h 据几何知识可得，解得，故小车在BC上运动的加速度为4 m BC x ，故小车在BC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

7、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 AB CD 【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=2gxsinkx2gcos， 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

8、。 根据动能定理得，得Ek=mgxsinkx2mgcos，知Ekx是开口 1 2 向下的抛物线，故 C 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、

9、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，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

10、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，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

11、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4537 因数为。质量为m的载人滑沙板从坡顶由静止

12、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

13、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

14、 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

15、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 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， mg

16、 k h 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 2mg mg=2ma， 得，故 C 正确；D 项：物体A与弹簧系统机械能守恒，有：，所以 2 g a ，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 8

17、2 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 2 3 性势能为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 1 9 8 9 时，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Ep 8 9 8 9 2 3 8 9 mgx，即最大动能为Epm

18、gx。故 AD 正确，BC 错误。 2 3 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 0 vv 正确；故选 AD。