高考物理试题分项版汇编系列专题07功和能含解析.doc
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1、1 / 37【2019【2019最新最新】精选高考物理试题分项版汇编系列专题精选高考物理试题分项版汇编系列专题0707功和能含解析功和能含解析 一、单选题一、单选题1如图所示,将一质量为m的小球从空中O点以速度水平抛出,飞行一段时间后,小球经过P点时动能,不计空气阻力,则小球从O到P过程中()2 05KEmv2 05KEmvA. 经过的时间为03v gB. 速度增量为,方向斜向下03vC. 运动方向改变的角度的正切值为1 3D. 下落的高度为2 05v g【答案】A2类比是一种常用的研究方法对于直线运动,教科书中讲解了由图像求位移,由 (力-位移)图像求做功的方法请你借鉴此方法分析下列说法,其
2、中正确的是()vtFxA. 由 (力-速度)图线和横轴围成的面积可求出对应速度变化过程中力做功的功率FvB. 由 (力-时间)图线和横轴围成的面积可求出对应时间内力所做的冲量FtC. 由 (电压-电流)图线和横轴围成的面积可求出对应的电流变化过程中电流的功率UID. 由 (角速度-半径)图线和横轴围成的面积可求出对应半径变化范围内做圆周运动物体的线速度r【答案】B【解析】图线中任意一点的横坐标与纵坐标的乘积等于,即瞬时功率,故图象与横轴围成的面积不一定等于,即不是对应速度变化过程中力做功的功率,A错误2 / 37;(力-时间)图线和横轴围成的面积表示冲量, B正确;由(电压-电流)图线,根据公
3、式可知,根据与的坐标值的乘积,求出对应电流做功的功率,C错误;图线中任意一点的横坐标与纵坐标的乘积等于,即线速度;故图象与横轴围成的面积不一定等于,即不一定等于线速度,D错误选BFvFv FvFtUIPUIUIrrr3一个小球从高处由静止开始落下,从释放小球开始计时,规定竖直向上为正方向,落地点为重力势能零点小球在接触地面前、后的动能保持不变,且忽略小球与地面发生碰撞的时间以及小球运动过程中受到的空气阻力图中分别是小球在运动过程中的位移、速度、动能和重力势能随时间变化的图象,其中正确的是()xvkEpEtA. B. C. D. 【答案】B【解析】A位移,所以开始下落过程中位移随时间应该是抛物线
4、,故A错误;21 2xgtB速度,与地面发生碰撞反弹速度与落地速度大小相等,方向相反,故B正确;vgtC小球自由落下,在与地面发生碰撞的瞬间,反弹速度与落地速度大小相等,若从释放时开始计时,动能,所以开始下落过程中动能随时间应该是抛物线,故C错误;22 2 k11=22Emvmg t3 / 37D重力势力,小球开始时离地面的高度故D错误2 2 p1 2Emg HxmgHmg tH故选B。4一个小球从高处由静止开始落下,从释放小球开始计时,规定竖直向上为正方向,落地点为重力势能零点小球在接触地面前、后的动能保持不变,且忽略小球与地面发生碰撞的时间以及小球运动过程中受到的空气阻力图中分别是小球在运
5、动过程中的位移、速度、动能和重力势能随时间变化的图象,其中正确的是()xvkEpEtA. B. C. D. 【答案】B【解析】A位移,所以开始下落过程中位移随时间应该是抛物线,故A错误;21 2xgtB速度,与地面发生碰撞反弹速度与落地速度大小相等,方向相反,故B正确;vgtC小球自由落下,在与地面发生碰撞的瞬间,反弹速度与落地速度大小相等,若从释放时开始计时,动能,所以开始下落过程中动能随时间应该是抛物线,故C错误;22 2 k11=22Emvmg tD重力势力,小球开始时离地面的高度故D错误2 2 p1 2Emg HxmgHmg t4 / 37H故选B。5如图所示,在倾角为30的斜面上的P
6、点钉有一光滑小铁钉,以P点所在水平虚线将斜面一分为二,上部光滑,下部粗糙一绳长为3R轻绳一端系与斜面O点,另一端系一质量为m的小球,现将轻绳拉直小球从A点由静止释放,小球恰好能第一次通过圆周运动的最高点B点已知OA与斜面底边平行,OP距离为2R,且与斜面底边垂直,则小球从A到B 的运动过程中( )A. 合外力做功mgR B. 重力做功2mgR1 2C. 克服摩擦力做功mgR D. 机械能减少mgR.3 41 4【答案】D【解析】以小球为研究的对象,则小球恰好能第一次通过圆周运动的最高点B点时,绳子的拉力为0,小球受到重力与斜面的支持力,重力沿斜面向下的分力恰好充当向心力,得:2 0sin30B
7、vmgmR解得:x1kw0sin302BgRvgRA到B的过程中,重力与摩擦力做功,设摩擦力做功为Wf,则解得:021sin3002fBmgRWmv6一辆质量为m的汽车在平直公路上,以恒定功率P行驶,经过时间t,运动距离为x,速度从v1增加到v2,已知所受阻力大小恒为f,则下列表达式正确的是( 5 / 37)A. x=t B. P=fv112 2vvC. = D. Ptfx=mv22mv121P v2P v12()m vv t1 21 2【答案】D【解析】汽车以恒定功率P行驶,则,物体做加速度减小的加速,最终匀速。PfmavA:物体做变加速运动,匀变速直线运动的公式不成立。故A错误。B:、;故
8、B错误。1 1PFv1FfC:,物体做变加速运动,故C错误。PFvD:据动能定理:,则;故D正确。FfKWWE 22 2111 22Ptfxmvmv7如图所示,质量分别为mA和mB的两小球用轻绳连接在一起,并用细线悬挂在天花板上,两小球恰处于同一水平位置,细线与竖直方向间夹角分别为1与2(12)。现将A、B间轻绳剪断,则两小球开始摆动,最大速度分别为vA和vB,最大动能分别为EkA和EkB,则下列说法中正确的是A. mB mAB. 轻绳剪断时加速度之比为tan1:tan2C. vAEkB【答案】A【解析】试题分析:未剪断细绳时两球都处于平衡状态,设两球间的水平细绳的拉力大小为T对A球分析受力如
9、图由平衡条件得:,同理,对B球有:,则得,因,故,A正确轻绳剪断时加速度之比为,B错误;两球摆到最低点时速度最大,动能最大根据机械能守恒得:A球有,得,同理对B可得,由图知:,故,C错误;最大动能,由图知:,6 / 37但,不一定大于,D错误选A.1ATm gtan2BTm gtan12ABm gtanm gtan12ABmm12 12:AB AB ABm gsinm gsinaasinsinmm2 1112AAAAm gLcosm v121AAvgLcos221BBvgLcosABLL12ABvv2 1112kAAAAAEm vm gLcos2 2112kBBBBBEm vm gLcosAB
10、LL12ABmmkAEkBE【点睛】未剪断细绳时两球都处于平衡状态,由平衡条件列式,得到水平绳的拉力与质量的大小,从而得到两球质量关系将A、B间轻绳剪断瞬间,由牛顿第二定律求加速度之比,两小球摆动过程中,机械能守恒,到达最低点时的速度,根据机械能守恒定律列式,分析最大速度的大小8汽车发动机的额定功率为,它以额定功率在平直公路上行驶的最大速度为,那么汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力的大小是( )A. B. C. D. 【答案】B【解析】汽车匀速运动,说明汽车处于受力平衡状态,此时汽车受到的阻力的大小和汽车的牵引力大小相等由可以求得:,故选项B正确。点睛:本题考查了求汽车所示阻力,知道汽车速度
11、最大时做匀速直线运动,应用、平衡条件即可解题。9如图所示,轻弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为m的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上,弧形槽底端与水平面相切,一个质量也为m的小物块从槽高h处开始自由下滑,下列说法正确的是A. 在下滑过程中,物块的机械能守恒B. 物块被弹簧反弹后,做匀速直线运动C. 在下滑过程中,物块和槽的动量守恒D. 物块被弹簧反弹后,能回到槽高h处【答案】B7 / 37【解析】在物块下滑的过程中,斜槽将后退,物块与弧形槽系统只有重力做功,机械能守恒;对于物块,除了重力做功外,支持力做功,则物块的机械能不守恒故A错误物块加速下滑,竖直方向受向下合力,物块与槽在水平方向上不受外力,所
12、以只能在水平方向动量守恒故C错误因为物块与槽在水平方向上动量守恒,由于质量相等,根据动量守恒,物块离开槽时速度大小相等,方向相反,物块被弹簧反弹后,与槽的速度相同,做匀速直线运动故B正确,D错误故选B10太阳神车由四脚的支架吊着一个巨大的摆锤摆动,游客被固定在摆下方的大圆盘A上,如图所示摆锤的摆动幅度每边可达1206台大功率的异步驱动电机同时启动,为游客创造4.3g的加速度,最高可飞跃至15层楼高的高空如果不考虑圆盘A的自转,根据以上信息,以下说法中正确的是( )A. 当摆锤摆至最高点的瞬间,游客受力平衡B. 当摆锤摆至最高点时,游客可体验最大的加速度C. 当摆锤在下摆的过程中,摆锤的机械能一
13、定不守恒D. 当摆锤在上摆过程中游客体验超重,下摆过程游客体验失重【答案】C【解析】A、当摆锤摆至最高点的瞬间,摆锤与游客将开始下降,具有向下的加速度,游客受力不平衡,故A错误;B、当摆锤摆至最高低时,摆锤的速度最大,向心加速度最大,所以游客可体验最大的加速度,故B错误;C、当摆锤在下摆的过程中,由于电动机做正功,摆锤的机械能一定不守恒,故C正确;D、当摆锤在上摆过程中,摆锤向上做匀减速运动,加速度方向向下,游客体验失重,故D错误;故选C。112015年莫斯科世锦赛上,我国男子短道速滑队时隔15年再次站到5000m接力的冠军颁奖台上。观察发现,“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙8 /
14、 37前面,并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲,甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,则( )。A. 甲对乙的作用力与乙对甲的作用力相同B. 甲对乙的作用力一定做正功,乙的动能增大C. 乙对甲的作用力一定做正功,甲的动能增大D. 甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量【答案】C【解析】A、由牛顿第三定律可知,作用力与反作用力大小相等,方向相反,所以甲对乙的作用力与乙对甲的作用力大小相等,方向相反,故A错误;B、甲对乙的作用力一定做负功,乙的动能减小,故B错误;C、乙对甲的作用力一定做正功,甲的动能增大,故C正确;D、甲、乙间的作用力大小相等,
15、不知道甲、乙的质量关系,不能求出甲乙动能变化关系,故D错误;故选C。12太阳能路灯是采用晶体硅太阳能电池供电,用于代替传统公用电力照明的路灯,白天太阳能电池对蓄电池充电,晚上蓄电池的电能供给路灯照明。太阳光垂直照射到地面上时,单位面积的辐射功率为。某一太阳能路灯供电系统对一盏LED灯供电,太阳能电池的光电转换效率为15左右,电池板面积1m2,采用一组24V的蓄电池(总容量300Ah),LED路灯规格为“40W,24V”,蓄电池放电预留20容量。下列说法正确的是()33 01.0 10 W/mP A. 蓄电池的放电电流约为0.6AB. 一盏LED灯每天消耗的电能约为0.96kWhC. 该太阳能电
16、池板把光能转换为电能的功率约为40WD. 把蓄电池完全充满电,太阳照射电池板的时间不少于38.4h【答案】D【解析】蓄电池的放电电流为,故A错误;一盏LED灯的功率为40W,每天平均使9 / 37用按10小时算,每天消耗的电能约为:W=Pt=40W10h=400Wh=0.40kWh,故B错误;太阳能电池板把光能转化为电能的功率P=P0S15%=1.0103115%=150W,故C错误;把蓄电池完全充满电,假设太阳能电池板全部用于对蓄电池充电,需能量为:E=(1-0.2)qU=0.830024Wh=5760Wh,而太阳能电池的即使一直垂直照射,功率为150W,故用时约:t=38.4h,故D正确,
17、故选D.401.6724PIAU5760 15013载人飞行包是一个单人低空飞行装置,如图所示,其发动机使用汽油作为燃料提供动力,可以垂直起降,也可以快速前进,若飞行包(包括人)在竖直匀速降落的过程中(空气阻力不可忽略),下列的说法正确的是( )A. 发动机对飞行包做正功B. 飞行包的重力做负功C. 空气阻力对飞行包做负功D. 飞行包的合力做负功【答案】C【解析】飞行包(包括人)在竖直匀速降落的过程中,发动机的动力向上,则发动机对飞行包做负功故A错误高度下降,飞行包的重力做正功,故B错误空气阻力竖直向上,与位移方向相反,则空气阻力对飞行包做负功,故C正确飞行包匀速运动,合力为零,则飞行包的合力
18、不做功,故D错误故选C.14某质量为m的电动玩具小车在平直的水泥路上由静止沿直线加速行驶经过时间t前进的距离为x,且速度达到最大值vm,设这一过程中电动机的功率恒为P,小车受阻力恒为F,则t时间内( )A. 小车做匀加速运动B. 小车受到的牵引力逐渐增大C. 合外力对小车所做的功为 PtD. 牵引力对小车所做的功为 Fx+mvm21 2【答案】D10 / 37【解析】电动机功率恒定,P=F牵v,结合牛顿第二定律可知F牵-F=ma,v=at可知,当速度增大时,牵引力减小,加速度减小,故小车做加速度减小的变加速运动,故AB错误;整个过程中,牵引力做正功,阻力做负功,故合力做功为W=mvm2,Pt为
19、牵引力所做的功,故C错误;整个过程中,根据动能定理可知PtFxmvm2,解得Pt=Fx+mvm2,故D正确;故选D.xk.w1 21 21 2点睛:小车的恒定功率启动方式是一种最快的启动方式,是加速度不断减小的加速运动,运动学公式不再适用,但可以根据动能定理列式求解15极限跳伞(sky diving)是世界上最流行的空中极限运动,它的独特魅力在于跳伞者可以从正在飞行的各种飞行器上跳下,也可以从固定在高处的器械、陡峭的山顶、高地甚至建筑物上纵身而下,并且通常起跳后伞并不是马上自动打开,而是由跳伞者自己控制开伞时间,这样冒险者就可以把刺激域值的大小完全控制在自己手中。伞打开前可看做是自由落体运动,
20、打开伞后减速下降,最后匀速下落。如果用h表示人下落的高度,t表示下落的时间,Ep表示人的重力势能,Ek表示人的动能,E表示人的机械能,v表示人下落的速度,在整个过程中,忽略伞打开前空气阻力,如果打开伞后空气阻力与速度平方成正比,则下列图象可能符合事实的是( )A. B. C. D. 【答案】B点睛:解决本题的关键知道图象的物理意义,搞清运动员的运动情况,通过加速11 / 37度变化判断合力的变化,通过下降的高度判断重力势能的变化16一个人站在高为H的平台上,以一定的初速度将一个质量为m的小球抛出测出落地时小球的速度大小是V,不计空气阻力,人对小球做的功W及小球被抛出时的初速度大小V0分别为(
21、)A. , B. ,C. , D. ,【答案】A【解析】对小球在空中运动过程,有:;解得:,故A正确。点晴:本题考查了动能定理的直接应用,在不涉及到运动时间和运动过程以及变力做功时运用动能定理解题较为简洁、方便该题难度不大,属于基础题。17如图所示,在光滑的水平面上静止放一质量为m的木板B,木板表面光滑,左端固定一轻质弹簧。质量为2m的木块A以速度v0从板的右端水平向左滑上木板B。在木块A与弹簧相互作用的过程中,下列判断正确的是A. 弹簧压缩量最大时,B板运动速率最大B. 板的加速度一直增大C. 弹簧给木块A的冲量大小为01 3mvD. 弹簧的最大弹性势能为2 01 3mv【答案】D【解析】在
22、木块A与弹簧相互作用的过程中,从弹簧的压缩量达到最大到弹簧恢复原状的过程中,弹簧对木板B有向左的弹力,B板仍在加速,所以弹簧压缩量最大时,B板运动速率不是最大,当弹簧恢复原长时B板的速率最大,故A错误;弹簧压缩量先增加后减小,弹簧对B板的弹力先增大后减小,故B板的加速度先增加后减小,故B错误;设弹簧恢复原长时A与B的速度分别为v1和v2取向左为正方12 / 37向,根据动量守恒定律,有:2mv0=2mv1+mv2 ;根据机械能守恒定律,有:2mv02=2mv12+mv22 ;解得:v1=v0,v2=v0对滑块A,根据动量定理,有:I=2mv1-2mv0=-mv0(负号表示方向向右),故C错误;
23、当滑块与长木板速度相等时,弹簧的压缩量最大;根据动量守恒定律,有:2mv0=(m+2m)v ;1 21 21 21 34 34 3系统机械能守恒,根据守恒定律,有:Ep=2mv02-(2m+m)v2 ;由以上两式解得:Ep=mv02,故D正确;故选D.1 21 21 318某人身系弹性绳自高空p点自由下落,图中a点是弹性绳的原长位置,b点是人静止悬吊着的位置,c点是人所到达的最低点,空气阻力不计,则人( )A. 从p至c过程中人的动能不断增大B. 从p至a过程中人的机械能不守恒C. 从p至c过程中重力所做的功等于人克服弹性绳弹力所做的功D. 从a至c过程中人的重力势能减少量等于弹性绳的弹性势能
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