高考專(zhuān)題復(fù)習(xí)功和能答案

1、功和能(一)一、單項(xiàng)選擇題1.如圖所示，光滑斜面的頂端固定一彈簧，一小球向右滑行，并沖上固定在地面上的斜面設(shè)小球在斜面最低點(diǎn)A的速度為v，壓縮彈簧至C點(diǎn)時(shí)彈簧最短，C點(diǎn)距地面高度為h，則從A到C的過(guò)程中彈簧彈力做功是()Amghmv2B.mv2mghCmghD(mghmv2)解析：小球從斜面底端到最高點(diǎn)C的過(guò)程中，重力、彈簧彈力做功，C點(diǎn)為最高點(diǎn)，即vC0，由動(dòng)能定理得：mghW彈0mv2，W彈mghmv2，故A正確答案：A2.如圖所示，木板可繞固定水平軸O轉(zhuǎn)動(dòng)木板從水平位置OA緩慢轉(zhuǎn)到OB位置，木板上的物塊始終相對(duì)于木板靜止在這一過(guò)程中，物塊的重力勢(shì)能增加了2 J用FN表示物塊受到的支持力，

2、用Ff表示物塊受到的摩擦力在此過(guò)程中，以下判斷正確的是()AFN和Ff對(duì)物塊都不做功BFN對(duì)物塊做功為2 J，F(xiàn)f對(duì)物塊不做功CFN對(duì)物塊不做功，F(xiàn)f對(duì)物塊做功為2 JDFN和Ff對(duì)物塊所做功的代數(shù)和為0解析：由做功的條件可知：只要有力，并且物塊沿力的方向有位移，那么該力就對(duì)物塊做功由受力分析知，支持力FN做正功，但摩擦力Ff方向始終和速度方向垂直，所以摩擦力不做功由動(dòng)能定理知WFNmgh0，故支持力FN做功為mgh.答案：B3如圖所示，分別用F1、F2、F3將質(zhì)量為m的物體由靜止沿同一光滑斜面以相同的加速度從斜面底端拉到斜面的頂端，物體到達(dá)斜面頂端時(shí)，力F1、F2、F2的功率關(guān)系為()AP1

3、P2P3BP1>P2P3CP3>P2>P1DP1>P2>P3解析：設(shè)物體的質(zhì)量為m，三種情況下物體的加速度a相同，由牛頓第二定律知Fmgsinma，故各力在速度方向上的分量都相同，又因加速度相同，斜面長(zhǎng)度相同，所以三種情況下到達(dá)斜面頂端時(shí)的速度相等，所以據(jù)功率公式可知P1P2P3，故選A.答案：A4.一輛汽車(chē)在平直的公路上以某一初速度運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持恒定的牽引功率，其加速度a和速度的倒數(shù)圖象如圖所示若已知汽車(chē)的質(zhì)量，則根據(jù)圖象所給的信息，不能求出的物理量是()A汽車(chē)的功率B汽車(chē)行駛的最大速度C汽車(chē)所受到的阻力D汽車(chē)運(yùn)動(dòng)到最大速度所需的時(shí)間解析：由FFfma，P

4、Fv可得：a·，對(duì)應(yīng)圖線(xiàn)可知，k40，可求出汽車(chē)的功率P，由a0時(shí)，0.05可得：vm20 m/s，再由vm，可求出汽車(chē)受到的阻力Ff，但無(wú)法求出汽車(chē)運(yùn)動(dòng)到最大速度所需的時(shí)間答案：D5.質(zhì)量為2 kg的物體，放在動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，拉力做的功W和物體發(fā)生的位移x之間的關(guān)系如圖所示，g10 m/s2，下列說(shuō)法中正確的是()A此物體在AB段做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，且整個(gè)過(guò)程中拉力的最大功率為15 WB此物體在AB段做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，且整個(gè)過(guò)程中拉力的最大功率為6 WC此物體在AB段做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，且整個(gè)過(guò)程中拉力的最大功率為6 WD此物體在AB段

5、做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，且整個(gè)過(guò)程中拉力的最大功率為15 W解析：由題圖知前3 m位移內(nèi)拉力大小為5 N，摩擦力大小為fmg2 N，根據(jù)牛頓第二定律可得加速度為a1.5 m/s2，所用時(shí)間為t2 s，末速度為3 m/s；后6 m位移內(nèi)拉力大小等于2 N，與摩擦力等大反向，所以物體在AB段做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，整個(gè)過(guò)程中拉力的最大功率為PmFmvm15 W，D對(duì)答案：D二、多項(xiàng)選擇題6一滑塊在水平地面上沿直線(xiàn)滑行，t0時(shí)其速度為2.0 m/s.從此刻開(kāi)始在滑塊運(yùn)動(dòng)方向上再施加一水平拉力F，力F和滑塊的速度v隨時(shí)間t的變化規(guī)律分別為圖甲和乙所示設(shè)在第1 s內(nèi)、第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)力F對(duì)滑塊做功的平均功率分別為

6、P1、P2、P3，則()AP1>P2>P3BP1<P2<P3C02 s內(nèi)力F對(duì)滑塊做功為4 JD02 s內(nèi)摩擦力對(duì)滑塊做功為4 J解析：第1 s內(nèi)力F對(duì)滑塊做功的平均功率為P1F1·v11×1 W1 W；第2 s內(nèi)力F對(duì)滑塊做功的平均功率為P2F2·v23×1 W3 W；第3 s內(nèi)力F對(duì)滑塊做功的平均功率為P3F3·v32×2 W4 W；所以，P1<P2<P3，選項(xiàng)A錯(cuò)誤B正確；02 s內(nèi)力F對(duì)滑塊做功為WF1·x1F2·x21×1 J3×1 J4 J，選項(xiàng)C

7、正確；滑塊所受摩擦力f2 N,02 s內(nèi)滑塊位移x2 m，摩擦力對(duì)滑塊做功為fxcos180°4 J，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：BC7.人通過(guò)滑輪將質(zhì)量為m的物體，沿粗糙的斜面由靜止開(kāi)始勻加速地由底端拉上斜面，物體上升的高度為h，到達(dá)斜面頂端的速度為v，如圖所示則在此過(guò)程中()A物體所受的合外力做功為mghmv2B物體所受的合外力做功為mv2C人對(duì)物體做的功為mghD人對(duì)物體做的功大于mgh解析：物體沿斜面做勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理：W合WFWFfmghmv2，其中WFf為物體克服摩擦力做的功人對(duì)物體做的功即是人對(duì)物體的拉力做的功，所以W人WFWFfmghmv2，A、C錯(cuò)誤，B、D正確答案：B

8、D8太陽(yáng)能汽車(chē)是靠太陽(yáng)能來(lái)驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)當(dāng)太陽(yáng)光照射到汽車(chē)上方的光電板時(shí)，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)汽車(chē)前進(jìn)設(shè)汽車(chē)在平直的公路上由靜止開(kāi)始勻加速行駛，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，速度為v時(shí)功率達(dá)到額定功率，并保持不變之后汽車(chē)又繼續(xù)前進(jìn)了距離s，到達(dá)最大速度vmax.設(shè)汽車(chē)質(zhì)量為m，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力恒為f，則下列說(shuō)法正確的是()A汽車(chē)的額定功率為fvmaxB汽車(chē)勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，克服阻力做功為fvtC汽車(chē)從靜止開(kāi)始到速度達(dá)到最大值的過(guò)程中，牽引力所做的功為mvmv2D汽車(chē)從靜止開(kāi)始到速度達(dá)到最大值的過(guò)程中，合力所做的功為mv解析：當(dāng)汽車(chē)達(dá)到最大速度時(shí)牽引力與阻力平衡，功率為額定功率，則可知選項(xiàng)A正確；汽車(chē)勻加

9、速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)的位移xvt，克服阻力做功為Wfvt，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理可得WFWfmv0，Wffvtfs，可知選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確答案：AD三、計(jì)算題9.如圖所示，QB段為一半徑為R1 m的光滑圓弧軌道，AQ段為一長(zhǎng)度為L(zhǎng)1 m的粗糙水平軌道，兩軌道相切于Q點(diǎn)，Q在圓心O的正下方，整個(gè)軌道位于同一豎直平面內(nèi)物塊P的質(zhì)量為m1 kg(可視為質(zhì)點(diǎn))，P與AQ間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1，若物塊P以速度v0從A點(diǎn)滑上水平軌道，到C點(diǎn)后又返回A點(diǎn)時(shí)恰好靜止(取g10 m/s2)求：(1)v0的大小；(2)物塊P第一次剛通過(guò)Q點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力解析：(1)物塊P從A到C又返回A的過(guò)程中，由動(dòng)能定理有mg

10、·2L0mv解得v02 m/s(2)設(shè)物塊P在Q點(diǎn)的速度為v，Q點(diǎn)軌道對(duì)P的支持力為F，由動(dòng)能定理和牛頓定律有：mgLmv2mvFmgm解得：F12 N由牛頓第三定律可知，物塊P對(duì)Q點(diǎn)的壓力大小為12 N，方向豎直向下答案：(1)2 m/s(2)12 N方向豎直向下10.如圖所示為修建高層建筑常用的塔式起重機(jī)在起重機(jī)將質(zhì)量m5×103 kg的重物豎直吊起的過(guò)程中，重物由靜止開(kāi)始向上做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度a0.2 m/s2，當(dāng)起重機(jī)輸出功率達(dá)到其允許的最大值時(shí)，保持該功率直到重物做vm1.02 m/s的勻速運(yùn)動(dòng)取g10 m/s2，不計(jì)額外功求：(1)起重機(jī)允許輸出的最大功率

11、；(2)重物做勻加速運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間；(3)起重機(jī)在第2秒末的輸出功率解析：(1)由PmF·vm，F(xiàn)mg可得起重機(jī)的最大輸出功率為Pmmg·vm5.1×104 W.(2)由F1mgma，PmF1·v勻m，v勻mat1可解得：t15 s.(3)v2at2PF1·v2F1mgma可解得：P2.04×104 W答案：(1)5.1×104 W(2)5 s(3)2.04×104 W功和能(二)一、單項(xiàng)選擇題1.如圖是被譽(yù)為“豪小子”的華裔球員林書(shū)豪在NBA賽場(chǎng)上投二分球時(shí)的照片現(xiàn)假設(shè)林書(shū)豪準(zhǔn)備投二分球前先屈腿下蹲再豎直向上躍

12、起，已知林書(shū)豪的質(zhì)量為m，雙腳離開(kāi)地面時(shí)的速度為v，從開(kāi)始下蹲到躍起過(guò)程中重心上升的高度為h，則下列說(shuō)法正確的是()A從地面躍起過(guò)程中，地面對(duì)他所做的功為0B從地面躍起過(guò)程中，地面對(duì)他所做的功為mv2mghC從下蹲到離開(kāi)地面上升過(guò)程中，他的機(jī)械能守恒D離開(kāi)地面后，他在上升過(guò)程中處于超重狀態(tài)，在下落過(guò)程中處于失重狀態(tài)解析：球員從地面躍起的過(guò)程中，地面對(duì)腳的支持力作用點(diǎn)位移為零，支持力不做功，A正確，B錯(cuò)誤；林書(shū)豪從地面上升過(guò)程中，消耗自身能量，其機(jī)械能增大，C錯(cuò)誤；離開(kāi)地面后，林書(shū)豪上升和下降過(guò)程中，加速度均豎直向下，處于失重狀態(tài)，D錯(cuò)誤答案：A2.如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一固定軌道，其中AB是

13、長(zhǎng)為R的粗糙水平直軌道，BCD是圓心為O、半徑為R的光滑圓弧軌道，兩軌道相切于B點(diǎn)在推力作用下，質(zhì)量為m的小滑塊從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，以達(dá)B點(diǎn)時(shí)即撤去推力，小滑塊恰好能沿圓軌道經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)C.重力加速度大小為g.(以AB面為零重力勢(shì)能面)則小滑塊()A經(jīng)B點(diǎn)時(shí)加速度為零B在AB段運(yùn)動(dòng)的加速度為2.5gC在C點(diǎn)時(shí)合外力的瞬時(shí)功率為mgD上滑時(shí)動(dòng)能與重力勢(shì)能相等的位置在OD下方解析：小滑塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)具有向心加速度，A錯(cuò)誤；小滑塊在C點(diǎn)時(shí)合外力豎直向下，速度沿水平方向，其瞬時(shí)功率為零，C錯(cuò)誤；由mgm，mvmg·2Rmv，可得：vB，由v2axAB，可得a2.5g，B正確；由mv

14、mg·2Rmv2mgh，得：hR>R，故D錯(cuò)誤答案：B3.如圖所示，一輕質(zhì)彈簧下端固定，直立于水平地面上，將質(zhì)量為m的物體A從離彈簧頂端正上方h高處由靜止釋放，當(dāng)物體A下降到最低點(diǎn)P時(shí)，其速度變?yōu)榱?，此時(shí)彈簧的壓縮量為x0；若將質(zhì)量為2m的物體B從離彈簧頂端正上方h高處由靜止釋放，當(dāng)物體B也下降到P處時(shí)，其速度為()A.B.C.D.解析：物體與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒物體從釋放到下降到P處，對(duì)質(zhì)量為m的物體A有mg(hx0)Ep彈，對(duì)質(zhì)量為2m的物體B有2mg(hx0)Ep彈×2mv2.聯(lián)立解得v，D正確答案：D4.如圖所示，一直角斜面體固定在水平地面上，左側(cè)斜面傾角

15、為60°，右側(cè)斜面傾角為30°，A、B兩個(gè)物體分別系于一根跨過(guò)定滑輪的輕繩兩端且分別置于斜面上，兩物體下邊緣位于同一高度且處于平衡狀態(tài)，不考慮所有的摩擦，滑輪兩邊的輕繩都平行于斜面若剪斷輕繩，讓物體從靜止開(kāi)始沿斜面滑下，下列敘述錯(cuò)誤的是()A著地瞬間兩物體的速度大小相等B著地瞬間兩物體的機(jī)械能相等C著地瞬間兩物體所受重力的功率相等D兩物體的質(zhì)量之比為mA/mB1/解析：根據(jù)初始時(shí)刻兩物體處于平衡狀態(tài)，由平衡條件可知，mAgsin60°mBgsin30°，由此可得，兩物體的質(zhì)量之比為mA/mB1/，由機(jī)械能守恒定律可知，著地瞬間兩物體的速度大小相等，選項(xiàng)A

16、、D敘述正確；著地瞬間，A物體重力功率PAmAgvsin60°，B物體重力功率PBmBgvsin30°，兩物體所受重力的功率相等，選項(xiàng)C敘述正確；由于兩物體質(zhì)量不等，初始狀態(tài)兩物體的機(jī)械能不等，所以著地瞬間兩物體的機(jī)械能不相等，選項(xiàng)B敘述錯(cuò)誤答案：B5如圖所示，質(zhì)量、初速度大小都相同的A、B、C三個(gè)小球，在同一水平面上，A球豎直上拋，B球以?xún)A斜角斜向上拋，空氣阻力不計(jì)，C球沿傾角為的光滑斜面上滑，它們上升的最大高度分別為hA、hB、hC，則()AhAhBhCBhAhB<hCChAhB>hCDhAhC>hB解析：A球和C球上升到最高點(diǎn)時(shí)速度均為零，而B(niǎo)球上升

17、到最高點(diǎn)時(shí)仍有水平方向的速度，即仍有動(dòng)能對(duì)A、C球的方程為mghmv，得h對(duì)B球的方程為mghmvmv，且v0所以h<h，故D正確答案：D二、多項(xiàng)選擇題6.圖甲中彈丸以一定的初始速度在光滑碗內(nèi)做復(fù)雜的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，圖乙中的運(yùn)動(dòng)員在蹦床上越跳越高下列說(shuō)法中正確的是()A圖甲彈丸在上升的過(guò)程中，機(jī)械能逐漸增大B圖甲彈丸在上升的過(guò)程中，機(jī)械能保持不變C圖乙中的運(yùn)動(dòng)員多次跳躍后，機(jī)械能增大D圖乙中的運(yùn)動(dòng)員多次跳躍后，機(jī)械能不變解析：彈丸在光滑的碗內(nèi)上升過(guò)程中，只有重力做功，其機(jī)械能保持不變，A錯(cuò)誤，B正確；運(yùn)動(dòng)員在蹦床上越跳越高，其機(jī)械能逐漸增大，C正確，D錯(cuò)誤答案：BC7.如圖所示，輕質(zhì)彈簧的一端

18、與固定的豎直板P拴接，另一端與物體A相連，物體A靜止于光滑水平桌面上，A右端連接一細(xì)線(xiàn)，細(xì)線(xiàn)繞過(guò)光滑的定滑輪與物體B相連開(kāi)始時(shí)用手托住B，讓細(xì)線(xiàn)恰好伸直，然后由靜止釋放B，直至B獲得最大速度下列有關(guān)該過(guò)程的分析正確的是()AB物體的機(jī)械能一直減少BB物體動(dòng)能的增量等于它所受重力與拉力做功之和CB物體機(jī)械能的減少量等于彈簧彈性勢(shì)能的增加量D細(xì)線(xiàn)的拉力對(duì)A做的功等于A物體與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能的增加量解析：由于細(xì)線(xiàn)的拉力對(duì)B做負(fù)功，故B物體機(jī)械能一直減少，A正確；根據(jù)動(dòng)能定理可確定B正確；由于該過(guò)程中A的動(dòng)能增加，故B物體機(jī)械能的減少量等于彈簧彈性勢(shì)能與物體A動(dòng)能增加量的和，故C錯(cuò)誤；細(xì)線(xiàn)的拉力對(duì)

19、A和彈簧組成的系統(tǒng)做正功，根據(jù)功能關(guān)系，D正確答案：ABD8.如圖所示是某中學(xué)科技小組制作的利用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)小車(chē)的裝置當(dāng)太陽(yáng)光照射到小車(chē)上方的光電板時(shí)，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)小車(chē)前進(jìn)若小車(chē)在平直的公路上以初速度v0開(kāi)始加速行駛，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，前進(jìn)了距離l，達(dá)到最大速度vmax，設(shè)此過(guò)程中電動(dòng)機(jī)功率恒為額定功率P，受的阻力恒為Ff，則此過(guò)程中電動(dòng)機(jī)所做的功為()AFfvmaxtBPtCFftD.mvFflmv解析：因小車(chē)以恒定的功率運(yùn)動(dòng)，故此過(guò)程小車(chē)電動(dòng)機(jī)做功為WPtFfvmaxt，A、B均正確；由動(dòng)能定理可得WFflmvmv，得：WmvmvFfl，故D正確，C錯(cuò)誤答案：ABD三、計(jì)算題9.

20、如圖所示，ABC為固定在豎直面內(nèi)的光滑四分之一圓軌道，其半徑為r10 m，N為固定在水平面內(nèi)的半圓平面，其半徑為R m，軌道ABC與平面N相切于C點(diǎn)，DEF是包圍在半圓平面N周?chē)掖怪庇贜的光滑半圓形擋板，質(zhì)量為M1 kg的滑塊的上表面與平面N在同一水平面內(nèi)，且滑塊與N接觸緊密但不連接，現(xiàn)讓物體自A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，進(jìn)入平面N后受到擋板DEF 的約束并最終沖上滑塊，已知m1 kg，物體與平面N之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為10.5、與滑塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為20.4，滑塊與地面之間是光滑的，滑塊的豎直高度為h0.05 m，長(zhǎng)L4 m(取g10 m/s2)(1)物體滑到C處時(shí)對(duì)圓軌道的壓力是多少？(2)物體運(yùn)

21、動(dòng)到F處時(shí)的速度是多少？(3)當(dāng)物體從滑塊上滑落后到達(dá)地面時(shí)，物體與滑塊之間的距離是多少？解析：(1)對(duì)物體從A處到C處，由機(jī)械能守恒定律得mgrmv，在C處有Fmgm聯(lián)立解得F3mg30 N由牛頓第三定律可知，物體滑到C處時(shí)，對(duì)圓軌道的壓力是30 N.(2)對(duì)物體 從C處到F處，由動(dòng)能定理有1mg×Rmvmv，解得vF10 m/s.(3)物體在滑塊上運(yùn)動(dòng)，對(duì)物體由牛頓第二定律有：2mgma1，解得a14 m/s2對(duì)滑塊由牛頓第二定律有：2mgMa2，解得a24 m/s2設(shè)經(jīng)t時(shí)間物體剛要從滑塊上滑落，此時(shí)物體的速度為v1，運(yùn)動(dòng)的位移為x1，滑塊的速度為v2，運(yùn)動(dòng)的位移為x2x1vFta1t2，x2a2t2，x1x2L由以上三式得t s或2 s(不合題意舍去)則有v18 m/s，v22 m/s設(shè)物體從拋出到落地時(shí)間為t1，hgt，得t1