2021年高考物理真題和模擬題分類匯編專題07功、能學生版+解析版

1、2021年高考真題和模擬題分類匯編物理專題07功、能選擇題1.（2021浙江卷）中國制造的某一型號泵車如圖所示，表中列出了其部分技術參數(shù)。已知混凝 土密度為2.4xl03kg/m）假設泵車的泵送系統(tǒng)以150mJ/h的輸送量給30m高處輸送混凝土，則每小時泵送系統(tǒng)對混凝土做的功至少為（）發(fā)動機最大輸出功率（kW）332最大輸送高度（m）63整車滿載質(zhì)量（kg）5.4 xlO4最大輸送量（nji/h）180A.i.08xio?J B.5.04x107JC.1.08x10sJD. 2.72 x10s J2.（2021浙江卷）大功率微波對人和其他生物有一定的殺傷作用。實驗表明，當人體單位面積 接收的微

2、波功率達到250W/nf時會引起神經(jīng)混亂，達到1000W/nf時會引起心肺功能衰 竭。現(xiàn)有一微波武器，其發(fā)射功率P = 3xl0W。若發(fā)射的微波可視為球面波，則引起神 經(jīng)混亂和心肺功能衰竭的有效攻擊的最遠距離約為（）A.IOOm 25m B.lOOm 50m C. 200m 100m D. 200m 50m3.（2021全國甲卷）一質(zhì)最為m的物體自傾角為a的固定斜面底端沿斜面向上滑動。該物體 開始滑動時的動能為線，向上滑動一段距離后速度減小為零，此后物體向下滑動，到達斜 面底端時動能為二。已知sin a = 0.6,重力加速度大小為g。貝）A.物體向上滑動的距離為與B.物體向下滑動時的加速度大

3、小為巨2mg5C.物體與斜面間的動摩擦因數(shù)等于0.5 D.物體向上滑動所用的時間比向卜滑動的時間長4.（2021湖南卷）“更興號”動車組用多節(jié)車廂提供動力，從而達到提速的目的。總質(zhì)量為7的 動車組在平直的軌道上行駛。該動車組有四節(jié)動力車相，每節(jié)車廂發(fā)動機的額定功率均為 。，若動車組所受的阻力與其速率成正比（4l=H,火為常最），動車組能達到的最大速度 為匕。下列說法正確的是（）A.動車組在勻加速啟動過程中，牽引力恒定不變B.若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，則動車組從靜止開始做勻加速運動C.若四節(jié)動力車廂輸出的總功率為2.25戶，則動車組勻速行駛的速度為;D.若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，

4、動車組從靜止啟動，經(jīng)過時間，達到最大速度1 , 則這一過程中該動車組克服阻力做的功為;叫；- Pt5.（2021河北卷）一半徑為R的圓柱體水平固定，橫截而如圖所示，長度為7TR、不可伸長的 輕細繩，一端固定在圓柱體最高點尸處，另一端系一個小球，小球位于戶點右側(cè)同一水平 高度的。點時，繩剛好拉直，將小球從。點由靜止驛放，當與圓柱體未接觸部分的細繩豎 直時，小球的速度大小為（重力加速度為g,不計空氣阻力）（）D.2輛A. 7（2 + 九）gRB.42 加gRC.j2Q + mgR6.（2021春浙江卷）一柄汽車在水平高速公路上以80knvh的速度勻速行駛，其1s內(nèi)能量分配 情況如圖所示則汽車（）A

5、.發(fā)動機的輸出功率為70kW水泵等損耗0 5 x I。J 摩擦預耗0.3 x 104J/事服空氣阻力做功0.45X104J、克服轉(zhuǎn)動阻力做功0.45x 104JB.每Is消耗的燃料最終轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能是5.7xlO4JC每1s消耗的燃料最終轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能是6.9x104JD.每1s消耗的燃料最終轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能是7.0 xl04JA,甲在空中的運動時間比乙的長.（2021廣東卷）長征途中，為了突破敵方關隘，戰(zhàn)士爬上陡銷的山頭，居高臨下向敵方工事 內(nèi)投擲手榴彈，戰(zhàn)士在同一位置先后投出甲、乙兩顆質(zhì)量均為，的手榴彈，手榴彈從投出 的位置到落地點的高度差為人，在空中的運動可視為平拋運動，軌跡如圖所示，重力加速度

6、 為g，下列說法正確的有（）.兩手榴彈在落地前瞬間，重力的功率相等C.從投出到落地，每顆手榴彈的重力勢能減少勿勸D.從投出到落地，每顆手榴彈的機械能變化最為小購8.（2021四川瀘州三模）如圖所示，帶立桿的小車放在光滑水平面上，小球P用輕繩系在立桿 上，把小球拉開一定角度，然后將小球P和小車同時由靜止釋放。在小球P從靜止開始擺到 最低點的過程中（）A.小球P的機械能守恒B.小球P和小車組成的系統(tǒng)動量守恒C細線的拉力對小球P始終不做功D.小球P重力的瞬時功率先增大后減小9.（2021 云南曲靖一模）一物體僅受重力和豎直向上的拉力作用，沿豎直方向向上做減速運動.此過程中物體速度的平方和上升高度的關

7、系如圖所示.若取h=0處為重力勢能等于零的參考平面，則此過程中物體的機械能隨高度變化的圖象可能正確的是（）10.（2021 上海普陀一模）如圖所示，長度為1的輕桿上端連著一質(zhì)最為m的小球A（可視為質(zhì) 點），桿的下端用較鏈固接于水平面上的O點。置于同一水平而上的立方體B恰與A接觸, 立方體B的質(zhì)最為m2。施加微小擾動，使桿向右偵倒，各處摩擦均不計，而小球A與立方體B剛脫離接觸的瞬間，桿與地面夾角恰為名，揖力加速度為g.則卜列說法正確的是。OA.小球A與立方體B剛脫離接觸的瞬間A與立方體B的速率之比為1:2B.小球A與立方體B剛脫離接觸的瞬間，立方體B的速率為D.小球A、立方體B質(zhì)量之比為1:4

8、11.（2021江蘇常州一模）物體沿粗糙斜面底端以一初速度上滑到頂端又滑回到底端。卜列關 于物體的動能隨時間的變化圖像正確的是（）12.（2021河北石家JE一模）如圖所示，將一內(nèi)壁光滑的半圓形槽置于光滑水平面上，槽的左 側(cè)緊靠固定的豎直墻壁。將一小球自左端槽I I處由靜止釋放。到第一次運動至槽內(nèi)右側(cè)最高 點過程中，不計空與阻力，下列說法正確的是（）A,從釋放到運動到最低點的過程中，小球的機械能不變B.從釋放到運動到最低點的過程中，小球的機械能減小C.從最低點向右側(cè)最高點運動的過程中，小球的機械能不變D,從最低點向右側(cè)最高點運動的過程中，小球的機械能減小13.（2021河北石家出一模）從地面以

9、初速度v斜向上拋出一物塊，不計空氣阻力。重力加速 度為g,以地面為零勢能而參考面，當物塊的重力勢能是動能的4倍時，物塊離地面的高度 為（）v:3v22v:2v2A. B. C. D8 g8g5g3g14.（2021北京東城一模）如圖所示為豎直放置的離心軌道，其中圓軌道半徑為八最低點為A、 最高點為以小球從斜軌道上無初速釋放，可模擬游樂園的“翻滾過山車”。某實驗小組同學 通過改變釋放小球距圓軌道底端的高度h多次實驗，發(fā)現(xiàn)有時小球能通過B點，有時在到 達B點前就脫離軌道。他們結(jié)合觀察和分析提出了一些猜想，請運用物理知識分析其中正確的是（不考慮摩擦力等阻力的影響，小球視為質(zhì)點，重力加速度大小記為g）

10、A.若k2.5r,小球在到達B點前脫離軌道做自由落體運動B.若/?2.5/，小球?qū)點和8點都有壓力，且人越高，壓力之差也越大C.若/K2.5/，小球在到達B點前脫離了軌道，脫軌前瞬間在指向圓軌道中心方向的加速度比 g小D.若h2.5r,小球能通過B點且對B點沒有壓力計算題15.（2021全國甲卷）如圖，一傾角為夕的光滑斜面上有50個減速帶（圖中未完全畫出），相鄰 減速帶間的距離均為出 減速帶的寬度遠小于4 一質(zhì)量為，的無動力小車（可視為質(zhì)點）從 距第一個減速帶L處由靜止釋放。已知小車通過減速帶損失的機械能與到達減速帶時的速度 有關。觀察發(fā)現(xiàn)，小車通過第30個減速帶后，在相鄰減速帶間的平均速度

11、均相同。小車通 過第50個減速帶后立刻進入與斜面光滑連接的水平地面，繼續(xù)滑行距離，后停卜;已知小 車ij地面間的動摩擦因數(shù)為4 ,重力加速度大小為g。（1）求小車通過第30個減速帶后，經(jīng)過每一個減速帶時損失的機械能：（2）求小車通過前30個減速帶的過程中在每一個減速帶上平均損失的機械能：（3）若小車在前30個減速帶上平均每一個損失的機械能大于之后每一個減速帶上損失的機械 能，則L應滿足什么條件？（無動力）小車16.（2021全國乙卷）一籃球質(zhì)量為7 = 0.60kg, 一運動員使其從距地面高度為/（ = 1.8m處 由靜止自由落下，反彈高度為八=L2m。若使籃球從距地面%= 1.5m的高度由靜

12、上卜.落. 并在開始卜.落的I可時向卜拍球、球落地后反彈的高度也為1.5m。假設運動員拍球時對球的 作川力為恒力，作用時間為，= 0.20s；該籃球每次與地面碰撞前后的動能的比值不變。重力加速度大小取g = 10m/s2,不計空氣阻力。求：(1)運動員拍球過程中對籃球所做的功：(2)運動員拍球時對籃球的作用力的大小。17.(2021北京東城一模)如圖1所示，彈簧a和彈簧b為兩根相同的彈簧，與可視為質(zhì)點的 小球相連，另外兩端固定，小球處于靜止狀態(tài)時兩彈簧均處于伸長狀態(tài)且伸長量為n，彈簧 的勁度系數(shù)為質(zhì)量不計，小球的質(zhì)量為機,整個裝置處于光滑的水平面上?，F(xiàn)將小球向 右線慢推動一段距離A(Xazo由

13、于上滑和下滑的位移大小相等，由乂=工&12知上滑的時間短于下滑的時間, 2上滑過程，v=Vo - ait,動能為得mGLt）2, E-圖象是開I響上的 拋物線（左支）；設上滑的時間為to。卜滑過程，V=a2（t - to）動能為Ek=5mv2=q_ma； （t-tn） 2，Ek 222 u-t圖象是開I I向上的拋物線（右支），故ACD錯誤，B正確。故選：Bo【點評】解決本題時，要知道有摩擦時物體在斜面上的運動過程不具有對稱性，上滑時間比 卜滑時間短，要根據(jù)牛頓第二定律和運動學公式分析運動時間關系。根據(jù)速度-時間公式和 動能表達式得到動能與時間的關系，從而分析圖象的形狀。（2021 河北行家正

14、一模）如圖所示，將一內(nèi)壁光滑的半圓形槽置于光滑水平面匕 槽的 左側(cè)緊靠固定的豎直墻壁。將一小球自左端槽I I處由靜止釋放。到第一次運動至槽內(nèi)右側(cè)最 高點過程中，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A.從釋放到運動到最低點的過程中，小球的機械能不變B.從釋放到運動到最低點的過程中，小球的機械能減小C.從最低點向右側(cè)最高點運動的過程中，小球的機械能不變D.從最低點向右側(cè)最高點運動的過程中，小球的機械能減小【答案】AD【解析】【詳解】AB.小球從釋放到運動到最低點的過程中，槽沒有動，對小球來說，只有重力做功，所以小球的機械能保持不變，故A正確，B錯誤：CD.小球從最低點向右側(cè)最高點運動的過程中，槽同時

15、向右運動，平圓形槽對小球做負功,小球的機械能減小，故C錯誤，D正確。13.（2021 河北石家莊一模）從地面以初速度v斜向上拋出一物塊，不計空氣阻力。重力加 速度為g，以地面為零勢能面參考面，當物塊的重力勢能是動能的4倍時，物塊離地面的高度為（v28?3v: B.8g2v C.5g2v D.3g【答案】【解析】依題意知物體機械能守恒,初動能w =重力勢能恰好是動能4倍時，離地面高度設為小則此時重力勢能為此馳，則有.2解得/ =匕 5g故C正確，ABD錯誤。故選c。14. （2021 北京東城一模）如圖所示為豎立放置的離心軌道，其中圓軌道半徑為r,最低點 為4最高點為從小球從斜軌道上無初速釋放，

16、可模擬游樂園的“翻滾過山車”。某實驗小 組同學通過改變釋放小球距圓軌道底端的高度h多次實驗，發(fā)現(xiàn)有時小球能通過B點，有 時在到達B點前就脫離軌道。他們結(jié)合觀察和分析提出了一些猜想，請運用物理知識分析其中正確的是（不考慮摩擦力等阻力的影響，小球視為質(zhì)點，重力加速度大小記為g）A.著人2.5心小球在到達8點前脫離軌道做自由落體運動B.若人2.5，小球?qū)點和8點都有壓力，且人越高，壓力之差也越大C.若2.5人小球在到達8點前脫離了軌道，脫軌前瞬間在指向圓軌道中心方向的加速度 比g小D.若刀2.5/，小球能通過B點且對8點沒有壓力【答案】C【解析】因為小球在這樣的一個圓軌道上運行，到達最高點的速度合

17、力如，根據(jù)機械能守恒規(guī)律可知，唱（6-2，尸“舒，解得力2 2. 5r：若辰2.5r,則小球不會到達最高點B,而在到達8點前脫離軌道，脫離軌道時，小球是有一 定速度的，故它不會做自由落體運動，選項A錯誤；脫軌前瞬間它受重力的作用，而該重 力是豎直向下的，并不指向軌道的中心，所以此時在指向圓軌道中心方向的力是重力的一個 分力，自然該分力就比重力小，所以此時的向心加速度一定比重力加速度g小，選項C正 確：若力2.5,，小球?qū)點和B點都有壓力，設壓力分別為/a和&,則/a-咯=一二，同理 r可得唱-&=-;對AB兩點而言，根據(jù)動能定理可知：，gX2r=7八力-；7八一,以上r22三式結(jié)合可得Fa-

18、Fb=4唱，說明小球?qū)牲c的壓力之差是不變的，與6無關，選項B錯誤:若心2.5八小球能通過8點，且軌道對8點有向下的壓力，選項D錯誤計算題15.（2021 全國甲卷）如圖，一傾角為。的光滑斜面上有50個減速帶（圖中未完全畫出），相 鄰減速帶間的距離均為d,減速帶的寬度遠小于d： 一質(zhì)量為，的無動力小車(可視為質(zhì)點) 從距第一個減速帶L處由靜止釋放。已知小車通過減速帶損失的機械能與到達減速帶時的速 度有關。觀察發(fā)現(xiàn)，小車通過第30個減速帶后，在相鄰減速帶間的平均速度均相同。小車 通過第50個減速帶后立刻進入與斜面光滑連接的水平地面，繼續(xù)滑行距離$后停卜。已知 小車與地面間的動摩擦因數(shù)為，重力加速

19、度大小為g。(D求小車通過第30個減速帶后，經(jīng)過每一個減速帶時損失的機械能：(2)求小車通過前30個減速帶的過程中在每一個減速帶上.平均損失的機械能：(3)若小車在前30個減速帶上平均每一個損失的機械能大于之后每一個減速帶上損失的機 械能，則L應滿足什么條件？(無動力)小車答案：吆公山屐一 + 29d)sm-巴人與30sin。解析: 由題意可知小車在光滑斜面上滑行時根據(jù)牛頓第二定律有加gsin6 = 心設小車通過第30個減速帶后速度為力，到達第31個減速帶時的速度為由，則有v； - vi2 = lad 因為小車通過第30個減速帶后，在相鄰減速帶間的平均速度均相同，故后面過減速帶后的速度與到達下

20、一個減速帶均為力和v2：經(jīng)過每一個減速帶時損失的機械能為AE = /nv；mv：2 - 2 1聯(lián)立以上各式解得 = ?”/sin。(2)由(1)知小車通過第50個減速帶后的速度為人，則在水平地面上根據(jù)動能定理有除=0 刎從小車開始下滑到通過第30個減速帶，根據(jù)動能定理有加g (L+29d)sine-亞忌=；訴聯(lián)立解得轉(zhuǎn)也弓g (L+ 29d)sin 6故在每一個減速帶上平均損失的機械能為AE= 阻 =ML +29d)sii 川煤 3030(3)由題意可知可得心+sin夕16.(2021 全國乙卷)一籃球質(zhì)狀為， = 0.60kg ,運動員使其從距地面高度為 =1.8m處 由靜止自由落卜，反彈高

21、度為人 =1.2m。若使籃球從距地面用= L5m的高度由靜止下落, 并在開始卜落的同時向下拍球、球落地后反彈的高度也為L5m。假設運動員拍球時對球的 作用力為恒力，作用時間為0.20s；該籃球每次與地面碰撞前后的動能的比值不變。重力 加速度大小取g = 10m/s2,不計空氣阻力。求：(D運動員拍球過程中對籃球所做的功：(2)運動員拍球時對籃球的作用力的大小。答案：(1)W = 4.5J； (2) F = 9N解析：(1)第一次籃球下落的過程中由動能定理可得娛=，勸i籃球反彈后向上運動的過程由動能定理可得。-4=fig%第二次從L5m的高度靜止卜.落，同時向下拍球，在籃球反彈上升的過程中，由動

22、能定理可 得。一&=。7幾次第二次從L5m的高度靜止下落，同時向下拍球,籃球下落過程中,由動能定理可得W + ”岫3 = E3E E因籃球每次和地面撞擊的前后動能的比值不變，則有比例關系代入數(shù)據(jù)可得W= 4.5 J(2)因作用力是恒力，在恒力作用卜.籃球向卜做勻加速直線運動，因此有牛頓第二定律可得 F+mg = ma在拍球時間內(nèi)運動的位移為X=2聯(lián)立可得尸=9N (尸= -15N舍去)X(2021 北京東城一模)如圖1所示，彈簧a和彈簧b為兩根相同的彈簧，與可視為質(zhì)點 的小球相連，另外兩端固定，小球處于靜止狀態(tài)時兩彈簧均處于伸長狀態(tài)且伸長量為刈，彈 簧的勁度系數(shù)為限質(zhì)最不計，小球的質(zhì)量為小，整

23、個裝置處于光滑的水平面上?，F(xiàn)將小球 向右緩慢推動一段距離,V(A X0)o(1)求此刻彈簧a彈力的大小和彈簧h彈力的大小。(2凡用圖2中的橫軸x表示小球相對于初始位置的位移，縱軸F表示彈簧的彈力(均以水平 向右為正方向)。請在圖2中畫出彈簧a的彈力凡隨/變化的幾力圖像，以及彈簧的彈力 居隨x變化的A-x圖像。b.取小球處于初始位置時系統(tǒng)的彈性勢能為零，請利用圖2中的圖像求出小球被向右推動 了距離x時系統(tǒng)的彈性勢能Ep。(3)如圖3所示，將小球在水平面內(nèi)沿與兩彈簧軸線相垂直的方向移動一小段距離y,請通過 計算論證，釋放后小球是否做簡諧運動以及其運動可視為簡諧運動的條件。(請對論證過程 中用到的物理量加以說明：論證過程中有可能用到的數(shù)學知識有：當8很小時，sin公。【答案】(1)尸:LkQo-.t)：尸bi(xo+x): (2)a.圖像見解析：b. Ep-Zlv2： (3)認證過程見解析?！窘馕觥?12分)(1)彈簧。的彈力大小為Kxo-x)；彈簧的彈力大小為我(將+刈(2)見答圖1.答圖1(2)由圖2中的圖像可知小球被向右推動距離x的過程中，彈簧彈力做的功可通過線卜.面積 求出，其中凡做正功，人做負功，二者做功的和為W =+ k(xQ-x)x-；化 + %(% + M X = -kx2 再由W