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2019-2020年高考物理試題分項(xiàng)版匯編系列 專題07 功和能（含解析）
一、單選題
1．如圖所示，將一質(zhì)量為m的小球從空中O點(diǎn)以速度水平拋出，飛行一段時(shí)間后，小球經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)動(dòng)能，不計(jì)空氣阻力，則小球從O到P過程中（）
A. 經(jīng)過的時(shí)間為
B. 速度增量為，方向斜向下
C. 運(yùn)動(dòng)方向改變的角度的正切值為
D. 下落的高度為
【答案】A
2．類比是一種常用的研究方法．對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)，教科書中講解了由圖像求位移，由 (力-位移)圖像求做功的方法．請(qǐng)你借鑒此方法分析下列說法，其中正確的是（）
A. 由 (力-速度)圖線和橫軸圍成的面積可求出對(duì)應(yīng)速度變化過程中力做功的功率
B. 由 (力-時(shí)間)圖線和橫軸圍成的面積可求出對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)力所做的沖量
C. 由 (電壓-電流)圖線和橫軸圍成的面積可求出對(duì)應(yīng)的電流變化過程中電流的功率
D. 由 (角速度-半徑)圖線和橫軸圍成的面積可求出對(duì)應(yīng)半徑變化范圍內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)物體的線速度
【答案】B
【解析】圖線中任意一點(diǎn)的橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)的乘積等于，即瞬時(shí)功率，故圖象與橫軸圍成的面積不一定等于，即不是對(duì)應(yīng)速度變化過程中力做功的功率，A錯(cuò)誤；（力-時(shí)間）圖線和橫軸圍成的面積表示沖量， B正確；由（電壓-電流）圖線，根據(jù)公式可知，根據(jù)與的坐標(biāo)值的乘積，求出對(duì)應(yīng)電流做功的功率，C錯(cuò)誤；圖線中任意一點(diǎn)的橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)的乘積等于，即線速度；故圖象與橫軸圍成的面積不一定等于，即不一定等于線速度，D錯(cuò)誤．選B．
3．一個(gè)小球從高處由靜止開始落下，從釋放小球開始計(jì)時(shí)，規(guī)定豎直向上為正方向，落地點(diǎn)為重力勢(shì)能零點(diǎn)．小球在接觸地面前、后的動(dòng)能保持不變，且忽略小球與地面發(fā)生碰撞的時(shí)間以及小球運(yùn)動(dòng)過程中受到的空氣阻力．圖中分別是小球在運(yùn)動(dòng)過程中的位移、速度、動(dòng)能和重力勢(shì)能隨時(shí)間變化的圖象，其中正確的是（）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A．位移，所以開始下落過程中位移隨時(shí)間應(yīng)該是拋物線，故A錯(cuò)誤；
B．速度，與地面發(fā)生碰撞反彈速度與落地速度大小相等，方向相反，故B正確；
C．小球自由落下，在與地面發(fā)生碰撞的瞬間，反彈速度與落地速度大小相等，若從釋放時(shí)開始計(jì)時(shí)，動(dòng)能，所以開始下落過程中動(dòng)能隨時(shí)間應(yīng)該是拋物線，故C錯(cuò)誤；
D．重力勢(shì)力，小球開始時(shí)離地面的高度．故D錯(cuò)誤．
故選B。
4．一個(gè)小球從高處由靜止開始落下，從釋放小球開始計(jì)時(shí)，規(guī)定豎直向上為正方向，落地點(diǎn)為重力勢(shì)能零點(diǎn)．小球在接觸地面前、后的動(dòng)能保持不變，且忽略小球與地面發(fā)生碰撞的時(shí)間以及小球運(yùn)動(dòng)過程中受到的空氣阻力．圖中分別是小球在運(yùn)動(dòng)過程中的位移、速度、動(dòng)能和重力勢(shì)能隨時(shí)間變化的圖象，其中正確的是（）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A．位移，所以開始下落過程中位移隨時(shí)間應(yīng)該是拋物線，故A錯(cuò)誤；
B．速度，與地面發(fā)生碰撞反彈速度與落地速度大小相等，方向相反，故B正確；
C．小球自由落下，在與地面發(fā)生碰撞的瞬間，反彈速度與落地速度大小相等，若從釋放時(shí)開始計(jì)時(shí)，動(dòng)能，所以開始下落過程中動(dòng)能隨時(shí)間應(yīng)該是拋物線，故C錯(cuò)誤；
D．重力勢(shì)力，小球開始時(shí)離地面的高度．故D錯(cuò)誤．
故選B。
5．如圖所示，在傾角為30的斜面上的P點(diǎn)釘有一光滑小鐵釘，以P點(diǎn)所在水平虛線將斜面一分為二，上部光滑，下部粗糙．一繩長(zhǎng)為3R輕繩一端系與斜面O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m的小球，現(xiàn)將輕繩拉直小球從A點(diǎn)由靜止釋放，小球恰好能第一次通過圓周運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)B點(diǎn)．已知OA與斜面底邊平行，OP距離為2R，且與斜面底邊垂直，則小球從A到B 的運(yùn)動(dòng)過程中（ ?。?
A. 合外力做功mgR B. 重力做功2mgR
C. 克服摩擦力做功mgR D. 機(jī)械能減少mgR.
【答案】D
【解析】以小球?yàn)檠芯康膶?duì)象，則小球恰好能第一次通過圓周運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)B點(diǎn)時(shí)，繩子的拉力為0，小球受到重力與斜面的支持力，重力沿斜面向下的分力恰好充當(dāng)向心力，得：
解得：x1kw
A到B的過程中，重力與摩擦力做功，設(shè)摩擦力做功為Wf，則解得：
6．一輛質(zhì)量為m的汽車在平直公路上，以恒定功率P行駛，經(jīng)過時(shí)間t，運(yùn)動(dòng)距離為x，速度從v1增加到v2，已知所受阻力大小恒為f，則下列表達(dá)式正確的是（ ）
A. x=t B. P=fv1
C. ﹣= D. Pt﹣fx=mv22﹣mv12
【答案】D
【解析】汽車以恒定功率P行駛，則，物體做加速度減小的加速，最終勻速。
A：物體做變加速運(yùn)動(dòng)，勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式不成立。故A錯(cuò)誤。
B：、；故B錯(cuò)誤。
C：，物體做變加速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤。
D：據(jù)動(dòng)能定理：，則；故D正確。
7．如圖所示，質(zhì)量分別為mA和mB的兩小球用輕繩連接在一起，并用細(xì)線懸掛在天花板上，兩小球恰處于同一水平位置，細(xì)線與豎直方向間夾角分別為θ1與θ2（θ1>θ2）?，F(xiàn)將A、B間輕繩剪斷，則兩小球開始擺動(dòng)，最大速度分別為vA和vB，最大動(dòng)能分別為EkA和EkB，則下列說法中正確的是
A. mB >mA
B. 輕繩剪斷時(shí)加速度之比為tanθ1:tanθ2
C. vA
EkB
【答案】A
【解析】試題分析：未剪斷細(xì)繩時(shí)兩球都處于平衡狀態(tài)，設(shè)兩球間的水平細(xì)繩的拉力大小為T．對(duì)A球分析受力如圖
由平衡條件得：，同理，對(duì)B球有：，則得，因，故，A正確．輕繩剪斷時(shí)加速度之比為，B錯(cuò)誤；兩球擺到最低點(diǎn)時(shí)速度最大，動(dòng)能最大．根據(jù)機(jī)械能守恒得：A球有，得，同理對(duì)B可得，由圖知：，，故，C錯(cuò)誤；最大動(dòng)能，，由圖知：，，但，不一定大于，D錯(cuò)誤．選A.
【點(diǎn)睛】未剪斷細(xì)繩時(shí)兩球都處于平衡狀態(tài)，由平衡條件列式，得到水平繩的拉力與質(zhì)量的大小，從而得到兩球質(zhì)量關(guān)系．將A、B間輕繩剪斷瞬間，由牛頓第二定律求加速度之比，兩小球擺動(dòng)過程中，機(jī)械能守恒，到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度，根據(jù)機(jī)械能守恒定律列式，分析最大速度的大?。?
8．汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為，它以額定功率在平直公路上行駛的最大速度為，那么汽車在以最大速度勻速行駛時(shí)所受的阻力的大小是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】汽車勻速運(yùn)動(dòng)，說明汽車處于受力平衡狀態(tài)，此時(shí)汽車受到的阻力的大小和汽車的牽引力大小相等．由可以求得：，故選項(xiàng)B正確。
點(diǎn)睛：本題考查了求汽車所示阻力，知道汽車速度最大時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用、平衡條件即可解題。
9．如圖所示，輕彈簧的一端固定在豎直墻上，質(zhì)量為m的光滑弧形槽靜止放在光滑水平面上，弧形槽底端與水平面相切，一個(gè)質(zhì)量也為m的小物塊從槽高h(yuǎn)處開始自由下滑，下列說法正確的是
A. 在下滑過程中，物塊的機(jī)械能守恒
B. 物塊被彈簧反彈后，做勻速直線運(yùn)動(dòng)
C. 在下滑過程中，物塊和槽的動(dòng)量守恒
D. 物塊被彈簧反彈后，能回到槽高h(yuǎn)處
【答案】B
【解析】在物塊下滑的過程中，斜槽將后退，物塊與弧形槽系統(tǒng)只有重力做功，機(jī)械能守恒；對(duì)于物塊，除了重力做功外，支持力做功，則物塊的機(jī)械能不守恒．故A錯(cuò)誤．物塊加速下滑，豎直方向受向下合力，物塊與槽在水平方向上不受外力，所以只能在水平方向動(dòng)量守恒．故C錯(cuò)誤．因?yàn)槲飰K與槽在水平方向上動(dòng)量守恒，由于質(zhì)量相等，根據(jù)動(dòng)量守恒，物塊離開槽時(shí)速度大小相等，方向相反，物塊被彈簧反彈后，與槽的速度相同，做勻速直線運(yùn)動(dòng)．故B正確，D錯(cuò)誤．故選B．
10．太陽神車由四腳的支架吊著一個(gè)巨大的擺錘擺動(dòng)，游客被固定在擺下方的大圓盤A上，如圖所示．?dāng)[錘的擺動(dòng)幅度每邊可達(dá)120．6臺(tái)大功率的異步驅(qū)動(dòng)電機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，為游客創(chuàng)造4.3g的加速度，最高可飛躍至15層樓高的高空．如果不考慮圓盤A的自轉(zhuǎn)，根據(jù)以上信息，以下說法中正確的是（ ?。?
A. 當(dāng)擺錘擺至最高點(diǎn)的瞬間，游客受力平衡
B. 當(dāng)擺錘擺至最高點(diǎn)時(shí)，游客可體驗(yàn)最大的加速度
C. 當(dāng)擺錘在下擺的過程中，擺錘的機(jī)械能一定不守恒
D. 當(dāng)擺錘在上擺過程中游客體驗(yàn)超重，下擺過程游客體驗(yàn)失重
【答案】C
【解析】A、當(dāng)擺錘擺至最高點(diǎn)的瞬間，擺錘與游客將開始下降，具有向下的加速度，游客受力不平衡，故A錯(cuò)誤；
B、當(dāng)擺錘擺至最高低時(shí)，擺錘的速度最大，向心加速度最大，所以游客可體驗(yàn)最大的加速度，故B錯(cuò)誤；
C、當(dāng)擺錘在下擺的過程中，由于電動(dòng)機(jī)做正功，擺錘的機(jī)械能一定不守恒，故C正確；
D、當(dāng)擺錘在上擺過程中，擺錘向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度方向向下，游客體驗(yàn)失重，故D錯(cuò)誤；
故選C。
11．xx年莫斯科世錦賽上，我國(guó)男子短道速滑隊(duì)時(shí)隔15年再次站到5000m接力的冠軍頒獎(jiǎng)臺(tái)上。觀察發(fā)現(xiàn)，“接棒”的運(yùn)動(dòng)員甲提前站在“交棒”的運(yùn)動(dòng)員乙前面，并且開始向前滑行，待乙追上甲時(shí)，乙猛推甲，甲獲得更大的速度向前沖出。在乙推甲的過程中，忽略運(yùn)動(dòng)員與冰面間在水平方向上的相互作用，則（ ）。
A. 甲對(duì)乙的作用力與乙對(duì)甲的作用力相同
B. 甲對(duì)乙的作用力一定做正功，乙的動(dòng)能增大
C. 乙對(duì)甲的作用力一定做正功，甲的動(dòng)能增大
D. 甲的動(dòng)能增加量一定等于乙的動(dòng)能減少量
【答案】C
【解析】A、由牛頓第三定律可知，作用力與反作用力大小相等，方向相反，所以甲對(duì)乙的作用力與乙對(duì)甲的作用力大小相等，方向相反，故A錯(cuò)誤；
B、甲對(duì)乙的作用力一定做負(fù)功，乙的動(dòng)能減小，故B錯(cuò)誤；
C、乙對(duì)甲的作用力一定做正功，甲的動(dòng)能增大，故C正確；
D、甲、乙間的作用力大小相等，不知道甲、乙的質(zhì)量關(guān)系，不能求出甲乙動(dòng)能變化關(guān)系，故D錯(cuò)誤；
故選C。
12．太陽能路燈是采用晶體硅太陽能電池供電，用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)公用電力照明的路燈，白天太陽能電池對(duì)蓄電池充電，晚上蓄電池的電能供給路燈照明。太陽光垂直照射到地面上時(shí)，單位面積的輻射功率為。某一太陽能路燈供電系統(tǒng)對(duì)一盞LED燈供電，太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為15％左右，電池板面積1m2，采用一組24V的蓄電池（總?cè)萘?00Ah），LED路燈規(guī)格為“40W，24V”，蓄電池放電預(yù)留20％容量。下列說法正確的是（）
A. 蓄電池的放電電流約為0.6A
B. 一盞LED燈每天消耗的電能約為0.96kWh
C. 該太陽能電池板把光能轉(zhuǎn)換為電能的功率約為40W
D. 把蓄電池完全充滿電，太陽照射電池板的時(shí)間不少于38.4h
【答案】D
【解析】蓄電池的放電電流為，故A錯(cuò)誤；一盞LED燈的功率為40W，每天平均使用按10小時(shí)算，每天消耗的電能約為：W=Pt=40W10h=400W?h=0.40kWh，故B錯(cuò)誤；太陽能電池板把光能轉(zhuǎn)化為電能的功率P=P0S15%=1.0103115%=150W，故C錯(cuò)誤；把蓄電池完全充滿電，假設(shè)太陽能電池板全部用于對(duì)蓄電池充電，需能量為：E=（1-0.2）qU=0.830024Wh=5760Wh，而太陽能電池的即使一直垂直照射，功率為150W，故用時(shí)約：t==38.4h，故D正確，故選D.
13．載人飛行包是一個(gè)單人低空飛行裝置，如圖所示，其發(fā)動(dòng)機(jī)使用汽油作為燃料提供動(dòng)力，可以垂直起降，也可以快速前進(jìn)，若飛行包（包括人）在豎直勻速降落的過程中（空氣阻力不可忽略），下列的說法正確的是（ ）
A. 發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)飛行包做正功
B. 飛行包的重力做負(fù)功
C. 空氣阻力對(duì)飛行包做負(fù)功
D. 飛行包的合力做負(fù)功
【答案】C
【解析】飛行包（包括人）在豎直勻速降落的過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力向上，則發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)飛行包做負(fù)功．故A錯(cuò)誤．高度下降，飛行包的重力做正功，故B錯(cuò)誤．空氣阻力豎直向上，與位移方向相反，則空氣阻力對(duì)飛行包做負(fù)功，故C正確．飛行包勻速運(yùn)動(dòng)，合力為零，則飛行包的合力不做功，故D錯(cuò)誤．故選C.
14．某質(zhì)量為m的電動(dòng)玩具小車在平直的水泥路上由靜止沿直線加速行駛．經(jīng)過時(shí)間t前進(jìn)的距離為x，且速度達(dá)到最大值vm，設(shè)這一過程中電動(dòng)機(jī)的功率恒為P，小車受阻力恒為F，則t時(shí)間內(nèi)（ ）
A. 小車做勻加速運(yùn)動(dòng)
B. 小車受到的牽引力逐漸增大
C. 合外力對(duì)小車所做的功為 Pt
D. 牽引力對(duì)小車所做的功為 Fx+mvm2
【答案】D
【解析】電動(dòng)機(jī)功率恒定，P=F牽v，結(jié)合牛頓第二定律可知F牽-F=ma，v=at可知，當(dāng)速度增大時(shí)，牽引力減小，加速度減小，故小車做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，故AB錯(cuò)誤；整個(gè)過程中，牽引力做正功，阻力做負(fù)功，故合力做功為W=mvm2，Pt為牽引力所做的功，故C錯(cuò)誤；整個(gè)過程中，根據(jù)動(dòng)能定理可知Pt?Fx＝mvm2，解得Pt=Fx+mvm2，故D正確；故選D.xk.w
點(diǎn)睛：小車的恒定功率啟動(dòng)方式是一種最快的啟動(dòng)方式，是加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)學(xué)公式不再適用，但可以根據(jù)動(dòng)能定理列式求解．
15．極限跳傘（sky diving）是世界上最流行的空中極限運(yùn)動(dòng)，它的獨(dú)特魅力在于跳傘者可以從正在飛行的各種飛行器上跳下，也可以從固定在高處的器械、陡峭的山頂、高地甚至建筑物上縱身而下，并且通常起跳后傘并不是馬上自動(dòng)打開，而是由跳傘者自己控制開傘時(shí)間，這樣冒險(xiǎn)者就可以把刺激域值的大小完全控制在自己手中。傘打開前可看做是自由落體運(yùn)動(dòng)，打開傘后減速下降，最后勻速下落。如果用h表示人下落的高度，t表示下落的時(shí)間，Ep表示人的重力勢(shì)能,Ek表示人的動(dòng)能，E表示人的機(jī)械能，v表示人下落的速度，在整個(gè)過程中，忽略傘打開前空氣阻力，如果打開傘后空氣阻力與速度平方成正比，則下列圖象可能符合事實(shí)的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
點(diǎn)睛：解決本題的關(guān)鍵知道圖象的物理意義，搞清運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)情況，通過加速度變化判斷合力的變化，通過下降的高度判斷重力勢(shì)能的變化．
16．一個(gè)人站在高為H的平臺(tái)上，以一定的初速度將一個(gè)質(zhì)量為m的小球拋出．測(cè)出落地時(shí)小球的速度大小是V，不計(jì)空氣阻力，人對(duì)小球做的功W及小球被拋出時(shí)的初速度大小V0分別為（ ?。?
A. ， B. ，
C. ， D. ，
【答案】A
【解析】對(duì)小球在空中運(yùn)動(dòng)過程，有：；解得：，，故A正確。
點(diǎn)晴：本題考查了動(dòng)能定理的直接應(yīng)用，在不涉及到運(yùn)動(dòng)時(shí)間和運(yùn)動(dòng)過程以及變力做功時(shí)運(yùn)用動(dòng)能定理解題較為簡(jiǎn)潔、方便．該題難度不大，屬于基礎(chǔ)題。
17．如圖所示，在光滑的水平面上靜止放一質(zhì)量為m的木板B，木板表面光滑，左端固定一輕質(zhì)彈簧。質(zhì)量為2m的木塊A以速度v0從板的右端水平向左滑上木板B。在木塊A與彈簧相互作用的過程中，下列判斷正確的是
A. 彈簧壓縮量最大時(shí)，B板運(yùn)動(dòng)速率最大
B. 板的加速度一直增大
C. 彈簧給木塊A的沖量大小為
D. 彈簧的最大彈性勢(shì)能為
【答案】D
【解析】在木塊A與彈簧相互作用的過程中，從彈簧的壓縮量達(dá)到最大到彈簧恢復(fù)原狀的過程中，彈簧對(duì)木板B有向左的彈力，B板仍在加速，所以彈簧壓縮量最大時(shí)，B板運(yùn)動(dòng)速率不是最大，當(dāng)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)B板的速率最大，故A錯(cuò)誤；彈簧壓縮量先增加后減小，彈簧對(duì)B板的彈力先增大后減小，故B板的加速度先增加后減小，故B錯(cuò)誤；設(shè)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)A與B的速度分別為v1和v2．取向左為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，有：2mv0=2mv1+mv2；
根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有：?2m?v02=?2m?v12+mv22；解得：v1=v0，v2=v0．對(duì)滑塊A，根據(jù)動(dòng)量定理，有：I=2mv1-2mv0=-mv0（負(fù)號(hào)表示方向向右），故C錯(cuò)誤；當(dāng)滑塊與長(zhǎng)木板速度相等時(shí)，彈簧的壓縮量最大；根據(jù)動(dòng)量守恒定律，有：2mv0=（m+2m）v；
系統(tǒng)機(jī)械能守恒，根據(jù)守恒定律，有：Ep=?2m?v02-（2m+m）v2；由以上兩式解得：Ep=mv02，故D正確；故選D.
18．某人身系彈性繩自高空p點(diǎn)自由下落，圖中a點(diǎn)是彈性繩的原長(zhǎng)位置，b點(diǎn)是人靜止懸吊著的位置，c點(diǎn)是人所到達(dá)的最低點(diǎn)，空氣阻力不計(jì)，則人（ ）
A. 從p至c過程中人的動(dòng)能不斷增大
B. 從p至a過程中人的機(jī)械能不守恒
C. 從p至c過程中重力所做的功等于人克服彈性繩彈力所做的功
D. 從a至c過程中人的重力勢(shì)能減少量等于彈性繩的彈性勢(shì)能增加量
【答案】C
【解析】A、從p至a過程中人做自由落體運(yùn)動(dòng)，b點(diǎn)是人靜止懸吊著的位置，即平衡位置，那么過了b點(diǎn)后，人就開始減速運(yùn)動(dòng)了，c點(diǎn)是人所到達(dá)的最低點(diǎn)，所以人的動(dòng)能是先增大后減小，故A錯(cuò)誤；
B、從p至a過程中人做自由落體運(yùn)動(dòng)，所以機(jī)械能守恒，故B錯(cuò)誤；
C、從P至點(diǎn)c的過程中，重力和彈力做功，由于初速度和末速度都是0．根據(jù)動(dòng)能定理，重力所做功等于人克服彈力所做功，故C正確；
D、從a到c過程，機(jī)械能守恒，動(dòng)能減少，重力勢(shì)能減少，彈性勢(shì)能增加，故重力勢(shì)能減少量小于彈性勢(shì)能增加量，故D錯(cuò)誤。
綜上所述本題答案是：C
19．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m，均勻的細(xì)鏈條長(zhǎng)為L(zhǎng)，置于光滑水平桌面上，用手按住一端，使長(zhǎng)部分垂在桌面下，（桌面高度大于鏈條長(zhǎng)度），則鏈條上端剛離開桌面時(shí)的動(dòng)能為（ ）
A. 0 B. mgL C. mgL D. mgL
【答案】D
【解析】將鏈條分成水平部分和豎直部分兩段，水平部分的重力勢(shì)能為零，豎直部分的重心中豎直段的中間，高度為，而豎直部分的重力為，這樣豎直部分的重力勢(shì)能為，這樣鏈條總的重力勢(shì)能為，鏈條上端剛離開桌面時(shí)，鏈條總的重力勢(shì)能為，由機(jī)械能守恒得鏈條上端剛離開桌面時(shí)的動(dòng)能為，故D正確，ABC錯(cuò)誤，
故選D。
20．如圖所示，光滑水平面上放著足夠長(zhǎng)的木板B，木板B上放著木塊A，A、B接觸面粗糙.現(xiàn)用一水平拉力F作用在B上，使其由靜止開始運(yùn)動(dòng)，用f1代表B對(duì)A的摩擦力，f2代表A對(duì)B的摩擦力，下列說法正確的有
A. F做的功一定等于A、B系統(tǒng)動(dòng)能的增加量
B. F做的功一定小于A、B系統(tǒng)動(dòng)能的增加量
C. f1對(duì)A做的功等于A動(dòng)能的增加量
D. f2對(duì)B做的功等于B動(dòng)能的增加量
【答案】C
【解析】由于開始運(yùn)動(dòng)后，A是否會(huì)相對(duì)于B發(fā)生運(yùn)動(dòng)，從題中給出的條件不能判斷，所以也就是如果兩者發(fā)生運(yùn)動(dòng)，對(duì)整體分析可知，F(xiàn)做功轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為兩個(gè)物體的動(dòng)能及系統(tǒng)的內(nèi)能；故F做的功大于AB系統(tǒng)動(dòng)能的增加量，AB錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理可知，對(duì)A做的功等于A動(dòng)能的增加量，C正確；對(duì)B做負(fù)功，和拉力做功的總功等于B動(dòng)能的增加量，D錯(cuò)誤．
21．前不久，中印邊界發(fā)生了一次雙方軍隊(duì)互相斗毆的接觸事件，其中有一個(gè)我軍邊防戰(zhàn)士跳起來，一腳踹翻印軍士兵的精彩視頻廣泛傳播，如果其起跳的最大高度堪比運(yùn)動(dòng)員，請(qǐng)根據(jù)體育和生活常識(shí)估算該英勇戰(zhàn)士起跳瞬間消耗的能量是最接近于
A. 10J B. 1000J C. 10000J D. 1J
【答案】B
【解析】戰(zhàn)士的質(zhì)量約75kg，其受到的重力G=mg=7510N=750N，跳起的高度h=1m，水平位移x=2m，則在豎直方向上，運(yùn)動(dòng)時(shí)間，水平方向上：，合速度，動(dòng)能，故，與1000J最接近，故B正確，ACD錯(cuò)誤；
故選B。
22．如圖所示，表面光滑的固定斜面頂端安裝一定滑輪，小物塊A、B用輕繩連接并跨過滑輪(不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦)．初始時(shí)刻，A、B處于同一高度并恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)．剪斷輕繩后，A自由下落、B沿斜面下滑，則從剪斷輕繩到物塊著地，兩物塊( )
A. 速度的變化量大小相等
B. 機(jī)械能的變化量不同
C. 重力勢(shì)能的變化量相同
D. 重力做功的平均功率不同
【答案】A
【解析】試題分析：剪斷輕繩后A自由下落，B沿斜面下滑，AB都只有重力做功，機(jī)械能守恒，重力勢(shì)能變化量等于重力所做的功，重力做功的平均功率等于重力做功與時(shí)間的比值．
設(shè)斜面傾角為，剛開始AB處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以，所以，剪斷輕繩后A自由下落，B沿斜面下滑，AB都只有重力做功，根據(jù)動(dòng)能定理得，則，所以速率的變化量為，可知兩個(gè)物體落地速度大小相等，但方向不同，A正確；剪斷細(xì)線，A、B兩物體都只有重力做功，機(jī)械能守恒，則機(jī)械能的變化量都為零，B錯(cuò)誤；重力勢(shì)能變化量，由于AB的質(zhì)量不相等，所以重力勢(shì)能變化不相同，C錯(cuò)誤；A運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為，所以A重力做功的平均功率為，B運(yùn)動(dòng)有，解得，所以B重力做功的平均功率為：，而，所以重力做功的平均功率相等，D錯(cuò)誤．
23．小明騎電動(dòng)自行車沿平直公路行駛，因電瓶“沒電”，故改用腳蹬車勻速前行。設(shè)小明與車的總質(zhì)量為100kg，騎行過程中所受阻力恒為車和人總重的0.02倍，g取10m/s2。通過估算可知，小明騎此電動(dòng)車做功的平均功率最接近( )
A. 500 W B. 300 W C. 100 W D. 50 W
【答案】C
【解析】試題分析：人在勻速行駛時(shí)，受到的阻力的大小和腳蹬車的力的大小相等，由可以求得此時(shí)人受到的阻力的大?。?
設(shè)人汽車的速度大小為5m/s，人在勻速行駛時(shí)，人和車的受力平衡，阻力的大小為，此時(shí)的功率，C正確．
24．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的剛性圓環(huán)套在粗糙的豎直固定細(xì)桿上，圓環(huán)的直徑略大于細(xì)桿的直徑，圓環(huán)的兩邊與兩個(gè)相同的輕質(zhì)彈簧的一端相連，輕質(zhì)彈簧的另一端相連在和圓環(huán)同一高度的墻壁上的P、Q兩點(diǎn)處，彈簧的勁度系數(shù)為k，起初圓環(huán)處于O點(diǎn)，彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)且原長(zhǎng)為L(zhǎng)，細(xì)桿上面的A、B兩點(diǎn)到O點(diǎn)的距離都為L(zhǎng)，將圓環(huán)拉至A點(diǎn)由靜止釋放，重力加速度為g，對(duì)于圓環(huán)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是( )
A. 圓環(huán)通過O點(diǎn)的加速度小于g B. 圓環(huán)在O點(diǎn)的速度最大
C. 圓環(huán)在A點(diǎn)的加速度大小為 D. 圓環(huán)在B點(diǎn)的速度為
【答案】D
【解析】A項(xiàng)，圓環(huán)在O點(diǎn)處時(shí)兩彈簧處于原長(zhǎng)，圓環(huán)水平方向沒有受到力的作用，因此沒有滑動(dòng)摩擦力。此時(shí)圓環(huán)僅受到豎直向下的重力影響，因此通過O點(diǎn)的加速度大小為g，故A項(xiàng)錯(cuò)誤。
B項(xiàng)，圓環(huán)在受力平衡處時(shí)速度最大，而O點(diǎn)圓環(huán)受力不平衡做加速運(yùn)動(dòng)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。
C項(xiàng)，圓環(huán)在整個(gè)過程中與粗糙細(xì)桿之間無壓力，不受摩擦力影響，在A點(diǎn)對(duì)圓環(huán)進(jìn)行受力分析，其受重力及兩彈簧拉力作用，合力向下，滿足，解得圓環(huán)在A點(diǎn)的加速度大小為，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。
D項(xiàng)，圓環(huán)從A到B時(shí)，根據(jù)機(jī)械能守恒，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，即，解得圓環(huán)在B點(diǎn)的速度為，故D項(xiàng)正確。
綜上所述本題答案是：D
25．物體靜止在光滑的水平面上，先對(duì)物體施加一個(gè)水平恒力F1，作用時(shí)間t后撤去F1,立即對(duì)物體施加一個(gè)方向與F1相反的水平恒力F2,又經(jīng)時(shí)間2t物體回到出發(fā)點(diǎn)，在這一過程中，F(xiàn)1和F2分別對(duì)物體做功W1和W2，則下列說法正確的是：（ ）
A. W1:W2=1:1 B. W1:W2=1:2 C. W1:W2=5:4 D. W1:W2=4:5
【答案】D
【解析】設(shè)恒力F1作用ts后物體的速度為v1，恒力F2又作用2ts后物體的速度為v2
所以物體在第一個(gè)ts內(nèi)的位移為：x1=，物體在第二個(gè)ts內(nèi)的位移為：x2=
根據(jù)題意物體在第2個(gè)ts內(nèi)回到出發(fā)點(diǎn)，故有：
x1=?x2
整理得：v1=?v2
根據(jù)動(dòng)能定理有力F1做的功等于物體動(dòng)能的變化有：W1=
力F2對(duì)物體做的功為：W2=
解得：W1:W2=4:5
故選：D。
點(diǎn)睛：物體先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做勻減速運(yùn)動(dòng)回到原處，整個(gè)過程中的位移為零．根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可確定兩個(gè)過程末速度的關(guān)系，根據(jù)動(dòng)能定理可求兩個(gè)過程兩個(gè)力做功的關(guān)系。
26．如圖所示，在半徑為0.2m的固定半球形容器中，一質(zhì)量為l kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))自邊緣上的A點(diǎn)由靜止開始下滑，到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)，它對(duì)容器的正壓力大小為l5 N。取重力加速度為g=10m/s2，則球自A點(diǎn)滑到B點(diǎn)的過程中克服摩擦力做的功為
A. 0.5 J B. 1.0 J C. 1.5 J D. 1.8 J
【答案】C
【解析】試題分析：小球在B點(diǎn)豎直方向上受重力和支持力，根據(jù)合力提供向心力求出B點(diǎn)的速度，再根據(jù)動(dòng)能定理求出摩擦力所做的功．
在B點(diǎn)有．得．A滑到B的過程中運(yùn)用動(dòng)能定理得，得，所以球自A點(diǎn)滑到B點(diǎn)的過程中克服摩擦力做的功為1.5J，C正確．
27．27．如圖所示，小球位于光滑的曲面上，曲面體位于光滑的水平地面上，從地面上看，在小球沿曲面下滑的過程中，曲面體對(duì)小球的作用力
A. 垂直于接觸面，做功為零
B. 垂直于接觸面，做負(fù)功
C. 不垂直于接觸面，做功為零
D. 不垂直于接觸面，做正功
【答案】A
【解析】曲面體與小球之間的作用力為彈力，垂直于它們之間的接觸面，由于速度沿切線方向，所以彈力垂直于速度方向，故彈力不做功，A正確．
28．如圖所示，用一根長(zhǎng)桿和兩個(gè)小定滑輪組合成的裝置來提升質(zhì)量為m的重物A，長(zhǎng)桿的一端放在地面上，并且通過鉸鏈連接形成轉(zhuǎn)軸，其端點(diǎn)恰好處于左側(cè)滑輪正下方的O點(diǎn)處，在桿的中點(diǎn)C處拴一細(xì)繩，通過兩個(gè)滑輪后掛上重物A，C點(diǎn)與O點(diǎn)的距離為，滑輪上端B點(diǎn)距O點(diǎn)的距離為.現(xiàn)在桿的另一端用力，使其沿逆時(shí)針方向由豎直位置以角速度勻速轉(zhuǎn)至水平位置(轉(zhuǎn)過了 角).則在此過程中，下列說法正確的是（ ）
A. 重物A的速度先增大后減小，最大速度是
B. 重物A做勻速直線運(yùn)動(dòng)
C. 繩的拉力對(duì)A所做的功為
D. 繩的拉力對(duì)A所做的功為
【答案】A
，則此時(shí)速度為；故此時(shí)動(dòng)能的增加量為，因此繩子對(duì)物體A所做的功為，故CD錯(cuò)誤；選A.
【點(diǎn)睛】本題應(yīng)明確重物的速度來自于繩子的速度，注意在速度的分解時(shí)應(yīng)明確桿的轉(zhuǎn)動(dòng)線速度為線速度，而繩伸長(zhǎng)速度及轉(zhuǎn)動(dòng)速度為分速度，再由運(yùn)動(dòng)的合成與分解得出合速度與分速度的關(guān)系。
29．如圖所示，一個(gè)半徑為R的半圓形軌道豎直固定放置，直徑POQ水平，軌道的內(nèi)表面動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。一質(zhì)量為m的小滑塊（可看作質(zhì)點(diǎn)）自P點(diǎn)正上方由靜止釋放，釋放高度為R，小滑塊恰好從P點(diǎn)進(jìn)入軌道。小滑塊（可看作質(zhì)點(diǎn)）滑到軌道最低點(diǎn)N時(shí)對(duì)軌道的壓力為4mg，g為重力加速度的大小。用W表示質(zhì)點(diǎn)從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中克服摩擦力所做的功。則（ ）
A. 小滑塊恰好可以到達(dá)Q點(diǎn) B. 小滑塊不能到達(dá)Q點(diǎn)
C. D.
【答案】C
【解析】從最高點(diǎn)到N，由動(dòng)能定理有，
在N處，，
聯(lián)立上述兩式，可得，故C正確，D錯(cuò)誤；
質(zhì)點(diǎn)從P到N再到Q的過程中，重力與摩擦力做功，由于質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知，質(zhì)點(diǎn)在PN段與軌道之間的壓力大于NQ段之間質(zhì)點(diǎn)與軌道之間的壓力，根據(jù)可知，質(zhì)點(diǎn)在PN段受到的摩擦力比較大，所以質(zhì)點(diǎn)在PN段摩擦力做的功比較多，則摩擦力在NQ段做的功，
從N到Q，由動(dòng)能定理得，
解得，小滑塊到達(dá)Q點(diǎn)后，還能繼續(xù)上升，故AB錯(cuò)誤；
故選C。
30．質(zhì)量為m的汽車，啟動(dòng)后沿平直路面行駛，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒為P，且行駛過程中受到的摩擦阻力大小一定，汽車速度能夠達(dá)到的最大值為v，那么當(dāng)汽車的車速為時(shí)．汽車的瞬時(shí)加速度的大小為（ ?。?
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】解：汽車速度達(dá)到最大后，將勻速前進(jìn)，根據(jù)功率與速度關(guān)系公式P=Fv和共點(diǎn)力平衡條件有：
F1=f…①
P=F1v…②
當(dāng)汽車的車速為時(shí)有： …③
根據(jù)牛頓第二定律有：
F2﹣f=ma…④
由①～④式，可求得：
所以ABD錯(cuò)誤，C正確；
31．一質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員從下蹲狀態(tài)向上起跳，經(jīng)時(shí)間，身體伸直并剛好離開地面，速度為v，在此過程中（ ?。?
A. 地面對(duì)他的沖量為mv+mgΔt，地面對(duì)他做的功為
B. 地面對(duì)他的沖量為，地面對(duì)他做的功為
C. 地面對(duì)他的沖量為為，地面對(duì)他做的功為零
D. 地面對(duì)他的沖量為為，地面對(duì)他做的功為零
【答案】C
【解析】人從下蹲起跳，經(jīng)時(shí)間速度為v，對(duì)此過程應(yīng)用動(dòng)量定理得：
故在此過程中，地面對(duì)他的沖量
人在起跳過程中，受到地面對(duì)人的支持力但沒有產(chǎn)生位移，地面對(duì)他做的功為零。
綜上，選C
點(diǎn)睛：動(dòng)量定理中沖量應(yīng)是所有力的沖量，不能漏去重力的沖量。
32．如圖所示，滑塊以初速度v0滑上表面粗糙的固定斜面，到達(dá)最高點(diǎn)后又返回到出發(fā)點(diǎn)．則下列能大致描述滑塊整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的速度v、加速度a、動(dòng)能Ek、重力對(duì)滑塊所做的功W與時(shí)間t或位移x之間關(guān)系的圖象是（取初速度方向?yàn)檎较颍?
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】物體上滑時(shí)的加速度大小 a1==gsinθ+μgcosθ，方向沿斜面向下．下滑時(shí)的加速度大小 a2==gsinθ-μgcosθ，方向沿斜面向下，則知a1＞a2，方向相同，均為負(fù)方向．因v-t線的斜率等于加速度，可知選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；動(dòng)能是標(biāo)量，不存在負(fù)值．故C錯(cuò)誤．重力做功W=-mgh=-mgxsinθ，故D正確．故選D.x.kw
點(diǎn)睛：解決本題的關(guān)鍵根據(jù)牛頓第二定律得出上滑和下滑的加速度，判斷出物體的運(yùn)動(dòng)情況．要通過列方程分析圖象的物理意義．
33．如圖所示，x軸在水平地面上，y軸在豎直方向．圖中畫出了從y軸上不同位置沿x軸正向水平拋出的三個(gè)質(zhì)量相等小球a、b和c的運(yùn)動(dòng)軌跡．小球a從(0，2L)拋出，落在(2L， 0)處；小球b、c從(L， 0)拋出，分別落在(2L，0)和(L，0)處．不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是
A. b的初速度是a的初速度的兩倍
B. b的初速度是a的初速度的倍
C. b的動(dòng)能增量是c的動(dòng)能增量的兩倍
D. a的動(dòng)能增量是c的動(dòng)能增量的倍
【答案】B
【解析】ab的水平位移相同，但時(shí)間不同，根據(jù)可知，根據(jù)可知，故A錯(cuò)誤，B正確；bc的豎直位移相同，根據(jù)動(dòng)能定理可知，b的動(dòng)能增量等于c的動(dòng)能增量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；a的豎直位移等于c的2倍，根據(jù)動(dòng)能定理可知，a的動(dòng)能增量等于c的2倍，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選B.
34．如圖所示為建筑材料被吊車豎直向上提升過程的速度一時(shí)間圖象，則下列判斷正確的是（ ）
A. 前的平均速度是
B. 的平均速度小于的平均速度
C. 鋼索拉力的功率不變
D. 前鋼索最容易發(fā)生斷裂
【答案】D
【解析】由速度時(shí)間圖線可知，10s末的速度為，則5s末的速度為，根據(jù)平均速度的推論知，前5s內(nèi)的平均速度，A錯(cuò)誤；根據(jù)平均速度的推論，知內(nèi)和內(nèi)平均速度相等，B錯(cuò)誤；內(nèi)做勻減速運(yùn)動(dòng)，拉力不變，速度減小，根據(jù)，知拉力的功率減小，C錯(cuò)誤；前內(nèi)加速度方向向上，拉力大于重力，內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，拉力等于重力，內(nèi)加速度方向向下，拉力小于重力，可知前10s內(nèi)鋼索最容易發(fā)生斷裂，D正確，選D.
【點(diǎn)睛】根據(jù)圖線得出5s末的速度，結(jié)合平均速度的推論求出前5s內(nèi)的平均速度，根據(jù)拉力和重力的大小關(guān)系確定哪段時(shí)間內(nèi)鋼索最容易斷裂，根據(jù)判斷拉力功率的變化．
35．物體在恒定的合外力F作用下做直線運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間Δt1內(nèi)速度由0增大到v，在時(shí)間Δt2內(nèi)速度由v增大到2v。設(shè)F在Δt1內(nèi)做的功是W1，沖量是I1；在Δt2內(nèi)做的功是W2，沖量是I2；那么 ( )
A. I1
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2019-2020年高考物理試題分項(xiàng)版匯編系列
專題07
功和能含解析
2019
2020
年高
物理試題
分項(xiàng)版
匯編
系列
專題
07
解析
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