三年全国各地高考物理试题分类汇编功和能 30页

‎2011年高考物理真题分类汇编（详解）‎ 功和能 ‎1．（2011年高考·江苏理综卷）如图所示，演员正在进行杂技表演。由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于 A．0.3J B．3J C．30J D．300J ‎1.A 解析：生活经验告诉我们：10个鸡蛋大约1斤即‎0.5kg，则一个鸡蛋的质量约为，鸡蛋大约能抛高度h=‎0.6m，则做功约为W=mgh=0.05×10×0.6J=0.3J，A正确。‎ ‎2．（2011年高考·海南理综卷）一物体自t=0时开始做直线运动，其速度图线如图所示。下列选项正确的是（ ）‎ t/s v/m·s-1‎ ‎0‎ ‎10‎ ‎-10‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ A．在0～6s内，物体离出发点最远为‎30m B．在0～6s内，物体经过的路程为‎40m C．在0～4s内，物体的平均速率为‎7.5m/s D．在5～6s内，物体所受的合外力做负功 ‎2.BC 解析：在0~5s,物体向正向运动，5~6s向负向运动，故5s末离出发点最远，A错；由面积法求出0~5s的位移s1＝‎35m, 5~6s的位移s2＝－‎5m,总路程为：‎40m，B对；由面积法求出0~4s的位移s=‎30m，平度速度为：v＝s/t＝‎7.5m/s C对；由图像知5～6s过程物体加速，合力和位移同向，合力做正功，D错]‎ ‎3．（2011年高考·四川理综卷）如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为：打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，为确保安全着陆，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，则 降落伞 返回舱 缓冲火箭 A．火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小 B．返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力 C．返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功 D．返回舱在喷气过程中处于失重状态 ‎3.A 解析：在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，加速度方向向上，返回舱处于超重状态，动能减小，返回舱所受合外力做负功，返回舱在喷气过程中减速的主要原因是缓冲火箭向下喷气而获得向上的反冲力。火箭开始喷气前匀速下降拉力等于重力减去返回舱受到的空气阻力，火箭开始喷气瞬间反冲力直接对返回舱作用因而伞绳对返回舱的拉力变小。‎ ‎4．（2011年高考·全国卷新课标版）一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用。此后，该质点的动能可能 A．一直增大 B．先逐渐减小至零，再逐渐增大 C．先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小 D．先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大 ‎4.ABD 解析：当恒力方向与速度在一条直线上，质点的动能可能一直增大，也可能先逐渐减小至零，再逐渐增大。当恒力方向与速度不在一条直线上，质点的动能可能一直增大，也可能先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大。所以正确答案是ABD。‎ ‎5．（2011年高考·全国卷新课标版）一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是 A．运动员到达最低点前重力势能始终减小 B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加 C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒 D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关 ‎5.ABC 解析：运动员到达最低点过程中，重力做正功，所以重力势能始终减少， A项正确。蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加，B 项正确。蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统，只有重力和弹性力做功，所以机械能守恒，C 项正确。重力势能的改变与重力势能零点选取无关，D 项错误。‎ I L ‎6．（2011年高考·全国卷新课标版）电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是 A．只将轨道长度L变为原来的2倍 B．只将电流I增加至原来的2倍 C．只将弹体质量减至原来的一半 D．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变 ‎6.BD解析：利用动能定理有，B＝kI解得。所以正确答案是BD。‎ a b v0‎ h h/2‎ ‎7．（2011年高考·山东理综卷）如图所示，将小球a从地面以初速度v0竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球b从距地面h处由静止释放，两球恰在h/2处相遇（不计空气阻力）。则 A．两球同时落地 ‎ B．相遇时两球速度大小相等 ‎ C．从开始运动到相遇，球a动能的减少量等于球b动能的增加量 ‎ D．相遇后的任意时刻，重力对球a做功功率和对球b做功功率相等 ‎ ‎7.C‎ 解析：相遇时间为t则有，两式联立得，相遇是甲的速度为，乙的速度为，故两者速度不一定相等、也不能同时落地，相遇之后的速度不同，故重力的功率也不相同；根据动能定律，两球重力做功分别为、，故C正确。‎ ‎8．（2011年高考·海南理综卷）一质量为‎1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时起，第1秒内受到2N的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1N的外力作用。下列判断正确的是（ ）‎ A．0～2s内外力的平均功率是9/4W B．第2秒内外力所做的功是5/4J C．第2秒末外力的瞬时功率最大 D．第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是4/5‎ ‎8.CD 解析：由动量定理或运动学规律求出1s末、2s末速度分别为：v1=‎2m/s、v2=‎3m/s ，故0～2s内合力做功为，功率为；1s末、2s末功率分别为：4W、3W；第1秒内与第2秒动能增加量分别为：，，比值：4：5‎ ‎9．（2011年高考·上海卷）如图，一长为的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为m的小球。一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度ω匀速转动，当杆与水平方向成60°时，拉力的功率为 ‎60º F ω A．mgLω B．mgLω C．mgLω D．mgLω ‎9.C‎ 解析：本题考查转动力矩平衡、功率、线速度与角速度。根据题意轻杆匀速转动，故可根据转动力矩平衡条件：F·sin60°=mgLcos60°，解得F=2mg。杆的中点速度为v=ω·，方向垂直杆，此时拉力的功率为P=Fvsin60°，解得P=mgLω，C对。‎ l/2‎ A B O ‎10．（2011年高考·上海卷）如图，在竖直向下，场强为E的匀强电场中，长为l的绝缘轻杆可绕固定轴O在竖直面内无摩擦转动，两个小球A、B固定于杆的两端，A、B的质量分别为m1和m2 (m12R D. 小球能从细管A端水平抛出的最小高度Hmin=错误！未找到引用源。‎ ‎18【答案】BC ‎【考点】机械能守恒、平抛运动 ‎【解析】当小球从H=2R处落下，到A点速度为0，落点距A水平距离为0；取H=4R，小球到达A处有，,,，对照AB项代入H=4R,知B项对；竖直平面内小球在管道中过顶的最小速度为0，根据机械能守恒知，小球要到达A点，则需要H>2R即可。‎ ‎(2012重庆）23．（16分）题23图所示为一种摆式摩擦因数测量仪，可测量轮胎与地面间动摩擦因数，其中主要部件有：底部固定有轮胎橡胶片的摆锤和连接摆锤的轻质细杆。摆锤的质量为m，细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动，摆锤重心到O点的距离为L.测量时，测量仪固定于水平地面，将摆锤从与0等高的位置由静止释放。摆锤到最低点附近时，橡胶片紧压地面擦过一小段距离s(s<m）的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中 A．.两滑块组成系统的机械能守恒 B．重力对M做的功等于M动能的增加 C．轻绳对m做的功等于m机械能的增加 D．两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功 答案：CD 解析：由于斜面ab粗糙，在两滑块沿斜面运动的过程中，.两滑块组成系统的机械能不守恒，选项A错误。由动能定理，重力对M做的功大于M动能的增加，选项B错误。由功能关系，轻绳对m做的功等于m机械能的增加，选项C正确。由功能关系可知，两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功，选项D正确。‎ ‎3. （2013高考安徽理综第17题）质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为EP=-G，其中G为引力常量，M为地球质量。该卫星原来的在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2，此过程中因摩擦而产生的热量为 A. GMm(-) B. GMm(-) C. GMm(-) D. GMm(-)‎ ‎【答案】 C ‎【 解析】卫星降低轨道，减少的引力势能，△EP=-G-(-G)=GMm(-)。由G=mv2/R，可得卫星在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动的动能Ek1=mv2= ，卫星在半径为R2的轨道上绕地球做匀速圆周运动的动能Ek2=mv2= ，动能增加△Ek=-，由功能关系△EP=△Ek+Q，联立解得：此过程中因摩擦而产生的热量为Q=GMm(-)，所以正确选项为C。‎ ‎4．（2013全国高考大纲版理综第20题）如图所示，一固定斜面倾角为30°，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于重力加速度的大小g。物块上升的最大高度为H，则此过程中，物块的（ ）‎ m H ‎30°‎ A．动能损失了2mgH B．动能损失了mgH C．机械能损失了mgH D．机械能损失了 答案：AC 解析：分析小物块沿斜面上滑，根据题述可知，物块所受滑动摩擦力为f=0.5mg，由动能定理，动能损失了fH/sin30°+mgH=2mgH ，选项A正确B错误。由功能关系，机械能损失 fH/sin30°=mgH，选项C正确D错误。‎ ‎5．(2013高考江苏物理第5题)水平面上，一白球与一静止的灰球碰撞，两球质量相等。 碰撞过程的频闪照片如图所示，据此可推断，碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的 ‎（A）30% （B）50%‎ ‎（C）70% （D）90%‎ 答案：A解析：由图可知，碰撞后白球速度大约减小到原来的0.6倍，灰球速度大约是白球碰撞前速度的0.6倍。碰撞过程中系统损失的动能△E=mv2-m(0.6v)‎2m(0.6v)2=0.28×mv2。据此可推断，碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的30%，选项A正确。‎ ‎6．（2013高考天津理综物理第2题）我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子‎3000m接力三连冠．观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交捧”的运动员乙前面．并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使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·甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量 B．甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反 C，甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量 D．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功 答案：B 解析：冲量是矢量，甲乙相互作用时，二者相互作用力相等，甲对乙的冲量大小一定等于乙对甲的冲量的大小，但是方向相反，选项A错误。由动量定理，甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反，选项B正确。甲乙相互作用过程，是非弹性碰撞，机械能不守恒，所以选项CD错误。‎ ‎7．(2013高考江苏物理第9题)如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连。 弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）。 物块的质量为m，AB=a，物块与桌面间的动摩擦因数为μ。 现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W。 撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到达B点时速度为零。 重力加速度为g。 则上述过程中 ‎（A）物块在A点时，弹簧的弹性势能等于W-μmga ‎ ‎（B）物块在B点时，弹簧的弹性势能小于W-μmga ‎ ‎（C）经O点时，物块的动能小于W-μmga ‎ ‎（D）物块动能最大时，弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能 答案：BC 解析：设物块在A点时，弹簧的弹性势能等于EpA，用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W=EpA+μmg·OA，物块在A点时，弹簧的弹性势能EpA大于W-μmga，选项A错误。由于物块与桌面间有摩擦，OA大于OB，物块从0到A再由A到B的过程克服摩擦力做功μmg·OA +μmga，大于μmga。由功能关系，物块在B点时，弹簧的弹性势能小于W-μmga，选项B正确。物块从0到A再由A到O的过程，克服摩擦力做功2μmg·OA，大于μmga，所以经O点时，物块的动能小于W-μmga，选项C正确。当物块运动到从A向B运动，弹簧弹力等于摩擦力时物块的动能最大，此时弹簧处于拉伸状态；运动到B点时弹簧处于压缩状态，根据题述不能判断这两个位置弹簧的弹性势能的大小，选项D错误。，‎ ‎8. （2013高考福建理综第20题）（15分）如图，一不可伸长的轻绳上端悬挂于O点，T端系一质量m=‎1.0kg的小球。现将小球拉到A点（保持绳绷直）由静止释放，当它经过B点时绳恰好被拉断，小球平抛后落在水平地面上的C点。地面上的D点与OB在同一竖直线上，已知绳长L=‎1.0 m，B点离地高度H=‎1.0 m，A、B两点的高度差h=‎0.5 m，重力加速度g取‎10m/s2,不计空气影响，‎ ‎(1)地面上DC两点间的距离s；‎ ‎(2)轻绳所受的最大拉力大小。‎ 解析：（1）小球从A到B的过程中机械能守恒，有：mgh=mvB2，①‎ 小球从B到C做平抛运动，在竖直方向上有：H=gt2，②‎ 在水平方向上有：s=vBt，③‎ 联立①②③解得：s=‎1.41m。④‎ ‎（2）小球下摆到达B点时，绳的拉力和重力的合力提供向心力，有：F-mg=m ⑤‎ 联立①⑤解得：F=20N 根据牛顿第三定律，F’=-F，‎ 轻绳所受的最大拉力大小为20N。‎