2023年【三年高考】2016-2018年物理试题分项解析:专题06-功和能.pdf
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1、 2016 年2018 年高考试题精编版分项解析 专题 06 功和能 1从地面竖直向上抛出一只小球,小球运动一段时间后落回地面忽略空气阻力,该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图像是()A.B.C.D.【来源】2018 年全国普通高等学校招生统一考试物理(江苏卷)【答案】A 点睛:本题以竖直上抛运动为背景考查动能的概念和 Ek-t 图象,解题的方法是先根据竖直上抛运动物体的速度特点写出速度公式,在根据动能的概念写出函数方程,最后根据函数方程选择图象。2高空坠物极易对行人造成伤害。若一个 50 g 的鸡蛋从一居民楼的 25 层坠下,与地面的撞击时间约为 2 ms,则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为(
2、)A.10 N B.102 N C.103 N D.104 N【来源】2018 年普通高等学校招生全国统一考试物理(全国 II 卷)【答案】C【解析】试题分析:本题是一道估算题,所以大致要知道一层楼的高度约为 3m,可以利用动能定理或者机械能守恒求落地时的速度,并利用动量定理求力的大小。设鸡蛋落地瞬间的速度为 v,每层楼的高度大约是 3m,点睛:利用动能定理求出落地时的速度,然后借助于动量定理求出地面的接触力 3如图,某同学用绳子拉动木箱,使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度,木箱获得的动能一定()A.小于拉力所做的功 B.等于拉力所做的功 C.等于克服摩擦力所做的功 D.大于克服摩
3、擦力所做的功【来源】2018 年普通高等学校招生全国统一考试物理(全国 II 卷)【答案】A【解析】试题分析:受力分析,找到能影响动能变化的是那几个物理量,然后观测这几个物理量的变化即可。木箱受力如图所示:木箱在移动的过程中有两个力做功,拉力做正功,摩擦力做负功,根据动能定理可知即:,所以动能小于拉力做的功,故 A正确;无法比较动能与摩擦力做功的大小,CD错误。故选 A 上抛运动为背景考查动能的概念和图象解题的方法是先根据竖直上抛运动物体的速度特点写出速度公式在根据动能的面的撞击时间约为则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为来源年普通高等学校招生全国统一考试物理全国卷答案解析试题动量定理求力的大小设鸡
4、蛋落地瞬间的速度为每层的高度大约是点睛利用动能定理求出落地时的速度然后借助于动量 点睛:正确受力分析,知道木箱在运动过程中有那几个力做功且分别做什么功,然后利用动能定理求解末动能的大小。4滑雪运动深受人民群众的喜爱,某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB,从滑道的A点滑行到最低点B的过程中,由于摩擦力的存在,运动员的速率不变,则运动员沿AB下滑过程中 A.所受合外力始终为零 B.所受摩擦力大小不变 C.合外力做功一定为零 D.机械能始终保持不变【来源】2018 年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题(天津卷)【答案】C 恒定,且 在减小,所以曲面对运动员的支持力越
5、来越大,根据可知摩擦力越来越大,B 错误;运动员运动过程中速率不变,质量不变,即动能不变,动能变化量为零,根据动能定理可知合力做功为零,C正确;因为克服摩擦力做功,机械能不守恒,D错误;【点睛】考查了曲线运动、圆周运动、动能定理等;知道曲线运动过程中速度时刻变化,合力不为零;在分析物体做圆周运动时,首先要弄清楚合力充当向心力,然后根据牛顿第二定律列式,基础题,难以程度适中 5在一斜面顶端,将甲乙两个小球分别以 v 和 的速度沿同一方向水平抛出,两球都落在该斜面上。甲球上抛运动为背景考查动能的概念和图象解题的方法是先根据竖直上抛运动物体的速度特点写出速度公式在根据动能的面的撞击时间约为则该鸡蛋对
6、地面产生的冲击力约为来源年普通高等学校招生全国统一考试物理全国卷答案解析试题动量定理求力的大小设鸡蛋落地瞬间的速度为每层的高度大约是点睛利用动能定理求出落地时的速度然后借助于动量 落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的 A.2 倍 B.4倍 C.6倍 D.8倍【来源】2018 年全国普通高等学校招生统一考试物理(全国 III 卷)【答案】A 点睛 此题将平抛运动、斜面模型、机械能守恒定律有机融合,综合性强。对于小球在斜面上的平抛运动,一般利用平抛运动规律和几何关系列方程解答。6如图,abc是竖直面内的光滑固定轨道,ab水平,长度为 2R:bc是半径为R的四分之一的圆弧,与ab相切于b点。一质量
7、为m的小球。始终受到与重力大小相等的水平外力的作用,自a点处从静止开始向右运动,重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其他轨迹最高点,机械能的增量为()A.2mgR B.4mgR C.5mgR D.6mgR【来源】2018 年全国普通高等学校招生统一考试物理(新课标 I 卷)【答案】C【解析】本题考查了运动的合成与分解、动能定理等知识,意在考查考生综合力学规律解决问题的能力。设小球运动到 c 点的速度大小为vC,则对小球由 a 到 c 的过程,由动能定理得:F3R-mgR=mvc2,又F=mg,解得:vc2=4gR,小球离开 c 点后,在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动,竖直方向在重力作
8、用力下做匀减速直线运动,由牛顿第二定律可知,小球离开 c 点后水平方向和竖直方向的加速度大小均为g,则由竖直方向的运动可知,小球从离开 c 点到其轨迹最高点所需的时间为:t=vC/g=2,小球在水平方向的加速度a=g,在水平方向的位移为x=at2=2R。由以上分析可知,小球从 a 点开始运动到其轨迹最高点的过程中,水平方向的位移大小为 5R,则小球机械能的增加量E=F5R=5mgR,选项 C正确 ABD错误。【点睛】此题将运动的合成与分解、动能定理有机融合,难度较大,能力要求较高。上抛运动为背景考查动能的概念和图象解题的方法是先根据竖直上抛运动物体的速度特点写出速度公式在根据动能的面的撞击时间
9、约为则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为来源年普通高等学校招生全国统一考试物理全国卷答案解析试题动量定理求力的大小设鸡蛋落地瞬间的速度为每层的高度大约是点睛利用动能定理求出落地时的速度然后借助于动量 7高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的均加速直线运动,在启动阶段列车的动能()A.与它所经历的时间成正比 B.与它的位移成正比 C.与它的速度成正比 D.与它的动量成正比【来源】2018 年全国普通高等学校招生统一考试物理(新课标 I 卷)【答案】B【解析】本题考查匀变速直线运动规律、动能、动量及其相关的知识点。根据初速度为零匀变速直线运动规律可知,在启动阶段,列车的速度与时间成正比,即v=at,
10、由动能公式Ek=mv2,可知列车动能与速度的二次方成正比,与时间的二次方成正比,选项 AC错误;由v2=2ax,可知列车动能与位移x成正比,选项 B正确;由动量公式p=mv,可知列车动能Ek=mv2=,即与列车的动量二次方成正比,选项 D错误。8(多选)如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端连接一小物块,O点为弹簧在原长时物块的位置物块由A点静止释放,沿粗糙程度相同的水平面向右运动,最远到达B点在从A到B的过程中,物块()A.加速度先减小后增大 B.经过O点时的速度最大 C.所受弹簧弹力始终做正功 D.所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功【来源】2018 年全国普通高等学校招生统一考试物理(江苏
11、卷)【答案】AD A点到O点过程,弹簧由压缩恢复原长弹力做正功,从O点到B点的过程,弹簧伸长,弹力做负功,故选项 C错误;从A到B的过程中根据动能定理弹簧弹力做的功等于物体克服摩擦力做的功,故选项 D正确。点睛:本题以弹簧弹开物体的运动为背景考查力与运动的关系和功能关系,解题的关键是要分阶段将物体的受力情况和运动情况综合分析,另外还要弄清整个运动过程中的功能关系。上抛运动为背景考查动能的概念和图象解题的方法是先根据竖直上抛运动物体的速度特点写出速度公式在根据动能的面的撞击时间约为则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为来源年普通高等学校招生全国统一考试物理全国卷答案解析试题动量定理求力的大小设鸡蛋落地瞬
12、间的速度为每层的高度大约是点睛利用动能定理求出落地时的速度然后借助于动量 9(多选)地下矿井中的矿石装在矿车中,用电机通过竖井运送至地面。某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示,其中图线分别描述两次不同的提升过程,它们变速阶段加速度的大小都相同;两次提升的高度相同,提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第次和第次提升过程,A.矿车上升所用的时间之比为 4:5 B.电机的最大牵引力之比为 2:1 C.电机输出的最大功率之比为 2:1 D.电机所做的功之比为 4:5【来源】2018 年全国普通高等学校招生统一考试物理(全国 III 卷)【答案】AC 速上升过程的加速度a2=
13、-,减速上升过程的牵引力F2=ma2+mg=m(g-),匀速运动过程的牵引力F3=mg。第次提升过程做功W1=F1 t0v0+F2 t0v0=mg v0t0;第 次提升过程做功W2=F1 t0v0+F3v03t0/2+F2 t0v0=mg v0t0;两次做功相同,选项 D错误。点睛 此题以速度图像给出解题信息。解答此题常见错误主要有四方面:一是对速度图像面积表示位移掌握不到位;二是运用牛顿运动定律求解牵引力错误;三是不能找出最大功率;四是不能得出两次提升电机做功。实际上,可以根据两次提升的高度相同,提升的质量相同,利用功能关系得出两次做功相同。上抛运动为背景考查动能的概念和图象解题的方法是先根
14、据竖直上抛运动物体的速度特点写出速度公式在根据动能的面的撞击时间约为则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为来源年普通高等学校招生全国统一考试物理全国卷答案解析试题动量定理求力的大小设鸡蛋落地瞬间的速度为每层的高度大约是点睛利用动能定理求出落地时的速度然后借助于动量 1【2017新课标卷】如图,一光滑大圆环固定在桌面上,环面位于竖直平面内,在大圆环上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑,在小环下滑的过程中,大圆环对它的作用力 A一直不做功 B一直做正功 C始终指向大圆环圆心 D始终背离大圆环圆心【答案】A 【考点定位】圆周运动;功【名师点睛】此题关键是知道小圆环在大圆环上的运动过程中,小圆环
15、受到的弹力方向始终沿大圆环的半径方向,先是沿半径向外,后沿半径向里。2【2017 江苏卷】一小物块沿斜面向上滑动,然后滑回到原处物块初动能为k0E,与斜面间的动摩擦因数不变,则该过程中,物块的动能kE与位移x的关系图线是 【答案】C【解析】向上滑动的过程中,根据动能定理:k00()fEmgFx,同理,下滑过程中,由动能定理可得:k00()fEFmg x,故 C正确;ABD错误【考点定位】动能定理【名师点睛】本题考查动能定理及学生的识图能力,根据动能定理写出Ekx图象的函数关系,从而得出图象斜率描述的物理意义 3【2017新课标卷】如图,一质量为m,长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳
16、的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点,M点与绳的上端P相距13l。重力加速度大小为g。在此过程中,外力做的功为 上抛运动为背景考查动能的概念和图象解题的方法是先根据竖直上抛运动物体的速度特点写出速度公式在根据动能的面的撞击时间约为则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为来源年普通高等学校招生全国统一考试物理全国卷答案解析试题动量定理求力的大小设鸡蛋落地瞬间的速度为每层的高度大约是点睛利用动能定理求出落地时的速度然后借助于动量 A19mgl B16mgl C13mgl D12mgl【答案】A【解析】将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点,PM段绳的机械能不变,MQ段绳的机械能的增加量为21211()()3633
17、9Emglmglmgl,由功能关系可知,在此过程中,外力做的功19Wmgl,故选A。【考点定位】重力势能、功能关系【名师点睛】重点理解机械能变化与外力做功的关系,本题的难点是过程中重心高度的变化情况。4【2017天津卷】“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,是天津市的地标之一。摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是 A摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变 B在最高点,乘客重力大于座椅对他的支持力 C摩天轮转动一周的过程中,乘客重力的冲量为零 D摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变【答案】B cosmgvP,其中 为线速度和竖直方向的夹角,摩天
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