广东省汕头市高考物理三年（2020-2022）模拟题知识点分类汇编-04功和能

这是一份广东省汕头市高考物理三年（2020-2022）模拟题知识点分类汇编-04功和能，共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
广东省汕头市高考物理三年（2020-2022）模拟题知识点分类汇编-04功和能 一、单选题1．（2022·广东汕头·统考二模）中国运动员谷爱凌在北京冬奥会中获得“自由式滑雪女子U型场地技巧”金牌。图示为U型场地技巧比赛示意图，不计空气阻力且把其视为质点，则谷爱凌在空中运动过程（　　）A．可能处于超重状态B．速度、加速度均可能为零C．速度改变量的方向总是竖直向下D．只要有速度，重力的功率就不可能为零2．（2022·广东汕头·统考一模）如图是汕头市儿童公园的摩天轮，假设某乘客坐在座椅上随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，整个过程座椅始终保持水平。下列说法正确的是（　　）A．座舱转动过程，乘客的机械能守恒B．座舱在最低点时，座椅对乘客的支持力大小小于重力C．座舱在最高点时，座椅对乘客的支持力大小等于重力D．座舱在与转轴等高处，乘客所受摩擦力方向指向转轴3．（2022·广东汕头·模拟预测）关于功的概念，以下说法不正确的是（　　）A．力是矢量，位移是矢量，但功是标量B．摩擦力可以对物体做正功C．若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移D．功有正、负之分，若某个力对物体做负功，表明这个力对该物体的运动起阻碍作用4．（2022·广东汕头·模拟预测）如图所示,足够长的水平传送带以稳定的速度匀速向右运动,某时刻在其左端无初速地放上一个质量为m的物体,经一段时间,物体的速度达到,这个过程因物体与传送带间的摩擦而产生的热量为；物体继续加速,再经一段时间速度增到,这个过程中因摩擦而产生的热量为．则下列说法正确的是(    )A． B．C． D．无法比较与的大小5．（2021·广东汕头·统考一模）如图所示，传送带在电动机带动下，始终以速度v做匀速运动，现将质量为m的某物块由静止释放在传送带的左端，设传送带足够长，设物块形与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度为g，对于物块从静止释放到相对静止这一过程（　　）A．物块做匀速直线运动 B．所用时间C．摩擦产生的热量为 D．电动机多做的功等于 二、多选题6．（2020·广东汕头·统考一模）科研人员在太空进行实验，用质量为m的宇宙飞船去对接前方的火箭组，对接后保持匀速运动。然后开动飞船尾部的推进器，使飞船和火箭组共同加速。若推进器开动的时间为Δt，平均推力为F，测出飞船和火箭的速度变化为Δv，下列说法正确的是（　　）A．飞船和火箭组的机械能守恒B．火箭组的质量C．飞船对火箭组的弹力大小为FD．飞船对火箭组的弹力大小为 三、实验题7．（2020·广东汕头·统考一模）用如图甲所示装置验证机械能守恒定律。把劲度系数为k的轻质弹簧左端固定在水平光滑桌面上，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球在A点，向左推小球压缩弹簧一段距离后小球至C点，由静止释放。用频闪照相机得到小球从C点到B点的照片如图乙所示。已知弹簧的弹性势能，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的弹性伸长量或压缩量，频闪照相机频闪时间间隔为T。（1）若测得C、A间距离为x0，则弹簧被压缩至C点时具有的弹性势能EP=________（2）若测得A、B间距离为x1，小球的质量m，则小球与弹簧分离时的动能EK=_______（3）在误差允许范围内，若满足EP=EK，则可验证系统的机械能守恒定律。由于实际上桌面_____，导致存在系统误差，因此，EP________EK（填“大于”或“小于”）。 四、解答题8．（2022·广东汕头·统考三模）某组合装置如图，一个水平圆盘以角速度（单位：）匀速转动，固定在圆盘上的小圆柱离圆心距离为，带动一个T形支架在水平方向左右往复运动。水平桌面上点的左侧光滑，右侧粗糙程度相同。小圆柱每次在最左端时，就在桌面的点和点轻放质量为和的小物件P和Q，此时T形支架的右端恰好与P接触但不粘连。随后圆盘转半圈时物件P恰好运动到点，与物件瞬间粘合成整体。整体运动至点停下的瞬间，下一个整体位于的中点。答案可含。求：（1）物件P从点开始运动的过程，T形支架对其做的功；（2）的距离；（3）的距离。9．（2022·广东汕头·统考二模）如图所示，平台右侧是一个凹槽，凹槽右端连接一个半径的半圆轨道，轨道固定在竖直平面内，为竖直直径。一质量为的滑板放置在凹槽内水平面上，其上表面刚好与平台和点水平等高。开始时滑板静置在紧靠凹槽左端处，此时滑板右端与凹槽右端的距离。一质量也为的小物块；（可视为质点）以的初速度从平台滑上滑板，当物块滑至滑板右端时滑板恰好到达凹槽右端。已知物块与滑板间的动摩擦因数，其余接触面的摩擦均可忽略不计，取重力加速度。（1）求滑板的长度；（2）质量为的另一小物块以相同的初速度同样从平台滑上静止的滑板，与滑板间的动摩擦因数也为，假设滑板碰到凹槽右端时立刻停止运动。要使物块能到达半圆轨道的点，至少为的几倍?10．（2022·广东汕头·统考二模）如图所示，绝缘水平面上的区域宽度为d，一带正电、电量为，质量为的小滑块以的初速度从点水平进入该区域，滑块运动至距离点为的点时速度变为，从此刻起在区域内加上一个水平向左的匀强电场，小滑块受到的电场力等于滑动摩擦力的倍。（1）求区域内所加匀强电场的电场强度;（2）判断滑块能否从点离开区域？若能，求出离开时的速度大小。11．（2022·广东汕头·模拟预测）如图所示，一段半径R、圆心角为的光滑圆弧上端点与斜坡平滑连接，下端切线水平，与一倾角为的斜坡连接，质量为m的小球P从斜坡上某位置由静止释放，运动过程中与静止在圆弧末端质量为的小球Q相碰，碰撞时间极短，碰撞过程中系统损失的动能为小球P碰撞前动能的，碰撞后两个小球离开圆弧先后落到斜坡上，它们在空中发生的位移之比为1∶4。两个小球可视为质点，小球P释放前与小球Q的竖直距离，小球P与斜坡间的动摩擦因数，当地重力加速度为g。求：（1）小球P与Q碰撞前瞬间对圆弧轨道的压力；（2）小球Q的质量。12．（2020·广东汕头·统考一模）2022年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。某滑道示意图如下，长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接，AB段的长度L=100 m，与水平方向的夹角θ =30º。滑道BC高h=10 m，C是半径R=60 m圆弧的最低点。质量m=60 kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑，到达B点时速度v=30 m/s。取重力加速度g=10 m/s2。（1）求运动员在助滑道AB段下滑过程受到的滑动摩擦力的大小；（2）若不计BC段的阻力，求运动员经过C点时受到的支持力的大小。
参考答案：1．C【详解】AB．谷爱凌在空中运动过程只受重力作用，加速度一直为重力加速度，处于完全失重状态，AB错误；C．由于谷爱凌在空中运动过程的加速度为，根据可知速度改变量的方向与重力加速度方向相同，即速度改变量的方向总是竖直向下，C正确；D．若谷爱凌在空中运动到最高点的速度处于水平方向时，由于速度方向与重力方向垂直，重力的功率为零，D错误；故选C。2．D【详解】A．座舱转动过程，乘客的动能不变，重力势能不断变化，则机械能不守恒，选项A错误；B．座舱在最低点时，根据可知，座椅对乘客的支持力大小大于重力，选项B错误；C．座舱在最高点时，根据可知，座椅对乘客的支持力大小小于重力，选项C错误；D．座舱在与转轴等高处，乘客所受摩擦力提供做圆周运动的向心力，则所受的摩擦力方向指向转轴，选项D正确。故选D。3．C【详解】A．力是矢量，位移是矢量，但功是标量，故A正确；D．功有正、负之分，但功的正负不是表示方向，是表示力对物体做功的效果，若某个力对物体做负功，表明这个力对该物体的运动起阻碍作用，故D正确；B．摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功，故B正确；C．根据功的计算式可知若某一个力对物体不做功，说明该物体可能是没有位移，还可能是物体发生的位移与施加的力垂直，故C错误。本题选不正确项，故选C。4．B【详解】物体和传送带的速度时间图象如图：小物块从0加速度到 时间内，物体与传送带的相对位移为蓝色阴影区域△s1，从加速到v0，物体与传送带的相对位移为斜线阴影区域△s2，得：△s1>△s2而产热所以A. 与分析不符，故A错误．B. 与分析相符，故B正确．C. 与分析不符，故C错误．D. 无法比较 与 的大小与分析不符，故D错误．5．B【详解】A．物块由静止释放在传送带上时，传送带会给物体一个向前的摩擦力，促使物体向前做匀加速运动，加速度大小为解得故A错误；B．物块最终和传送带相对静止，即和传动带达到共速，所用时间为故B正确；C．期间传送带运动的位移为则可知摩擦力所做的功为物块获得的动能为则可得摩擦产生的热量为故C错误；D．电动机多做的功转化为物块的动能和系统内能故D错误；故选B。6．BD【详解】A．飞船和火箭组受推力作用而加速运动，则机械能增加，选项A错误；B．对飞船和火箭组由动量定理可得火箭组的质量选项B正确；CD．对火箭组，由牛顿第二定律选项C错误，D正确。故选BD。7．               不是绝对光滑（或存在摩擦）     大于【详解】（1）[1]．若测得C、A间距离为x0，则弹簧被压缩至C点时具有的弹性势能（2）[2]．小球从A到B的运动的平均速度即为A点的速度，则小球与弹簧在A点分离，则分离时的动能（3）[3][4]．由于实际上桌面不是绝对光滑（或存在摩擦），导致存在系统误差，因此EP大于EK。8．（1）；（2）；（3）【详解】（1）小圆柱的线速度大小为   ①设物件P从A点开始运动的过程中水平圆盘转过的圆心角为，则有   ②物件P的速度等于小圆柱速度在沿AO方向的分量，即   ③根据动能定理有   ④联立①~④式解得   ⑤（2）当水平圆盘转过四分之一圈时，小圆柱的速度在沿AO方向的分量最大，则速度达到最大值v，且之后小圆柱在沿AO方向的分量开始减小，所以此时物件P将与T形支架分离，此后以v做匀速直线运动。水平圆盘的转动周期为   ⑥由题意可知从物件P与T形支架分离到P运动到O点所经历的时间为，这段时间内物件P的位移大小为   ⑦所以AO的距离为   ⑧联立①⑥⑦⑧解得   ⑨（3）设P、Q相碰后整体的速度大小为v0，根据动量守恒定律有   ⑩设PQ整体在段做匀减速运动的加速度大小为a，有   ⑪根据运动的周期性可知，相邻两个PQ整体运动到B点的时间差为T，根据匀减速运动的逆过程可得   ⑫联立①⑩⑪⑫得   ⑬9．（1）；（2）倍【详解】（1）根据牛顿第二定律可得，小物块的加速度大小为滑板的加速度大小为 根据题意可知，从小物块滑上滑板到滑板右端到达凹槽右端过程，小物块一直做匀减速运动，滑板一直做匀加速运动，设运动时间为，对于滑板解得对于小物块解得故滑板的长度为（2）小物块到达半圆轨道最低点时的速度为 设小物块可以到达点，根据机械能守恒定律可得 解得小物块在点速度为 说明小物块到不了点，另一小物块以相同的初速度同样从平台滑上静止的滑板，减速过程的加速度大小与减速过程的加速度大小一样，故为了能使到达点，滑上滑板后，滑板与凹槽右端碰撞前，与必须先达到共速，根据动量守恒可得假设刚好到达点，则有整个过程与滑板因为相对滑动产生的内能为根据能量守恒可得 由以上式子代入数据整理可得 解得或（舍掉）故至少是的倍。10．（1）；（2）能从点离开，【详解】（1）小滑块从到的过程，根据动能定理可得解得由题意可知解得（2）小滑块从点后受到的合力大小为假设小滑块可以从运动到，该过程克服合力做功为故滑块可以从点离开区域，根据动能定理可得解得11．（1）3mg；（2）0.5m【详解】（1）小球从开始释放到到达Q点由动能定理 在Q点时解得FNQ=3mg（2）两球碰后做平抛运动，则由 可知位移则PQ碰后的速度之比为 两球碰撞时由动量守恒 能量关系解得12．（1）30N；（2）1700N【详解】（1）运动员在AB段匀加速下滑，有               ① 由牛顿运动定律可得       ②代入数据解得滑动摩擦力的大小f = 30N              ③（2）运动员从B点运动到C点过程，由机械能守恒定律可得    ④经过C点时，有        ⑤代入数据解得运动员经过C点时受到的支持力的大小             ⑥