高中物理高考 专题07 功和能-2021年高考物理真题与模拟题分类训练（学生版）(1)

专题07  功和能

1．(2021·浙江高考真题）中国制造的某一型号泵车如图所示，表中列出了其部分技术参数。已知混凝土密度为，假设泵车的泵送系统以的输送量给高处输送混凝土，则每小时泵送系统对混凝土做的功至少为(　　）

A． B． C． D．

2．(2021·湖南）“复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质量为的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为，若动车组所受的阻力与其速率成正比(，为常量），动车组能达到的最大速度为。下列说法正确的是(　　）

A．动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变

B．若四节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动

C．若四节动力车厢输出的总功率为，则动车组匀速行驶的速度为

D．若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间达到最大速度，则这一过程中该动车组克服阻力做的功为

3．(2021·河北高考真题）一半径为R的圆柱体水平固定，横截面如图所示，长度为、不可伸长的轻细绳，一端固定在圆柱体最高点P处，另一端系一个小球，小球位于P点右侧同一水平高度的Q点时，绳刚好拉直，将小球从Q点由静止释放，当与圆柱体未接触部分的细绳竖直时，小球的速度大小为(重力加速度为g，不计空气阻力）(　　）

A． B． C． D．

4．(2021·浙江高考真题）一辆汽车在水平高速公路上以80km/h的速度匀速行驶，其1s内能量分配情况如图所示则汽车(　　）

A．发动机的输出功率为70kW

B．每1s消耗的燃料最终转化成的内能是5.7×104J

C．每1s消耗的燃料最终转化成的内能是6.9×104J

D．每1s消耗的燃料最终转化成的内能是7.0×104J

5．(2021·浙江高考真题）如图所示，同学们坐在相同的轮胎上，从倾角相同的平直雪道先后由同高度静止滑下，各轮胎与雪道间的动摩擦因数均相同，不计空气阻力。雪道上的同学们(　　）

A．沿雪道做匀速直线运动

B．下滑过程中机械能均守恒

C．前后间的距离随时间不断增大

D．所受重力沿雪道向下的分力相同

6．(2021·广东高考真题）长征途中，为了突破敌方关隘，战士爬上陡销的山头，居高临下向敌方工事内投掷手榴弹，战士在同一位置先后投出甲、乙两颗质量均为m的手榴弹，手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为h，在空中的运动可视为平抛运动，轨迹如图所示，重力加速度为g，下列说法正确的有(　　）

A．甲在空中的运动时间比乙的长

B．两手榴弹在落地前瞬间，重力的功率相等

C．从投出到落地，每颗手榴弹的重力势能减少

D．从投出到落地，每颗手榴弹的机械能变化量为

7．(2021·全国高考真题）一质量为m的物体自倾角为的固定斜面底端沿斜面向上滑动。该物体开始滑动时的动能为，向上滑动一段距离后速度减小为零，此后物体向下滑动，到达斜面底端时动能为。已知，重力加速度大小为g。则(　　）

A．物体向上滑动的距离为

B．物体向下滑动时的加速度大小为

C．物体与斜面间的动摩擦因数等于0.5

D．物体向上滑动所用的时间比向下滑动的时间长

1．如图所示，质量为m的小滑块P套在竖直固定的光滑长杆上，质量为m的小物块Q与P用跨过定滑轮的足够长无弹性轻绳连接。将P从位置a由静止释放，经过位置b时，左边轻绳刚好水平，图中ab=bc(忽略所有摩擦），则(　　）

A．滑块P经过位置c时速度为零

B．滑块P经过位置b时所受轻绳拉力的功率为零

C．从a到c的过程，滑块P的机械能守恒

D．从a到c的过程，滑块P的机械能先增大后减小

2．如图a，在竖直平面内固定一光滑半圆形轨道ABC，B为轨道的中点，质量为m的小球以一定的初动能从最低点A冲上轨道。图b是小球沿轨道从A运动到C的过程中，动能与其对应高度h的关系图像。已知小球在最高点C受到轨道的作用力大小为25N，空气阻力不计，重力加速度g取10m/s2由此可知(　　）

A．小球的质量m=2kg

B．初动能=16J

C．小球在C点时重力的功率为60W

D．小球在B点受到轨道的作用力大小为85N

3．如图所示，固定的光滑长斜面的倾角θ=37°，下端有一固定挡板。两小物块A、B放在斜面上，质量均为m，用与斜面平行的轻弹簧连接。一跨过轻小定滑轮的轻绳左端与B相连，右端与水平地面上的电动玩具小车相连。系统静止时，滑轮左侧轻绳与斜面平行，右侧轻绳竖直，长度为L且绳中无弹力。当小车缓慢向右运动距离时A恰好不离开挡板。已知重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8.在小车从图示位置发生位移过程中，下列说法正确的是(　　）

A．弹簧的劲度系数为

B．绳的拉力对B做功为

C．若小车以速度向右匀速运动，位移大小为时，B的速率为

D．若小车以速度向右匀速运动，位移大小为时，绳的拉力对B做的功为

4．在倾角为的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A和B，它们的质量分别为m1、m2(m1≠m2），弹簧劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态。现用一平行于斜面向上的恒力F拉物块A使之向上运动，当物块B刚要离开挡板C时，物块A沿斜面运动的距离为d，速度为v，此时(　　）

A．物块A的加速度为

B．弹簧弹性势能的增加量为

C．此过程中A的动能增加量为Fd

D．此过程中A的机械能变化量为Fd

5．某码头采用斜面运送冷链食品，简化如图甲所示，电动机通过绕轻质定滑轮的轻细绳与放在倾角为= 30°的足够长斜面上的物体相连，启动电动机后物体沿斜面上升，在0~6s时间内物体运动的v-t图像如图乙所示，其中除1~5s时间段图像为曲线外，其余时间段图像均为直线，1s后电动机的输出功率保持不变。己知物体的质量为2kg，不计一切摩擦，重力加速度g=10m/s2。则下列判断正确的是(　　）

A．在0~ls内电动机所做的功为25J

B．1s后电动机的输出功率为100W

C．在1~ 5s内电动机牵引力的冲量大小为50N⋅s

D．在0~ 5s内物体沿斜面向上运动了32.5m

6．如图所示，足够长的轻绳左端跨过轻质光滑滑轮与放置在粗糙斜面上的物体A相连，右端跨过轻质光滑滑轮与放置在粗糙水平面上的物体B相连，从左边定滑轮到物体A间的轻绳与斜面平行，从右边定滑轮到物体B间的轻绳水平，质量为m的C物体悬挂在轻质光滑动滑轮上。A、B、C在初始位置静止时，A恰好不下滑，现用水平力F拉着小车向右运动，使物体C以v0的速度匀速上升，在物块上升的过程中(未到定滑轮所在的高度），A物体一直保持静止。则下列说法正确的是(　　）

A．轻绳对物体A的拉力与斜面对物体A的摩擦力的合力不变

B．斜面对物体A的作用力不变

C．物块C所受合外力为零

D．力F做的功等于物体C重力势能的增加量与物体B克服摩擦力做功之和

7．如图所示，将一小物块从倾斜轨道上的M点静止释放，滑至水平轨道上的N点速度为v，已知小物块与倾斜轨道、水平轨道的动摩擦因数相同，且能平顺滑过轨道拼接处无能量损失。现将倾角调大，如图中虚线QK，K为MN连线与斜轨的交点，Q与M等高，下列说法正确的是(　　）

A．从Q点静止释放，到达N点时速度等于v

B．从Q点静止释放，到达N点时速度小于v

C．从K点静止释放，到达N点时速度等于v

D．从K点静止释放，到达N点时速度小于v

8．我国战国时期墨家的著作《墨经》记载了利用斜面提升重物可以省力的方法。如图所示，倾角为、长为的斜面固定在水平地面上，质量为的滑块置于斜面底部A处，滑块与斜面之间的动摩擦因数为0.5，现用恒力F沿斜面将滑块拉到B处时，速度变为，重力加速度g取，，。将滑块沿斜面拉到距A处处时拉力F的功率为(　　）

A． B． C． D．

9．如图所示，滑块2套在光滑的竖直杆上并通过细绳绕过光滑定滑轮连接物块1，物块1又与一轻质弹簧连接在一起，轻质弹簧另一端固定在地面上。开始时用手托住滑块2，使绳子刚好伸直处于水平位置但无张力，此时弹簧的压缩量为。现将滑块2从A处由静止释放，经过处的速度最大，到达处的速度为零，此时物块1还没有到达滑轮位置。已知滑轮与杆的水平距离为，间距离为，不计滑轮质量、大小及摩擦。下列说法中正确的是(　　）

A．滑块2下滑过程中，机械能先增大后减小

B．滑块2经过处时的加速度等于零

C．物块1和滑块2的质量之比为

D．若滑块2质量增加一倍，其它条件不变，仍让滑块2由处从静止滑到处，滑块2到达处时，物块1和滑块2的速度之比为

10．如图所示，一轻质弹簧一端固定在倾角为的光滑固定斜面底端，另一端连有一不计质量的挡板，一滑块从斜面上到挡板的距离为处由静止释放，取重力加速度大小。下列说法正确的是(　　）

A．滑块与挡板碰撞前瞬间的速度大小为

B．滑块与挡板一起沿斜面向下滑行的过程中，滑块的加速度一直增大

C．滑块与挡板一起沿斜面向下滑行的过程中，滑块的机械能一直减小

D．滑块到达最低点后的反弹过程中，在离开挡板前滑块的速度一直增大

11．如图所示，竖直放置的光滑圆形轨道(带底座）质量为，半径为，轨道最低点有一个质量为的小球(球直径小于管道内径，可视为质点）。现给小球一水平初速度，使小球在竖直轨道内做圆周运动，则下列说法正确的是(已知重力加速度为）(　　）

A．当时，小球才能在竖直轨道内做圆周运动

B．小球在轨道最低、最高点时的压力大小差恒等于

C．当时，就能使轨道离开地面

D．小球从最低点运动到最高点的过程中，轨道对地面的压力一直在减小

12．如图甲，在水平地面上固定一倾角θ=37°、表面光滑的斜面体，物体A质量为m=0.1kg，以某一初速度沿斜面上滑，同时在物体A的正上方，一物体B质量也为m=0.1kg，以某一初速度水平抛出。当A上滑到最高点速度为0时恰好被物体B击中，规定相遇点所在平面为零势能面。A、B运动的高度随动能的变化关系h-Ek图像如图乙所示，已知C点坐标为(1.8，-1.8）。(A、B均可看成质点，不空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）。则(　　）

A．B物体的初速度v0=2.4m/s

B．A物体从最低点运动到斜面最高点的时间t=1.2s

C．A、B起始时刻的高度差H=5m

D．B撞击A瞬间的动能Ek=5.4J

13．滑块第一次从粗糙斜面顶端由静止下滑到底端，第二次以一定的初速度从斜面底端上滑刚好到达顶端。如图所示，小王同学记录了滑块运动的频闪照片，若照片的时间间隔都相同，下列说法正确的是(   ）

A．滑块下滑时的加速度大于上滑时的加速度

B．图2是滑块下滑的照片

C．滑块下滑到底端时的速度大于刚开始上滑时的初速度

D．滑块下滑过程中克服摩擦力做功的平均功率小于上滑过程中克服摩擦力做功的平均功率

14．如图所示，两质量均为m的小球a、b用等长的细线悬挂在O点，两球间有一根水平轻弹簧，整个系统处于静止状态，细线和弹簧恰好构成正三角形。用水平向右的力F缓慢拉动小球b，最终使连接a球的细线竖直，并保持两小球处于静止状态(如虚线所示）。重力加速度大小为g。则下列说法正确的是(　　）

A．初始状态时，弹簧弹力大小为mg

B．最终状态时，水平拉力F大小为mg

C．最终状态与初始状态相比，轻弹簧的弹性势能保持不变

D．最终状态与初始状态相比，小球b机械能的增加量等于力F做的功、小球a重力势能的减少量及弹簧弹性势能的减少量之和

15．有同学发现，计算斜抛物体的水平射程时，可以将初速度矢量和末速度矢量移到起点相同，然后将两者末端连起来形成一个三角形，然后过共同起点向竖直底边作一条高线，则高线的长度就是初速度的水平分量，而竖直底边长度正比于斜抛物体运动的时间，因此斜抛物体的水平射程就正比于这个三角形的面积。现请你根据这个发现，分析如图所示情形：在高度为的平台边缘沿不同方向以相同大小的初速度斜向右上抛出一个石块，已知重力加速度为，则(　　）

A．水平抛出石块时，石块落地时离抛出点的水平距离最大

B．与水平方向成角时，石块落地时离抛出点的水平距离最大

C．石块落到地面上时离抛出点的最大水平距离为6.5m

D．石块落到地面上时离抛出点的最大水平距离为13m