2023届高考物理一轮专题复习：03功和能

这是一份2023届高考物理一轮专题复习：03功和能，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题等内容，欢迎下载使用。
2023届高考物理一轮专题复习：03功和能 一、单选题1．（2022·广东茂名·统考二模）如图所示，将小球从O点正上方的B点以某一速度水平抛出，仅改变B点离地的高度，小球均能击中水平面上的A点。若抛出点离地的高度越高，则（　　）A．小球平抛的初速度越大B．小球击中A点时，重力的功率一定越大C．小球击中A点时，动能一定越大D．小球击中A点时，动能一定越小2．（2022·广东茂名·模拟预测）如图所示，竖直平面内有一半径为的内壁光滑的固定圆形轨道，轨道底端与光滑水平地面相切，一小球（可视为质点）以的初速度进入轨道，取，则（　　）A．小球不会脱离圆轨道运动B．小球上升的最大高度为C．小球脱离轨道时的速度大小为D．小球脱离轨道的位置与圆心连线和水平方向间的夹角为3．（2022·广东茂名·二模）如图所示，将小球从点正上方的点以某一速度水平抛出，仅改变点离地的高度，小球均能击中水平面上的A点。若抛出点离地的高度越高，则（　　）A．小球平抛的初速度越大B．小球击中A点时，重力的功率一定越大C．小球击中A点时，动能一定越大D．小球击中A点时，动能一定越小4．（2022·广东茂名·统考一模）2021年央视春节晚会采用了无人机表演，其中一架无人机在一段时间内沿竖直方向运动，通过传感器获得其速度与时间关系图如图所示，图中速度以竖直向上为正方向。已知无人机的质量为，重力加速度。下列说法正确的是（　　）A．时间内无人机上升，末开始下降B．末无人机上升到最高点C．时间内无人机所受合外力做功为D．时间内无人机处于失重状态 二、多选题5．（2022·广东茂名·统考二模）如图所示，质量为m的铁环（视为质点）套在竖直固定的光滑硬直杆上，一条弹性绳满足胡克定律，其劲度系数k=8N/m，弹性绳左端系在墙上的A点，与光滑定滑轮的B点接触，其右端系在铁环上，定滑轮的半径忽略不计。当铁环从C点由静止释放时，弹性绳正好成水平状态，A，B两点的间距等于绳的原长，B，C两点的间距为。当铁环运动到D点时速度正好达最大值，运动到E点时速度正好为0，且绳未超过最大弹性限度，C、E两点的间距为。已知弹性强的弹性势能，与绳伸长量x、劲度系数k之间的关系为，重力加速度为，下列说法正确的是（　　）A．铁环在运动的过程中，杆对铁环的弹力逐渐增大B．铁环从C点运动到E点，重力势能减少量等于绳子弹性势能的增加量C．铁环的质量m=0.4kgD．铁环在D点的加速度为0，在E点加速度方向向上达到最大值6．（2022·广东茂名·统考模拟预测）如图所示，踢毽子是一项深受大众喜爱的健身运动项目。在某次踢毽子的过程中，毽子离开脚后，恰好沿竖直方向向上运动，毽子在运动过程中受到的空气阻力不可忽略。毽子在上升至最高点的过程中，下列说法正确的是（　　）A．脚对毽子一直做正功B．毽子的机械能减少C．毽子的重力势能一直增加D．空气阻力对毽子做正功7．（2022·广东茂名·统考二模）如图甲，在蹦极者身上装好传感器，可测量他在不同时刻下落的高度及速度。蹦极者从蹦极台自由下落，利用传感器与计算机结合得到如图乙所示的速度（v）一位移（l）图像。蹦极者及所携带设备的总质量为60kg，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，下列表述正确的是（　　）A．整个下落过程，蹦极者及设备组成的系统机械能不守恒B．从弹性绳刚伸直开始，蹦极者做减速运动C．蹦极者动能最大时，弹性绳的拉力大小等于重力D．弹性绳的弹性势能最大值为15600J8．（2022·广东茂名·统考二模）如图是烟花燃放时的图景，其中P、M分别为两块碎片的径迹，假设两块碎片在烟花弹炸开时同时斜向上抛出，初速度大小相等，方向与水平方向的夹角相同，不计空气阻力，则P、M两块碎片从炸开到上升到最高点，下列表述正确的是（　　）A．运动的时间相等B．在水平方向上运动的距离相同C．重力做功一定相等D．在最高点时速度都为零9．（2022·广东茂名·统考一模）在一次海上消防救援过程中，消防船启动了多个喷水口进行灭火。喷水口所处高度和口径都相同，出水轨迹如图甲所示。其中两支喷水枪喷出水A、B轨迹在同一竖直面内且最高点高度相同，如图乙所示，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）A．水A在空中运动时间较长B．水A在最高点的速度较大C．水落到海面时A的速度比B的速度小D．相同时间内水枪对A做功比水枪对B做功多10．（2022·广东茂名·二模）如图所示，质量为0.500kg的篮球从距地面高为1.500m处由静止释放，与正下方固定的长为0.400m的轻弹簧作用，速度第一次减为零时，距地面高为0.250m。篮球第一次反弹至最高点时，距地面高为1.273m。经过多次反弹后，篮球静止在弹簧上端，此时，篮球距地面高为0.390m，弹簧的弹性势能为0.025J。若篮球始终在竖直方向上运动，且受到的空气阻力大小恒定，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（　　）A．弹簧的劲度系数为500N/m.B．篮球静止处即下落过程中速度最大处C．篮球在运动过程中受到的空气阻力约为0.5ND．篮球在整个运动过程中通过的路程约为11.05m11．（2022·广东茂名·模拟预测）把质量为0.2kg的小球放在竖直的弹簧上，并把小球往下按至A点的位置，如图甲所示。迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高点C，如图乙所示，途中经过位置B时弹簧正好处于自然状态。已知B、A的高度差为0.2m，C、B的高度差为0.4m，弹簧的质量和空气阻力均可忽略，弹簧的劲度系数为，g取。则下列说法正确的是（　　）A．上升过程中小球的机械能守恒B．初始释放时弹簧的弹性势能为1.2JC．小球上升过程中经过B点时的速度大小为D．小球从A点释放后上升时达到最大速度12．（2022·广东茂名·模拟预测）网球训练中，若一运动员某一次击球时，将网球从A点水平击出，网球击中D点；另一运动员将该网球从位于A点正下方且与D点等高的B点斜向上击出，最高点为C，网球也击中D点。A、C高度相同。忽略空气阻力，则（　　）A．网球在两个过程中飞行时间相等B．网球在后一个过程中击中D点时速度较小C．运动员在两个过程中对网球所做功可能相等D．网球在后一个过程中，击中D点时重力做功的瞬时功率较大 三、解答题13．（2022·广东茂名·模拟预测）滑雪是一项非常刺激的运动项目，位于大邑县的西岭雪山有一大型滑雪场，如图所示，假设一位质量m=50kg的滑雪运动员（包括滑雪板和所有装备）从高度h=960m的顶端无初速滑下。斜坡的倾角θ=37°，滑雪板与雪面间的动摩擦因数μ=0.5。则运动员滑至坡底的过程中（不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：（1）合力做的功；（2）下滑过程中重力的平均功率。14．（2022·广东茂名·二模）如图“和谐号”是由提供动力的车厢（动车），不提供动力的车厢（拖车）编制而成。某“和谐号”由8节车厢组成，其中第1节、第5节为动车，每节车厢所受的阻力F大小为自身重力的0.01倍。已知每节车厢的质量均为m=2104kg，每节动车的额定功率均为P0=600kW，重力加速度g=10m/s2。求：（1）若“和谐号”以a=0.5m/s2的加速度从静止开始行驶，“和谐号”做匀加速运动时5、6节车厢之间的作用力以及匀加速运动的时间；（2）和谐号能达到的最大速度大小。15．（2021·广东茂名·统考二模）某物流公司用如图所示的传送带将货物从高处传送到低处。传送带与水平地面夹角=37°，顺时针转动的速率为v0=2m/s。将质量为m=25kg的物体无初速地放在传送带的顶端A，物体到达底端B后能无碰撞地滑上质量为M=50kg的木板左端。已知物体与传送带、木板间的动摩擦因数分别为1=0.5，2=0.25，AB的距离为s=8.20m。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：（1）物体滑上木板左端时的速度大小；（2）要使物体恰好不会从木板上掉下，木板长度L应是多少？
参考答案：1．B【详解】A．由题意，根据平抛运动规律可得由上式可知，在xOA一定的情况下，抛出点离地的高度h越高，小球平抛的初速度v0越小，故A错误；B．小球击中A点时，重力的功率为h越高，P一定越大，故B正确；CD．根据动能定理可得小球击中A点时的动能为由上式可知，当时，Ek有最小值；当时，Ek随h的增大而减小；当时，Ek随h的增大而增大。由于不知道开始时h与的关系，所以h越大，小球击中A点时，动能不一定越大，故CD错误；故选B。2．C【详解】AB．设小球在最高点时的最小速度为v1，由向心力公式可得从最低点到最高点的过程，由动能定理可得由数学知识可知v1无解，故小球不能到达最高点，设速度减小为0时上升的高度为h，由动能定理可得解得，大于半径R，说明小球会脱离轨道做斜抛运动，至最高点的速度不为零，即上升的实际高度，AB错误；CD．设小球运动至A点时，轨道对小球的弹力为0，小球的速度为v2，之后小球将脱离轨道，如图所示，在A点满足运动至A点过程，由动能定理可得联立代入数据可解得，，C正确，D错误。故选C。3．B【详解】A．由题意，根据平抛运动规律可得由上式可知，在一定的情况下，抛出点离地的高度越高，小球平抛的初速度越小，故A错误；B．小球击中A点时，重力的功率为越高，一定越大，故B正确；CD．根据动能定理可得小球击中A点时的动能为由上式可知，当时有最小值，由于不知与的关系，所以动能无法判断，故CD错误。故选B。4．D【详解】AB．因为图像的纵轴表示速度，从图可以看出，0-3s内无人机一直上升，3s末到达最高点，故AB错误；C．时间内无人机所受合外力做功等于该时间内动能的变化量，由图可得初速度为末速度为零，故故C错误；D．因为图像的斜率为加速度，由图像知时间内无人机的加速度为负，即加速度向下，所以处于失重状态，故D正确。故选D。5．BCD【详解】A．小球在C点时弹性绳的弹力为则杆对铁环的弹力为设某时刻小球与B点的连线与水平方向的夹角为θ，则此时弹性绳的弹力为此时杆对铁环的弹力为则铁环在运动的过程中，杆对铁环的弹力不变，选项A错误；B．由能量关系可知，铁环从C点运动到E点，重力势能减少量等于绳子弹性势能的增加量，选项B正确；C．铁环从C点运动到E点，由能量关系可知解得铁环的质量m=0.4kg选项C正确；D．铁环在D点速度正好达最大值，可知在D点的加速度为0，从D到E点做减速运动，加速度向上，在E点加速度方向向上达到最大值，选项D正确。故选BCD。6．BC【详解】A．毽子离开脚以后，脚对毽子不做功，选项A错误；B．脚接触毽子向上运动时，毽子的机械能增加，毽子离开脚以后，有阻力做功，则毽子的机械能减小，选项B正确；C．毽子从最低点上升到最高点的过程中，重力势能一直增加，选项C正确；D．空气阻力对毽子做负功，选项D错误。故选BC。7．CD【详解】A．不计空气阻力，只有重力和弹性绳弹力做功，整个下落过程中蹦极者及设备组成的系统机械能守恒，A错误；BC．弹性绳刚伸直时弹性绳的拉力小于蹦极者的重力，蹦极者继续做加速运动。当拉力等于重力时，蹦极者所受合外力为0，速度达到最大，动能达到最大。当拉力大于重力时，蹦极者开始做减速运动，到最低点时速度为0，B错误，C正确；D．从图像可知，下落的最大高度为26m，由D正确。故选CD。8．AB【详解】A．P、M两块碎片都做斜抛运动，因为初速度大小相等，方向相同，由可知运动的时间相等，A项正确；B．由水平方向可知在水平方向上运动的距离相同，B项正确；C．由于P、M两块碎片的质量不一定相等，重力做功不一定相等，C项错误；D．在最高点时还有水平方向速度，D项错误。故选AB。9．BD【详解】A．因为两支喷水枪喷出水A、B轨迹在同一竖直面内且最高点高度相同，根据竖直上抛运动的对称性，可知水A、B在空中运动时间相等，故A错误；B．因为水A、B最高点高度相同，所以他们下落时间相等，又因为A的水平位移大，故水A在最高点的速度较大，故B正确；C．因为水A、B最高点高度相同，从最高点到落到海面过程由动能定理知所以水落到海面时的速度为又因为A在最高点的速度较大，所以水落到海面时A的速度比B的速度大，故C错误；D．因为不计空气阻力，所以水枪喷出水后水的机械能守恒，因为A在最高点的速度较大，A在最高点的动能较大，故相同时间内水枪对A做功比水枪对B做功多，故D正确。故选BD。10．ACD【详解】A．篮球静止在弹簧上时，根据平衡条件和胡克定律得解得A正确；B．篮球接触弹簧后，刚开始重力大于弹力，加速度向下，篮球继续加速，当弹力与空气阻力的合力等于篮球的重力时，速度达到最大，然后弹力大于重力，篮球减速，到最低点，经过多次反弹后，最终篮球静止在弹簧上端时弹力等于重力，则篮球静止处并不是下落过程中速度最大处，B错误；C．篮球从开始下落到第一次反弹至最高点的过程，由动能定理得解得C正确；D．对篮球运动的整个过程，由能量守恒定律得解得D正确。故选ACD。11．BD【详解】A．上升过程中小球和弹簧组成的系统机械能守恒，故A错误；B．小球到最高点C时，弹簧的弹性势能全部转化为小球的重力势能，则有故B正确；C．小球上升过程中经过B点时，弹簧的弹性势能全部转化为小球的动能和增加的势能，有解得故C错误；D．当小球加速度为零即所受的弹力和重力相等时，小球的速度最大，则有解得则速度最大时上升高度为故D正确。故选BD。12．BC【详解】AB．由于从AB两点发出的球都能到达D点，B球从C到地面竖直方向做自由落体运动，根据竖直方向的运动可知tB=2tAvyA=vyB由于水平方向的位移相同，根据可知vA水＞vB水根据速度的合成可知，A抛出时的速度vA0=vA水，A落到D点时的速度B落到D点时的速度故两过程中，后一个过程中，排球击中D点时速度较小， A错误，B正确；C．第一个过程中对排球做功第二个过程中对排球做功 因为vA水＞vB水，可知W1可能等于W2，C正确；D．由于竖直方向做的是自由落体运动，下落的高度相同，故落地时竖直方向的速度相同，vyA=vyB则重力的瞬时功率P=mgvy相同，D错误。故选BC。13．（1）；（2）【详解】（1）设运动员下滑过程受到的支持力、重力、摩擦力、合力做功分别为、、、（2）由牛顿第二定律得得解得重力的平均功率14．（1）F=3.6×104N，；（2）【详解】（1）以第6、7、8三节车厢为整体分析，总质量为3m，所受拉力为F，据牛顿第二定律有F-3f=3maf=0.01mg代入数据解得F=3.6×104N每个动车提供最大功率为P0=600kW，提供的牵引力为F，动车匀加速行驶能达到的最大速度为v1，对整个动车组进行分析，据牛顿第二定律，有2F-8f=8ma2P0=2Fv1联立解得持续时间为（2）和谐号动车组以最大速度行驶时有依据公式有P0=F牵×v可得解得15．（1）6m/s；（2）4.8m≤L≤7.2m【详解】（1）物体速度达到传送带速度前，由牛顿第二定律，有解得a1=10m/s2设物体与传送带共速时运动的位移为x1，则对物体解得x1=0.20m<s此后物体继续在传送带上做匀加速运动，设加速度为a2，则解得a2=2m/s2设物体到达B端时的速度大小为v，根据运动学公式有解得物体滑上木板左端时的速度大小v=6m/s（2）讨论：①. 当地面光滑，即时，物体恰好不会从木板上掉下长度为L1，物体和木板共速为v1，由动量守恒定律mv=(m+M）v1由能量守恒得解得L1=4.8m②. 设木板与地面的动摩擦因数为，当即时，木板不运动，动能全部克服物体受到摩擦力做功，物体恰好不会从木板上掉下长度为L2由动能定理，有解得L2=7.2m③. 当木板与地面间有摩擦而动摩擦因数小于，木板将会发生滑动，有一部分动能克服地面摩擦力做功，物体在木板上滑行的距离将小于7.2m。所以木板的长度的范围是4.8m≤L≤7.2m