2019年高考物理 真題和模擬題分項(xiàng)匯編 專題07 功和能（含解析）

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1、功和能 1．（2019·新課標(biāo)全國Ⅱ卷）從地面豎直向上拋出一物體，其機(jī)械能E總等于動(dòng)能Ek與重力勢(shì)能Ep之和。取地面為重力勢(shì)能零點(diǎn)，該物體的E總和Ep隨它離開地面的高度h的變化如圖所示。重力加速度取10 m/s2。由圖中數(shù)據(jù)可得 A．物體的質(zhì)量為2 kg B．h=0時(shí)，物體的速率為20 m/s C．h=2 m時(shí)，物體的動(dòng)能Ek=40 J D．從地面至h=4 m，物體的動(dòng)能減少100 J 【答案】AD 【解析】A．Ep–h圖像知其斜率為G，故G==20 N，解得m=2 kg，故A正確B．h=0時(shí)，Ep=0，Ek=E機(jī)–Ep=100 J–0=100 J，故=100 J，解得：v=

2、10 m/s，故B錯(cuò)誤；C．h=2 m時(shí)，Ep=40 J，Ek=E機(jī)–Ep=85 J–40 J=45 J，故C錯(cuò)誤；D．h=0時(shí)，Ek=E機(jī)–Ep=100 J–0=100 J，h=4 m時(shí)，Ek′=E機(jī)–Ep=80 J–80 J=0 J，故Ek–Ek′=100 J，故D正確。 2．（2019·新課標(biāo)全國Ⅲ卷）從地面豎直向上拋出一物體，物體在運(yùn)動(dòng)過程中除受到重力外，還受到一大小不變、方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相反的外力作用。距地面高度h在3 m以內(nèi)時(shí)，物體上升、下落過程中動(dòng)能Ek隨h的變化如圖所示。重力加速度取10 m/s2。該物體的質(zhì)量為 A．2 kg B．1.5 kg C．1 kg D．0.

3、5 kg 【答案】C 【解析】對(duì)上升過程，由動(dòng)能定理，，得，即F+mg=12 N；下落過程，，即N，聯(lián)立兩公式，得到m=1 kg、F=2 N。 3．（2019·江蘇卷）如圖所示，輕質(zhì)彈簧的左端固定，并處于自然狀態(tài)．小物塊的質(zhì)量為m，從A點(diǎn)向左沿水平地面運(yùn)動(dòng)，壓縮彈簧后被彈回，運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)恰好靜止．物塊向左運(yùn)動(dòng)的最大距離為s，與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，彈簧未超出彈性限度．在上述過程中 A．彈簧的最大彈力為μmg B．物塊克服摩擦力做的功為2μmgs C．彈簧的最大彈性勢(shì)能為μmgs D．物塊在A點(diǎn)的初速度為 【答案】BC 【解析】小物塊壓縮彈簧最短時(shí)有，故A錯(cuò)

4、誤；全過程小物塊的路程為，所以全過程中克服摩擦力做的功為：，故B正確；小物塊從彈簧壓縮最短處到A點(diǎn)由能量守恒得：，故C正確；小物塊從A點(diǎn)返回A點(diǎn)由動(dòng)能定理得：，解得：，故D錯(cuò)誤。 4．（2019·浙江選考）奧運(yùn)會(huì)比賽項(xiàng)目撐桿跳高如圖所示，下列說法不正確的是 A．加速助跑過程中，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能增加 B．起跳上升過程中，桿的彈性勢(shì)能一直增加 C．起跳上升過程中，運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能增加 D．越過橫桿后下落過程中，運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能減少動(dòng)能增加 【答案】B 【解析】加速助跑過程中速度增大，動(dòng)能增加，A正確；撐桿從開始形變到撐桿恢復(fù)形變時(shí)，先是運(yùn)動(dòng)員部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為桿的彈性勢(shì)能，后彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化

5、為運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能與重力勢(shì)能，桿的彈性勢(shì)能不是一直增加，B錯(cuò)誤；起跳上升過程中，運(yùn)動(dòng)員的高度在不斷增大，所以運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能增加，C正確；當(dāng)運(yùn)動(dòng)員越過橫桿下落的過程中，他的高度降低、速度增大，重力勢(shì)能被轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，即重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，D正確。 5．（2019·浙江選考）如圖所示為某一游戲的局部簡化示意圖。D為彈射裝置，AB是長為21 m的水平軌道，傾斜直軌道BC固定在豎直放置的半徑為R=10 m的圓形支架上，B為圓形的最低點(diǎn)，軌道AB與BC平滑連接，且在同一豎直平面內(nèi)。某次游戲中，無動(dòng)力小車在彈射裝置D的作用下，以v0=10 m/s的速度滑上軌道AB，并恰好能沖到軌道BC的最高點(diǎn)。已知小車

6、在軌道AB上受到的摩擦力為其重量的0.2倍，軌道BC光滑，則小車從A到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是 A．5 s B．4.8 s C．4.4 s D．3 s 【答案】A 【解析】設(shè)小車的質(zhì)量為m，小車在AB段所勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度，在AB段，根據(jù)動(dòng)能定理可得，解得，故；小車在BC段，根據(jù)機(jī)械能守恒可得，解得，過圓形支架的圓心O點(diǎn)作BC的垂線，根據(jù)幾何知識(shí)可得，解得，，故小車在BC上運(yùn)動(dòng)的加速度為，故小車在BC段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，所以小車運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為，A正確。 6．（2019·江蘇省揚(yáng)州中學(xué)高三模擬）如圖所示，平直木板AB傾斜放置，小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)由A到B均勻增大，小物塊從A點(diǎn)由靜止釋

7、放，恰好可以到達(dá)B點(diǎn)，小物塊的速度v、加速度a、動(dòng)能Ek和機(jī)械能E機(jī)（取地面為零勢(shì)能面）隨下滑位移x變化的圖像可能正確的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】設(shè)斜面的傾角為α．據(jù)題有μ=kx，k是常數(shù)。小物塊所受的滑動(dòng)摩擦力大小為 f=μmgcosα=kxmgcosα，知f∝x．根據(jù)動(dòng)能定理得，得v2=2gxsinα–kx2gcosα，知v–x圖象為曲線，故A錯(cuò)誤。根據(jù)牛頓第二定律得mgsinα–μmgcosα=ma，結(jié)合μ=kx，得a=gsinα–kxgcosα，a隨x先均勻減小后反向均勻增大，加速度先正后負(fù)，故B錯(cuò)誤。根據(jù)動(dòng)能定理得，得Ek=mgxsinα–kx2

8、mgcosα，知Ek–x是開口向下的拋物線，故C正確。根據(jù)功能關(guān)系知，隨著x的增大，E機(jī)–x圖象斜率絕對(duì)值增大，故D錯(cuò)誤。 7．（2019·湖南省衡陽市三模）如圖所示，用鉸鏈將三個(gè)質(zhì)量均為m的小球A、B、C與兩根長為L輕桿相連，B、C置于水平地面上，系統(tǒng)靜止時(shí)輕桿豎直，現(xiàn)給系統(tǒng)一個(gè)微小擾動(dòng)，B、C在桿的作用下向兩側(cè)滑動(dòng)，三小球始終在同一豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，忽略一切摩擦，重力加速度為g，則此過程中 A．球A的機(jī)械能一直減小 B．球C的機(jī)械能一直增大 C．球B對(duì)地面的壓力不可能小于mg D．球A落地的瞬時(shí)速度為 【答案】D 【解析】因?yàn)锳、B、C組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，在A落地前，BC

9、運(yùn)動(dòng)；在A落地時(shí)，BC停止運(yùn)動(dòng)。由于系統(tǒng)機(jī)械能守恒可知，A的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為BC的動(dòng)能，故A的機(jī)械能不可能一直減小，同理C的機(jī)械能不可能一直增大，故A B錯(cuò)誤；在A落地前，B做減速運(yùn)動(dòng)，由于輕桿對(duì)B有斜向上的拉力，因此B對(duì)地面的壓力可小于mg，故C錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理可得：mgL=mv2，解得：，故D正確。 8．（2019·四川省成都市高三三模）目前，我國在人工智能和無人駕駛技術(shù)方面已取得較大突破。為早日實(shí)現(xiàn)無人駕駛，某公司對(duì)汽車性能進(jìn)行了一項(xiàng)測(cè)試，讓質(zhì)量為m的汽車沿一山坡直線行駛。測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，下坡時(shí)若關(guān)掉油門，則汽車的速度保持不變；若以恒定的功率P上坡，則從靜止啟動(dòng)做加速運(yùn)動(dòng)，發(fā)生位移s時(shí)速度剛

10、好達(dá)到最大值vm。設(shè)汽車在上坡和下坡過程中所受阻力的大小分別保持不變，下列說法正確的是 A．關(guān)掉油門后的下坡過程，汽車的機(jī)械能守恒 B．關(guān)掉油門后的下坡過程，坡面對(duì)汽車的支持力的沖量為零 C．上坡過程中，汽車速度由增至，所用的時(shí)間可能等于 D．上坡過程中，汽車從靜止啟動(dòng)到剛好達(dá)到最大速度vm，所用時(shí)間一定小于 【答案】D 【解析】A、關(guān)掉油門后的下坡過程，汽車的速度不變、動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減小，則汽車的機(jī)械能減小，故A錯(cuò)誤；B、關(guān)掉油門后的下坡過程，坡面對(duì)汽車的支持力大小不為零，時(shí)間不為零，則沖量不為零，故B錯(cuò)誤；C、上坡過程中，汽車速度由增至，所用的時(shí)間為t，根據(jù)動(dòng)能定理可得：，

11、解得，故C錯(cuò)誤；D、上坡過程中，汽車從靜止啟動(dòng)到剛好達(dá)到最大速度，功率不變，則速度增大、加速度減小，所用時(shí)間為，則，解得，故D正確。 9．（2019·河南省鄭州一中高三模擬）沙坡頭景區(qū)的滑沙項(xiàng)目由于驚險(xiǎn)刺激，因此深受游客的喜歡。假設(shè)某條滑道由上下兩段高均為h，與水平面傾角分別為和的滑道組成，滑沙板與沙地之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。質(zhì)量為m的載人滑沙板從坡頂由靜止開始自由下滑，經(jīng)過上、下兩段滑道后，最后恰好靜止于滑道的底端（不計(jì)滑沙板在兩段滑道交接處的能量損失，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度大小為g）。則 A．動(dòng)摩擦因數(shù) B．載人滑沙板最大速度為 C．載人滑沙板克服摩

12、擦力做功為mgh D．載人滑沙板在下段滑道上的加速度大小為 【答案】AB 【解析】A項(xiàng)：對(duì)整個(gè)過程，由動(dòng)能定理得：，解得：，故A正確；B項(xiàng)：滑草車通過第一段滑道末端時(shí)速度最大，設(shè)為v，由動(dòng)能定理得：，故B正確；C項(xiàng)：對(duì)整個(gè)過程，由動(dòng)能定理得：，解得：載人滑草車克服摩擦力做功為：Wf=2mgh。故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)：載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為：，故D錯(cuò)誤。 10．（2019·陜西省西安市高三第三次質(zhì)量檢測(cè)）如圖所示，水平傳送帶兩端間的距離為，傳送帶，運(yùn)動(dòng)到端，此過程中針方向運(yùn)動(dòng)，一個(gè)質(zhì)量為的小物體以一定的初速度從端滑上傳送帶，運(yùn)動(dòng)到端，此過程中物塊先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，

13、物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，兩過程中物塊運(yùn)動(dòng)的位移之比為2:3，重力加速度為g，傳送帶速度大小不變。下列說法正確的是 A．物塊的初速度大小為 B．物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 C．物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 D．整個(gè)過程中物塊與傳動(dòng)帶因摩擦產(chǎn)生的熱量為 【答案】BC 【解析】由題意知，得，A錯(cuò)誤；勻速運(yùn)動(dòng)中，則，勻加速與勻速時(shí)間相等，B正確；由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得動(dòng)摩擦因數(shù)為，C正確；由熱量，，得，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 11．（2019·安徽省阜陽市第三中學(xué)模擬）如圖所示，物體A、B通過細(xì)繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪兩側(cè)，物體A、B的質(zhì)量分別為2m、m，開始時(shí)細(xì)繩伸直，

14、用手托著物體A使彈簧處于原長且A與地面的距離為h，物體B靜止在地面上，放手后物體A下落，與地面即將接觸時(shí)速度大小為v，此時(shí)物體B對(duì)地面恰好無壓力，不計(jì)一切摩擦及空氣阻力，重力加速度大小為g，則下列說法中正確的是 A．物體A下落過程中，物體A和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 B．彈簧的勁度系數(shù)為 C．物體A著地時(shí)的加速度大小為 D．物體A著地時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為 【答案】AC 【解析】A項(xiàng)：由題知道，物體A下落過程中，B一直靜止不動(dòng)。對(duì)于物體A和彈簧組成的系統(tǒng)，只有重力和彈力做功，則物體A和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故A正確；B項(xiàng)：物體B對(duì)地面的壓力恰好為零，故彈簧的拉力為T=mg，開始

15、時(shí)彈簧處于原長，由胡克定律知：T=kh，得彈簧的勁度系數(shù)為，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)：物體A著地時(shí)，細(xì)繩對(duì)A的拉力也等于mg，對(duì)A，根據(jù)牛頓第二定律得 2mg–mg=2ma，得，故C正確；D項(xiàng)：物體A與彈簧系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有：，所以，故D錯(cuò)誤。 12．（2019·湖南省長沙市第一中學(xué)高三下學(xué)期高考模擬）如圖所示，A物體質(zhì)量為m，B質(zhì)量為2m，用一輕繩相連，將A用一輕彈簧懸掛于天花板上，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)彈簧的伸長量為x，彈性勢(shì)能為Ep，已知彈簧的彈性勢(shì)能與形變量的平方成正比，且彈簧始終在彈性限度內(nèi)．現(xiàn)將懸線剪斷，則在以后的運(yùn)動(dòng)過程中，A物體的 A．最大動(dòng)能為 B．最大動(dòng)能為 C．速度達(dá)到

16、最大時(shí)，彈簧彈力做功為 D．速度達(dá)到最大時(shí)，彈簧彈力做功為 【答案】AD 【解析】設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k，初始狀態(tài)，動(dòng)能最大時(shí)，彈簧伸長量，知A物體向上移動(dòng)的距離△x＝x，已知彈簧的彈性勢(shì)能與形變量的平方成正比，則A物體動(dòng)能最大時(shí)，彈性勢(shì)能為EP，則彈性勢(shì)能減小EP。因?yàn)閺椓ψ龉Φ扔趶椥詣?shì)能的減小量，所以A物體速度達(dá)到最大時(shí)，彈簧彈力做功為Ep。在此過程中，彈性勢(shì)能減小EP，重力勢(shì)能增加mgx，則動(dòng)能增加Ep–mgx，即最大動(dòng)能為Ep–mgx。故AD正確，BC錯(cuò)誤。 13．（2019·山西省太原市第五中學(xué)高三模擬）如圖所示，DO是水平面，AB是斜面，初速度為v0的物體從D點(diǎn)出發(fā)沿DBA滑

17、動(dòng)到頂點(diǎn)A時(shí)速度剛好為零，如果斜面改為AC，讓該物體從D點(diǎn)出發(fā)沿DCA滑動(dòng)到頂點(diǎn)A且速度剛好為零，若已知該物體與路面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同且不為零，則由此可知 A．該物體從D點(diǎn)出發(fā)（沿DCA滑動(dòng)剛好到頂點(diǎn)A）初速度一定也為v0 B．該物體從D點(diǎn)出發(fā)（沿DCA滑動(dòng)剛好到頂點(diǎn)A）初速度不一定為v0 C．該物體從A點(diǎn)靜止出發(fā)沿ACD 滑動(dòng)到D點(diǎn)的速度大小一定為v0 D．該物體從A點(diǎn)靜止出發(fā)沿ACD 滑動(dòng)到D點(diǎn)的速度一定小于v0 【答案】AD 【解析】物體從D點(diǎn)滑動(dòng)到頂點(diǎn)A過程中，由動(dòng)能定理可得:，由幾何關(guān)系，因而上式可以簡化為，即，從上式可以看出，到達(dá)頂點(diǎn)的動(dòng)能與路徑無關(guān)，所以該物體從D點(diǎn)出發(fā)（沿DCA滑動(dòng)剛好到頂點(diǎn)A）初速度一定也為v0，故A正確；B錯(cuò)誤；該物體從A點(diǎn)靜止出發(fā)沿ACD 滑動(dòng)到D點(diǎn)有動(dòng)能定理可知：與公式，比較可知：，故C錯(cuò)誤；D正確；故選AD。 10