（新课标）2022年高考物理 考前教材回归六 功和能

新课标2022年高考考前教材回归六功和能1．如图所示，演员正在进行杂技表演．由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于(　　)A．0.3J　　　　　　　　B．3JC．30JD．300J[答案]　A[解析]　　根据生活常识，20个鸡蛋大约1kg，表演者抛出的高度按0.5m计算，则抛出过程中对鸡蛋做的功为W＝mgh＝×10×0.5J＝0.25J，选项A正确．2．一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用．此后，该质点的动能可能(　　)A．一直增大B．先逐渐减小至零，再逐渐增大C．先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小D．先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大[答案]　ABD[解析]　　若恒力的方向与初速度的方向相同或二者夹角为锐角，物体一直做加速运动，选项A正确；若恒力的方向与初速度的方向相反，物体先做匀减速运动，再反向做匀加速运动，选项B正确；若恒力方向与初速度方向之间的夹角为钝角(如斜上抛运动)，则选项D正确，故本题正确选项为A、B、D.3．蹦床运动员与床垫接触的过程可简化为下述模型：运动员从高处落到处于自然状态的床垫(A位置)上，随床垫一同向下做变速运动到达最低点(B位置)，如图所示，有关运动员从A运动至B的过程，下列说法正确的是(　　)-9-\nA．运动员的机械能守恒　　B．运动员的速度一直减小C．合力对运动员做负功D．运动员先失重后超重[答案]　CD[解析]　　由能量守恒定律可知，运动员减小的机械能转化为床垫的弹性势能，故选项A错误；当F弹＝mg时，a＝0，在此之前，F弹<mg，加速度方向向下(失重)，物体做加速运动；在此之后，F弹>mg，加速度方向向上(超重)，物体做减速运动，选项B错误而选项D正确；从A位置到B位置，由动能定理得，W合＝－Ek0，选项C正确．4．将一个苹果斜向上抛出，苹果在空中依次飞过三个完全相同的窗户1、2、3.图中曲线为苹果在空中运行的轨迹．若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是(　　)A．苹果通过第1个窗户所用的时间最短B．苹果通过第3个窗户的平均速度最大C．苹果通过第1个窗户重力做的功最大D．苹果通过第3个窗户重力的平均功率最小[答案]　AD[解析]　　由WG＝mgh可知，苹果通过3个窗户重力做的功相等，选项C错误；斜抛运动在竖直方向上是匀减速运动，设苹果在竖直方向上的平均速度为vy，y1>y2>y3，选项A正确而选项B错误；由G＝mgy得，选项D正确．5．如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为：打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，为确保安全着陆，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，则(　　)-9-\nA．火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小B．返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力C．返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功D．返回舱在喷气过程中处于失重状态[答案]　A[解析]　　点火前，降落伞和返回舱做匀速直线运动．对返回舱，返回舱的重力等于伞绳拉力F；点火后瞬间，返回舱立刻获得向上的反冲力，使伞绳对返回舱的拉力变小，选项A正确；返回舱做减速运动的主要原因是反冲力，选项B错误；返回舱所受合力向上，处于超重状态，选项D错误；由于喷气过程中，动能减小，由动能定理可知合力做负功，选项C错误．6．如图所示，固定在竖直面内的光滑圆环半径为R，圆环上套有质量分别为m和2m的小球A、B(均可看做质点)，且小球A、B用一长为2R的轻质细杆相连，在小球B从最高点由静止开始沿圆环下滑至最低点的过程中(已知重力加速度为g)，下列说法正确的是(　　)A．A球增加的机械能等于B球减少的机械能B．A球增加的重力势能等于B球减少的重力势能C．A球的最大速度为D．细杆对A球做的功为mgR[答案]　AD[解析]　　小球A、B组成的系统机械能守恒，选项A正确；机械能包括动能和重力势能，因为产生了动能，选项B错误；当B球处于最低点时速度最大，由v＝rω可知，vA＝vB＝vm-9-\n，由系统机械能守恒得，2mg·2R－mg·2R＝(2m＋m)vm2，解得，vm＝，选项C错误；杆对球A做的功W杆A＝mvm2＋mg·2R＝mgR，选项D正确．7．一物体自t＝0时开始做直线运动，其速度图线如图所示．下列选项正确的是(　　)A．在0～6s内，物体离出发点最远为30mB．在0～6s内，物体经过的路程为40mC．在0～4s内，物体的平均速率为7.5m/sD．在5～6s内，物体所受的合外力做负功[答案]　BC[解析]　　第5s末，物体离出发点最远为35m，第6s内又反向运动了5m，故6s内物体经过的路程为40m，选项A错误、B正确．在0～4s内的位移为30m，故平均速度为7.5m/s，选项C正确．在5～6s内，物体的动能在增加，故合外力做正功，选项D错误．8．如图所示，小球从A点以初速度v0沿粗糙斜面向上运动，到达最高点B后返回A，C为AB的中点．下列说法中正确的是(　　)A．小球从A出发到返回A的过程中，位移为零，外力做功为零B．小球从A到C与从C到B的过程，减少的动能相等C．小球从A到C与从C到B的过程，速度的变化率相等D．小球从A到C与从C到B的过程，损失的机械能相等[答案]　BCD[解析]　　小球从A出发到返回A的过程中，位移为零，重力做功为零，但有摩擦力做负功，选项A错误；因为C为AB的中点，小球从A到C与从C到B的过程合外力恒定，加速度恒定，速度的变化率相等，选项C正确；又因为重力做功相等，摩擦力做功相等，合外力做功相等，故减少的动能相等，损失的机械能相等，选项B、D正确．9．如图所示，在升降机内固定一光滑的斜面体，一轻弹簧的一端连在位于斜面体上方的固定木板B上，另一端与质量为m的物块A相连，弹簧与斜面平行．整个系统由静止开始加速上升高度h的过程中(　　)-9-\nA．物块A的重力势能增加量一定等于mghB．物块A的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的和C．物块A的机械能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的和D．物块A和弹簧组成系统的机械能增加量等于斜面对物块的支持力和B对弹簧拉力做功的和[答案]　CD[解析]　　整个系统由静止开始加速上升，系统处于超重状态，弹簧伸长量变大，物体升高的高度小于h，选项A错误；对物块A由动能定理得，EkA＝W支＋W弹－W重，选项B错误；物块A和弹簧组成的系统受重力GA、斜面对物块的支持力FNA、物体B对弹簧的拉力F弹，物块A和弹簧组成的系统的机械能增加量等于除物块A的重力以外其他力做的功，选项D正确．10．如图所示，一轻绳吊着粗细均匀的棒，棒下端离地面高H，上端套着一个细环．棒和环的质量均为m，相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，大小为kmg(k>1)．断开轻绳，棒和环自由下落．假设棒足够长，与地面发生碰撞时，触地时间极短，无动能损失．棒在整个运动过程中始终保持竖直，空气阻力不计．则(　　)A．棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中，棒和环都做匀减速运动B．从断开轻绳到棒和环都静止的过程中，环相对于地面始终向下运动C．从断开轻绳到棒和环都静止的过程中，环相对于棒有往复运动，但总位移向下D．从断开轻绳到棒和环都静止，摩擦力做的总功为－[答案]　ABD[解析]　　棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中，棒向上、环向下，由于摩擦力的原因，二者都做匀减速运动，选项A正确；棒和环相互间滑动摩擦力为kmg(k>1)，则从断开轻绳到棒和环都静止的过程中，环相对于地面始终向下运动而不会相对于棒有往复运动，选项B正确而C错误；设环相对棒滑动距离为l，根据能量守恒，则有mgH＋mg(H＋l)＝kmgl，因此摩擦力对棒及环做的总功为W＝－kmgl，解得W＝－，选项D正确．-9-\n11．某人通过定滑轮将一物体提升．第一次，此人竖直向下拉绳，如图甲所示，使物体匀速上升高度h，该过程人对物体做功为W1.第二次，此人以速度v匀速向左拉着绳运动，如图乙所示，使物体上升相同的高度，此时绳子与水平面夹角为θ，已知重力加速度为g.求第二次人对物体做的功．[答案]　W1＋cos2θ[解析]　　设物体的质量为m，第一次人做的功为W1＝mgh，m＝第二次物体升高h时的速度为v′＝vcosθ第二次人对物体做的功为W2＝mgh＋mv′2＝W1＋cos2θ.12．如图所示，长度为l的轻绳上端固定在O点，下端系一质量为m的小球(小球的大小可以忽略)．(1)在水平拉力F的作用下，轻绳与竖直方向的夹角为α，小球保持静止．画出此时小球的受力图，并求力F的大小；(2)由图示位置静止释放小球，求当小球通过最低点时的速度大小及轻绳对小球的拉力．不计空气阻力．[答案]　(1)mgtanα　(2)　mg(3－2cosα)，方向竖直向上[解析]　　(1)受力图如图-9-\n根据平衡条件，应满足Tcosα＝mg　Tsinα＝F拉力大小　F＝mgtanα(2)运动中只有重力做功，系统机械能守恒mgl(1－cosα)＝mv2则通过最低点时，小球的速度大小v＝根据牛顿第二定律　T′－mg＝m解得轻绳对小球的拉力T′＝mg＋m＝mg(3－2cosα)，方向竖直向上13．如图所示，水平轨道AB与位于竖直面内半径为R＝0.90m的半圆形光滑轨道BCD相连，半圆形轨道的BD连线与AB垂直．质量为m＝1.0kg可看做质点的小滑块在恒定外力F作用下从水平轨道上的A点由静止开始向右运动，滑块与水平轨道AB间的动摩擦因数μ＝0.5.到达水平轨道的末端B点时撤去外力，滑块继续沿半圆形轨道运动，且恰好能通过轨道最高点D，滑块脱离半圆形轨道后又刚好落到A点．g取10m/s2，求：(1)滑块经过B点进入圆形轨道时对轨道的压力大小．(2)滑块在AB段运动过程中恒定外力F的大小．[答案]　(1)60N　(2)17.5N[解析]　　(1)滑块恰好通过最高点，则有：mg＝m设滑块到达B点时的速度为vB，滑块由B到D过程由动能定理有：－2mgR＝mvD2－mvB2-9-\n对B点：FN－mg＝m代入数据得：FN＝60N由牛顿第三定律知滑块对轨道的压力大小为60N.(2)滑块从D点离开轨道后做平抛运动，则2R＝gt2sAB＝vDt滑块从A运动到B有：vB2＝2asAB由牛顿第二定律有：F－μmg＝ma代入数据得：F＝17.5N14、A、B两个木块叠放在竖直轻弹簧上，如图所示，已知mA＝mB＝1kg，轻弹簧的劲度系数为100N/m.若在木块A上作用一个竖直向上的力F，使木块A由静止开始以2m/s2的加速度竖直向上做匀加速运动．取g＝10m/s2.求：(1)使木块A竖直向上做匀加速运动的过程中，力F的最大值是多少？(2)若木块A竖直向上做匀加速运动，直到A、B分离的过程中，弹簧的弹性势能减小了1.28J，则在这个过程中，力F对木块做的功是多少？[答案]　(1)12N　(2)0.64J[解析]　　(1)F－mAg＋FBA＝mAa，所以当FBA＝0时，F最大，即Fm＝mAg＋mAa＝12N.(2)初始位置弹簧的压缩量x1＝＝0.20mA、B分离时，FAB＝0，以B为研究对象可得：FN－mBg＝mBa，FN＝12N此时：x2＝＝0.12mA、B上升的高度：Δx＝x1－x2＝0.08mA、B的速度vA＝vB＝v＝＝m/s以A、B作为一个整体，由动能定理得WF＋WN－(mA＋mB)gΔx＝(mA＋mB)v2可得：WF＝0.64J.-9-\n-9-