三年高考2015-2017高中物理試題分項版解析專題06功和能

1、專題06 功和能一、選擇題1【2017·新課標卷】如圖，一光滑大圓環(huán)固定在桌面上，環(huán)面位于豎直平面內，在大圓環(huán)上套著一個小環(huán)。小環(huán)由大圓環(huán)的最高點從靜止開始下滑，在小環(huán)下滑的過程中，大圓環(huán)對它的作用力A一直不做功B一直做正功C始終指向大圓環(huán)圓心D始終背離大圓環(huán)圓心【答案】A【考點定位】圓周運動；功【名師點睛】此題關鍵是知道小圓環(huán)在大圓環(huán)上的運動過程中，小圓環(huán)受到的彈力方向始終沿大圓環(huán)的半徑方向，先是沿半徑向外，后沿半徑向里。2【2017·江蘇卷】一小物塊沿斜面向上滑動，然后滑回到原處物塊初動能為，與斜面間的動摩擦因數(shù)不變，則該過程中，物塊的動能與位移的關系圖線是【答案】C【

2、考點定位】動能定理【名師點睛】本題考查動能定理及學生的識圖能力，根據(jù)動能定理寫出Ekx圖象的函數(shù)關系，從而得出圖象斜率描述的物理意義3【2017·新課標卷】如圖，半圓形光滑軌道固定在水平地面上，半圓的直徑與地面垂直。一小物塊以速度從軌道下端滑入軌道，并從軌道上端水平飛出，小物塊落地點到軌道下端的距離與軌道半徑有關，此距離最大時。對應的軌道半徑為（重力加速度大小為g）ABCD【答案】B【解析】物塊由最低點到最高點有：；物塊做平拋運動：x=v1t；聯(lián)立解得：，由數(shù)學知識可知，當時，x最大，故選B。【考點定位】機械能守恒定律；平拋運動【名師點睛】此題主要是對平拋運動的考查；解題時設法找到物

3、塊的水平射程與圓軌道半徑的函數(shù)關系，即可通過數(shù)學知識討論；此題同時考查學生運用數(shù)學知識解決物理問題的能力。4【2017·江蘇卷】如圖所示，三個小球A、B、C的質量均為m，A與B、C間通過鉸鏈用輕桿連接，桿長為L，B、C置于水平地面上，用一輕質彈簧連接，彈簧處于原長現(xiàn)A由靜止釋放下降到最低點，兩輕桿間夾角由60°變?yōu)?20°，A、B、C在同一豎直平面內運動，彈簧在彈性限度內，忽略一切摩擦，重力加速度為g則此下降過程中（A）A的動能達到最大前，B受到地面的支持力小于mg（B）A的動能最大時，B受到地面的支持力等于mg（C）彈簧的彈性勢能最大時，A的加速度方向豎直向下（

4、D）彈簧的彈性勢能最大值為mgL【答案】AB【考點定位】物體的平衡能量守恒牛頓第二定律【名師點睛】本題的重點是當A球的動能最大時，受合外力為零，在豎直方向整體加速度為零，選擇整體為研究對象，分析AB兩個選項；彈性勢能最大對應A球下降至最低點，根據(jù)能量守恒定律，可求最大的彈性勢能5【2016·四川卷】韓曉鵬是我國首位在冬奧會雪上項目奪冠的運動員。他在一次自由式滑雪空中技巧比賽中沿“助滑區(qū)”保持同一姿態(tài)下滑了一段距離，重力對他做功1 900 J，他克服阻力做功100 J。韓曉鵬在此過程中A動能增加了1 900 J B動能增加了2 000 JC重力勢能減小了1 900 J D重力勢能減小了

5、2 000J【答案】C【解析】根據(jù)動能定理可知，動能的增加量等于合外力做功，即動能的增加量為1 900 J-100 J=1 800 J，選項AB錯誤；重力做功等于重力勢能的變化量，故重力勢能減小了1 900 J，選項C正確，D錯誤?？键c：功能關系【名師點睛】此題是對功能關系的考查；關鍵是搞清功與能的對應關系：合外力的功等于動能的變化量；重力做功等于重力勢能的變化量；除重力以外的其它力做功等于機械能的變化量.6【2016·上海卷】在今年上海的某活動中引入了全國首個戶外風洞飛行體驗裝置，體驗者在風力作用下漂浮在半空。若減小風力，體驗者在加速下落過程中A失重且機械能增加 B失重且機械能減少

6、C超重且機械能增加 D超重且機械能減少【答案】B【考點定位】平衡條件、機械能變化與外力做功關系、超重和失重【方法技巧】通過體驗者加速度方向判斷超重和失重，通過除重力外其他力做正功機械能增加，其他力做負功機械能減少判斷機械能變化情況。7【2016·海南卷】如圖，光滑圓軌道固定在豎直面內，一質量為m的小球沿軌道做完整的圓周運動。已知小球在最低點時對軌道的壓力大小為N1，在高點時對軌道的壓力大小為N2。重力加速度大小為g，則N1N2的值為A3mg B4mg C5mg D6mg【答案】D【解析】設小球在最低點時速度為v1，在最高點時速度為v2，根據(jù)牛頓第二定律有，在最低點：N1mg=，在最高

7、點：N2+mg=；從最高點到最低點，根據(jù)動能定理有mg·2R=，聯(lián)立可得：N1N2=6mg，故選項D正確?！究键c定位】牛頓第二定律、動能定理【名師點睛】解決本題的關鍵知道向心力的來源，知道最高點的臨界情況，通過動能定理和牛頓第二定律進行求解。8【2017·新課標卷】如圖，一質量為m，長度為l的均勻柔軟細繩PQ豎直懸掛。用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點，M點與繩的上端P相距。重力加速度大小為g。在此過程中，外力做的功為ABCD【答案】A【考點定位】重力勢能、功能關系【名師點睛】重點理解機械能變化與外力做功的關系，本題的難點是過程中重心高度的變化情況。9【2016&#

8、183;全國新課標卷】小球P和Q用不可伸長的輕繩懸掛在天花板上，P球的質量大于Q球的質量，懸掛P球的繩比懸掛Q 球的繩短。將兩球拉起，使兩繩均被水平拉直，如圖所示。將兩球由靜止釋放，在各自軌跡的最低點，AP球的速度一定大于Q球的速度BP球的動能一定小于Q球的動能CP球所受繩的拉力一定大于Q球所受繩的拉力DP球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度【答案】C【考點定位】圓周運動、機械能、向心力【名師點睛】此題考查機械能守恒定律及牛頓第二定律的應用；解題時要通過選擇合適的物理規(guī)律列出方程找到要討論的物理量，然后根據(jù)題目的條件來分析結論；此題意在考查考生對基本規(guī)律的掌握情況。10【2016·

9、全國新課標卷】兩實心小球甲和乙由同一種材質制成，甲球質量大于乙球質量。兩球在空氣中由靜止下落，假設它們運動時受到的阻力與球的半徑成正比，與球的速率無關。若它們下落相同的距離，則A甲球用的時間比乙球長B甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小C甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小D甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功【答案】BD【解析】兩球的質量，對兩球由牛頓第二定律，可得，由知甲球的運動時間較短，選項A、C錯誤。由得，故選項B正確。因，由知阻力對甲球做功較大，選項D正確。故選BD?！究键c定位】牛頓第二定律、勻變速直線運動【名師點睛】此題主要考查牛頓第二定律的應用；首先應該根據(jù)牛頓第二定律找到物

10、體的加速度與小球的半徑的關系，然后比較加速度，再結合運動公式來討論其他物理量；此題意在考查考生綜合分析的能力及對基礎知識的運用能力。11【2015·海南·3】假設摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇發(fā)動機的輸出功率變?yōu)樵瓉淼?倍，則摩托艇的最大速率變?yōu)樵瓉淼模ǎ〢4倍 B2倍 C倍 D倍【答案】D【解析】設，當阻力等于牽引力時，速度最大，輸出功率變化前，有，變化后有，聯(lián)立解得，D正確?！究键c定位】功率的計算?！痉椒记伞勘绢}的關鍵是知道當阻力等于牽引力時，速度最大，然后根據(jù)公式計算。12【2015·四川·1】在同一位置以相同的速率把三個小球分

11、別沿水平、斜向上、斜向下方向拋出，不計空氣阻力，則落在同一水平地面時的速度大小A一樣大 B水平拋的最大 C斜向上拋的最大 D斜向下拋的最大【答案】A【考點定位】拋體運動特點、動能定理（或機械能守恒定律）的理解與應用?！久麕燑c睛】本題首先要能從三個小球做平拋、斜上拋、斜下拋的不同運動形式中分析出其共同特性即僅在重力作用下運動，其次根據(jù)其共同特性選擇相應物理規(guī)律稍作分析，得出小球速率的變化與其質量無關，問題便能迎刃而解?！痉椒记伞浚?）在物理學中要善于運用假設法，對未知的物理量、物理條件、物理情境等可先一一進行假設，通過假設后便可選擇合適物理規(guī)律分析、求解；（2）在分析曲線運動時，培養(yǎng)優(yōu)先考慮能

12、量觀念求解的習慣。【規(guī)律總結】落體運動中，物體的速率變化與其質量無關。13【2015·全國新課標·17】一汽車在平直公路上行駛。從某時刻開始計時，發(fā)動機的功率P隨時間t的變化如圖所示。假定汽車所受阻力的大小f恒定不變。下列描述該汽車的速度v隨時間t變化的圖像中，可能正確的是A B C D【答案】A【考點定位】機車起動問題【方法技巧】本題主要是機車起動問題，不過本題是兩次恒定功率啟動問題。但實質是一樣的。14【2015·全國新課標·21】如圖，滑塊a、b的質量均為m，a套在固定直桿上，與光滑水平地面相距h，b放在地面上，a、b通過鉸鏈用剛性輕桿連接。不計摩

13、擦，a、b可視為質點，重力加速度大小為g。則Aa落地前，輕桿對b一直做正功Ba落地時速度大小為Ca下落過程中，其加速度大小始終不大于gDa落地前，當a的機械能最小時，b對地面的壓力大小為mg【答案】BD【解析】當a物體剛釋放時，兩者的速度都為0，當a物體落地時，沒桿的分速度為0，由機械能守恒定律可知，a落地時速度大小為故B正確；b物體的速度也是為0，所以輕桿對b先做正功，后做負功，故A錯誤；a落地前，當a的機械能最小時，b的速度最大，此時桿對b作用力為0，這時，b對地面的壓力大小為mg，a的加速度為g，故C錯誤，D正確?！究键c定位】機械能守恒定律；運動的合成與分解【方法技巧】本題主要是理解a、

14、b兩物體沿桿的分速度相等：；b的速度最大，此時桿對b作用力為0，也是本題的一大考點的。15【2015·全國新課標·17】如圖所示，一半徑為R，粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置,直徑POQ水平。一質量為m的質點自P點上方高度R處由靜止開始下落，恰好從P點進入軌道。質點滑到軌道最低點N時，對軌道的壓力為4mg，g為重力加速度的大小。用W表示質點從P點運動到N點的過程中客服摩擦力所做的功。則A，質點恰好可以到達Q點B，質點不能到達Q點C，質點到達Q后，繼續(xù)上升一段距離D，質點到達Q后，繼續(xù)上升一段距離【答案】C力變小，滑動摩擦力變小，所以摩擦力做功變小，那么從N到Q，根據(jù)

15、動能定理，Q點動能，由于，所以Q點速度仍然沒有減小到0，仍會繼續(xù)向上運動一段距離，對照選項C對。mgFN【考點定位】功能關系【方法技巧】動能定理分析摩擦力做功是基礎，對于滑動摩擦力一定要注意壓力的變化，最大的誤區(qū)是根據(jù)對稱性誤認為左右兩部分摩擦力做功相等。16【2015·浙江·18】我國科學教正在研制航母艦載機使用的電磁彈射器。艦載機總質量為，設起飛過程中發(fā)動機的推力恒為；彈射器有效作用長度為100m，推力恒定。要求艦載機在水平彈射結束時速度大小達到80m/s。彈射過程中艦載機所受總推力為彈射器和發(fā)動機推力之和，假設所受阻力為總推力的20，則A彈射器的推力大小為B彈射器對艦

16、載機所做的功為C彈射器對艦載機做功的平均功率為D艦載機在彈射過程中的加速度大小為【答案】ABD【考點定位】動能定理，牛頓第二定律，運動學公式，功率和功的計算【方法技巧】在運用動能定理解題時，一定要弄清楚過程中有哪些力做功，做什么功？特別需要注意重力做功和路徑無關，只和始末位置高度有關，摩擦力、阻力做功和路徑有關。17【2015·天津·5】如圖所示，固定的豎直光滑長桿上套有質量為m的小圓環(huán)，圓環(huán)與水平狀態(tài)的輕質彈簧一端連接，彈簧的另一端連接在墻上，并且處于原長狀態(tài)，現(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開始下滑，已知彈簧原長為L，圓環(huán)下滑到最大距離時彈簧的長度變?yōu)?L（未超過彈性限度），則在圓環(huán)下滑

17、到最大距離的過程中A圓環(huán)的機械能守恒B彈簧彈性勢能變化了C圓環(huán)下滑到最大距離時，所受合力為零D圓環(huán)重力勢能與彈簧彈性勢能之和保持不變【答案】B考點：系統(tǒng)機械能守恒【名師點睛】本題屬于系統(tǒng)機械能守恒的定性分析、定量計算問題，此類問題中一是注意機械能守恒的系統(tǒng)性，二是注意從能量守恒定律的高度上分析可以使得問題簡化，三是注意在能量轉化過程中涉及的動力學分析（受力和運動）。18【2015·江蘇·9】如圖所示，輕質彈簧一端固定，另一端與質量為m、套在粗糙豎直固定桿A處的圓環(huán)相連，彈簧水平且處于原長。圓環(huán)從A處由靜止開始下滑，經(jīng)過B處的速度最大，到達C處的速度為零，AC=h。圓環(huán)在C處

18、獲得一豎直向上的速度v，恰好能回到A；彈簧始終在彈性限度之內，重力加速度為g，則圓環(huán)（）A下滑過程中，加速度一直減小B下滑過程中，克服摩擦力做功為C在C處，彈簧的彈性勢能為D上滑經(jīng)過B的速度大于下滑經(jīng)過B的速度【答案】BD【考點】能量守恒、動能定理【方法技巧】本題涉及到受力分析、運動過程、能量變化的分析，由運動分析受力，由經(jīng)過B處的速度最大，得到加速度等于零，因為物體是在變力作用下的非勻變速運動，故一定是利用能的觀點解決問題，即由能量守恒得到摩擦力做功以及彈性勢能的大小，本題綜合性較強，難度較大。19【2016·天津卷】我國高鐵技術處于世界領先水平，和諧號動車組是由動車和拖車編組而成

19、，提供動力的車廂叫動車，不提供動力的車廂叫拖車。假設動車組各車廂質量均相等，動車的額定功率都相同，動車組在水平直軌道上運行過程中阻力與車重成正比。某列動車組由8節(jié)車廂組成，其中第1、5節(jié)車廂為動車，其余為拖車，則該動車組A啟動時乘客受到車廂作用力的方向與車運動的方向相反B做勻加速運動時，第5、6節(jié)與第6、7節(jié)車廂間的作用力之比為3:2C進站時從關閉發(fā)動機到停下來滑行的距離與關閉發(fā)動機時的速度成正比D與改為4節(jié)動車帶4節(jié)拖車的動車組最大速度之比為1:2【答案】BD【考點定位】牛頓第二定律、功率、動能定理【名師點睛】此題是力學綜合問題，考查牛頓第二定律、功率以及動能定理等知識點；解題時要能正確選擇

20、研究對象，靈活運用整體法及隔離法列方程；注意當功率一定時，牽引力等于阻力的情況，速度最大。20【2016·浙江卷】如圖所示為一滑草場。某條滑道由上下兩段高均為h，與水平面傾角分別為45°和37°的滑道組成，滑草車與草地之間的動摩擦因數(shù)為。質量為m的載人滑草車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（不計滑草車在兩段滑道交接處的能量損失，）。則A動摩擦因數(shù)B載人滑草車最大速度為C載人滑草車克服摩擦力做功為mghD載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為【答案】AB【考點定位】動能定理；牛頓第二定律的應用【名師點睛】此題以娛樂場中的滑草場為

21、背景，考查了牛頓第二定律的綜合應用及動能定理。解本題的關鍵是分析物體運動的物理過程及受力情況，正確選擇合適的物理規(guī)律列出方程解答。此題難度中等，考查學生利用物理知識解決實際問題的能力。21【2016·全國新課標卷】如圖，小球套在光滑的豎直桿上，輕彈簧一端固定于O點，另一端與小球相連?，F(xiàn)將小球從M點由靜止釋放，它在下降的過程中經(jīng)過了N點。已知M、N兩點處，彈簧對小球的彈力大小相等，且ONM<OMN<。在小球從M點運動到N點的過程中A彈力對小球先做正功后做負功B有兩個時刻小球的加速度等于重力加速度C彈簧長度最短時，彈力對小球做功的功率為零D小球到達N點時的動能等于其在M、N兩點的重力勢能差【答案】BCD【解析】因M和N兩點處彈簧對小球的彈力大小相等，且ONM<OMN<，知M處的彈簧處于壓縮狀態(tài)，N處的彈簧處于伸長狀態(tài)，則彈簧的彈力對小球先做負功后正功，選項A