高考物理歷年真題-功和能（解析版）

1、專(zhuān)題6 功和能（解析版）近5年（2017-2021）高考物理試題分類(lèi)解析3.2021全國(guó)甲卷第7題. 一質(zhì)量為m的物體自?xún)A角為的固定斜面底端沿斜面向上滑動(dòng)。該物體開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)的動(dòng)能為，向上滑動(dòng)一段距離后速度減小為零，此后物體向下滑動(dòng)，到達(dá)斜面底端時(shí)動(dòng)能為。已知，重力加速度大小為g。則（）A. 物體向上滑動(dòng)的距離為B. 物體向下滑動(dòng)時(shí)的加速度大小為C. 物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)等于0.5D. 物體向上滑動(dòng)所用的時(shí)間比向下滑動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)【答案】BC【解析】AC物體從斜面底端回到斜面底端根據(jù)動(dòng)能定理有物體從斜面底端到斜面頂端根據(jù)動(dòng)能定理有整理得；，A錯(cuò)誤，C正確；B物體向下滑動(dòng)時(shí)的根據(jù)牛頓第二定律有求解

2、得出，B正確；D物體向上滑動(dòng)時(shí)的根據(jù)牛頓第二定律有物體向下滑動(dòng)時(shí)的根據(jù)牛頓第二定律有由上式可知a上 a下由于上升過(guò)程中的末速度為零，下滑過(guò)程中的初速度為零，且走過(guò)相同的位移，根據(jù)公式則可得出，D錯(cuò)誤。故選BC。4.2021全國(guó)乙卷第1題. 如圖，光滑水平地面上有一小車(chē)，一輕彈簧的一端與車(chē)廂的擋板相連，另一端與滑塊相連，滑塊與車(chē)廂的水平底板間有摩擦。用力向右推動(dòng)車(chē)廂使彈簧壓縮，撤去推力時(shí)滑塊在車(chē)廂底板上有相對(duì)滑動(dòng)。在地面參考系（可視為慣性系）中，從撤去推力開(kāi)始，小車(chē)、彈簧和滑塊組成的系統(tǒng)（）A. 動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒B. 動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒C. 動(dòng)量不守恒，機(jī)械能守恒D. 動(dòng)量不守恒，機(jī)械能

3、不守恒【答案】B【解析】因?yàn)榛瑝K與車(chē)廂水平底板間有摩擦，且撤去推力后滑塊在車(chē)廂底板上有相對(duì)滑動(dòng)，即摩擦力做功，而水平地面是光滑的；以小車(chē)、彈簧和滑塊組成的系統(tǒng)，根據(jù)動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒的條件可知撤去推力后該系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒。故選B。6.2021全國(guó)乙卷第11題. 一籃球質(zhì)量為，一運(yùn)動(dòng)員使其從距地面高度為處由靜止自由落下，反彈高度為。若使籃球從距地面的高度由靜止下落，并在開(kāi)始下落的同時(shí)向下拍球、球落地后反彈的高度也為。假設(shè)運(yùn)動(dòng)員拍球時(shí)對(duì)球的作用力為恒力，作用時(shí)間為；該籃球每次與地面碰撞前后的動(dòng)能的比值不變。重力加速度大小取，不計(jì)空氣阻力。求：（1）運(yùn)動(dòng)員拍球過(guò)程中對(duì)籃球所做的功；（2）

4、運(yùn)動(dòng)員拍球時(shí)對(duì)籃球的作用力的大小。【答案】（1）；（2）【解析】（1）第一次籃球下落的過(guò)程中由動(dòng)能定理可得籃球反彈后向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程由動(dòng)能定理可得第二次從1.5m的高度靜止下落，同時(shí)向下拍球，在籃球反彈上升的過(guò)程中，由動(dòng)能定理可得第二次從1.5m的高度靜止下落，同時(shí)向下拍球，籃球下落過(guò)程中，由動(dòng)能定理可得因籃球每次和地面撞擊的前后動(dòng)能的比值不變，則有比例關(guān)系代入數(shù)據(jù)可得（2）因作用力是恒力，在恒力作用下籃球向下做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，因此有牛頓第二定律可得在拍球時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移為做得功為聯(lián)立可得（舍去）7.2021湖南卷第3題. “復(fù)興號(hào)”動(dòng)車(chē)組用多節(jié)車(chē)廂提供動(dòng)力，從而達(dá)到提速的目的?？傎|(zhì)量為的動(dòng)車(chē)組

5、在平直的軌道上行駛。該動(dòng)車(chē)組有四節(jié)動(dòng)力車(chē)廂，每節(jié)車(chē)廂發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率均為，若動(dòng)車(chē)組所受的阻力與其速率成正比（，為常量），動(dòng)車(chē)組能達(dá)到的最大速度為。下列說(shuō)法正確的是（）A. 動(dòng)車(chē)組在勻加速啟動(dòng)過(guò)程中，牽引力恒定不變B. 若四節(jié)動(dòng)力車(chē)廂輸出功率均為額定值，則動(dòng)車(chē)組從靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)C. 若四節(jié)動(dòng)力車(chē)廂輸出的總功率為，則動(dòng)車(chē)組勻速行駛的速度為D. 若四節(jié)動(dòng)力車(chē)廂輸出功率均為額定值，動(dòng)車(chē)組從靜止啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間達(dá)到最大速度，則這一過(guò)程中該動(dòng)車(chē)組克服阻力做的功為【答案】C【解析】A對(duì)動(dòng)車(chē)由牛頓第二定律有若動(dòng)車(chē)組在勻加速啟動(dòng)，即加速度恒定，但隨速度增大而增大，則牽引力也隨阻力增大而變大，故A錯(cuò)誤；B若四

6、節(jié)動(dòng)力車(chē)廂輸出功率均為額定值，則總功率為4P，由牛頓第二定律有故可知加速啟動(dòng)的過(guò)程，牽引力減小，阻力增大，則加速度逐漸減小，故B錯(cuò)誤；C若四節(jié)動(dòng)力車(chē)廂輸出的總功率為，則動(dòng)車(chē)組勻速行駛時(shí)加速度為零，有而以額定功率勻速時(shí)，有聯(lián)立解得故C正確；D若四節(jié)動(dòng)力車(chē)廂輸出功率均為額定值，動(dòng)車(chē)組從靜止啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間達(dá)到最大速度，由動(dòng)能定理可知可得動(dòng)車(chē)組克服阻力做的功為故D錯(cuò)誤；故選C。14.2021河北卷第6題. 一半徑為R的圓柱體水平固定，橫截面如圖所示，長(zhǎng)度為、不可伸長(zhǎng)的輕細(xì)繩，一端固定在圓柱體最高點(diǎn)P處，另一端系一個(gè)小球，小球位于P點(diǎn)右側(cè)同一水平高度的Q點(diǎn)時(shí)，繩剛好拉直，將小球從Q點(diǎn)由靜止釋放，當(dāng)與圓柱

7、體未接觸部分的細(xì)繩豎直時(shí)，小球的速度大小為（重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力）（）A. B. C. D. 【答案】A【解析】小球下落的高度為h = R - R + R = R小球下落過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理有mgh = mv2綜上有v = 故選A。17.2021浙江卷第8題. 大功率微波對(duì)人和其他生物有一定的殺傷作用。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)人體單位面積接收的微波功率達(dá)到時(shí)會(huì)引起神經(jīng)混亂，達(dá)到時(shí)會(huì)引起心肺功能衰竭。現(xiàn)有一微波武器，其發(fā)射功率。若發(fā)射的微波可視為球面波，則引起神經(jīng)混亂和心肺功能衰竭的有效攻擊的最遠(yuǎn)距離約為（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】設(shè)微波有效攻擊范圍為r時(shí)單位面積接收微波功率為解得

8、則引起神經(jīng)混亂時(shí)有 引起心肺功能衰竭時(shí)有所以B正確；ACD錯(cuò)誤；故選B。19.2021浙江卷第11題. 中國(guó)制造某一型號(hào)泵車(chē)如圖所示，表中列出了其部分技術(shù)參數(shù)。已知混凝土密度為，假設(shè)泵車(chē)的泵送系統(tǒng)以的輸送量給高處輸送混凝土，則每小時(shí)泵送系統(tǒng)對(duì)混凝土做的功至少為（）發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出功率（）332最大輸送高度（m）63整車(chē)滿(mǎn)載質(zhì)量（）最大輸送量（）180A. B. C. D. 【答案】C【解析】泵車(chē)的泵送系統(tǒng)以的輸送量給高處輸送混凝土，每小時(shí)泵送系統(tǒng)對(duì)混凝土做的功故選C。2020全國(guó)1卷第題7.一物塊在高3.0 m、長(zhǎng)5.0 m的斜面頂端從靜止開(kāi)始沿斜面下滑，其重力勢(shì)能和動(dòng)能隨下滑距離s的變化如圖中

9、直線(xiàn)、所示，重力加速度取10 m/s2。則（）A. 物塊下滑過(guò)程中機(jī)械能不守恒B. 物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5C. 物塊下滑時(shí)加速度的大小為6.0 m/s2D. 當(dāng)物塊下滑2.0 m時(shí)機(jī)械能損失了12 J【答案】AB【解析】A下滑5m的過(guò)程中，重力勢(shì)能減少30J，動(dòng)能增加10J，減小的重力勢(shì)能并不等與增加的動(dòng)能，所以機(jī)械能不守恒，A正確；B斜面高3m、長(zhǎng)5m，則斜面傾角為37。令斜面底端為零勢(shì)面，則物塊在斜面頂端時(shí)的重力勢(shì)能mgh30J可得質(zhì)量m1kg下滑5m過(guò)程中，由功能原理，機(jī)械能的減少量等于克服摩擦力做的功mgcoss20J求得0.5,B正確；C由牛頓第二定律mgsinmgcosm

10、a求得a2m/s2,C錯(cuò)誤；D物塊下滑2.0m時(shí)，重力勢(shì)能減少12J，動(dòng)能增加4J，所以機(jī)械能損失了8J，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。故選AB。2020江蘇省卷第1題1.質(zhì)量為的汽車(chē)在水平路面上勻速行駛，速度為，受到的阻力大小為.此時(shí)，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的實(shí)際功率是（ ）A. B. C. D.【答案】1. C 【解析】實(shí)際功率=。2020江蘇省卷第4題4.如圖所示，一小物塊由靜止開(kāi)始沿斜面向下滑動(dòng)，最后停在水平地面上.斜面和地面平滑連接，且物塊與斜面、物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為常數(shù).該過(guò)程中，物塊的動(dòng)能與水平位移x關(guān)系的圖象是（ ）A. B. C. D.【答案】4. A 【解析】設(shè)斜面傾角為下滑階段，是直線(xiàn)；

11、平面滑動(dòng)階段（到斜面底端為起點(diǎn)），也是直線(xiàn)。所以選A 2020北京卷第13題13.在同一豎直平面內(nèi)，3個(gè)完全相同的小鋼球（1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)）懸掛于同一高度；靜止時(shí)小球恰能接觸且懸線(xiàn)平行，如圖所示。在下列實(shí)驗(yàn)中，懸線(xiàn)始終保持繃緊狀態(tài)，碰撞均為對(duì)心正碰。以下分析正確的是（）A. 將1號(hào)移至高度釋放，碰撞后，觀(guān)察到2號(hào)靜止、3號(hào)擺至高度。若2號(hào)換成質(zhì)量不同的小鋼球，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，3號(hào)仍能擺至高度B. 將1、2號(hào)一起移至高度釋放，碰撞后，觀(guān)察到1號(hào)靜止，2、3號(hào)一起擺至高度，釋放后整個(gè)過(guò)程機(jī)械能和動(dòng)量都守恒C. 將右側(cè)涂膠的1號(hào)移至高度釋放，1、2號(hào)碰撞后粘在一起，根據(jù)機(jī)械能守恒，3號(hào)仍能擺至高度D.

12、 將1號(hào)和右側(cè)涂膠的2號(hào)一起移至高度釋放，碰撞后，2、3號(hào)粘在一起向右運(yùn)動(dòng)，未能擺至高度，釋放后整個(gè)過(guò)程機(jī)械能和動(dòng)量都不守恒【答案】D【解析】A1號(hào)球與質(zhì)量不同的2號(hào)球相碰撞后，1號(hào)球速度不為零，則2號(hào)球獲得的動(dòng)能小于1號(hào)球撞2號(hào)球前瞬間的動(dòng)能，所以2號(hào)球與3號(hào)球相碰撞后，3號(hào)球獲得的動(dòng)能也小于1號(hào)球撞2號(hào)球前瞬間的動(dòng)能，則3號(hào)不可能擺至高度，故A錯(cuò)誤；B1、2號(hào)球釋放后，三小球之間碰撞為彈性碰撞，且三小球組成的系統(tǒng)只有重力做功，所以系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，但整個(gè)過(guò)程中，系統(tǒng)所受合外力不為零，所以系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，故B錯(cuò)誤；C1、2號(hào)碰撞后粘在一起，為完全非彈性碰撞，碰撞過(guò)程有機(jī)械能損失，所以1、2號(hào)

13、球再與3號(hào)球相碰后，3號(hào)球獲得的動(dòng)能不足以使其擺至高度，故C錯(cuò)誤；D碰撞后，2、3號(hào)粘在一起，為完全非彈性碰撞，碰撞過(guò)程有機(jī)械能損失，且整個(gè)過(guò)程中，系統(tǒng)所受合外力不為零，所以系統(tǒng)的機(jī)械能和動(dòng)量都不守恒，故D正確。故選D。2020天津卷第8題8.復(fù)興號(hào)動(dòng)車(chē)在世界上首次實(shí)現(xiàn)速度350km/h自動(dòng)駕駛功能，成為我國(guó)高鐵自主創(chuàng)新的又一重大標(biāo)志性成果。一列質(zhì)量為m的動(dòng)車(chē)，初速度為，以恒定功率P在平直軌道上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t達(dá)到該功率下的最大速度，設(shè)動(dòng)車(chē)行駛過(guò)程所受到的阻力F保持不變。動(dòng)車(chē)在時(shí)間t內(nèi)（ ）A. 做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)B. 加速度逐漸減小C. 牽引力的功率D. 牽引力做功【答案】BC【解析】AB動(dòng)車(chē)的功率恒定，根據(jù)可知?jiǎng)榆?chē)的牽引力減小，根據(jù)牛頓第二定律得可知?jiǎng)榆?chē)的加速度減小，所以動(dòng)車(chē)做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤，B正確；C當(dāng)加速度為0時(shí)，牽引力等于阻力，則額定功率為，C正確；D動(dòng)車(chē)功率恒定，在時(shí)間內(nèi)，牽引力做功為根據(jù)動(dòng)能定理得，D錯(cuò)誤。故選BC。2020山東卷第11題11.如圖所示