2022年高考物理預(yù)測100題（八）

1、PAGE15高中物理作為科學(xué)和技術(shù)的基礎(chǔ)，其核心內(nèi)容可以概括為：運(yùn)動(dòng)和力、功和能、場和路、力學(xué)和電學(xué)實(shí)驗(yàn)。高中物理中功和能主要內(nèi)容包括功和功率、動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、能量守恒定律等內(nèi)容，功和能貫穿于高中物理的各個(gè)部分。高考對功和能的考查每年每份試卷都有46個(gè)題，分值占總分的3040%。高考對功和能考查頻率最高的知識點(diǎn)主要是：功和功率、動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系、能量守恒定律等。核心考點(diǎn)10、機(jī)械能守恒定律預(yù)測題1如圖所示，將一質(zhì)量為m=0.1kg的小球自水平平臺右端O點(diǎn)以某一初速度水平拋出，小球飛離平臺后由A點(diǎn)沿切線落入豎直光滑圓軌道ABC，并沿軌道恰好通過最高點(diǎn)C，圓軌道ABC的

2、形狀為半徑R=2.5 m的圓截去了左上角l27的圓弧，CB為其豎直直徑，sin53=，重力加速度g取10m/s2求：1小球經(jīng)過C點(diǎn)的速度大?。?小球運(yùn)動(dòng)到軌道最低點(diǎn)B時(shí)小球?qū)壍赖膲毫Υ笮。?平臺末端O點(diǎn)到A點(diǎn)的豎直高度H和小球從O點(diǎn)水平拋出時(shí)的速度。解析：（1）小球沿軌道恰好通過最高點(diǎn)C，重力提供向心力，即mg=m,解得vC=5m/s。（2）小球從B點(diǎn)到C點(diǎn)，由機(jī)械能守恒定律有mvC22mgR=mvB2，在B點(diǎn)對小球進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定律有FNmg=m,解得FN=。根據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)壍赖膲毫Υ笮??！久麕燑c(diǎn)評】機(jī)械能守恒定律是高中物理重要知識點(diǎn)，與機(jī)械能守恒定律相關(guān)的綜合問題是

3、高考考查熱點(diǎn)。此題以平拋小球進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓軌道運(yùn)動(dòng)切入，意在考查豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)、機(jī)械能守恒定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、平拋運(yùn)動(dòng)等知識點(diǎn)。押中指數(shù)。預(yù)測題2重力勢能Egh實(shí)際上是萬有引力勢能在地面附近的近似表達(dá)式，其更精確的表達(dá)式應(yīng)為E為物體的質(zhì)量，r為物體到地心的距離，并以無限遠(yuǎn)處的引力勢能為零勢能。一顆質(zhì)量為m的地球衛(wèi)星，在離地高度為H處環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知地球的半徑為R，地球表面的重力加速度為g，地球質(zhì)量未知。試求：（1）衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度；（2）衛(wèi)星的引力勢能；（3）衛(wèi)星的機(jī)械能；（4）若要使衛(wèi)星能飛離地球（飛到引力勢能為零的地方），則衛(wèi)星至少要具有多大的初速度從地面發(fā)射解

4、析：1衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)軌道半徑r=RH，衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，G=m，在地球表面，G=mg，聯(lián)立解得：v=R。2由Eg，聯(lián)立解得：Ev2=，衛(wèi)星的機(jī)械能E=EEv02-G=0解得v0=?！久麕燑c(diǎn)評】此題引入引力勢能的表達(dá)式，以人造地球衛(wèi)星切入，意在綜合考查對萬有引力定律、衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、機(jī)械能守恒定律等知識點(diǎn)的應(yīng)用。押中指數(shù)。預(yù)測題3。如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m的小孩在平臺上以加速度a做勻加速助跑,目的是抓住在平臺右端的、上端固定的、長度為L的輕質(zhì)懸繩,并在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)已知輕質(zhì)繩的下端與小孩的重心在同一高度,小孩抓住繩的瞬間重心的高度不變,且無能量損失若小孩能完成圓周

5、運(yùn)動(dòng),則:1小孩抓住繩的瞬間對懸線的拉力至少為多大2小孩的最小助跑位移多大（3）設(shè)小孩在加速過程中，腳與地面不打滑，求地面對腳的摩擦力大小以及摩擦力對小孩所做的功。解析：1小孩能完成豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，則在最高點(diǎn)最小的向心力等于小孩所受的重力。設(shè)小孩在豎直面內(nèi)最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度為v2，依據(jù)牛頓第二定律小孩在最高點(diǎn)有:mg=m,設(shè)小孩在最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度為v1，小孩抓住懸線時(shí)懸線對小孩的拉力至少為F，依據(jù)牛頓第二定律小孩在最低點(diǎn)有：Fmg=m,:小孩在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，依據(jù)機(jī)械能守恒定律可得，mv222mgL=mv12，聯(lián)立以上三式解得：F=6mg，v12=5gL。依據(jù)牛頓第三定律可知,小孩對懸線

6、的拉力至少為6mg。2小孩在水平面上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)題意，小孩運(yùn)動(dòng)的加速度為a，末速度為v1,，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，v12=2a，解得：=。（3）由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知摩擦力大小f=ma；由于地面對小孩的摩擦力位移為零，所以摩擦力對小孩做功為零。【點(diǎn)評】機(jī)械能與實(shí)際問題聯(lián)系緊密，與機(jī)械能相關(guān)的實(shí)際問題是高考考查熱點(diǎn)。此題以小孩抓繩在豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)切入，意在考查機(jī)械能守恒定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、臨界條件等知識點(diǎn)。押中指數(shù)。核心考點(diǎn)11、功能關(guān)系預(yù)測題1在賽車場上，為了安全起見，車道外圍都固定上廢舊輪胎作為圍欄，當(dāng)車碰撞圍攔時(shí)起緩沖器作用為了檢驗(yàn)廢舊輪胎的緩沖效果，在一次模擬實(shí)驗(yàn)

7、中用彈簧來代替廢舊輪胎，實(shí)驗(yàn)情況如圖所示水平放置的輕彈簧左側(cè)固定于墻上，處于自然狀態(tài)，開始賽車在A處處于靜止，距彈簧自由端的距離為L1=1m。當(dāng)賽車起動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生水平向左的牽引力恒為F=24N使賽車向左做勻加速前進(jìn)，當(dāng)賽車接觸彈簧的瞬間立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)撤去F，賽車?yán)^續(xù)壓縮彈簧，最后被彈回到B處停下已知賽車的質(zhì)量為m=2kg，A、B之間的距離為L2=3m,賽車被彈回的過程中離開彈簧時(shí)的速度大小為v=4m/s，水平向右求：1賽車和地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；2彈簧被壓縮的最大距離；3彈簧的最大彈性勢能。解析：（1）從賽車離開彈簧到B點(diǎn)靜止，由動(dòng)能定理得：-mgL1L2=0-mv2，解得=（2）設(shè)彈簧被壓縮的最

8、大距離為L，從賽車加速到離開彈簧，由動(dòng)能定理得：FL1-mgL12L=0-mv2，解得：L=0.5m（3）從賽車開始運(yùn)動(dòng)到壓縮彈簧最短為止，由功能關(guān)系得：FL1-mgL1L=E=1kg的小球套在光滑桿上。（1）若桿的質(zhì)量忽略不計(jì)。小球固定在桿的中點(diǎn)處，靜止釋放。請寫出光電門測量到的速度vA與高度差h的關(guān)系式。（2）若桿的質(zhì)量忽略不計(jì)。小球沒有固定在桿上，僅套在桿的中點(diǎn)處。桿由靜止釋放后小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，下落h后脫離桿，則小球脫離瞬間桿A端速度多大（3）實(shí)際情況下桿的質(zhì)量M不能忽略，拿走小球后重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到了如圖2所示的vA2與h關(guān)系圖線。證明桿繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能EQE=f1,6MvA2。（4）

9、將小球固定在桿的中點(diǎn)后，得到如圖2所示的vA2與h關(guān)系圖線。由兩圖線，求桿的質(zhì)量M。（取g=10m/s2）解析：1固定在桿的中點(diǎn)處的小球由靜止釋放，由動(dòng)能定理EQmgfh,2=f1,2mfvA,22解得光電門測量到的速度vA與高度差h的關(guān)系式EQvA=2r,gh。2由自由落體運(yùn)動(dòng)公式，脫離桿時(shí)，小球速度EQv=r,2gh。因?yàn)樾∏驈闹悬c(diǎn)處釋放，脫離時(shí)桿與水平方向夾角60，由速度分解vA=vcos60，得小球脫離瞬間桿A端速度EQvA=fr,2gh,2。3由動(dòng)能定理，EQMgfh,2=EK，由vA2與h關(guān)系圖線得h=vA2/30，聯(lián)立解得EQE=f1,6MvA2。4）由動(dòng)能定理，EQmgfh,2

10、Mgfh,2=f1,2mfvA,22f1,6MvA2，vA2與h關(guān)系圖線可得vA2=，解得M=0.25kg?！军c(diǎn)評】此題以光電門測量桿端速度切入，意在考查對動(dòng)能定理、速度分解、vA2與h關(guān)系圖線理解掌握情況。核心考點(diǎn)12、摩擦生熱與能量守恒定律預(yù)測題1用圖8所示的水平傳送帶AB和斜面BC將貨物運(yùn)送到斜面的頂端。傳送帶AB的長度L=11m，上表面保持勻速向右運(yùn)行，運(yùn)行的速度v=12m/s。傳送帶B端靠近傾角=37的斜面底端，斜面底端與傳送帶的B端之間有一段長度可以不計(jì)的小圓弧。在A、C處各有一個(gè)機(jī)器人，A處機(jī)器人每隔t=將一個(gè)質(zhì)量m=10kg的貨物箱（可視為質(zhì)點(diǎn)）輕放在傳送帶A端，貨物箱經(jīng)傳送帶

11、和斜面后到達(dá)斜面頂端的C點(diǎn)時(shí)速度恰好為零，C點(diǎn)處機(jī)器人立刻將貨物箱搬走。已知斜面BC的長度s=5.0m，傳送帶與貨物箱之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0=，貨物箱由傳送帶的右端到斜面底端的過程中速度大小損失原來的，g=10m/s2（sin37，cos37）。求：（1）斜面與貨物箱之間的動(dòng)摩擦因數(shù)；（2）從第一個(gè)貨物箱放上傳送帶A端開始計(jì)時(shí)，在t0=的時(shí)間內(nèi)，所有貨物箱與傳送帶的摩擦產(chǎn)生的熱量Q；（3）如果C點(diǎn)處的機(jī)器人操作失誤，未能將第一個(gè)到達(dá)C點(diǎn)的貨物箱搬走而造成與第二個(gè)貨物箱在斜面上相撞。求兩個(gè)貨物箱在斜面上相撞的位置到C點(diǎn)的距離。（本問結(jié)果可以用根式表示）解析：（1）貨物箱在傳送帶上做勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛

12、頓第二定律有0mg=ma0解得a0=0g=5.5m/s由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v12=2解得貨物箱運(yùn)動(dòng)到傳送帶右端時(shí)的速度大小為v1=11m/s。貨物箱剛沖上斜面時(shí)的速度v2=1v1=10m/s；貨物箱在斜面上向上運(yùn)動(dòng)過程中v22=2 a1s解得a1=10m/s2。根據(jù)牛頓第二定律mgsinmgcos=ma1，解得=。（2）內(nèi)放上傳送帶的貨物箱有3個(gè)，前2個(gè)已經(jīng)通過傳送帶，它們在傳送帶上的加速時(shí)間t1=t2=；第3個(gè)還在傳送帶上運(yùn)動(dòng)，其加速時(shí)間t3=。前2個(gè)貨物箱與傳送帶之間的相對位移，s=vt1v1t1=13m，第3個(gè)貨物箱與傳送帶之間的相對位移，s=vt3v1t3=9.25m，前2個(gè)貨物箱與傳送帶摩擦

13、產(chǎn)生的總熱量為Q1=20mgs=1430J第三個(gè)貨物箱與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量為：Q2=0mgs=。所有貨物箱與傳送帶的摩擦產(chǎn)生的熱量：QQ1Q2。（3）貨物箱由A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間為，由B運(yùn)動(dòng)到C的時(shí)間為，可見第一個(gè)貨物箱沖上斜面C端時(shí)第二個(gè)貨物箱剛好沖上斜面。第一個(gè)貨物箱沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律有mgsinmgcos=ma2，解得第一個(gè)貨物箱沿斜面向下運(yùn)動(dòng)加速度大小a2=2.0m/s2；設(shè)第一個(gè)貨物箱在斜面C端沿斜面向下運(yùn)動(dòng)與第二個(gè)貨物箱相撞的過程所用時(shí)間為t，有v2ta1t2a2t2=s，解得t=s。兩個(gè)貨物箱在斜面上相遇的位置到C端的距離s1=a2t2=m0.48 m?！久麕燑c(diǎn)評】摩

14、擦生熱是自然界中常見現(xiàn)象，是高考考查重點(diǎn)。摩擦產(chǎn)生的熱量等于兩者之間的滑動(dòng)摩擦力與相對滑動(dòng)距離的乘積。此題以傳送帶傳送貨物切入，意在考查牛頓運(yùn)動(dòng)定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、摩擦生熱等知識點(diǎn)。押中指數(shù)。預(yù)測題22010年11月5日研討會(huì)，引起了全國輿論的廣泛關(guān)注。其中一個(gè)方案是：從天津取水，由黃旗海一庫布齊沙漠一毛烏素沙漠一騰格里沙漠一烏蘭布和沙漠巴丹吉林沙漠，走河西走廊，經(jīng)疏勒河自流進(jìn)入羅布泊。此路徑中最高海拔約為1200m，從羅布泊到下游的艾丁湖，又有近1000m的落差。此方案是否可行，涉及到環(huán)境、能源、技術(shù)等多方面的因素。下面我們僅從能量角度來分析這個(gè)方案。取重力加速度g=10m/s2，水的密度

15、1=103kg/m（1）通過管道提升海水，電能的利用率1=60，將1噸海水提升到海拔1200m，需要耗多少電能利用水的落差發(fā)電，發(fā)電效率也為1=60，在1000m的落差中1噸水可以發(fā)多少電能（2）如果每年調(diào)4109水，但還需要額外提供電能。（i）額外需要的電能可從三峽水電站輸送。已知三峽水電站水庫面積約109m2，年平均流量Q=1011m3，水庫水面與發(fā)電機(jī)所在位置的平均高度差h=100m，發(fā)電站的發(fā)電效率1（ii）我國西北地區(qū)風(fēng)能充足，額外需要的電能也可通過風(fēng)力發(fā)電來解決。通過風(fēng)輪機(jī)一個(gè)葉片旋轉(zhuǎn)一周掃過面積的最大風(fēng)能為可利用風(fēng)能。取空氣密度2=1.25kg/m3。某風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率2=4

16、0%，其風(fēng)輪機(jī)一個(gè)葉片旋轉(zhuǎn)一周掃過的面積S=400m2。某地區(qū)風(fēng)速不低于=l0m/s的時(shí)間每年約為5500小時(shí)（合107s）。求在該地區(qū)最多建多少臺這樣的風(fēng)力發(fā)電機(jī)就能滿足“引渤入疆”工程額外需要的電能對一臺這樣的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，1s內(nèi)垂直流向葉片旋轉(zhuǎn)面積的氣體質(zhì)量為2vS，風(fēng)能的最大功率t=40%105107J=1012J。為滿足“引渤入疆”工程額外需要的電能，需建設(shè)這樣的風(fēng)力發(fā)電機(jī)臺數(shù)n=104?！久麕燑c(diǎn)評】能量守恒定律是自然界的普適定律，能量問題是高考考查重點(diǎn)之一。此題以“引渤入疆”工程相關(guān)問題切入，考查動(dòng)能、重力勢能、能量守恒定律、功率、效率等相關(guān)知識點(diǎn)。押中指數(shù)。預(yù)測題3如圖（a）所示，一傾角為37的傳送帶以恒定速度運(yùn)行?，F(xiàn)將一質(zhì)量m=2kg的小物體以某一初速度放上傳送帶，物體相對地面的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖（b）所示，取沿傳送帶向上為正方向，sin37=，cos37=。求：（1）010s內(nèi)物體位移的大?。唬?）物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)；（3）01