（高考物理高分突破試題）專題6功和能量（原卷版）

（高考物理高分突破試題）專題6功和能量（原卷版）（高考物理高分突破試題）專題6功和能量（原卷版）/（高考物理高分突破試題）專題6功和能量（原卷版）專題6功和能量一、判斷某力是否做功,做正功還是負(fù)功①F與x的夾角(恒力)②F與v的夾角(曲線運(yùn)動(dòng)的情況)③能量變化(兩個(gè)相聯(lián)系的物體做曲線運(yùn)動(dòng)的情況)如圖所示,質(zhì)量為m的物體相對(duì)靜止在傾角為θ的斜面上,斜面沿水平方向向右勻速移動(dòng)了距離l,物體相對(duì)斜面靜止,則下列說(shuō)法正確的是()A．重力對(duì)物體做正功B．摩擦力對(duì)物體做負(fù)功C．合力對(duì)物體做功不為零D．支持力對(duì)物體不做功如圖所示為某款磁吸式車載手機(jī)支架,手機(jī)支架本身具有磁性,在手機(jī)背面貼上貼片后,手機(jī)放在支架上后便會(huì)被牢牢吸住,兩者始終保持相對(duì)靜止,給司機(jī)帶來(lái)很大方便.若手機(jī)面向司機(jī)按如圖所示角度放置,汽車在水平路面上()A．靜止時(shí),手機(jī)受到三個(gè)力的作用B．沿直線加速前進(jìn)時(shí),支架對(duì)手機(jī)的力的方向豎直向上C．沿直線勻減速前進(jìn)時(shí),手機(jī)受到的合力不斷減小D．沿直線勻速前進(jìn)時(shí),摩擦力對(duì)手機(jī)做正功,支持力對(duì)手機(jī)做負(fù)功大型商場(chǎng)為了方便顧客上下樓,都會(huì)安裝自動(dòng)扶梯.自動(dòng)扶梯可以分為兩類,一類無(wú)臺(tái)階(如圖1所示,甲扶梯與地面傾角為α),另一類有臺(tái)階(如圖2所示,乙扶梯與地面傾角為β).質(zhì)量相等的A、B兩顧客分別站上甲、乙兩扶梯,各自一起隨扶梯從靜止開(kāi)始向上做加速度大小相等的勻加速直線運(yùn)動(dòng),則加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中()A．A所受支持力大于B所受支持力B．A所受摩擦力大于B所受摩擦力C．A所受支持力的功大于B所受支持力的功D．A所受支持力的功等于B所受支持力的功如圖,拖著舊橡膠輪胎跑是身體耐力訓(xùn)練的一種有效方法.如果某受訓(xùn)者拖著輪胎在水平直道上跑了200m,那么下列說(shuō)法正確的是()A．摩擦力對(duì)輪胎做了負(fù)功B．重力對(duì)輪胎做了正功C．拉力對(duì)輪胎不做功D．支持力對(duì)輪胎做了正功如圖A、B疊放著,A用繩系在固定的墻上,用力F將B拉著右移,用T、fAB和fBA分別表示繩子拉力,A對(duì)B的摩擦力和B對(duì)A的摩擦力,則下面正確的敘述是()A．F做正功,fAB做負(fù)功,fBA做正功,T不做功B．F和fBA做正功,fAB和T做負(fù)功C．F做正功,其它力都不做功D．F做正功,fAB做負(fù)功,fBA和T都不做功二、求功的六種方法①W＝Flcosα(恒力)【人在起跳(爬桿)時(shí),由于力的作用點(diǎn)位移為0,故此時(shí)支持力(摩擦力)不做功】②W＝Pt(變力,恒力)③W＝ΔEk(變力,恒力)④W＝ΔE(除重力做功的變力,恒力)功能原理⑤圖象法(變力,恒力)⑥氣體做功;W＝pΔV(p——?dú)怏w的壓強(qiáng);ΔV——?dú)怏w的體積變化)三、恒力做功的大小與路面粗糙程度無(wú)關(guān),與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)．近年來(lái),隨著國(guó)家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略深入實(shí)施,絕大部分農(nóng)村在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化,極大的提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率.如圖所示為一農(nóng)業(yè)展覽館中展示的上個(gè)世紀(jì)七八十年代農(nóng)村農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中驢拉磨(將食物磨成粉漿)的情景.假設(shè)在驢拉磨的過(guò)程中,驢對(duì)磨桿的拉力大小為300N,半徑r為0.5m,轉(zhuǎn)動(dòng)一周為5s,則下列說(shuō)法正確的是()A．驢拉磨一周過(guò)程中拉力做功為0B．驢拉磨一周過(guò)程中拉力做功為350πJC．驢拉磨一周過(guò)程中拉力做功平均功率為60πWD．驢拉磨一周過(guò)程中拉力做功平均功率為65πW一物體所受的力F隨位移x變化的圖像如圖所示,求在這一過(guò)程中,力F對(duì)物體做的功為()A．力F在0～3m的過(guò)程中對(duì)物體做了3J的功B．力F在3～4m的過(guò)程中對(duì)物體做了﹣2J的功C．物體在4～5m的過(guò)程中克服力F做了1J的功D．力F在0～5m的過(guò)程中對(duì)物體做了8J的功如圖所示,將一質(zhì)量為m的小球用長(zhǎng)為l的輕繩懸掛于O點(diǎn),水平拉力F將小球從平衡位置P緩慢地拉至輕繩與豎直方向夾角為θ處.已知重力加速度為g,則下列說(shuō)法正確的是()A．小球的重力勢(shì)能增加了mglcosθB．拉力F所做的功為FlsinθC．拉力F所做的功為mgl(1﹣cosθ)D．輕繩的拉力所做的功為mgl(多選)如圖所示,長(zhǎng)度為R的輕桿上等距離固定質(zhì)量均為m的n個(gè)小球,輕桿一端連接轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)O,將輕桿撥動(dòng)到與轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)O等高的水平位置后自由釋放,忽略一切阻力,重力加速度為g,則從釋放到輕桿擺至豎直位置的過(guò)程中()A．n＝1時(shí),輕桿對(duì)小球不做功B．n＝2時(shí),輕桿對(duì)第1個(gè)小球做功為15C．n＝10時(shí),輕桿對(duì)第7個(gè)小球不做功D．當(dāng)輕桿對(duì)第k個(gè)小球做正功時(shí),應(yīng)滿足k＞理想氣體的p﹣V圖像如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A開(kāi)始經(jīng)過(guò)狀態(tài)B、C、D又回到狀態(tài)A,其中AB、CD的延長(zhǎng)線經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O,BC與橫軸平行,AD⊥DC,下列說(shuō)法正確的是()A．氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B分子平均動(dòng)能減小B．氣體從狀態(tài)C到狀態(tài)D從外界吸熱C．氣體在狀態(tài)A的溫度和狀態(tài)D的溫度相同D．從狀態(tài)D到狀態(tài)A,外界對(duì)氣體做功為0.24p0V0四、功率的計(jì)算①平均功率：P=W/t②瞬時(shí)功率：P=Fvcosθ五、機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題：(可以根據(jù)牛頓第二定律以及動(dòng)能定理進(jìn)行分析相關(guān)問(wèn)題)(恒定功率啟動(dòng))(恒定加速度啟動(dòng))(恒定加速度運(yùn)動(dòng))六、斜面上的機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題,當(dāng)F牽=f+mgsinθ時(shí),汽車速度達(dá)到最大.某款質(zhì)量m＝1000kg的汽車沿平直公路從靜止開(kāi)始做直線運(yùn)動(dòng),其v﹣t圖像如圖所示.汽車在0～t1時(shí)間內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),t1～50s內(nèi)汽車保持額定功率不變,50s～70s內(nèi)汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng),最大速度vm＝40m/s,汽車從70s末開(kāi)始關(guān)閉動(dòng)力減速滑行,t2時(shí)刻停止運(yùn)動(dòng).已知,t1＝10s,汽車的額定功率為80kW,整個(gè)過(guò)程中汽車受到的阻力大小不變.下列說(shuō)法正確的是()A．t1時(shí)刻的瞬時(shí)速度10m/sB．汽車在t1～50s內(nèi)通過(guò)的距離x＝1300mC．t2為80sD．阻力大小為1000N如圖所示,配送機(jī)器人作為新一代配送工具,可以做到自動(dòng)規(guī)避道路障礙與往來(lái)車輛行人,做到自動(dòng)化配送的全場(chǎng)景適應(yīng).該配送機(jī)器人機(jī)身凈質(zhì)量為350kg,最大承載質(zhì)量為200kg,在正常行駛中,該配送機(jī)器人受到的阻力約為總重力的110,滿載時(shí)最大時(shí)速可達(dá)5m/s,已知重力加速度g＝10m/s2,關(guān)于該機(jī)器人在配送貨物過(guò)程中的說(shuō)法正確的是(A．該配送機(jī)器人的額定功率為5500WB．該配送機(jī)器人以額定功率啟動(dòng)時(shí),先做勻加速運(yùn)動(dòng),后做變加速運(yùn)動(dòng)直至速度達(dá)到最大速度C．該配送機(jī)器人空載時(shí),能達(dá)到得最大速度為10m/sD．滿載情況下以額定功率啟動(dòng),當(dāng)速度為2m/s時(shí),該配送機(jī)器人的加速度大小為1.5m/s2我國(guó)新能源汽車發(fā)展迅速,2022年僅比亞迪新能源汽車全年銷量為186.35萬(wàn)輛,位列全球第一、如圖所示為比亞迪某型號(hào)汽車某次測(cè)試行駛時(shí)的加速度和車速倒數(shù)1v的關(guān)系圖像.若汽車質(zhì)量為2×103kg,它由靜止開(kāi)始沿平直公路行駛,且行駛中阻力恒定,最大車速為30m/s,則(A．汽車勻加速所需時(shí)間為5sB．汽車以恒定功率啟動(dòng)C．汽車所受阻力為1×103ND．汽車在車速為5m/s時(shí),功率為6×104W在通往某景區(qū)的公路上,一輛小汽車沿傾角為θ的斜坡向上由靜止啟動(dòng),在前20s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),第20s末達(dá)到額定功率,之后保持額定功率運(yùn)動(dòng),其v﹣t圖像如圖所示.已知汽車的質(zhì)量m＝1×103kg,汽車受到地面的阻力和空氣阻力的合力大小恒為車重的110,sinθ＝0.1,重力加速度g＝10m/s2.則汽車的最大速為(A．25m/sB．28m/sC．30m/sD．35m/s近段時(shí)間,針對(duì)佩洛西竄訪臺(tái)灣,我解放軍在臺(tái)海周邊6個(gè)區(qū)域組織了航母編隊(duì)威懾演練.如圖甲,我國(guó)山東艦航母上的艦載機(jī)采用滑躍式起飛,甲板是由水平甲板和上翹甲板兩部分組成,假設(shè)上翹甲板BC是與水平甲板AB平滑連接的一段斜面,模型簡(jiǎn)化圖如圖乙所示,BC長(zhǎng)為L(zhǎng),BC與AB間夾角為α.若艦載機(jī)從A點(diǎn)處由靜止開(kāi)始以加速度a做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)時(shí)間t達(dá)到B點(diǎn),進(jìn)入BC保持恒定功率加速,在C點(diǎn)剛好達(dá)到起飛速度v.已知艦載機(jī)的總質(zhì)量為m(忽略滑行過(guò)程中的質(zhì)量變化),艦載機(jī)在甲板上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到甲板的摩擦力和空氣阻力之和看作恒力,大小為其重力的k倍,重力加速度為g.求：(1)艦載機(jī)的最小額定功率;(2)艦載機(jī)在BC段運(yùn)行的最長(zhǎng)時(shí)間.七、摩擦生熱：Q＝Ffl相對(duì)．(若動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同,兩圖中克服摩擦力做功均為W＝μmgs)八、注意區(qū)分以下兩個(gè)概念(不能重復(fù)計(jì)算)：①摩擦力做功Wf＝fl對(duì)地(研究對(duì)象為單個(gè)物體)——用于動(dòng)能定理②摩擦生熱Qf＝fl相對(duì)(研究對(duì)象為整個(gè)系統(tǒng))——用于能量守恒九、靜摩擦力可以做正功、負(fù)功、還可以不做功,但不會(huì)摩擦生熱;滑動(dòng)摩擦力可以做正功、負(fù)功、還可以不做功,但會(huì)摩擦生熱.十、幾種常見(jiàn)的功能關(guān)系及其表達(dá)式力做功能的變化定量關(guān)系合力的功動(dòng)能變化W＝Ek2－Ek1＝ΔEk重力的功重力勢(shì)能變化(1)重力做正功,重力勢(shì)能減少(2)重力做負(fù)功,重力勢(shì)能增加(3)WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2彈簧彈力的功彈性勢(shì)能變化(1)彈力做正功,彈性勢(shì)能減少(2)彈力做負(fù)功,彈性勢(shì)能增加(3)WF＝－ΔEp＝Ep1－Ep2只有重力、彈簧彈力做功機(jī)械能不變化機(jī)械能守恒ΔE＝0除重力和彈簧彈力之外的其他力做的功機(jī)械能變化(1)其他力做多少正功,物體的機(jī)械能就增加多少(2)其他力做多少負(fù)功,物體的機(jī)械能就減少多少(3)W其他＝ΔE一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力的總功機(jī)械能減少內(nèi)能增加(1)作用于系統(tǒng)的一對(duì)滑動(dòng)摩擦力一定做負(fù)功,系統(tǒng)內(nèi)能增加(2)摩擦生熱Q＝Ff·x相對(duì)有三個(gè)斜面a、b、c,底邊長(zhǎng)與高度分別如圖所示.某物體與三個(gè)斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)都相同,這個(gè)物體分別沿三個(gè)斜面從頂端由靜止下滑到底端.三種情況相比較,下列說(shuō)法正確的是()A．物體損失的機(jī)械能ΔEc＝2ΔEb＝2ΔEaB．物體重力勢(shì)能的變化量Epa＝2Epb＝EpcC．物體到達(dá)底端的動(dòng)能Eka＝2Ekb＝2EkcD．因摩擦產(chǎn)生的熱量Qa＝2Qb＝2Qc如圖所示,質(zhì)量為2000kg電梯的纜繩發(fā)生斷裂后向下墜落,電梯剛接觸井底緩沖彈簧時(shí)的速度為4m/s,緩沖彈簧被壓縮2m時(shí)電梯停止了運(yùn)動(dòng),下落過(guò)程中安全鉗總共提供給電梯17000N的滑動(dòng)摩擦力.已知彈簧的彈性勢(shì)能為Ep=12kx2(k為彈簧的勁度系數(shù),x為彈簧的形變量),A．彈簧的勁度系數(shù)為3000N/mB．整個(gè)過(guò)程中電梯的加速度一直在減小C．電梯停止在井底時(shí)受到的摩擦力大小為17000ND．電梯接觸彈簧到速度最大的過(guò)程中電梯和彈簧組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能約為4600J如圖1所示,水平傳送帶以恒定的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),質(zhì)量為m＝10kg的箱子在水平傳送帶上由靜止釋放,經(jīng)過(guò)6s后,箱子滑離傳送帶,箱子的v﹣t圖像如圖2所示,對(duì)于箱子從靜止釋放到相對(duì)傳送帶靜止這一過(guò)程,重力加速度g取10m/s2,下列說(shuō)法正確的是()A．箱子與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5B．箱子對(duì)傳送帶做功為﹣45JC．傳送帶對(duì)箱子做功為180JD．箱子與傳送帶因摩擦產(chǎn)生的熱量為45J如圖所示,某斜面的頂端到正下方水平面O點(diǎn)的高度為h,斜面與水平面平滑連接,斜面傾角為θ,小木塊與斜面、水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,一小木塊從斜面的頂端由靜止開(kāi)始滑下,滑到水平面上距離O點(diǎn)為x的A點(diǎn)停下.以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)建立xOy坐標(biāo)系,改變斜面傾角和斜面長(zhǎng)度,小木塊仍在A點(diǎn)停下,則小木塊靜止釋放點(diǎn)的坐標(biāo)可能是()A．(16x,23h)B．(14x,12h)C．(13x,13h)D如圖所示,一輕彈簧豎直放置,下端固定在水平地面上,自然伸長(zhǎng)時(shí)彈簧上端處于A點(diǎn).t＝0時(shí)將小球從A點(diǎn)正上方O點(diǎn)由靜止釋放,t1時(shí)到達(dá)A點(diǎn),t2時(shí)彈簧被壓縮到最低點(diǎn)B.以O(shè)為原點(diǎn),向下為正方向建立x坐標(biāo)軸,以B點(diǎn)為重力勢(shì)能零點(diǎn),彈簧形變始終處于彈性限度內(nèi).小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的動(dòng)能Ek、重力勢(shì)能Ep1、機(jī)械能E0及彈簧的彈性勢(shì)能Ep2變化圖像可能正確的是()A．B．C．D．′如圖所示,勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈性繩一端固定在O點(diǎn),另一端與一質(zhì)量為m、套在摩擦因數(shù)為μ的粗糙豎直固定桿的圓環(huán)相連,M處有一光滑定滑輪,初始圓環(huán)置于A處,OMA三點(diǎn)在同一水平線上,彈性繩的原長(zhǎng)等于OM,圓環(huán)從A處由靜止開(kāi)始釋放,到達(dá)C處時(shí)速度為零,AC＝h.如果圓環(huán)在C處獲得一豎直向上的速度v,恰好能回到A,彈性繩始終在彈性限度內(nèi),重力加速度為g,則下列分析正確的是()A．下滑過(guò)程中,豎直桿對(duì)圓環(huán)摩擦力越來(lái)越大B．從A下滑到C過(guò)程中摩擦發(fā)熱為1C．在C處,彈性繩的彈性勢(shì)能為mgD．圓環(huán)的機(jī)械能在下滑過(guò)程中持續(xù)減小,上升過(guò)程中持續(xù)增加如圖所示為處于豎直平面內(nèi)的一實(shí)驗(yàn)探究裝置的示意圖,該裝置由長(zhǎng)L1＝3m、速度可調(diào)的固定水平傳送帶,圓心分別在O1和O2,圓心角θ＝120°、半徑R＝0.4m的光滑圓弧軌道BCD和光滑細(xì)圓管EFG組成,其中B點(diǎn)和G點(diǎn)分別為兩軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn),B點(diǎn)在傳送帶右端轉(zhuǎn)軸的正上方.在細(xì)圓管EFG的右側(cè)足夠長(zhǎng)的光滑水平地面上緊挨著一塊與管口下端等高、長(zhǎng)L2＝2.2m、質(zhì)量M＝0.4kg木板(與軌道不粘連).現(xiàn)將一塊質(zhì)量m＝0.2kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))輕輕放在傳送帶的最左端A點(diǎn),物塊由傳送帶自左向右傳動(dòng),在B處的開(kāi)口和E、D處的開(kāi)口正好可容物塊通過(guò).已知物塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝0.2,物塊與木