2022届全国高三物理模拟试题汇编（教师版35份打包）.zip

功和功率 功和功率一、单选题一、单选题1如图所示，在竖直面内轻杆的一端固定一个小球，另一端连接在光滑的固定轴 O 上。现轻杆从水平位置开始以初速度向上运动，直至小球运动到最高点，不计空气阻力。对于上述过程，下列说法正确的是（）A小球的竖直分速度先增大后减小B轻杆对小球的弹力始终沿半径指向圆心C小球的向心加速度先增大后减小D小球重力的瞬时功率一直减小【答案】D【知识点】速度的合成与分解；瞬时功率与平均功率【解析】【解答】AD轻杆从从水平位置开始以初速度向上运动，则速度逐渐减小，设轻杆与水平方向的夹角为，则小球的竖直分速度则随着 v 减小，的增加，小球的竖直分速度逐渐减小，根据可知，小球重力的瞬时功率一直减小，A 不符合题意，D 符合题意；B因为小球到达最高点时，轻杆对小球的作用力可能沿半径指向圆心，也可能背离圆心，则轻杆对小球的弹力不一定始终沿半径指向圆心，B 不符合题意；C由因小球的速度一直减小，则小球的向心加速度逐渐减小，C 不符合题意；故答案为：D。【分析】利用速度的分解可以判别小球竖直分速度的大小变化，结合重力的大小可以判别小球重力瞬时功率的变化；利用其向心力的方向可以判别轻杆对小球的作用力方向；利用其速度的变化结合向心加速度的表达式可以判别向心加速度的大小变化。2质量为 m 的汽车由静止启动后沿平直路面行驶，汽车牵引力随速度变化的 F-v 图像如图所示，设汽车与路面间的摩擦力 f 保持不变，则（）A速度为时，汽车牵引力的功率为B速度为时，汽车的加速度为C汽车加速运动过程中，平均速度为D该过程中汽车的最大功率等于【答案】B【知识点】机车启动；牛顿第二定律【解析】【解答】A速度为时，汽车牵引力的功率为A 不符合题意；B由图可知速度为时，汽车的牵引力为，加速度为B 符合题意；C汽车加速运动过程中，先是从静止开始的匀加速直线运动，然后是加速度减小的变加速运动，所以平均速度不能表示成。C 不符合题意；D该过程中汽车的最大功率等于D 不符合题意。故答案为：B。【分析】利用牵引力和速度可以求出汽车的功率的大小；利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小；利用其速度的变化可以判别平均速度的大小；利用其阻力和最大速度可以求出额定功率的大小。3张家界武陵源景区内的百龙天梯以“最高户外电梯”荣誉而被载入吉尼斯世界纪录，是自然美景和人造奇观的完美结合。某游客乘坐百龙天梯竖直上山过程中的图像如图所示，若游客的质量为 m，重力加速度大小为 g，则该过程中游客克服重力做功的平均功率为（）ABCD【答案】B【知识点】瞬时功率与平均功率【解析】【解答】该过程中游客上升的高度游客克服重力做的功游客克服重力做功的平均功率解得B 符合题意。故答案为：B。【分析】利用图象面积可以求出游客上升的高度，结合重力做功和时间可以求出平均功率的大小。4一颗速度较大的子弹，以水平速度 v 水平击穿原来静止在光滑水平面上的木块，设木块对子弹的阻力恒定，则当子弹入射速度增大为 时，下列说法正确的 是 A子弹对木块做的功不变B子弹对木块做的功变大C系统损耗的机械能不变D系统损耗的机械能增加【答案】C【知识点】功能关系；变力做功；机械能综合应用；能量守恒定律【解析】【解答】根据题意可知，子弹以速度 v 击穿了木块，系统损失的机械能转化成子弹和木块之间的内能，当子弹以更大速度射击木块时，肯定也穿出木块，由于子弹受到木块阻力恒定，所以系统产生的内能不变，故系统损耗的机械能是不变的.故选 C。【分析】首先根据题意可以判断出系统增加的内能是不变的，所以系统损耗的机械能也是不变的。5如图所示为古代的水车，该水车周边均匀分布着 n 个盛水的容器。在流水的冲力作用下，水车边缘以速率v 做匀速转动，当装满水的容器到达最高处时将水全部倒入水槽中。设每个盛水容器装入水的质量均为 m，忽略容器装水的过程和水车浸入水的深度。已知重力加速度为 g，则水车运水的功率为（）ABCD【答案】C【知识点】描述圆周运动的物理量；功率的计算【解析】【解答】设水车半径为，水车转动的周期为水车转动一圈对水做的功则水车的功率。故答案为：C。【分析】根据圆周运动的周期和线速度的表达式以及恒力做功的表达式得出水车转动一圈对水做的功，从而得出水车的功率。6一质量为的汽车从时刻由静止开始沿平直公路运动，其所受的合外力 F 与位移 x 的关系如图所示。则（）A汽车在这段位移内做匀加速直线运动B汽车在位置时的速度大小为C汽车在的位置 F 的瞬时功率为D所用时间为【答案】D【知识点】恒力做功；动能定理的综合应用【解析】【解答】A汽车在这段位移内所受合外力逐渐增大，汽车做加速度增大的加速直线运动，A 不符合题意；BF-x 图像与坐标轴所围的面积表示 F 的功，所以 F 在这段位移内对汽车所作的功为设汽车在位置时的速度大小为 v1，根据动能定理有解得B 不符合题意；C设汽车在的位置的速度大小为 v2，根据动能定理有解得汽车在的位置 F 的瞬时功率为C 不符合题意；D设所用时间为 t，根据动量定理有解得D 符合题意。故答案为：D。【分析】根据牛顿第二定律以及汽车运动的分析过程得出汽车的运动情况，F-x 图像与坐标轴所围的面积表示F 的功，结合动能定理得出汽车在和 5时的速度，通过动量定理得出所用的时间。7一质量为的儿童电动汽车在水平地面上由静止开始做直线运动。在一段时间内电动汽车的速度与牵引力的功率随时间变化的函数关系图像分别如图甲、乙所示，3s 末电动汽车牵引力功率达到额定功率，10s 末电动汽车的速度达到最大值，14s 时关闭发动机，经过一段时间电动汽车停止运动。整个过程中电动汽车受到的阻力恒定。下列说法正确的是（）A电动汽车最大速度为 10m/sB电动汽车受到的阻力为 100NC关闭发动机后，电动汽车经过 5s 停止运动D整个过程中，电动汽车克服阻力做功为 3750J【答案】D【知识点】机车启动；功率的计算【解析】【解答】AB由图像可知在 03s 内，电动汽车的加速度由图像可知在 03s 内解得由牛顿第二定律由解得A、B 不符合题意；C关闭发动机后经过电动汽车停止运动，C 不符合题意；D对全程由动能定理可得所以整个过程中克服阻力做功为 3750J，D 项正确。故答案为：D。【分析】根据牛顿第二定律计算电动车所受阻力的大小，再由功率的表达式计算电动车最大速度的大小，关闭发动机后电动车只受阻力作用，根据牛顿第二定律和运动学公式计算停下所用的时间；最后根据动能定理计算克服阻力做功。8质量为的物体在水平面上沿直线运动，受阻力大小恒定。经某点开始沿运动方向的水平拉力 F 与运动距离 x 的关系如图所示，物体做匀速直线运动。下列对图示过程的说法正确的是（）A在处物体加速度大小为B物体克服阻力做功为C拉力对物体做功为D合力对物体做功为【答案】B【知识点】恒力做功；牛顿第二定律【解析】【解答】A物体做匀速直线运动，水平拉力与阻力等大反向，由题图可知物体受到的阻力为4N。在处物体受到的拉力为物体的加速度为A 不符合题意；B物体克服阻力做功为B 符合题意；C图线与坐标轴所围面积表示拉力所做的功，则拉力对物体做功为C 不符合题意；D合力对物体做功为D 不符合题意。故答案为：B。【分析】根据 F-x 图像得出处物体受到的拉力；利用恒力做功的表达式得出物体克服阻力做功；利用合功的求解得出合力对物体做的功。9拔河是我国传统的团队竞技项目。某次比赛，在中间位置上方绳子上系一铃铛，左右各 2m 处划出标志线，率先将铃销拉过本方标志线的一方获胜，甲队队员的总质量为 500kg，鞋子与地面的动摩擦因数；乙队队员的总质量为 520kg，鞋子与地面的动摩擦因数。比赛开始后甲队以共计 3500N的拉力拉绳子，运动员的手与绳子之间始终没有滑动，运动员的拉力沿同一条直线，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，绳子的质量忽略不计。则（）A甲队拉力做功 7000JB仅改变拉力值，最终获胜的是乙队C甲对绳的拉力总是等于乙对绳的拉力D获胜队拉力做的功至少为 8000J【答案】C【知识点】滑动摩擦力；恒力做功；物体的受力分析【解析】【解答】甲队与地面之间的最大静摩擦力为乙队与地面之间的最大静摩擦力为A因甲队以共计 3500N 的拉力拉绳子，可知两队都处于静止状态，绳子不动，则甲队拉力做功为零，A 不符合题意；B仅改变拉力值，当拉力增加时，乙队先达到最大静摩擦力而被甲队拉动，则最终获胜的是甲队，B 不符合题意；C根据牛顿第三定律可知，甲对绳的拉力总是等于乙对绳的拉力，C 符合题意；D甲队至少施加 3900N 的拉力才能获胜，则甲队拉力做的功至少为D 不符合题意。故答案为：C。【分析】根据滑动摩擦力的表达式得出甲队与地面间的摩擦力以及乙队对地面的摩擦力，结合恒力做功得出甲队拉力做功的大小，利用牛顿第三定律得出甲对绳的拉力和乙对绳拉力的大小关系。10随着人们生活水平的提高，小汽车已经走进了千家万户。小强刚拿到了驾照，在一平直公路上练习开车。已知小汽车的质量为 m，发动机的额定功率为 P，运动过程中，小汽车所受的阻力与其速率成正比，k 为常量。下列说法正确的是（）A小汽车在匀加速启动的过程中，牵引力逐渐变大B若小汽车以额定功率启动，则小汽车从静止开始做匀加速运动C小汽车能达到的最大速度为D若小汽车以额定功率从静止启动，经过时间 t 达到最大速度，则这一过程中小汽车克服阻力做的功为【答案】A【知识点】机车启动【解析】【解答】A小汽车在匀加速启动的过程中则随着速度的增加，牵引力逐渐变大，A 符合题意；B若小汽车以额定功率启动，根据 P=Fv可知则加速度不是恒量，即小汽车从静止开始做变加速运动，B 不符合题意；C小汽车速度最大时满足解得汽车能达到的最大速度为C 不符合题意；D若小汽车以额定功率从静止启动，经过时间 t 达到最大速度，根据动能定理则这一过程中小汽车克服阻力做的功为D 不符合题意。故答案为：A。【分析】汽车做匀加速直线运动时，利用牛顿第二定律可以判别牵引力逐渐增大；利用其额定功率结合牛顿第二定律可以判别汽车从静止开始做变加速直线运动；利用平衡方程结合其额定功率可以求出汽车最大速度；利用动能定理可以求出汽车克服阻力做功的大小。11如图所示，足球被踢出后在空中依次经过 a、b、c 三点的运动轨迹示意图，b 为最高点，a、c 两点等高。则足球（）A在 a 点的动能与在 c 点的相等B在 a 点的机械能比在 b 点的大C在 b 点的加速度方向竖直向下D从 a 运动到 b 的时间大于从 b 运动到 c 的时间【答案】B【知识点】恒力做功；机械能守恒及其条件【解析】【解答】A足球在运动过程中，受到空气阻力作用，足球机械能不守恒，则在 a 点的动能与在 c 点的不相等，A 不符合题意；B由于空气阻力做负功，足球机械能减小，则足球在 a 点的机械能比在 b 点的大，B 符合题意；C在 b 点，足球速度水平向右，则足球除了受到重力外，还受到水平向左的空气阻力，则足球在 b 点的加速度方向不沿竖直向下，C 不符合题意；D足球从 a 点运动到 b 点的过程中，在竖直方向上，受到的空气阻力和重力都向下。而足球从 b 点运动到 c点的过程中，在竖直方向上，受到的空气阻力向上，重力向下。则足球从 a 运动到 b 的过程中的竖直方向的加速度大于从 b 运动到 c 过程中的竖直方向的加速度。又从 a 运动到 b 的竖直位移大小等于从 b 运动到 c 的竖直位移大小，则根据可知足球从 a 运动到 b 的时间小于从 b 运动到 c 的时间，D 不符合题意。故答案为：B。【分析】机械能守恒的条件是只有重力做功，根据恒力做功以及匀变速直线运动的规律进行分析判断。12某同学骑自行车碰到了一段倾角为的斜坡，在不踩踏的情况下，他刚好能让自行车沿斜坡以速度匀速直线向下行驶，现在他要以速度沿那段斜坡匀速直线向上行驶，若人和自行车以及所有装备的总质量为M，上下坡人和自行车受到的阻力大小不变，那么此时这位同学的骑车功率大小约为（）ABCD【答案】D【知识点】力的分解；物体的受力分析；瞬时功率与平均功率【解析】【解答】同学沿斜面向下行驶时，有沿斜坡匀速直线向上行驶时，有动力为此时这位同学的骑车功率大小约为。故答案为：D。【分析】同学沿斜面向下行驶时，对该同学进行受力分析，根据力的分解以及瞬时功率的表达式得出这位同学的骑车功率大小。13中国版“野牛”级重型气垫船，自重达 540 吨，装有额定输出功率为 8700kW 的大功率燃汽轮机，最高时速为 108km/h。假设气垫船航行过程所受的阻力 f 与速度 v 成正比，即 f=kv，则下列说法正确的是（）A该气垫船的最大牵引力为 2.9105NB从题中给出的数据，无法计算 k 值C在输出额定功率下以最高时速航行时，气垫船所受的阻力为 2.9105ND以最高时速一半的速度匀速航行时，气垫船发动机的输出功率为 4350kW【答案】C【知识点】瞬时功率与平均功率；牛顿第二定律【解析】【解答】AC在额定输出功率下以最高时速航行时 v=108km/h=30m/s 根据 P=Fv 得此时匀速运动，则 f=F=2.9105N若以恒定牵引力启动时，开始的牵引力大于匀速运动的牵引力，所以最大牵引力大于 2.9105N，A 不符合题意，C 符合题意；B根据 f=kv 得B 不符合题意；D以最高时速一半的速度匀速航行时则 P=Fv=1.4510515W=2175kWD 不符合题意。故答案为：C。【分析】当气垫船做匀速直线运动时，利用功率的表达式可以求出牵引力的大小，其牵引力小于匀加速过程的牵引力大小；利用其阻力和速度可以求出 k 值的大小；利用功率的表达式及最大速度可以求出气垫船的阻力及输出功率。二、多选题二、多选题14第 24 届冬季奥林匹克运动会于 2022 年 2 月 4 日在北京和张家口联合举行，北京成为奥运史上首个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会的城市。跳台滑雪是冬奥会中最具观赏性的项目之一。如图，跳台滑雪赛道由助滑道 AB、着陆坡 BC、停止区 CD 三部分组成；比赛中运动员从 B 运动到 C 可看成平抛运动。用 E、P 表示运动员在空中运动的机械能、重力的瞬时功率大小，用 t 表示运动员在空中的运动时间，下列图象中正确的是（）ABCD【答案】B,C【知识点】瞬时功率与平均功率【解析】【解答】AB运动员从 B 运动到 C，只有重力做功，运动过程中运动的机械能守恒，即机械能不随着时间而变化，A 不符合题意，B 符合题意；CD运动员从 B 运动到 C 平抛运动，则重力的瞬时功率 D 不符合题意，C 符合题意。故答案为：BC。【分析】利用重力做功可以判别机械能保持不变；利用其重力和竖直方向的速度公式可以判别功率和时间的关系。15一质量为的小球从地面上以的速度竖直向上抛出，经过后小球到达最高点，落地时小球的速度大小为。已知重力加速度为，小球所受空气阻力与小球运动速度成正比。下列说法中正确的是（）A全过程中小球克服空气阻力做功约为B小球上升过程中克服重力做功可能为C小球上升过程中机械能的减少量小于下降过程中机械能的减少量D小球全过程运动时间大于【答案】A,D【知识点】动能定理的综合应用；动能与重力势能【解析】【解答】A全过程利用动能定理可得解得A 符合题意；B由于上升过程中克服空气阻力作用，小球做加速度减小的减速运动，其图如图所示，由图可知小球上升高度小于，则重力势能增加量小于，B 不符合题意；C中间任意位置从上升到下降过程用动能定理可得，上升时经过同一位置的速度大于下落时通过该位置的速度，根据小球所受空气阻力与小球运动速度成正比，可知上升过程中的阻力大于下降过程中的阻力，上升和下降过程的路程相等，故上升过程中克服空气阻力做功大于下降过程，则上升过程的机械能减少量大于下降过程的机械能减少量，C 不符合题意；D小球上升过程中，受到向下的重力和阻力，下降过程受到向下的重力和向上的阻力，则根据牛顿第二定律可知，上升过程的加速度大小大于下降过程中的加速度，而运动的位移大小相等，故下降过程所用时间大于下落过程，所以小球全过程运动时间大于 1.8s，D 符合题意。故答案为：AD。【分析】在小球运动的全过程中利用动能定理，v-t 图像与坐标轴围成图形的面积表示物体运动的位移，利用重力势能的定义式得出重力势能的变化量，中间任意位置从上升到下降过程用动能定理可得，上升过程中机械能的变化两和下降过程中机械能的减少量之间的关系。16某人在竖直方向上高度不同的 M、N 两点先后水平抛出质量相同的两个小石块，两个小石块均经过地面上方的 O 点，运动轨迹如图所示，不计空气阻力。下列说法正确的是（）A在 M 点抛出的小石块飞行过程中的加速度更大B在 M 点抛出的小石块飞行时间更短C在 N 点抛出的小石块初速度更大D在 N 点抛出的小石块着地时重力的瞬时功率更大【答案】B,D【知识点】平抛运动；功率的计算【解析】【解答】A两个小石块抛出后均做平抛运动，加速度均为重力加速度，A 不符合题意；B竖直方向，根据可得可知在 M 点抛出的小石块飞行时间更短，B 符合题意；C从抛出到 O 点，水平方向位移相等，根据可知在 M 点抛出的小石块初速度更大，C 不符合题意；D竖直方向的速度在 N 点抛出的小石块着地时竖直方向速度较大，根据可知在 N 点抛出的小石块着地时重力的瞬时功率更大，D 符合题意。故答案为：BD。【分析】A.做平抛运动的物体，其只受受重力作用，故其加速度为重力加速度，所以两个运动中加速度相同；B.决定平抛运动在空中飞行时间是下落的高度；C.根据平抛运动运动时间，结合平抛运动水平方向位移关系就可以求出答案；D.功率计算公式 p=Fv 要求 F 与 v 速度方向必须相同。三、综合题三、综合题17如图所示，两根半径均为 4cm 的相同圆柱水平平行放置，一质量的“T”形钢件等距架在两圆柱上。钢件处于静止状态，与圆柱间的动摩擦因数，两圆柱绕各自的轴线以角速度反方向转动。现对钢件施加一个过其重心且平行于圆柱轴线，大小为的拉力。g 取 10m/s2。求：（1）刚施加外力 F 时，左侧圆柱对钢件的摩擦力 f1的大小及钢件的加速度 a；（2）钢件可以获得的最大速度；（3）钢件稳定运动时，每秒因摩擦产生的热量 Q 和驱动两圆柱转动时电机的输出功率 P。【答案】（1）解：刚施加外力时，钢件相对于左侧圆柱向左运动，则左侧圆柱对钢件的摩擦力方向为水平向右，竖直方向上，根据平衡条件有左侧圆柱受到的摩擦力大小为根据牛顿第三定律可知，左侧圆柱对钢件的摩擦力沿平行于圆柱轴线方向，根据牛顿第二定律有代入数据解得（2）解：根据题意可知，当钢件所受合力为零时，钢件的速度最大，根据平衡条件有解得即此时，钢件所受摩擦力的方向与圆柱轴线方向的夹角为根据公式可知，圆柱的线速度为即钢件相对于圆柱在垂直圆柱轴线的方向上的速度根据几何关系可知，钢件可以获得的最大速度（3）解：由（2）分析可知，钢件稳定时，钢件相对于圆柱的速度为每个圆柱对钢件的摩擦力做功的功率为则每秒因摩擦产生的热量根据题意可知，驱动两圆柱转动时电机的输出功率，即圆柱对钢件在垂直圆柱轴线方向上摩擦力的功率，则为【知识点】描述圆周运动的物理量；功率的计算；牛顿第二定律【解析】【分析】（1）滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，结合牛顿第二定律，联立方程求解。（2）当钢件所受合力为零时，加速度为零，钢件的速度最大，对速度进行分解，由几何关系求解。（3）每个圆柱对钢件的 摩擦力的功率等于摩擦力乘以相对速度。电机的输出功率，等于圆柱对钢件在垂直圆柱轴线方向上摩擦力的功率。 功能关系 功能关系一、单选题一、单选题1高空“蹦极”是勇敢者的游戏。蹦极运动员将弹性长绳（质量忽略不计）的一端系在双脚上，另一端固定在高处的跳台上，运动员无初速地从跳台上落下。若不计空气阻力，则（）A弹性绳刚伸直时，运动员开始减速B整个下落过程中，运动员的机械能一直在减小C整个下落过程中，重力对运动员所做的功大于运动员克服弹性绳弹力所做的功D从弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先减小后增大【答案】D【知识点】功能关系；物体的受力分析【解析】【解答】A弹性绳刚伸直到弹性绳弹力等于重力之前，重力大于弹性绳弹力，运动员都处于加速状态，A 不符合题意；B运动员从跳台跳下到弹性绳刚伸直过程中，只受重力，运动员的机械能守恒，B 不符合题意；C下落到最低点时，运动员速度为 0，整个下落过程中重力对运动员所做的功等于运动员克服弹性绳弹力所做的功，C 不符合题意；D从弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员和弹性绳组成的系机械能守恒，弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员先加速后减速到 0，所以运动员的动能先增大后减小，则运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先减小后增大，D 符合题意。故答案为：D。【分析】对人进行受力分析，根据受力情况得出该物体的运动情况，结合机械能守恒的条件判断机械能的变化情况，从弹性绳从伸直到最低点的过程中结合功能关系得出运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和的变化情况。2如图所示是工业上疏浚河道的船只。其参数性能如下表所示：发动机最大功率最大提升高度单次开挖泥沙最大量1.74 吨最大输送量则该船只开挖一次泥沙对泥沙做的功最大约为（）ABCD【答案】A【知识点】功能关系【解析】【解答】依题意，根据功能关系，可得该船只开挖一次泥沙对泥沙做的功最大约为故答案为：A。【分析】根据功能关系得出该船只开挖一次泥沙对泥沙做的功最大值。二、多选题二、多选题3用数字传感器探究橡皮筋的弹性规律，横坐标表示橡皮筋的形变量，纵坐标表示橡皮筋的弹力，如图所示，先缓慢拉长橡皮筋，然后逐渐恢复直至原长，对应 OABCO 的过程。下列判断正确的是（）A形变量相同时，橡皮筋的弹力大小相等BAB 过程中，橡皮筋的劲度系数减小C产生相等弹力时，橡皮筋的长度在拉长过程中比恢复过程中更长一些DOABCO 的过程中，外力对弹簧做功为零【答案】B,D【知识点】弹性势能；功能关系；胡克定律【解析】【解答】A由图像可知，当形变量相同时，橡皮筋的弹力大小不相等，A 不符合题意；B根据公式可知，斜率表示劲度系数，由图像可知，AB 过程中，橡皮筋的劲度系数减小，B 符合题意；C由图像可知，产生相等弹力时，橡皮筋的长度在拉长过程中比恢复过程中更短一些，C 不符合题意；D由图像可知，OABCO 的过程中，形变量为零，弹性势能变化量为零，故外力对弹簧做功为零，D 符合题意。故答案为：BD。【分析】根据胡克定律，F-x 图像斜率表示劲度系数。形变量为零，弹性势能变化量为零，外力对弹簧做功为零。4如图所示，DO 是水平面，AB 是斜面，滑块（可视为质点）从 A 点由静止出发沿 ABD 滑动到 D 点的速度大小为 v0。若已知该滑块与斜面、水平面和圆弧轨道之间的动摩擦因数处处相同且不为零，轨道转折处平滑相接。下列说法正确的是（）A若让滑块从 D 点以速度 v0出发，沿 DBA 滑动，则恰好能滑到顶点 AB若让滑块从 D 点以速度 v0出发，沿 DBA 滑动，则一定不能滑到顶点 AC如果斜面改为 AC，让滑块从 A 点由静止出发沿 ACD 下滑到 D 点的速度，大小一定为 v0D如果斜面改为为圆弧轨道 AEB，让滑块从 A 点由静止出发沿 AEB 滑动到 D 点的速度大小一定为 v0【答案】B,C【知识点】功能关系；动能定理的综合应用【解析】【解答】C如图题中滑块（可视为质点）从 A 点由静止出发沿 ABD 滑动到 D 点，有即有可见与 无关，假设同样条件沿 ACD，则有即有说明从 A 到 D，其他条件不变情况下，与路径无关，C 符合题意；AB若让滑块从 D 点以速度 v0出发，沿 DBA 滑动，由功能关系可得可得，若让滑块从 D 点以速度 v0出发，沿 DBA 滑动，则一定不能滑到顶点 A，A 不符合题意、B 符合题意；D该让滑块从 A 点由静止出发沿 AEB 滑动到 D 点，沿 DEA 滑动，由于物体在圆弧轨道时，压力大于在斜面上的压力，所以摩擦力做的功更多，故该物体到 D 点速度要比 v0小，D 不符合题意。故答案为：BC。【分析】滑块的过程利用动能定理得出从 A 点由静止出发沿 ABD 滑动到 D 点的过程中 D 点的速度；沿 DBA滑动，由功能关系得出滑块能否滑到 A 点。5如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为 m、套在粗糙竖直固定杆 A 处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从 A 处由静止开始下滑，经过 B 处的速度最大，到达 C 处的速度为零，AC=h。圆环在 C 处获得一竖直向上的速度 v，恰好能回到 A。弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为 g。则圆环（）A下滑过程中，加速度一直减小B下滑过程中，克服摩擦力做的功为C在 C 处，弹簧的弹性势能为D上滑经过 B 的速度大于下滑经过 B 的速度【答案】B,D【知识点】功能关系；能量守恒定律【解析】【解答】A圆环下落时，先加速，在 B 位置时速度最大，加速度减小至 0，从 B 到 C 圆环减速，加速度增大，方向向上，A 不符合题意；BC圆环下滑时，设克服摩擦力做功为 Wf，弹簧的最大弹性势能为，由 A 到 C 的过程中，根据功能关系有由 C 到 A 的过程中，有联立解得，B 符合题意，C 不符合题意；D设圆环在 B 位置时，弹簧弹性势能为，根据能量守恒，A 到 B 的过程有B 到 A 的过程有比较两式可得D 符合题意。故答案为：BD。【分析】圆环下滑的过程中根据运动情况得出加速度的变化情况；结合功能关系得出克服摩擦力做的功；结合能量守恒得出上滑和下滑经过 B 时的速度。6如图甲，在蹦极者身上装好传感器，可测量他在不同时刻下落的高度及速度。蹦极者从蹦极台自由下落，利用传感器与计算机结合得到如图乙所示的速度（v）一位移（l）图像。蹦极者及所携带设备的总质量为60kg，不计空气阻力，重力加速度 g 取 10m/s2，下列表述正确的是（）A整个下落过程，蹦极者及设备组成的系统机械能不守恒B从弹性绳刚伸直开始，蹦极者做减速运动C蹦极者动能最大时，弹性绳的拉力大小等于重力D弹性绳的弹性势能最大值为 15600J【答案】C,D【知识点】功能关系；机械能守恒及其条件；加速度【解析】【解答】A不计空气阻力，只有重力和弹性绳弹力做功，整个下落过程中蹦极者及设备组成的系统机械能守恒，A 不符合题意；BC弹性绳刚伸直时弹性绳的拉力小于蹦极者的重力，蹦极者继续做加速运动。当拉力等于重力时，蹦极者所受合外力为 0，速度达到最大，动能达到最大。当拉力大于重力时，蹦极者开始做减速运动，到最低点时速度为 0，B 不符合题意，C 符合题意；D从图像可知，下落的最大高度为 26m，由D 符合题意。故答案为：CD。【分析】根据机械能守恒的条件判断系统机械能是否守恒，根据加速度的变化情况得出蹦极者的运动情况；结合功能关系得出弹性绳的弹性势能最大值。7如图甲所示，一倾角 30的光滑斜面底端固定有一轻弹簧，弹簧的另一端与质量为 m 的滑块 A 相连，滑块 B 靠着 A 一起静置于斜面上，现用平行于斜面向上的拉力 F 拉动滑块 B，使 B 做匀加速运动，力 F 与 B运动的位移 x 关系如图乙所示，重力加速度为 g，则（）AB 滑块的质量为 2mB滑块 B 的加速度为 gCA，B 分离前，滑块 A 和弹簧系统机械能减小D滑块 B 运动 x0时，弹簧处于原长，AB 刚要分离【答案】A,C【知识点】功能关系；牛顿第二定律【解析】【解答】AB由题意得，开始时滑块 AB 刚分离瞬间，满足联立解得A 符合题意，B 不符合题意；C因为 A、B 分离前，A 对 B 做正功，B 对 A 做负功，所以滑块 A 和弹簧组成的系统机械能减小，C 符合题意；D由图可得，滑块 B 运动 x0时，AB 刚要分离，满足 AB 加速度相同，即解得即弹簧仍处于压缩状态，D 不符合题意。故答案为：AC。【分析】滑块 AB 分离的瞬间，根据牛顿第二定律得出加速度的大小，结合功能关系得出滑块 A 和弹簧组成的系统机械能变化情况，AB 刚要分离时根据牛顿第二定律判断弹簧的拉升情况。8如图，质量均为 m 的小球 A、B 用一根长为 l 的轻杆相连，竖直放置在光滑水平地面上，质量也为 m 的小球 C 挨着小球 B 放置在地面上。扰动轻杆使小球 A 向左倾倒，小球 B、C 在同一竖直面内向右运动。当杆与地面有一定夹角时小球 B 和 C 分离，已知 C 球的最大速度为 v，小球 A 落地后不反弹，重力加速度为 g。下面说法正确的是（）A球 B，C 分离前，A，B 两球组成的系统机械能逐渐减小B球 B，C 分离时，球 B 对地面的压力大小为 2mgC从开始到 A 球落地的过程中，杆对球 B 做的功为D小球 A 落地时的动能为【答案】A,D【知识点】功能关系；机械能守恒及其条件【解析】【解答】A球 B、C 分离前，求 C 对球 B 做负功，所以 A、B 两球组成的系统机械能逐渐减小，A符合题意；B球 B、C 分离时，对 A、B 两球组成的系统，球 A 有向下的加速度，求 A 处于失重状态，所以球 B 对地面的压力大小小于 2mg，B 不符合题意；DA、B、C 三球在水平方向不受外力作用，所以 A、B、C 三球在水平方向动量守恒，设在 A 落地瞬间 A、B 水平方向速度为，取向右为正方向有解得对 A、B、C 三球组成系统由机械能守恒得解得D 符合题意；C从开始到 A 球落地的过程中，杆对球 B 做的功等于球 B 和球 C 的动能之和为C 不符合题意。故答案为：AD。【分析】根据机械能守恒的条件判断 AB 组成系统机械能的变化情况，球 B、C 分离时，对 A、B 两球组成的系统根据受力分析得出球 B 对地面的压力大小，结合功能关系得出球 B 和球 C 的动能之和。9如图所示，倾角的传送带以的速率顺时针转动，其上方与一水平台面平滑连接。一质量的货物从传送带的底端 A 处以的速率滑上传送带，已知货物与传送带间的动摩擦因数为0.5，传送带两端 A、B 间的高度差，重力加速度，下列说法正确的是（）A货物能冲上水平台面B货物从 A 处运动到 B 处所用的时间为 0.9sC货物在传送带上的划痕长 1.05mD货物与传送带间因摩擦产生的热量为 5.2J【答案】A,B【知识点】功能关系；匀变速直线运动基本公式应用；牛顿第二定律【解析】【解答】A设开始时货物的加速度大小为，由牛顿第二定律得解得经时间货物与传送带共速，则有解得货物相对传送带向上运动的距离共速后的加速度大小为，由牛顿第二定律得解得假设到达水平台面的速度为，则有解得则能冲上水平台面。A 符合题意；BC设共速后货物在传送带上的时间为，则有解得共速后货物相对传送带向下的距离为所以货物从 A 处运动到处所用的时间为，货物在传送带上的划痕长B 符合题意；C 不符合题意；D货物与传送带间因摩擦产生的热量D 不符合题意。故答案为：AB。【分析】根据牛顿第二定律以及匀变速直线运动的规律得出到达水平台面的速度，共速后利用匀变速直线运动的规律和功能关系得出摩擦产生的热量。10如图所示，轻弹簧下端连接在固定斜面的底端，上端与一物块（视为质点）相连，弹簧与斜面平行，物块位于 B 点时弹簧处于自然伸长状态，初始状态物块静止在 A 点。现对物块施加一个沿斜面向上的恒定拉力F，物块由静止开始运动，一段时间后到达最高点 C，ABBC。不计一切摩擦，弹簧一直在弹性限度内。对于物块从 A 点运动到 C 点的过程，下列说法正确的是（）A物块和弹簧组成的系统的机械能一直增大B物块和弹簧组成的系统的机械能先增大后减小C力 F 对物块做的功小于物块重力势能的增加量D力 F 对物块做的功大于物块重力势能的增加量【答案】A,C【知识点】功能关系【解析】【解答】AB在物块从 A 点运动到 C 点的过程中，力 F 对物块做正功，根据功能关系可知，物块和弹簧组成的系统的机械能一直增大，A 符合题意、B 不符合题意；CD由于 ABBC，因此在物块从 A 点运动到 C 点的过程中，弹簧对物块做正功，根据功能关系可知，力 F对物块做的功与弹簧对物块做的功之和等于物块机械能的增加量，而物块在 A、C 两点的动能均为零，故该过程中力 F 对物块做的功小于物块重力势能的增加量，C 符合题意、D 不符合题意。故答案为：AC。【分析】利用功能关系结合其力 F 做功可以判别系统机械能的变化；利用其弹力做功及功能关系可以判别其力 F 对物块做功及弹簧对物块做功等于物块机械能的增量；其力 F 在 AC 过程中其做功的大小小于重力势能的增量。11如图所示为某探究活动小组设计的节能运输系统。斜面轨道倾角为 30，质量为 M 的木箱与轨道间的动摩擦因数为。木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量为 m 的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速度滑下（货物与木箱之间无相对滑动），当轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程。下列说法正确的是（）A木箱与货物的质量之比为 6：1B下滑与上滑过程中木箱速度最大的位置在轨道上的同一点C木箱与弹簧没有接触时，下滑的加速度与上滑的加速度大小之比为 1：6D若木箱下滑的最大距离为 L，则弹簧的最大弹性势能为MgL【答案】B,D【知识点】功能关系；动能定理的综合应用；牛顿第二定律【解析】【解答】A根据题意和动能定理可得联立可得 A 不符合题意；B下滑速度最大时有 可得 上滑速度最大时有 可得 所以下滑与上滑过程中木箱速度最大的位置在轨道上的同一点，B 符合题意；C木箱与弹簧没有接触时，下滑的加速度为 下滑的加速度为 则比值为 C 不符合题意；D下滑过程中重力势能转化为内能和弹簧的弹性势能 则弹簧的最大弹性势能为 D 符合题意。故答案为：BD。【分析】对木箱和货物利用动能定理得出各自的质量之比；当下滑和上滑的过程中速度具有最大值时合力为零，结合共点力平衡得出弹力之比；下滑和上滑的过程根据功能关系得出最大弹性势能。12质量为 1kg 的物块以某一初速度沿斜面从底端上滑，其重力势能和动能随上滑距离 s 的变化如图中直线I、所示，以斜面底端所在水平面为重力势能的参考面，重力加速度取。则（）A物块上滑过程中机械能守恒B物块与斜面间的滑动摩擦力大小为 4NC物块下滑时加速度的大小为D物块返回到斜面底端时的动能为 10J【答案】B,D【知识点】功能关系；动能定理的综合应用【解析】【解答】A由图发现重力势能和动能之和一直在改变，则机械能不守恒，A 不符合题意；B由图发现，上滑 5m 过程中，机械能共减小了 20J，机械能减少量等于克服阻力做功，故 解得 B 符合题意；C上滑 5m 过程中，重力势能增加 30J，根据 可知，上升的高度为 则斜面倾角正弦值 根据牛顿第二定律 解得 C 不符合题意；D物块返回到斜面底端时，克服阻力做功 返回到斜面底端时的动能 D 符合题意。故答案为：BD。【分析】根据机械能的定义式判断机械能是否守恒，利用功能关系得出摩擦力的大小；利用重力势能变化量的关系以及几何关系和牛顿第二定律得出加速度的大小；通过恒力做功的表达式以及动能定理得出物块返回斜面低端时的动能。13某电动汽车的电池储能为，续航里程的，整体能量转化率的为 84%。电造充电过程中，在专用直流充电桩上充电时，充电电流为，充电时间的为。则（）A匀速行驶时所受的阻力大小约为B匀速行驶时所受的阻力大小约为C充电电压约为D充电电压约为【答案】A,D【知识点】功能关系【解析】【解答】AB根据功能关系可得代入数据，解得 B 不符合题意，A 符合题意；CD根据公式 代入数据，解得 C 不符合题意，D 符合题意。故答案为：AD。【分析】该车运动过程中根据功能关系得出该车所受的摩擦力，根据电功的表达式得出充电的电压。三、综合题三、综合题14如图所示，在竖直平面内有一探究装置。装置由三个圆弧形管道和三条直轨道组成。三个圆弧形管道 O、的内半径均为 R，管道很细，可忽略外半径和内半径的差别；水平直轨道与圆轨道和分别相切于和，设的长度，倾斜直轨道、与圆轨道 O、和分别相切于、，、与水平方向的夹角均为（两倾斜直轨道、略微错开，不考虑其影响）。整个装置关于过 O 点的竖直线对称，T 为轨道最高点，和在圆弧轨道上，与圆心和等高。有一质量为 m 的小滑块，从