2021届高考备考物理二轮复习汇编：-功和能(原卷+解析卷).pdf

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1、功和能【原卷】1.（2021武汉市洪山高级中学高三其他模拟）一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和小球B,小球A的正下方通过一轻弹簧与小球C 栓接，小球 C 放置于水平地面上。初始时用手托住小球B球，整个系统处于静止状态，且轻绳恰好伸直。已知小球A的质量为m,小球B和小球C 的质量均为茄,弹簧劲度系数为A,弹簧弹性势能的表达式为5（其中x 为弹簧的形变量），重力加速度为g。假设运动过程中，小球A不会触及定滑轮，小球B不会触地，弹簧始终在弹性限度内。不计一切摩擦。现释放小球B。下列说法正确的是（）4A.释放瞬间，小球B的加速度大小为:gB.小球B的速度最大时，弹簧恰好恢复原长C.小球B的

2、最 大 速 度 为 第D.小球C 刚离开地面时，小球B的速度大小为、叵2.（2021全国高三专题练习）如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，。点为弹簧在原长时物块的位置。物块由A 点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B 点。在从A 到 3 的过程中，物块（）A O BA.加速度先减小后增大 B.经过。点时的速度最大C.所受弹簧弹力始终做正功D.所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功3.（2021全国高三专题练习）北京时间2 月 25日消息，2019年体操世界杯墨尔本站男子单杠单项的决赛，中国体操队选手张成龙获得铜牌。假设张成龙训练时做“单臂大回环”的高难度动作时，用一

3、只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动。如图甲所示，张成龙运动到最高点时，用力传感器测得张成龙与单杠间弹力大小为F,用速度传感器记录他在最高点的速度大小为v,得到尾/图象如图乙所示。g iom/s2,则下列说法中正确的是（）甲 乙A.张成龙的质量为65 kgB.张成龙的重心到单杠的距离为0.9 mC.当张成龙在最高点的速度为4 m/s时，张成龙受单杠的弹力方向向上D.在完成“单臂大回环”的过程中，张成龙运动到最低点时，单臂最少要承受23250 N的力4.（2021全国高三专题练习）某家用桶装纯净水手压式压水器如图，桶放置在水平地面上，在手连续稳定按压下，出水速度为即,供水系统的效率为现测

4、量出桶底到出水管之间的高度差为“，出水口倾斜，其离出水管的高度差可忽略，出水口的横截面积为S,水的密度为p,重力加速度为g,则下列说法正确的是（）A.出水口，时间内的出水体积Q=uoSB.出水口所出水落地时的速度丫=+2gHC.出水后，手连续稳定按压的功率为孚+军也D.手按压输入的功率等于单位时间内所出水的动能和重力势能之和5.（2021全国高三专题练习）如图所示，两平行光滑杆水平放置，两相同的小球M、N分别套在两杆上，并由一轻质弹簧拴接，开始时弹簧与杆垂直。已知两杆间距为0.4m,弹簧原长为0.5m,两球的质量都为0.2kg。现给M球一沿杆向右的大小为0.6Ns的瞬时冲量，关于之后的运动，以

5、下说法正确的是（）3MA.M 球在开始的一段时间内做加速度逐渐增大的加速运动，直到达到运动中的最大速度B.弹簧第一次达到0.6m时，M 球的速度大小为3m/sC.弹簧第二次达到0.6m时，M 球的速度大小为3m/sD.弹簧达到最长时，M 球的速度大小为1.5m/s6.（2021全国高三专题练习）如图甲所示，物体以一定的初速度从倾角为a=37。的斜面底端沿斜面向上运动,上升的最大高度为3.0 m。选择地面为参考平面,上升过程中物体的机械能E机 随高度h的变化如图乙所示理取10 m/s2,sin 37A.物体的质量机=1.0 kgB.物体与斜面之间的动摩擦因数=0.80C.物体上升过程中的加速度大

6、小。=10 m/s2D.物体回到斜面底端时的动能k=10J7.（2021全国高三专题练习）如图所示，足够长的光滑斜面固定在水平面上，轻质弹簧与A、B 物块相连，A、C 物块由跨过光滑小滑轮的轻绳连接。初始4时刻，C在外力作用下静止，绳中恰好无拉力，B 放置在水平面上，A 静止。现撤去外力，物块C沿斜面向下运动，当C运动到最低点时，B 对地面的压力刚好为零。已知A、B 的质量均为机，弹簧始终处于弹性限度内，则上述过程中（）A.C 的质量可能小于加B.C 的速度最大时，A 的加速度为零C.C 的速度最大时，弹簧弹性势能最小D.A、B、C系统的机械能先变大后变小8.（2021全国高三专题练习）质量分

7、别为机和2机的两个小球A 和 B,中间用轻质杆相连，在杆的中点。处有一水平固定转动轴，把杆置于水平位置后释放，在 3 球顺时针转动到最低位置的过程中（）A BO Om 0 2mA.B 球的重力势能减少，动能增加，B 球和地球组成的系统机械能守恒B.A 球的重力势能增加，动能也增加，A 球和地球组成的系统机械能不守恒C.A 球、B 球和地球组成的系统机械能守恒D.A 球、B 球和地球组成的系统机械能不守恒9.（2021全国高三专题练习）如图所示，足够长的水平传送带以速度丫沿逆时5针方向传动，传送带的左端与光滑圆弧轨道底部平滑连接，圆弧轨道上的A点与圆心等高，一小物块从A点由静止滑下，再滑上传送带

8、，经过一段时间又返回圆弧轨道，返回圆弧轨道时小物块恰好能到达A点，则下列说法正确的 是（2A.圆弧轨道的半径一定是:B.若减小传送带速度，则小物块可能到达不了 A点C.若增大传送带速度，则小物块有可能经过圆弧轨道的最高点D.不论传送带速度增大到多大，小物块都不可能到达圆弧轨道的最高点10.（2021全国高三专题练习）质量为机的物体静止在光滑水平面上，从 U 0 时刻开始受到水平力的作用力的大小厂与时间，的关系如图所示，力的方向保持不变，则（）2/o 3fo tA.30时刻的瞬时功率为“达mB.30时刻的瞬时功率为电C.在 U 0 到九这段时间内，水平力的平均功率为空华6D.在 UO到%）这段时

9、间内，水平力的平均功率为学息11.（2021安徽池州市高三月考）如图所示，光滑的水平轨道MN与竖直平面内固定的光滑半圆轨道PN在 N 处相切，P、N 分别为半圆轨道的最高点和最低点，一个质量为?=0.2kg的小滑块（可视为质点）从水平轨道上的M 点以一定的初速度水平向右出发，沿水平直线轨道运动到N 点后,进入半圆轨道，恰好能够通过半圆轨道的最高点P,小滑块从半圆轨道最高点尸飞出后，恰好落在水平面上M 点。已知M、N 间的距离L =4 m,不计空气阻力，重力加速度g 取lOm/s,。则（）A.小滑块飞出半圆轨道时的速度大小为5m/sB.半圆轨道的半径为2mC.小滑块初速度大小为12m/sD.小滑

10、块过半圆轨道的N 点时，对轨道的压力大小为12N12.（2021浙江省长兴中学高三月考）近几年有轨电车在我国多个城市开通试运营。这种电车采用超级电容作为电能存储设备，安全环保，反复充电可达100万次以上。给该车充电的充电桩安装在公交站点，在乘客上下车的时间里可把电容器充满。假设这种电车的质量（含乘客）加=2（）t,电容器的电能转化电车机械能的效率为80%,以速度10m/s正常匀速行驶时，一次充满可持续7正常行驶5 k m,电车受到的平均阻力为车重的0.02倍，则()A.这种电车正常匀速行驶时发动机输出功率为3xl0WB.某次进站从接近没电到充满电，电车从充电桩获得的能量为2.5X107JC.按

11、电价().72元/kW h来计算，从接近没电到充满电需要电费4.0元D.若某次进站从接近没电到充满电用时5 s,电容器充电的平均功率为5.0X106W1 3.如图所示，竖直平面内由倾角4=60。的斜面轨道A3、半径均为K的半圆形细圆管轨道8CDE和圆周细圆管轨道E尸 G构成一游戏装置固定于地面，B、E 两处轨道平滑连接，轨道所在平面与竖直墙面垂直。轨道出口处G和圆心。2的连线，以及。2、打、01和3 等四点连成的直线与水平线间的夹角均为。=30。,G点与竖直墙面的距离do现将质量为m的小球从斜面的某高度h处静止释放。小球只有与竖直墙面间的碰撞可视为弹性碰撞，不计小球大小和所受阻力。若释放处高度

12、上当小球第一次运动到圆管最低点。时，求速度大小汽及在此过程中所受合力的冲量的大小和方向；(2)求小球在圆管内与圆心01点等高的D点所受弹力人与力的关系式；(3)若小球释放后能从原路返回到出发点，高度h应该满足什么条件？8A14.（2021全国高一课时练习）如图所示，在竖直平面内，一半径为A的光滑圆弧轨道A B C 和水平轨道 9 在 A点相切，5 C 为圆弧轨道的直径，。为圆心，O A 和 0 3 之间的夹角为a,Sine=,。一质量为机的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C 点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用。已知小球在C 点所

13、受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零。重力加速度大小为g。求：（1）水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小;小球到达A点时速度的大小；小球从C 点落至水平轨道所用的时间。15.（2021全国高三专题练习）滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱。图中A B C D 为滑板的运动轨道，AB和 C D 是两段光滑的圆弧，水平9段 BC的长度L=5m。一运动员从尸点以yo=6m/s的初速度下滑，经 BC后冲上 CD轨道，达到。点时速度减为零。已知运动员连同滑板的质量m=70kg,%=2m,H=3m,g 取 10m/s2o 求：(1)运动员第一次经过B 点和C点的速度为、vc;

14、(2)滑板与BC之间的动摩擦因数,；(3)运动员最后静止的位置与B 点之间的距离工16.(2021全国高三专题练习)某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛。比赛路径如图所示，赛车从起点A 出发，沿水平直线轨道运动距离L后，由3 点进入半径为R 的光滑竖直圆轨道，离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到。点，并能越过壕沟。已知赛车质量机=0.1 k g,通电后以额定功率产=1.5 W 工作，进入竖直轨道前所受阻力R 恒为0.3 N,随后在运动中受到的阻力均可不计。图中 L=10.00m,R=0.32m,h=1.25 m,x=1.50 m,取 g=10 m/s20要使赛车能完成圆周运动，赛车到达B

15、 点时速度至少为多大?要使赛车完成比赛，电动机至少工作多长时间？1017.（2021全国高三专题练习）在水上竞技游乐项目中，选手从斜面流水轨道顶端滑下，然后需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上，简化模型如图所示。已知斜面流水轨道的长度，=10m,选手与轨道间的动摩擦因数为=0.125,0=37。,选手可看成质量帆=60 kg的质点。轨道与水平面平滑连接，选手在反 两点的速度大小相等，绳的悬挂点O距水面的高度为H=25m,绳末端距水面的高度为h=5 m,绳的悬挂点距圆形浮台的左边缘的水平距离为L=1 2 m,圆形浮台的直径d=2 m,不计空气阻力、绳的质量以及浮台露出水面的高度，水足够深，重

16、力加速度g=10m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8 o（1）如果选手从斜面流水轨道的顶端滑到最低点后，抓住绳开始摆动，此过程没有能量损失，则选手抓到绳后对绳拉力的大小是多少？摆到最高点后松手,选手能否落到浮台上？（2）如果选手不抓绳，能否落到浮台上？18.（2021全国高三专题练习）如图所示，两个半径为的四分之一圆弧构成的光滑细管道4 3 c竖直放置，且固定在光滑水平面上，圆心连线0。2水平。轻弹簧左端固定在竖直挡板上，右端与质量为小的小球接触（不拴接，小球的直径略小于管的内径），长 为A的薄板。置 于 倾 角0=37。的斜面上，斜面的11底端。恰好位于C点的正下方，板的下端

17、。到 0 点的距离为凡开始时弹簧处于锁定状态，具有一定的弹性势能，其中g 为重力加速度，或 1137。=0.6,解除锁定，小球离开弹簧后进入管道，最后从C点抛出。(1)若小球经。点时所受的弹力的大小为|机g,求弹簧弹性势能的大小p；若用此锁定的弹簧发射质量不同的小球，问小球质量满足什么条件，从C点抛出的小球才能击中薄板DE?19.(2021全国高三专题练习)如图甲所示，质量为2 kg的滑块(可视为质点)从倾角为30。的斜面上的A 点由静止滑下，然后经斜面底端C上的一小段圆弧(未画)进入水平轨道CD,水平轨道CD右侧与竖直光滑半圆轨道DE相连，。、O、E 三点在同一竖直线上。已知斜面A 3段光滑

18、，长度为(2.6+L36)m,3C段粗糙，长度为1.0 m,当滑块从3 点运动到C点的过程中，滑块与斜面间的动摩擦因数 和滑块距3 点的距离/之间的关系如图乙所示，滑块与水平轨道CD间的动摩擦因数为o=O.l。重力加速度取g=10 m/s2o(1)求滑块在斜面上运动过程中摩擦力做的功；(2)当水平轨道CD的长度为5.5 m 时，滑块恰好能通过右侧半圆轨道的最高点E,则半圆轨道的半径R是多少？(3)若水平轨道CD的长度X 8是可以改变的，半圆轨道的半径R=0.5 m,要使滑块能通过半圆轨道的最高点E,则滑块在半圆轨道最高点E 所受的压力大小F与水平轨道C D的长度X应满足什么关系？12乙20.(

19、2021安徽池州市高三月考)如图甲所示，一足够长的粗糙的水平传送带在电机的带动下以恒定的速度v=4m/s沿顺时针方向运动，质量外=1 kg的小铁块A和质量叫=2kg的长木板3 叠放在一起，A位于3 的右端，在/=0时将 4、3 轻放到传送带上，最终A恰好没有滑离3,A、3 在 0ls的速度一时间图像如图乙所示，重力加速度g 取m/s2。求：(1)4、5 间的动摩擦因数和3 与传送带间的动摩擦因数；(2)长木板3 的长度；(3)传送带克服长木板3 与传送带间的摩擦力做的功。21.(2021全国高三专题练习)滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均有滑板项目延伸而来，如图是滑板运动的轨道。和。

20、是两段光滑的圆弧型轨道，的圆心为O点，圆心角0=60。，且 与 水 平 轨 道 垂 直，滑板与水平轨道间的动摩擦因数4=0.2。某运动员从轨道上的A 点以u=3m/s的速13度水平滑出，在8点刚好沿着轨道的切线方向滑入圆弧轨道B C,经C。轨道后 冲 上 轨 道，到达点时速度减为零，然后返回。已知运动员和滑板的总质量为机=60kg,B、两点与水平轨道CD的竖直高度分别为力=2m和H=2.5mo(g=10m/s2)求：(1)运动员从A点运动到B点的过程中，到达B点时的速度大小vfi；(2)水平轨道C D的长度；(3)通过计算说明，第一次返回时，运动员能否回到3点？如能，求出回到3点时速度的大小。

21、如果不能，求出最后停止的位置距。点的距离。14功和能1.（2021武汉市洪山高级中学高三其他模拟）一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和小球B,小球A的正下方通过一轻弹簧与小球C 栓接，小球 C 放置于水平地面上。初始时用手托住小球B球,整个系统处于静止状态，且轻绳恰好伸直。已知小球A的质量为m,小球B和小球C 的质量均为茄,弹簧劲度系数为A,弹簧弹性势能的表达式为5（其中x 为弹簧的形变量），重力加速度为g。假设运动过程中，小球A不会触及定滑轮，小球B不会触地，弹簧始终在弹性限度内。不计一切摩擦。现释放小球B。下列说法正确的是（）一OAQA.释放瞬间，小球B的加速度大小为:gB.小球B

22、的速度最大时，弹簧恰好恢复原长C.小球B的 最 大 速 度 为 第D.小球C 刚离开地面时，小球B的速度大小为悍【答案】A C D【详解】A.轻绳恰好伸直，可知此时绳子无弹力，释放瞬间，对整体进行分析可知2mg=3ma故 A正确；B.对整体进行分析，B 球速度为0 时，此时B速度最大，则有2mg=mg+kx即当弹簧的伸长量为早 时,B的速度最大,故B错误;C.对整体进行分析，由动能定理可得2mg 2x-mg 2x=解得故 c 正确；D.当小球C 刚离开地面时，有kx=2mgx=2xA与 B球的速度大小相等，对整体由动能定理有16由 方 詈 带入得故 D 正确；故选A C DO2.（2021全国

23、高三专题练习）如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，。点为弹簧在原长时物块的位置。物块由A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达5 点。在从A到 3 的过程中，物块（）A O BA.加速度先减小后增大 B.经过。点时的速度最大C.所受弹簧弹力始终做正功D.所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功【答案】A D【详解】A B.对物块受力分析，当弹簧处于压缩状态时，由牛顿第二定律可得kx-f=max 减小，。减小，当a=0时，物块速度最大，此时，物块在。点左侧；从加速度=0处到O 点过程，由牛顿第二定律得f kx=max 减小，。增大，当弹簧处于伸长状态时，由牛顿第二定律可得

24、kx-i-f=max 增大，a 继续增大，可知物块的加速度先减小后增大，故 A正确，故 B错误；17c.物块所受弹簧的弹力对物块先做正功，后做负功，故c错误;D.从A到3的过程，由动能定理可得W 弹-Wf=O故D正确。故选ADo3.（2021全国高三专题练习）北京时间2月2 5日消息，2019年体操世界杯墨尔本站男子单杠单项的决赛，中国体操队选手张成龙获得铜牌。假设张成龙训练时做“单臂大回环”的高难度动作时，用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动。如图甲所示，张成龙运动到最高点时，用力传感器测得张成龙与单杠间弹力大小为F,用速度传感器记录他在最高点的速度大小为v,得到小/图象如图乙所

25、示。g取i（）m/s2,则下列说法中正确的是（）甲 乙A.张成龙的质量为65 kgB.张成龙的重心到单杠的距离为0.9 mC.当张成龙在最高点的速度为4 m/s时，张成龙受单杠的弹力方向向上D.在完成“单臂大回环”的过程中，张成龙运动到最低点时，单臂最少要承受3250 N的力【答案】ABD【详解】18A.对张成龙在最高点进行受力分析，当速度为零时，有F mg=O结合图象解得质量帆=65 k g,选项A正确；B.当b=0时，由向心力公式可得结合图象可解得R=0.9 m故张成龙的重心到单杠的距离为0.9 m,选项B正确；C.当张成龙在最高点的速度为4 m/s时，张成龙受单杠的拉力作用，方向竖直向下

26、，选项C错误；D.张成龙经过最低点时，单臂受力最大，由牛顿第二定律得F mg=m-张成龙从最高点运动到最低点的过程中，由动能定理得2mgR=；m V ；mv2当P=0时，b有最小值Rnin,故由以上两式得尸m in=3250 N即张成龙的单臂最少要承受3250 N的力，选项D正确。故选ABDo4.（2021全国高三专题练习）某家用桶装纯净水手压式压水器如图，桶放置在水平地面上，在手连续稳定按压下，出水速度为即,供水系统的效率为（厅1）,现测量出桶底到出水管之间的高度差为“，出水口倾斜，其离出水管的高度19差可忽略，出水口的横截面积为S,水的密度为P，重力加速度为g,则下列说法正确的是（）A.出

27、水口，时间内的出水体积B.出水口所出水落地时的速度察=展+2gHC.出水后，手连续稳定按压的功率为孚+军 也2 7D.手按压输入的功率等于单位时间内所出水的动能和重力势能之和【答案】A B【详解】A.时间内水从出水口流出的体积为SvW,选项A正确；B.水从出水口流出后到落地的过程，根据动能定理得解得落地速度为v=12gH +n：选项B正确；C.手连续稳定按压使水具有初动能和重力势能，在时间f内，流过出水口的水的质量m=pSvnt则出水口的水具有的机械能为20gH=-pStvl+pvaStgH而供水系统的效率为，所以手连续稳定按压做的功为_ /pv.SgHtw -.1-2 7则功率为F=W =由

28、 Pv SgH t n选项C错误；D.由于供水系统的效率 1,因此手按压输入的功率大于单位时间内所出水的动能和重力势能之和，选项D错误；故选ABo5.（2021全国高三专题练习）如图所示，两平行光滑杆水平放置，两相同的小球M、N分别套在两杆上，并由一轻质弹簧拴接，开始时弹簧与杆垂直。已知两杆间距为0.4m,弹簧原长为0.5m,两球的质量都为0.2kg。现给M球一沿杆向右的大小为0.6Ns的瞬时冲量，关于之后的运动，以下说法正确的是A.M球在开始的一段时间内做加速度逐渐增大的加速运动，直到达到运动中的最大速度B.弹簧第一次达到0.6m时，M球的速度大小为3m/sC.弹簧第二次达到0.6m时，M球

29、的速度大小为3m/sD.弹簧达到最长时，M球的速度大小为L5m/s21【答案】B D【详解】A.现给M 球一沿杆向右大小为0.6Ns的瞬时冲量，由动量定理I=mvo可得，M 球的初速度为vo=3m/sM 球沿杆向右运动，由于受到弹簧的弹力作用，M 球在开始的一段时间内做加速度逐渐减小的加速运动，直到达到运动中的最大速度，A错误；B.弹簧第一次达到0.5m（原长）时，M 球开始减速；弹簧第一次达到0.6m时，弹簧的弹性势能与开始时相等，M、N 两球速度方向相反，设 M 球速度为PM,N 球速度为小，由动量守恒定律有7%=/PM由机械能守恒定律有万1 根%2 =-1m v2 1 2M+-m vN联

30、立解得VM=3HI/SVN=0舍去不合题意解，B正确；C.弹簧第二次达到0.6m时，由动量守恒定律有/W V（=/W VM+/M VN由机械能守恒定律有1 2 1 2 1 2-mvo =-mvM+-mvN22解得vM=0VN=3BI/S舍去不合题意解，C错误；D.弹簧达到最长时，M、N 两球速度相等，由动量守恒定律有/nvo=2/VM解得VM=1.5m/sD 正确；故选BDo6.(2021全国高三专题练习)如图甲所示，物体以一定的初速度从倾角为&=37。的斜面底端沿斜面向上运动,上升的最大高度为3.0 m。选择地面为参考平面,上升过程中物体的机械能E机随高度h的变化如图乙所示。g 取 10 m

31、/s2,sin 37=0.60,cos 370=0.80o 贝!J()A.物体的质量加=1.0 kgB.物体与斜面之间的动摩擦因数4=0.80C.物体上升过程中的加速度大小a=10 m/s2D.物体回到斜面底端时的动能Ek=10J【答案】ACD【详解】23A.物体到达最高点时，动能为零，机械能E=Ep=mgh则E 30J“m=-z-=1kggh 10m/s2 x3m故 A正确；B.物体上升过程中，克服摩擦力做功，机械能减少，减少的机械能等于克服摩擦力做的功，由功能原理得A厂hAE=-rngcosa-since可得=0.5故 B错误；C.物体上升过程中，由牛顿第二定律得mgsina+jLimgc

32、osa=ma解得6 Z =10m/s2故 c 正确；D.由图象可知，物体上升过程中摩擦力做功W=30 50=20J在整个过程中由动能定理得EK-K 0=2W则物体回到斜面底端时的动能24EK=%+2W=50J+2x(-20)J=10J故 D 正确；故选A CDo7.（2021全国高三专题练习）如图所示，足够长的光滑斜面固定在水平面上，轻质弹簧与A、B物块相连，A、C 物块由跨过光滑小滑轮的轻绳连接。初始时刻，C 在外力作用下静止，绳中恰好无拉力，B放置在水平面上，A静止。现撤去外力，物块C 沿斜面向下运动，当C 运动到最低点时，B对地面的压力刚好为零。已知A、B的质量均为机，弹簧始终处于弹性限

33、度内，则上述过程中（）A.C 的质量me可能小于mB.C 的速度最大时，A的加速度为零C.C 的速度最大时，弹簧弹性势能最小D.A、B、C 系统的机械能先变大后变小【答案】B CD【详解】A.弹簧原来的压缩量m gXl=T当 C 运动到最低点时，B对地面的压力刚好为零，弹簧的拉力等于B的重力,则弹簧此时的伸长量为25X1=X2弹簧初、末状态的弹性势能相等，根据A、B、C 和弹簧构成的系统机械能守恒，则有.2 mg 2 mgmcgsmax =mgx K Ka 是斜面的倾角，解得zncsina=/n,sinam故 A错误；B C.C 速度最大时，加速度为零，则有绳子拉力FT=mcgsina=mg因

34、此A的加速度为零，此时弹簧的弹力为零，弹簧弹性势能最小，故 B C 正确；D.由于A、B、C 和弹簧构成的系统机械能守恒，而弹簧先由压缩恢复原长再拉伸，所以弹性势能先减小后增加，故 A、B、C 系统的机械能先变大后变小，故 D 正确。故选B CDo8.（2021全国高三专题练习）质量分别为机和2机的两个小球A和 B,中间用轻质杆相连，在杆的中点。处有一水平固定转动轴，把杆置于水平位置后释放，在 5 球顺时针转动到最低位置的过程中（）26ABo om 0 2mA.B 球的重力势能减少，动能增加，3 球和地球组成的系统机械能守恒B.4 球的重力势能增加，动能也增加，A 球和地球组成的系统机械能不守

35、恒C.A 球、B 球和地球组成的系统机械能守恒D.A 球、b 球和地球组成的系统机械能不守恒【答案】BC【详解】3 球从水平位置转到最低点的过程中，重力势能减少，动能增加，A 球重力势能增加，动能增加，4 球和地球组成的系统机械能增加。由于A 球、8 球和地球组成的系统只有重力做功，故系统机械能守恒，A 球和地球组成的系统机械能增加，则 3 球和地球组成的系统机械能一定减少，故 BC正确，AD错误。故选BC。9.（2021全国高三专题练习）如图所示，足够长的水平传送带以速度y沿逆时针方向传动，传送带的左端与光滑圆弧轨道底部平滑连接，圆弧轨道上的A点与圆心等高，一小物块从A 点由静止滑下，再滑上

36、传送带，经过一段时间又返回圆弧轨道，返回圆弧轨道时小物块恰好能到达A 点，则下列说法正确的 是（）2A.圆弧轨道的半径一定是:2gB.若减小传送带速度，则小物块可能到达不了 A 点27C.若增大传送带速度，则小物块有可能经过圆弧轨道的最高点D.不论传送带速度增大到多大，小物块都不可能到达圆弧轨道的最高点【答案】B D【详解】A.小物块在圆弧轨道上下滑的过程中机械能守恒，设圆弧轨道的半径为心根据机械能守恒定律得m gR m vl所以小物块滑上传送带的初速度%=质。小物块滑上传送带后，由于摩擦力的作用开始减速，速度减小为零之后，又在传送带的摩擦力作用下反向加速，根据小物块的受力情况可知，在减速和加

37、速的过程中小物块的加速度的大小是相等的，若小物块恰好回到A点，小物块返回圆弧轨道底端时的速度大小等于从圆弧轨道下滑到传送带时的初速度大小，只要传送带的速度心同，2小物块就能返回到A点，则故A错误；B.若减小传送带速度，仍有 此 质，小物块就能返回到A点；若 同，则小物块返回到圆弧轨道底端时的速度小于%,则小物块到达不了 A点，故 B正确；C D.若增大传送带的速度，由于小物块返回到圆弧轨道底端的速度不变，故小物块只能滑到A点，不能滑到圆弧轨道的最高点，故 C 错误，D 正确。故 选 B Do10.（2021全国高三专题练习）质量为机的物体静止在光滑水平面上，从 U 0 时刻开始受到水平力的作用

38、力的大小尸与时间，的关系如图所示，力的方向保持不变，贝（I（）283 F0 ，o 2/Q 3%tA.3o时刻的瞬时功率为稣mB.3A）时刻的瞬时功率为受强mC.在 f=0到%）这段时间内，水平力的平均功率为名国4 2D.在 UO到架这段时间内，水平力的平均功率为变还6m【答案】BD【详解】AB.2。时刻速度大小v2=ai-2tQ=-tQm3。时刻的速度大小为丫3 =V2+O=0+0 =0m m m3。时刻力方=3打，所以瞬时功率D ”1 5 版P =3 乙 匕=2-m故 A 错误，B 正确；CD.03fo时间段，水平力对物体做功为W=4x+3Kz=与W媪0）2 +3为=当 笈2 m 2 2m平

39、均功率为2 9p w _ 22_52F_ 12tL3/0 6m故 C错误，D 正确；故选BDo11.（2021安徽池州市高三月考）如图所示，光滑的水平轨道MN与竖直平面内固定的光滑半圆轨道PN在 N 处相切，P、N 分别为半圆轨道的最高点和最低点，一个质量为，=02kg的小滑块（可视为质点）从水平轨道上的M 点以一定的初速度水平向右出发，沿水平直线轨道运动到N 点后，进入半圆轨道，恰好能够通过半圆轨道的最高点P,小滑块从半圆轨道最高点尸飞出后，恰好落在水平面上M 点。已知M、N 间的距离L =4 m,不计空气阻力，重力加速度g 取iO m/九 则（）A.小滑块飞出半圆轨道时的速度大小为5m/s

40、B.半圆轨道的半径为2mC.小滑块初速度大小为12m/sD.小滑块过半圆轨道的N 点时，对轨道的压力大小为12N【答案】BD【详解】A B.小滑块恰好能过最高点P,有小滑块由尸到M做平抛运动，有30L=vpt2R=；g/解得vp=2 石m/sR=2m选项A错误，B正确；C D.小滑块由N 到 P 机械能守恒，有1 ,1 2 c cmVg=-mVp+2mgR小滑块过N 点，利用牛顿第二定律，有K由牛顿第三定律有解得%=10m/s&=12N选项C 错误，D 正确；故选B Do12.（2021浙江省长兴中学高三月考）近几年有轨电车在我国多个城市开通试运营。这种电车采用超级电容作为电能存储设备，安全环

41、保，反复充电可达100万次以上。给该车充电的充电桩安装在公交站点，在乘客上下车的时间里可把电容器充满。假设这种电车的质量（含乘客）加=2（）t,电容器的电能转化电车机械能的效率为8 0%,以速度10m/s正常匀速行驶时，一次充满可持续31正常行驶5 k m,电车受到的平均阻力为车重的0.02倍，则()A.这种电车正常匀速行驶时发动机输出功率为3xl0 WB.某次进站从接近没电到充满电，电车从充电桩获得的能量为2.5X107JC.按电价().72元/kW h来计算，从接近没电到充满电需要电费4.0元D.若某次进站从接近没电到充满电用时5s,电容器充电的平均功率为5.0X106W【答案】B D【详

42、解】A.电车的重力G=wg=2OxlO3xlON=2xlO5N所受阻力f =0.02G=0.02 X2X105N=4000 N电车匀速行驶，则牵引力F=/=4000N电车正常匀速行驶时的功率P=FV=4X103X10W=4X104 W故 A错误；B.电车每次充满电后持续正常行驶5 k m,电车做功W=Fs=4xl03x5xl03J=2xl07 J32电车从充电桩所获得的能量w 1E=2.5xlO7J7故 B 正确;C.若按电价0.72元/kWh 来计算，从接近没电到充满电需要电费y=0.72x2.5 xlO73.6 xlO6=5元故 c 错误；D.若某次进站从接近没电到充满电用时2 5 s,则

43、充电桩为电车充电时的平均功率为P=-=2,5 x l07 W=5xlOftWt5故 D 正确。故选BDo1 3.如图所示，竖直平面内由倾角”=60。的斜面轨道A3、半径均为R 的半圆形细圆管轨道3CDE和圆周细圆管轨道E产 G构成一游戏装置固定于地面，B、E 两处轨道平滑连接，轨道所在平面与竖直墙面垂直。轨道出口处G和圆心。2的连线，以及&、E、Oi和3 等四点连成的直线与水平线间的夹角均为=30。,G点与竖直墙面的距离do现将质量为m的小球从斜面的某高度h处静止释放。小球只有与竖直墙面间的碰撞可视为弹性碰撞，不计小球大小和所受阻力。若释放处高度上打，当小球第一次运动到圆管最低点。时，求速度大

44、小汽及在此过程中所受合力的冲量的大小和方向；(2)求小球在圆管内与圆心Oi点等高的D点所受弹力尸N与五的关系式；33(3)若小球释放后能从原路返回到出发点，高度也应该满足什么条件?_ _ h 9【答案】回,四 瓯，水平向左；&=2件(方-1)(桓R)；/2=不 火KZ【详解】(1)机械能守恒mg儿解得Vc=2gi动量定理I=mvc=叫/2g%方向水平向左(2)机械能守恒1 2mg(h-R)=mvD牛顿第二定律解得8=2 加g(4 1)K满足的条件/后R34(3)第1种情况:不滑离轨道原路返回，条件是/iwgR第2种情况：与墙面垂直碰撞后原路返回，在进入G之前是平抛运动g其中匕=%sin。,vy

45、=vGcos0,则%sin cs =dg得忆=2病机械能守恒机卜gm试h满足的条件h=-R214.(2021全国高一课时练习)如图所示，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道A3C和水平轨道切在A点相切，3C为圆弧轨道的直径，。为圆心，3 0 4和0 3之 间 的 夹 角 为sin。=g。一质量为机的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过。点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用。已知小球在。点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零。重力加速度大小为g。求：(1)水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小；(2)小球到达A点时

46、速度的大小；(3)小球从C点落至水平轨道所用的时间。35a【答案】;mg,零；用 【详解】(1)设水平恒力的大小为线，小球到达。点时所受合力的大小为尸。由力的合成法则有二tana尸2=(mg)2+E：设小球到达。点时的速度大小为乙由牛顿第二定律得F=mR由以上各式和题给数据得即设小球到达4点的速度大小为“，作8 _ L P A,交于。点，如图所示,由几何关系得DA=RsinaCD-R(l+cosa)36由动能定理有I _ _mv-mv2=mg-CD+Fo-DA联立各式和题给数据得，小球在A 点的速度大小为(3)小球离开C点后在竖直方向上做初速度不为零的匀加速运动，加速度大小为 g,设小球在竖直

47、方向的初速度为明从。点落至水平轨道上所用时间为建由运动学公式有1 ,-v j+-g t2=CD得5丫 g15.(2021全国高三专题练习)滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱。图中ABCD为滑板的运动轨道，AB和 CD是两段光滑的圆弧，水平段 BC的长度L=5m。一运动员从尸点以w=6m/s的初速度下滑，经 BC后冲上 CD轨道，达到Q 点时速度减为零。已知运动员连同滑板的质量m=70kg,h=2m,H=3m,g 取 lOm/s2。求：(1)运动员第一次经过5 点和C点的速度为、vc；(2)滑板与BC之间的动摩擦因数出(3)运动员最后静止的位置与B 点之间的距离工37【答案】(1)8

48、.72m/s,7.75m/s；(2)0.16；(3)3.75m【详解】(1)选经过BC的水平面为零势能面，尸到8 的过程中，机械能守恒(加诏+mgh=解出vB x 8.72m/s。到。的过程中，机械能守恒3*=m gH解出vc x 7.75m/s(2)3 到。的过程中，由运动学公式2aL=vc2-vfi2得到=-1.6m/s2运动员连同滑板，受到三个力的作用，如图俨牛顿第二定律FN-mg=038N=tna解出 =0.16(3)两侧圆弧形轨道光滑，所以运动员最终停在水平轨道上。运动员在BC轨道上的往返过程中，总是在做减速运动，加速度大小恒为L6m/s2,设 BC轨道上往返的总路程为s,由运动学公

49、式2as=0-u J得到s=23.75m推理，因s=4L+3.75m=23.75m故运动员最终停下的位置离B点x=3.75m16.(2021全国高三专题练习)某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛。比赛路径如图所示，赛车从起点A 出发，沿水平直线轨道运动距离L后，由B 点进入半径为R的光滑竖直圆轨道，离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C点，并能越过壕沟。已知赛车质量机=0.1 k g,通电后以额定功率尸=1.5 W 工作，进入竖直轨道前所受阻力居恒为0.3 N,随后在运动中受到的阻力均可不计。图中=10.00 m,=0.32 m,h=1.2 5 m,*=1.50 m,取 g=10 m/s

50、2o(1)要使赛车能完成圆周运动，赛车到达B点时速度至少为多大？(2)要使赛车完成比赛，电动机至少工作多长时间？394杏 一L fhQ Q【答案】（l）4 m/ss【详解】若赛车恰好能到达圆轨道最高点，则由牛顿第二定律有2解得匕淅=厢对赛车从B 点到最高点的过程利用动能定理，有1 2 1 22mgR=-m v.n-m vn.n得*加=*=4 m/s赛车出。点后做平抛运动，由代入数据可得Z=0.5s由X匕 二7可得vc=3m/s由，cVPbmin可知，赛车能完成圆周运动则必能越过壕沟，要使赛车完成比赛,40赛车到达8 点时速度至少为4 m/s,设电动机至少工作时间为公 对赛车从A到 B 的过程利