2022年高考物理三轮冲刺练习专题三功和能

更新时间：2022-03-23 浏览次数：84 类型：三轮冲刺

一、单选题

1. (2021高三上·东城期末) 平传送带在电动机的带动下以恒定的速率 $\text{[math]}$ 运动。某时刻在传送带左侧A端轻轻放置一个质量为 $\text{[math]}$ 的小物体，经时间 $\text{[math]}$ 小物体恰好与传送带共速，此时小物体未到达传送带的最右端，在这段时间内（）

A . 摩擦力对小物体做的功为 $\text{[math]}$ B . 由于小物体与传送带相互作用而产生的内能为 $\text{[math]}$ C . 由于小物体与传送带相互作用电动机要多做的功为 $\text{[math]}$ D . 共速前小物体受向右的摩擦力，共速后小物体受向左的摩擦力

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2. (2021高三上·南阳期末) 如图所示，一个倾角为 $\text{[math]}$ =30°的光滑斜面固定在水平面上，不可伸长的轻绳一端固定在斜面上的O点，另一端系一个质量为m的小球（可视为质点），绳长为L，在O点沿斜面向下 $\text{[math]}$ 处的P点钉一枚与斜面垂直的钉子。现将小球拉起，使轻绳与斜面平行月在水平方向上伸直，由静止释放，小球绕O点转动90°时绳与钉子相碰。已知重力加速度大小为g，不计一切摩擦和空气阻力，下列说法中正确的是（）

A . 绳碰到钉子前瞬间，小球的线速度为 $\text{[math]}$ B . 绳碰到钉子后瞬间小球的线速度突然增大 C . 绳碰到钉子后，小球绕P点做圆周运动可恰好到达最高点O点 D . 若将钉钉子的位置P点沿斜面向下移动，OP距离越大，绳碰到钉子后瞬间受到的拉力越大

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二、多选题

3. (2022·马鞍山模拟) 如图，半径为R的内壁光滑竖直圆轨道固定在桌面上，一个可视为质点的质量为m的小球静止在轨道底部A点。现用小锤沿水平方向快速击打小球，使小球在极短的时间内获得一个水平速度后沿轨道在竖直面内运动。当小球回到A点时，再次用小锤沿运动方向击打小球，通过这两次击打，小球才能运动到圆轨道的最高点。已知小球在运动过程中始终未脱离轨道，在第一次击打过程中小锤对小球做功W₁ ，第二次击打过程中小锤对小球做功W₂。设先后两次击打过程中小锤对小球做功全部用来增加小球的动能，则 $\text{[math]}$ 的值可能是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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4. (2022·重庆模拟) 游乐场有一种儿童滑轨，其竖直剖面示意图如图所示，AB部分是半径为R的四分之一圆形轨道，BC为轨道水平部分与半径OB垂直。一质量为m的小孩（可视为质点）从A点由静止滑下，滑到圆弧轨道末端B点时，对轨道的正压力为2.5mg，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）

A . 到达B点的速度大小为 $\text{[math]}$ B . 到达B点的速度大小为 $\text{[math]}$ C . 从A到B克服摩檫力做功为 $\text{[math]}$ D . 从A到B克服摩檫力做功为 $\text{[math]}$

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5. (2022·咸阳模拟) 如图所示，滑轮大小可忽略的传送带以恒定速率顺时针转动，将小物块在传送带底端P点无初速度释放，小物块在摩擦力作用下运动至传送带顶端，在小物块运动过程中，下列说法中正确的是（）

A . 小物块所受摩擦力的瞬时功率一定不断变大 B . 小物块所受摩擦力做的功大于小物块动能的增加量 C . 若物块滑到顶端时恰好与传送带共速，则两者间因摩擦而产生的内能恰好等于物块增加的机械能 D . 若物块滑动顶端时恰好与传送带共速，则两者间因摩擦而产生的内能恰好等于物块增加的动能

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6. (2022·丰顺模拟) 幼儿园滑梯（如图甲所示）是孩子们喜欢的游乐设施之一，滑梯可以简化为如图乙所示模型。一质量为m的小朋友（可视为质点），从竖直面内、半径为r的圆弧形滑道的A点由静止开始下滑，利用速度传感器测得小朋友到达圆弧最低点B时的速度大小为 $\text{[math]}$ （g为当地的重力加速度）。已知过A点的切线与竖直方向的夹角为30°，滑道各处动摩擦因数相同，则小朋友在沿着AB下滑的过程中（）

A . 克服摩擦力做功为 $\text{[math]}$ B . 处于先失重后超重状态 C . 重力的功率先减小后增大 D . 在最低点B时对滑道的压力大小为 $\text{[math]}$

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7. (2022·肇庆模拟) 如图甲所示为游乐场的旱滑梯，滑滑梯时游客乘坐旱滑圈从滑梯顶部由静止滑下，到达滑梯尾端时斜向上抛出后落在气垫上，图乙为滑梯的侧视图，不计空气阻力，以游客和旱滑圈为整体，则整体沿滑梯运动过程中，下列说法正确的是（）

A . 整体重力势能的减少量大于整体动能的增加量 B . 整体重力所做的功大于整体重力势能的减少量 C . 若游客在滑梯顶部时被工作人员用力沿滑梯斜面向下推一下，则整体下滑到轨道最底部时，整体对滑梯的压力增大 D . 若游客在滑梯顶部时被工作人员用力沿滑梯斜面向下推一下，则滑梯对整体的摩擦力做功不变

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8. (2021高三上·和平期末) 在拉力F的作用下，一辆玩具汽车从斜面底端由静止开始沿斜面运动，它的动能E_k与位移x的关系如图所示（AB段为曲线），各处的摩擦忽略不计，下列说法正确的是（）

A . 0～x₁过程中，车所受拉力逐渐增大 B . 0～x₁过程中，拉力的功率逐渐增大 C . 0～x₂过程与x₂～x₃过程，车的平均速度相等 D . x₂～x₃过程中，车的机械能可能不变

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三、综合题

9. (2022·莆田模拟) 如图所示，竖直平面内粗糙水平轨道AB与光滑的半圆轨道BC相切连接，一质量m=0.5kg的滑块在与水平方向成 $\text{[math]}$ 的拉力F的作用下从A点由静止开始向右运动，一段时间后撤去拉力F，撤去拉力F时滑块未到达B点，滑块恰好能运动到半圆轨道的最高点。已知水平轨道AB长为10m，半圆轨道的半径为0.64m，拉力F=5N，滑块与水平轨道间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ 。取重力加速度大小g=10m/s² ， sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
1. （1）滑块到达B点时的速度大小；
2. （2）拉力F的作用时间。
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10. (2022·永定模拟) 有人对鞭炮中炸药爆炸的威力产生了浓厚的兴趣，他设计如下实验，一个平板车固定在水平地面上，其右端恰好与光滑的半圆弧轨道的底端相切，在平板车的右端放置两个可视为质点的紧挨着的A、B两个物体（均可看成质点），物体质量均为m，现在在它们之间放少量炸药。当初A、B两物静止，点燃炸药让其爆炸，物体B向右运动，恰能到达半圆弧最高点。物体A沿平板车表面向左做直线运动，最后从车上掉下来，落地点离平板车左端的水平距离为s，已知平板车上表面离地面的高度为h，平板车表面长度为l，物体与平板车之间的动摩擦因数为μ，不计空气阻力，重力加速度为g。试求：
1. （1） A物体离开平板车的速度；
2. （2）圆弧的半径和炸药爆炸时对A、B两物体所做的功。
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11. (2022·咸阳模拟) 如图（甲）所示半径R=0.8m的光滑 $\text{[math]}$ 圆弧轨道固定在竖直平面内，B为轨道的最低点，B点右侧的光滑的水平面上紧挨B点有静止的小平板车，平板车质量M=2kg，长度l=1m，小车的上表面与B点等高，质量m=2kg的物块（可视为质点）从圆弧最高点A由静止释放，取g=10m/s²。
1. （1）求物块滑到轨道上的B点时对轨道的压力；
2. （2）若物块与平板车间的动摩擦因数为0.3，求物块从平板车右端滑出时平板车的速度大小；
3. （3）若锁定平板车并在上表面铺上一种特殊材料，其动摩擦因数从左向右随距离均匀变化如图（乙）所示，求物块滑离平板车时的速率。
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12. (2022·崇明模拟) 如图，长s=2m的粗糙水平面BC与光滑曲面AB平滑连接，一质量m=2kg的小物块静止于曲面上的A点，A点离水平面高h=1.5m，静止释放小物块，当小物块到达曲面底端B点后沿BC滑动，C点有个弹性墙面，物块撞到弹性墙后将被反向弹回，每次碰撞，物块将损失20%的能量。小物块与水平面间的动摩擦因数为0.25，g取10m/s²。求：
1. （1）小物块第一次到达B点时的速度v₁和在BC上运动时的加速度a的大小；
2. （2）小物块第一次被弹性墙弹出时的速度v₂；
3. （3）小物块最终停止时的位置离开C点的距离x。
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13. (2022·吕梁模拟) 如图所示，水平绝缘轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，半圆形轨道的半径为R。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场。现有一质量m的带正电的物体（可视为质点），在水平轨道上的P点由静止释放，已知静电力大小 $\text{[math]}$ 。带电体运动到半圆形轨道的D点时受到轨道给的弹力大小 $\text{[math]}$ 。已知带电体与水平轨道间的动摩擦因数为μ，取重力加速度g，不计空气阻力。求：（结果可以保留根号）
1. （1）带电体运动到D点时的加速度大小a_D；
2. （2）释放点P到半圆形轨道最低点B点的距离L₁；
3. （3）带电体在半圆轨道上运动过程中对轨道压力的最大值F_m；
4. （4）若带电体第一次经过C点，匀强电场方向突然变为竖直向下。带电体落在水平轨道上的位置到B点的距离L₂。
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14. (2022·韶关模拟) 如图所示，装置的左边是足够长的光滑水平台面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量M=2kg的小物块A.装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接.传送带始终以v=2m/s的速率逆时针转动.装置的右边是一光滑曲面，质量m=1kg的小物块B从其上距水平台面高h=1.0m处由静止释放.已知物块B与传送带之间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ， l=1.0m.物块A、B间发生的是对心弹性碰撞，第一次碰撞前物块A静止且处于平衡状态，取 $\text{[math]}$ 。求：
1. （1）物块B与物块A第一次碰撞前，B的速度大小；
2. （2）物块B与物块A第一次碰撞后到第二次碰撞前与传送带之间的摩擦生热Q；
3. （3）如果物块A、B每次碰撞后，物块A再回到平衡位置时都会立即被锁定，而当它们再次碰撞前锁定被解除，试求出物块B第n次碰撞后的动能 $\text{[math]}$ 。
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15. (2021·浙江会考) 如图是某种固定在同一竖直平面内的弹射装置，B、C、E分别是圆弧轨道最高或最低处，且 $\text{[math]}$ 。某质量为m的小球从压缩的弹簧A处由静止弹出，小球离开水平轨道AB后，直接进入竖直圆轨道最高点B处，在B处对轨道压力为mg，而后小球经过C点后平抛飞出，恰好无能量损失从D点切入第二个圆弧轨道，最后停在EF轨道某处，小球在两段水平轨道上运动的距离相等，且小球与AB、EF的动摩擦因数也相同。已知 $\text{[math]}$ ， sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
1. （1）物体经过C点的速度；
2. （2）小球在E点处对轨道压力；
3. （3）弹簧储存的弹性势能。
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16. (2022·余姚模拟) 某兴趣小组设计了一个“螺丝”形的竖直轨道模型，如图所示，将一质量为 $\text{[math]}$ 的小球（视为质点）放在O点，用弹簧装置将其从静止弹出，使其沿着半圆形竖直光滑轨道OMA和ANB运动，BC，CG是材料相同的水平面，其中BC段 $\text{[math]}$ ， CG足够长， $\text{[math]}$ 是与C、 $\text{[math]}$ 点相切的竖直圆形光滑管道（管径很小，C、 $\text{[math]}$ 相互靠近且错开），已知弧OMA的半径 $\text{[math]}$ ，圆弧 $\text{[math]}$ 的半径 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的半径 $\text{[math]}$ ，小球与BC。 $\text{[math]}$ 间的动摩擦因数均为 $\text{[math]}$ ，其余轨道均光滑，弹簧的最大弹性势能 $\text{[math]}$ ，小球运动时始终没有脱离轨道（g取 $\text{[math]}$ ）。求：
1. （1）小球通过A点的最小速度和对轨道N点的最小压力；
2. （2）要使小球最终停在BC段，求弹簧弹性势能的范围；
3. （3）以C点为坐标原点，CG为x轴，从C到G方向为正方向，求出弹簧弹性势能 $\text{[math]}$ 与小球停止位置坐标x的关系。
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17. (2021高三上·西宁期末) 如图所示，竖直平面内由倾斜轨道AB、半径为R的圆周细圆管O₁（在底部C处有交错，交错宽度不计）、半径为R的四分之一圆弧轨道DE构成一游戏装置固定于地面。B、D处均平滑连接，粗糙水平直轨道CD段长为1.5R，滑动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，其它所有摩擦均不计，圆弧轨道DE的圆心O₂与圆周细圆管圆心O₁等高。现将质量为m的小滑块从斜面的某高度h处静止释放，不计滑块大小和经过连接处的机械能损失。求：
1. （1）若h=3.5R，小滑块第一次冲出E点后达到的最高点离E点的高度；
2. （2）若h=3R，小滑块第一次到达细圆管的最高点时对轨道的作用力；
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18. (2021高三上·和平期末) 如图所示，质量为M=2kg的长木板放在光滑的水平面上，质量为m=1kg物块（可视为质点）放在长木板的左端，用大小为10N、方向斜向右上与水平方向成θ角的拉力F作用在物块上，使物块从静止开始运动，物块运动ls的时间，撤去拉力，如果物块刚好不滑离木板，物块与木板间动摩擦因数为0.5，重力加速度g=10m/s² ， sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：
1. （1）撤去拉力时物块和木板的速度分别多大；
2. （2）木板的长度为多少。
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