高考物理歷年真題-功和能（解析版）

1、專題6 功和能（解析版）近5年（2017-2021）高考物理試題分類解析3.2021全國甲卷第7題. 一質(zhì)量為m的物體自傾角為的固定斜面底端沿斜面向上滑動。該物體開始滑動時的動能為，向上滑動一段距離后速度減小為零，此后物體向下滑動，到達斜面底端時動能為。已知，重力加速度大小為g。則（）A. 物體向上滑動的距離為B. 物體向下滑動時的加速度大小為C. 物體與斜面間的動摩擦因數(shù)等于0.5D. 物體向上滑動所用的時間比向下滑動的時間長【答案】BC【解析】AC物體從斜面底端回到斜面底端根據(jù)動能定理有物體從斜面底端到斜面頂端根據(jù)動能定理有整理得；，A錯誤，C正確；B物體向下滑動時的根據(jù)牛頓第二定律有求解

2、得出，B正確；D物體向上滑動時的根據(jù)牛頓第二定律有物體向下滑動時的根據(jù)牛頓第二定律有由上式可知a上 a下由于上升過程中的末速度為零，下滑過程中的初速度為零，且走過相同的位移，根據(jù)公式則可得出，D錯誤。故選BC。4.2021全國乙卷第1題. 如圖，光滑水平地面上有一小車，一輕彈簧的一端與車廂的擋板相連，另一端與滑塊相連，滑塊與車廂的水平底板間有摩擦。用力向右推動車廂使彈簧壓縮，撤去推力時滑塊在車廂底板上有相對滑動。在地面參考系（可視為慣性系）中，從撤去推力開始，小車、彈簧和滑塊組成的系統(tǒng)（）A. 動量守恒，機械能守恒B. 動量守恒，機械能不守恒C. 動量不守恒，機械能守恒D. 動量不守恒，機械能

3、不守恒【答案】B【解析】因為滑塊與車廂水平底板間有摩擦，且撤去推力后滑塊在車廂底板上有相對滑動，即摩擦力做功，而水平地面是光滑的；以小車、彈簧和滑塊組成的系統(tǒng)，根據(jù)動量守恒和機械能守恒的條件可知撤去推力后該系統(tǒng)動量守恒，機械能不守恒。故選B。6.2021全國乙卷第11題. 一籃球質(zhì)量為，一運動員使其從距地面高度為處由靜止自由落下，反彈高度為。若使籃球從距地面的高度由靜止下落，并在開始下落的同時向下拍球、球落地后反彈的高度也為。假設運動員拍球時對球的作用力為恒力，作用時間為；該籃球每次與地面碰撞前后的動能的比值不變。重力加速度大小取，不計空氣阻力。求：（1）運動員拍球過程中對籃球所做的功；（2）

4、運動員拍球時對籃球的作用力的大小?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）第一次籃球下落的過程中由動能定理可得籃球反彈后向上運動的過程由動能定理可得第二次從1.5m的高度靜止下落，同時向下拍球，在籃球反彈上升的過程中，由動能定理可得第二次從1.5m的高度靜止下落，同時向下拍球，籃球下落過程中，由動能定理可得因籃球每次和地面撞擊的前后動能的比值不變，則有比例關系代入數(shù)據(jù)可得（2）因作用力是恒力，在恒力作用下籃球向下做勻加速直線運動，因此有牛頓第二定律可得在拍球時間內(nèi)運動的位移為做得功為聯(lián)立可得（舍去）7.2021湖南卷第3題. “復興號”動車組用多節(jié)車廂提供動力，從而達到提速的目的?？傎|(zhì)量為的動車組

5、在平直的軌道上行駛。該動車組有四節(jié)動力車廂，每節(jié)車廂發(fā)動機的額定功率均為，若動車組所受的阻力與其速率成正比（，為常量），動車組能達到的最大速度為。下列說法正確的是（）A. 動車組在勻加速啟動過程中，牽引力恒定不變B. 若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，則動車組從靜止開始做勻加速運動C. 若四節(jié)動力車廂輸出的總功率為，則動車組勻速行駛的速度為D. 若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，動車組從靜止啟動，經(jīng)過時間達到最大速度，則這一過程中該動車組克服阻力做的功為【答案】C【解析】A對動車由牛頓第二定律有若動車組在勻加速啟動，即加速度恒定，但隨速度增大而增大，則牽引力也隨阻力增大而變大，故A錯誤；B若四

6、節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，則總功率為4P，由牛頓第二定律有故可知加速啟動的過程，牽引力減小，阻力增大，則加速度逐漸減小，故B錯誤；C若四節(jié)動力車廂輸出的總功率為，則動車組勻速行駛時加速度為零，有而以額定功率勻速時，有聯(lián)立解得故C正確；D若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，動車組從靜止啟動，經(jīng)過時間達到最大速度，由動能定理可知可得動車組克服阻力做的功為故D錯誤；故選C。14.2021河北卷第6題. 一半徑為R的圓柱體水平固定，橫截面如圖所示，長度為、不可伸長的輕細繩，一端固定在圓柱體最高點P處，另一端系一個小球，小球位于P點右側同一水平高度的Q點時，繩剛好拉直，將小球從Q點由靜止釋放，當與圓柱

7、體未接觸部分的細繩豎直時，小球的速度大小為（重力加速度為g，不計空氣阻力）（）A. B. C. D. 【答案】A【解析】小球下落的高度為h = R - R + R = R小球下落過程中，根據(jù)動能定理有mgh = mv2綜上有v = 故選A。17.2021浙江卷第8題. 大功率微波對人和其他生物有一定的殺傷作用。實驗表明，當人體單位面積接收的微波功率達到時會引起神經(jīng)混亂，達到時會引起心肺功能衰竭。現(xiàn)有一微波武器，其發(fā)射功率。若發(fā)射的微波可視為球面波，則引起神經(jīng)混亂和心肺功能衰竭的有效攻擊的最遠距離約為（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】設微波有效攻擊范圍為r時單位面積接收微波功率為解得

8、則引起神經(jīng)混亂時有 引起心肺功能衰竭時有所以B正確；ACD錯誤；故選B。19.2021浙江卷第11題. 中國制造某一型號泵車如圖所示，表中列出了其部分技術參數(shù)。已知混凝土密度為，假設泵車的泵送系統(tǒng)以的輸送量給高處輸送混凝土，則每小時泵送系統(tǒng)對混凝土做的功至少為（）發(fā)動機最大輸出功率（）332最大輸送高度（m）63整車滿載質(zhì)量（）最大輸送量（）180A. B. C. D. 【答案】C【解析】泵車的泵送系統(tǒng)以的輸送量給高處輸送混凝土，每小時泵送系統(tǒng)對混凝土做的功故選C。2020全國1卷第題7.一物塊在高3.0 m、長5.0 m的斜面頂端從靜止開始沿斜面下滑，其重力勢能和動能隨下滑距離s的變化如圖中

9、直線、所示，重力加速度取10 m/s2。則（）A. 物塊下滑過程中機械能不守恒B. 物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5C. 物塊下滑時加速度的大小為6.0 m/s2D. 當物塊下滑2.0 m時機械能損失了12 J【答案】AB【解析】A下滑5m的過程中，重力勢能減少30J，動能增加10J，減小的重力勢能并不等與增加的動能，所以機械能不守恒，A正確；B斜面高3m、長5m，則斜面傾角為37。令斜面底端為零勢面，則物塊在斜面頂端時的重力勢能mgh30J可得質(zhì)量m1kg下滑5m過程中，由功能原理，機械能的減少量等于克服摩擦力做的功mgcoss20J求得0.5,B正確；C由牛頓第二定律mgsinmgcosm

10、a求得a2m/s2,C錯誤；D物塊下滑2.0m時，重力勢能減少12J，動能增加4J，所以機械能損失了8J，D選項錯誤。故選AB。2020江蘇省卷第1題1.質(zhì)量為的汽車在水平路面上勻速行駛，速度為，受到的阻力大小為.此時，汽車發(fā)動機輸出的實際功率是（ ）A. B. C. D.【答案】1. C 【解析】實際功率=。2020江蘇省卷第4題4.如圖所示，一小物塊由靜止開始沿斜面向下滑動，最后停在水平地面上.斜面和地面平滑連接，且物塊與斜面、物塊與地面間的動摩擦因數(shù)均為常數(shù).該過程中，物塊的動能與水平位移x關系的圖象是（ ）A. B. C. D.【答案】4. A 【解析】設斜面傾角為下滑階段，是直線；

11、平面滑動階段（到斜面底端為起點），也是直線。所以選A 2020北京卷第13題13.在同一豎直平面內(nèi)，3個完全相同的小鋼球（1號、2號、3號）懸掛于同一高度；靜止時小球恰能接觸且懸線平行，如圖所示。在下列實驗中，懸線始終保持繃緊狀態(tài)，碰撞均為對心正碰。以下分析正確的是（）A. 將1號移至高度釋放，碰撞后，觀察到2號靜止、3號擺至高度。若2號換成質(zhì)量不同的小鋼球，重復上述實驗，3號仍能擺至高度B. 將1、2號一起移至高度釋放，碰撞后，觀察到1號靜止，2、3號一起擺至高度，釋放后整個過程機械能和動量都守恒C. 將右側涂膠的1號移至高度釋放，1、2號碰撞后粘在一起，根據(jù)機械能守恒，3號仍能擺至高度D.

12、 將1號和右側涂膠的2號一起移至高度釋放，碰撞后，2、3號粘在一起向右運動，未能擺至高度，釋放后整個過程機械能和動量都不守恒【答案】D【解析】A1號球與質(zhì)量不同的2號球相碰撞后，1號球速度不為零，則2號球獲得的動能小于1號球撞2號球前瞬間的動能，所以2號球與3號球相碰撞后，3號球獲得的動能也小于1號球撞2號球前瞬間的動能，則3號不可能擺至高度，故A錯誤；B1、2號球釋放后，三小球之間碰撞為彈性碰撞，且三小球組成的系統(tǒng)只有重力做功，所以系統(tǒng)的機械能守恒，但整個過程中，系統(tǒng)所受合外力不為零，所以系統(tǒng)動量不守恒，故B錯誤；C1、2號碰撞后粘在一起，為完全非彈性碰撞，碰撞過程有機械能損失，所以1、2號

13、球再與3號球相碰后，3號球獲得的動能不足以使其擺至高度，故C錯誤；D碰撞后，2、3號粘在一起，為完全非彈性碰撞，碰撞過程有機械能損失，且整個過程中，系統(tǒng)所受合外力不為零，所以系統(tǒng)的機械能和動量都不守恒，故D正確。故選D。2020天津卷第8題8.復興號動車在世界上首次實現(xiàn)速度350km/h自動駕駛功能，成為我國高鐵自主創(chuàng)新的又一重大標志性成果。一列質(zhì)量為m的動車，初速度為，以恒定功率P在平直軌道上運動，經(jīng)時間t達到該功率下的最大速度，設動車行駛過程所受到的阻力F保持不變。動車在時間t內(nèi)（ ）A. 做勻加速直線運動B. 加速度逐漸減小C. 牽引力的功率D. 牽引力做功【答案】BC【解析】AB動車的功率恒定，根據(jù)可知動車的牽引力減小，根據(jù)牛頓第二定律得可知動車的加速度減小，所以動車做加速度減小的加速運動，A錯誤，B正確；C當加速度為0時，牽引力等于阻力，則額定功率為，C正確；D動車功率恒定，在時間內(nèi)，牽引力做功為根據(jù)動能定理得，D錯誤。故選BC。2020山東卷第11題11.如圖所示