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2025年高考真題分類匯編PAGEPAGE1專題06功和能1.(2025·云南·高考真題)如圖所示,中老鐵路國際旅客列車從云南某車站由靜止出發(fā),沿水平直軌道逐漸加速到144km/h,在此過程中列車對座椅上的一高中生所做的功最接近(
)A.4×105J B.4×104J C.4×103J D.4×102J【答案】B【詳解】高中生的質(zhì)量約為50kg,根據(jù)動能定理有故選B。2.(2025·海南·高考真題)足夠長的傳送帶固定在豎直平面內(nèi),半徑,圓心角的圓弧軌道與平臺平滑連接,平臺與順時針勻速轉(zhuǎn)動的水平傳送帶平滑連接,工件A從圓弧頂點無初速度下滑,在平臺與B碰成一整體,B隨后滑上傳送帶,已知,,A、B可視為質(zhì)點,AB與傳送帶間的動摩擦因數(shù)恒定,在傳送帶上運動的過程中,因摩擦生熱,忽略軌道及平臺的摩擦,(1)A滑到圓弧最低點時受的支持力;(2)A與B整個碰撞過程中損失的機械能;(3)傳送帶的速度大小。【答案】(1),方向豎直向上;(2)(3)或【詳解】(1)A從開始到滑到圓弧最低點間,根據(jù)機械能守恒解得在最低點根據(jù)牛頓第二定律解得,方向豎直向上;(2)根據(jù)題意AB碰后成一整體,根據(jù)動量守恒解得故A與B整個碰撞過程中損失的機械能為(3)第一種情況,當(dāng)傳送帶速度小于時,AB滑上傳送帶后先減速后勻速運動,設(shè)AB與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為,對AB根據(jù)牛頓第二定律設(shè)經(jīng)過時間后AB與傳送帶共速,可得該段時間內(nèi)AB運動的位移為傳送帶運動的位移為故可得聯(lián)立解得,另一解大于舍去;第二種情況,當(dāng)傳送帶速度大于時,AB滑上傳送帶后先加速后勻速運動,設(shè)經(jīng)過時間后AB與傳送帶共速,同理可得該段時間內(nèi)AB運動的位移為傳送帶運動的位移為故可得解得,另一解小于舍去。3.(2025·廣東·高考真題)用開瓶器拔出瓶中的木塞,初始時軟木塞的上截面與玻璃瓶口平齊,木塞質(zhì)量為,高為h,過程中做勻加速直線運動,加速度為a、過程中木塞受到的摩擦力為,其中為參數(shù),h為木塞高,x為木塞運動的距離。開瓶器齒輪的半徑為r,重力加速度為。(1)求拔出時,齒輪的角速度ω;(2)求初始到拔出,開瓶器對木塞做的功W;(3)設(shè)經(jīng)過時間為t,求開瓶器的功率P與t的關(guān)系式?!敬鸢浮?1)(2)(3)【詳解】(1)木塞的末速度等于齒輪線速度,對木塞,根據(jù)運動學(xué)公式根據(jù)角速度和線速度的關(guān)系聯(lián)立可得(2)根據(jù)題意畫出木塞摩擦力與運動距離的關(guān)系圖如圖所示可得摩擦力所做的功為對木塞,根據(jù)動能定理解得(3)設(shè)開瓶器對木塞的作用力為,對木塞,根據(jù)牛頓第二定律速度位移開瓶器的功率聯(lián)立可得4.(2025·黑吉遼蒙卷·高考真題)如圖,一雪塊從傾角的屋頂上的點由靜止開始下滑,滑到A點后離開屋頂。O、A間距離,A點距地面的高度,雪塊與屋頂?shù)膭幽Σ烈驍?shù)。不計空氣阻力,雪塊質(zhì)量不變,取,重力加速度大小。求:(1)雪塊從A點離開屋頂時的速度大?。?2)雪塊落地時的速度大小,及其速度方向與水平方向的夾角?!敬鸢浮?1)5m/s(2)8m/s,60°【詳解】(1)雪塊在屋頂上運動過程中,由動能定理代入數(shù)據(jù)解得雪塊到A點速度大小為(2)雪塊離開屋頂后,做斜下拋運動,由動能定理代入數(shù)據(jù)解得雪塊到地面速度大小速度與水平方向夾角,滿足解得5.(2025·山東·高考真題)一輛電動小車上的光伏電池,將太陽能轉(zhuǎn)換成的電能全部給電動機供電,剛好維持小車以速度v勻速運動,此時電動機的效率為。已知小車的質(zhì)量為m,運動過程中受到的阻力(k為常量),該光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率為,則光伏電池單位時間內(nèi)獲得的太陽能為()A. B. C. D.【答案】A【詳解】根據(jù)題意小車勻速運動,則有小車的機械功率由于電動機的效率為,則有光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率為,即可得故選A。1.如圖所示,一根粗細均勻的光滑細桿豎直固定,與細桿相距處固定一個輕質(zhì)光滑的小滑輪。質(zhì)量均為的小物體A、B用輕彈簧相連,豎直放在水平面上,沒有彈性的輕繩一端與物體A相連,另一端與穿在細桿上、質(zhì)量也為的小環(huán)C相連。將小環(huán)C拉至P點時,輕繩與細桿的夾角為,物體B剛好對水平面無壓力。現(xiàn)讓小環(huán)C從P點由靜止釋放,依次經(jīng)過M點和N點,M點與滑輪等高,P點和N點關(guān)于M點對稱。已知小環(huán)經(jīng)過M點時,彈簧處于原長狀態(tài),重力加速度為。下列選項正確的是()A.輕彈簧的勁度系數(shù)為B.小環(huán)從P點運動到M點的過程中,彈簧彈性勢能的減少量大于小環(huán)動能的增加量C.小環(huán)經(jīng)過N點時,物體A的速度大小為D.小環(huán)經(jīng)過N點時,物體A的速度大小為【答案】C【來源】2025屆江西省重點中學(xué)協(xié)作體高三下學(xué)期第二次聯(lián)考物理試卷【詳解】A.小球在P點時根據(jù)胡克定律可得可得選項A錯誤;B.小環(huán)運動到M點時A的速度為零,該過程由能量關(guān)系可知,小環(huán)重力勢能減小量與彈簧彈性勢能的減小量之和等于小環(huán)動能的增加量,可知該過程中彈簧彈性勢能的減少量小于小環(huán)動能的增加量,選項B錯誤;CD.因P點和N點關(guān)于M點對稱,則小環(huán)經(jīng)過N點時,由能量關(guān)系解得物體A的速度大小為選項C正確,D錯誤。故選C。2.重力儲能是一種新型儲能方式,其基本原理如圖甲所示,斜面傾角,平臺上固定一臺電動機,斜面與平臺交接處有一光滑、輕質(zhì)定滑輪,質(zhì)量m=2kg的重物(可視為質(zhì)點)停在斜面底端a點,通過輕繩與電動機相連,重物與斜面間的動摩擦因數(shù),輕繩與斜面平行。在t=0時刻啟動電動機,在t1時刻,重物到達b點,速度為4m/s,電動機的輸出功率為100W,在t2(t2=4.6s)時刻,重物到達c點,在c點輕繩突然斷裂,在t3時刻,重物到達d點,上述過程中重物的速度-時間圖像如圖乙所示,重力加速度g取10m/s2,,。下列選項正確的是()A.電動機的額定輸出功率為100WB.在t=3s時電動機的輸出功率為80WC.以斜面底面為零勢能面,重物運動到d點時的重力勢能為320JD.從d點自由滑到a點的過程中,重物的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能的效率約為67%【答案】B【來源】2025屆江西省重點中學(xué)協(xié)作體高三下學(xué)期第二次聯(lián)考物理試卷【詳解】A.電動機的輸出功率為100W是實際功率不一定是額定功率,故A錯誤;B.重物到達b點,速度為4m/s,電動機的輸出功率為100W,此時繩牽引力由牛頓運動定律,,,故在t=3s時重物做勻速運動,電動機的輸出功率,故B正確;C.在c點輕繩突然斷裂,由牛頓運動定律,重物運動到d點時間,重物上升總位移以斜面底面為零勢能面,重物運動到d點時的重力勢能,故C錯誤;D.從d點自由滑到a點的過程中,由動能定理重物的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能的效率,效率約為33%,故D錯誤。故選B。3.如圖所示,半徑為R的光滑半圓弧固定在光滑水平面上且與水平面光滑連接于C點,AC是豎直直徑,B距離光滑水平面高度為R,質(zhì)量均為m的小球甲、乙(視為質(zhì)點)用輕質(zhì)細桿連接,小球甲套在半圓弧細桿上的A點,小球乙放置在C點,甲、乙均處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)讓小球甲受到輕微的擾動,小球甲套在半圓弧細桿上向下運動,小球乙沿著水平面向左運動,重力加速度為g,則在小球甲從A到B的運動過程中,下列說法正確的是(
)A.甲的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為甲的動能B.甲克服桿的作用力做的功大于桿對小球乙所做的功C.當(dāng)甲剛運動到B點時,甲、乙的速度大小之比為D.當(dāng)甲剛運動到B點時,甲的動能為【答案】C【來源】2025屆河南省十校教研聯(lián)盟高三下學(xué)期5月聯(lián)合模擬考試物理試卷【詳解】A.甲的速度沿切線方向,在B點時,根據(jù)幾何關(guān)系可知,桿與豎直方向夾角為60°,則此時所以乙的速度不為零,則甲的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為甲和乙的動能之和,故A錯誤;B.因為桿是輕桿,根據(jù)機械能守恒可知,甲克服桿的作用力做的功等于桿對乙所做的功,故B錯誤;C.甲運動到B點時,甲、乙的速度大小之比為故C正確;D.甲運動到B點時,根據(jù)機械能守恒甲的動能為故D錯誤。故選C。4.如圖所示,一個光滑的半徑為的半圓形管道在豎直平面內(nèi)固定放置,為管道圓心,為水平直徑。一條兩端系有小球的細繩穿過管道,管道內(nèi)徑略大于小球直徑,小球大小和繩的質(zhì)量都忽略不計,小球的質(zhì)量分別為和,初始時A球離點的距離也為,將A球由靜止釋放,隨后無碰撞地進入管道,細繩始終處于繃緊。已知重力加速度為,下列說法正確的是()A.剛釋放時繩上的拉力大小為B.A球運動到管道的最高點時,管道對小球的作用力向上C.A球運動到M處時,對管道的壓力大小為D.A球運動到管道最高點時對管道的壓力大小為【答案】D【來源】2025屆河南省部分重點高中高三下學(xué)期聯(lián)考考前押題物理試題【詳解】A.剛釋放時設(shè)繩上拉力為,對A有對B有聯(lián)立可得故A錯誤;C.當(dāng)球運動到點的過程中,有解得彈力提供向心力,有故C錯誤;BD.球運動到最高點的過程中,根據(jù)動能定理有聯(lián)立兩式可得在最高點時,向心力解得管道給小球的彈力向下,B錯誤,D正確。故選D。5.(24-25高三下·江蘇宿遷泗陽縣·適考)如圖所示,輕繩上端固定在O點,下端連接小球。將球拉起,繩剛好被水平拉直,由靜止釋放小球.當(dāng)小球運動至最低點時,下列物理量的大小與繩長有關(guān)的是()A.小球的加速度 B.小球的動量C.小球重力的功率 D.繩子的拉力【答案】B【來源】江蘇省宿遷市泗陽縣2024-2025學(xué)年高三下學(xué)期第一次適應(yīng)性考試(一模)物理試卷【詳解】由靜止釋放小球.當(dāng)小球運動至最低點時,根據(jù)動能定理有A.根據(jù)加速度的公式有則加速度與繩長無關(guān),故A錯誤;B.小球的動量為則動量與繩長有關(guān),故B正確;C.小球在最低點時,重力與速度垂直,重力的功率為0,則重力的功率與繩長無關(guān),故C錯誤;D.在最低點,根據(jù)牛頓第二定律有解得繩子的拉力與繩長無關(guān),故D錯誤;故選B。6.(24-25高三下·江蘇宿遷泗陽縣·適考)如圖所示,一輕質(zhì)彈簧的一端固定在光滑斜面的擋板上。物塊從圖示位置靜止釋放,彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。則物塊與彈簧有相互作用的整個下滑過程中()A.擋板對彈簧做負功B.物塊的速度逐漸減小C.物塊在最低點時的加速度最大D.物塊的機械能先增大后減小【答案】C【來源】江蘇省宿遷市泗陽縣2024-2025學(xué)年高三下學(xué)期第一次適應(yīng)性考試(一模)物理試卷【詳解】A.在擋板對彈簧的力方向上無位移,擋板對彈簧不做功,故A錯誤;B.物塊與彈簧組成彈簧振子,在平衡位置速度最大,最低點速度為零,故速度先增大后減小,故B錯誤;C.物塊與彈簧組成彈簧振子,可知物塊在最低點時的加速度最大,故C正確;D.壓縮彈簧過程中,彈性勢能一直增大,物塊的機械能一直減小,故D錯誤。故選C。7.跳臺滑雪是一項極富有挑戰(zhàn)性的運動。運動簡化過程如圖乙所示,運動員起跳瞬間速度大小v1,方向與水平方向的夾角為α,著陸瞬間速度大小為v2,方向與水平方向的夾角為β。運動員與滑雪板的總質(zhì)量為m,所受空氣阻力與速度大小成正比,比例系數(shù)為k,重力加速度為g。下列說法正確的是()A.在運動過程中運動員始終處于超重狀態(tài)B.運動員在空中的運動為勻變速曲線運動C.從起跳點A到著陸點C運動員的重力勢能減少量為D.起跳點A到著陸點C的水平距離為【答案】D【來源】2025屆山東省實驗中學(xué)高三下學(xué)期第二次模擬考試物理試題【詳解】A.空氣阻力與速度方向相反,運動員受到空氣阻力與重力作用,豎直方向先向上減速后向下加速,豎直方向上加速度方向向下,可知,在運動過程中運動員始終處于失重狀態(tài),故A錯誤;B.運動員受到空氣阻力與重力作用,由于所受空氣阻力與速度大小成正比,可知,運動員所受外力的合力在發(fā)生變化,即加速度發(fā)生變化,運動員在空中的運動不是勻變速曲線運動,故B錯誤;C.令空氣阻力做功為,根據(jù)動能定理有其中解得故C錯誤;D.由于所受空氣阻力與速度大小成正比,即有在水平方向上,根據(jù)動量定理有其中,解得故D正確。故選D。8.如圖,一質(zhì)量均勻分布的木板長度為L,靜止在均勻粗糙的水平桌面上,其右端和桌面右端對齊。現(xiàn)給木板一水平向右的瞬時沖量,木板右移后靜止。將木板放回原位,桌子右端拼合上一張等高的光滑水平桌面,再給木板同樣的瞬時沖量I,則木板完全停下時右移的距離為()A. B. C. D.L【答案】C【來源】2025屆山東省Flawless聯(lián)考高三下學(xué)期選考科目考試(四)物理試題【詳解】第一次根據(jù)動能定理其中第二次設(shè)木板完全停下時右移的距離為x,則由動能定理解得故選C。9.(24-25高三下·浙江諸暨·適考)如圖所示為兩個固定的均勻帶電的絕緣球面,半徑分別為7R和R,所帶電荷量分別為Q和Q(Q>0),兩球面內(nèi)切于E點,球心O和O1的連線沿水平方向。一根內(nèi)壁光滑的豎直絕緣細管穿過大球面球心O,與球面相交于B、C兩點?,F(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電量為q(q>0)的小球從A點沿細管由靜止開始下落,運動通過D點。已知AB兩點距離和CD兩點距離均為R,靜電力常量為k,重力加速度為g,設(shè)無窮遠處為零勢能面,點電荷Q產(chǎn)生電勢為,則()A.A點電勢為B.小球通過D點時的速度為C.小球通過O點時的動能為D.小球從B運動到O的過程中加速度一直在增大【答案】C【來源】浙江省諸暨市2024-2025學(xué)年高三下學(xué)期5月適應(yīng)性考試(二模)物理試題【詳解】A.幾何關(guān)系可知則A點電勢為故A錯誤;B.根據(jù)對稱性和電勢疊加原理易得,AD點電勢相等,即AD電勢差U為0,根據(jù)動能定理有解得小球通過D點時的速度故B錯誤;C.根據(jù)對稱性和電勢疊加原理易得O點電勢小球從A到O過程,根據(jù)動能定理有聯(lián)立解得小球通過O點時的動能為故C正確;D.小球從B運動到O的過程中,大球?qū)π∏虻膸靵隽?(大球在其內(nèi)部產(chǎn)生的場強為0),小球只受重力和小球的庫侖力。小球受到帶正電小球的庫侖力,設(shè)其方向與豎直方向夾角為,根據(jù)牛頓第二定律可知小球加速度從從B運動到O的過程中,r在減小,在增大(減?。?,故無法判斷加速度大小具體變化,故D錯誤。故選D。10.如圖所示,光滑斜面體OAB固定在水平桌面上,斜面OA和OB的傾角分別為α=53°、β=37°。質(zhì)量相同的物塊a和b(均可視為質(zhì)點)從頂端O處分別由斜面OA和OB從靜止滑下,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列說法正確的是()A.a(chǎn)和b下滑過程,所用時間之比為B.a(chǎn)和b下滑過程,重力的沖量大小之比為C.a(chǎn)和b下滑到底端時,重力的瞬時功率大小之比為D.a(chǎn)和b下滑到底端時,動能大小之比為【答案】B【來源】2025屆陜西省渭南市臨渭區(qū)高三下學(xué)期質(zhì)量檢測(三模)物理試題【詳解】A.設(shè)斜面的高度為h,則,所以故A錯誤;B.下滑過程中重力的沖量大小為所以故B正確;C.下滑到底端時,重力的瞬時功率大小為,所以故C錯誤;D.根據(jù)動能定理可得所以故D錯誤。故選B。11.如甲圖所示,質(zhì)量為2kg的物塊,以的初速度在水平地面上向右運動,水平向左的推力F隨路程x變化的圖像如圖乙所示,已知物體與地面之間的動擦因數(shù)為,重力加速度g取,忽略空氣阻力,則()A.物塊回到出發(fā)點時的速度大小為2m/sB.整個過程中克服摩擦力做功14JC.x=3m時,物塊的動能為8JD.物塊運動的位移大小為4m【答案】A【來源】2025屆河北省石家莊市部分學(xué)校高三下學(xué)期考前模擬大演練物理試卷【詳解】A.物塊向右運動時受到水平向左的推力和摩擦力,若物塊減速到0,根據(jù)動能定理有從圖像可知則代入得再代入數(shù)據(jù)化簡得解得或(舍)當(dāng)物塊向左運動時受到水平向左的推力與水平向右的摩擦,當(dāng)時,根據(jù)動能定理有代入數(shù)據(jù)得故A正確;B.回到出發(fā)點,克服摩擦力做功之后為0,物體減速至0,克服摩擦力做功則總功故B錯誤;C.因,說明物塊向左運動1m,而時,根據(jù)動能定理有解得故C錯誤;D.由A選項,可知物塊回到出發(fā)點時速度為2m/s,根據(jù)動能定理有解得故D錯誤。故選A。12.如圖所示,某實驗小組用輕質(zhì)壓縮彈簧代替推進劑,來研究火箭單級推進與多級推進。火箭的總質(zhì)量為m,重力加速度為g,彈簧始終處于彈性限度內(nèi),火箭始終在豎直方向上運動,不計空氣阻力。方案一:將兩根相同的輕彈簧并排放置在火箭底部(不連接),模擬火箭的單級推進,將兩根彈簧進行同樣的壓縮,釋放后火箭在極短時間內(nèi)獲得速度(此過程忽略重力的影響),此后上升的最大高度為h。方案二:將火箭分為質(zhì)量相等的兩級,將方案一中的兩根輕彈簧分別放置在兩級火箭的底部(均不連接),將兩級火箭上下疊放,并使兩根輕彈簧分別壓縮與方案一相同長度,以此模擬火箭的二級推進過程。實驗時,先釋放一級火箭底部的彈簧進行一級推進,使兩級火箭迅速獲得一共同速度,一級推進完成瞬間立即自動釋放兩級之間的彈簧進行二級推進,推進過程忽略重力影響。下列說法正確的是()A.兩個方案中,火箭運動過程中機械能守恒B.方案二中,一級推進完成瞬間,火箭速度的大小為C.方案二中,二級火箭上升的最大高度為D.方案一中,壓縮的單根彈簧儲存的彈性勢能為【答案】C【來源】2025屆山東省德州市高三下學(xué)期三模物理試題【詳解】A.兩個方案中,火箭運動過程中彈簧彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為火箭的動能,火箭機械能增加,故A錯誤;D.設(shè)壓縮的單根彈簧儲存的彈性勢能為,方案一中,根據(jù)彈簧和火箭組成的系統(tǒng)機械能守恒有得故D錯誤;BC.方案二中,一級推進完成瞬間,設(shè)火箭的速度大小為,根據(jù)彈簧和火箭組成的系統(tǒng)機械能守恒有求得設(shè)二級推進完成瞬間,一級火箭和二級火箭的速度分別為和,根據(jù)一級火箭、二級火箭以及兩級火箭之間彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒和機械能守恒分別有,聯(lián)立解得,設(shè)二級火箭上升的最大高度為,則二級推進完成后,根據(jù)二級火箭機械能守恒有解得故B錯誤,C正確。故選C。13.如圖所示,物流傳送帶在電動機的帶動下始終以大小為的水平速度勻速運動。某時刻在傳送帶的左端輕放一個質(zhì)量為m的小物箱,小物箱在傳送帶上做勻變速運動,經(jīng)時間t小物箱的速度與傳送帶的速度相同,重力加速度大小為g,則在這段時間內(nèi),下列說法正確的是()A.小物箱相對傳送帶的位移大小為B.小物箱與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為C.小物箱與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量為D.因傳送小物箱,電動機至少要多做的功為【答案】B【來源】2025屆江西省金太陽高三下學(xué)期5月聯(lián)考物理試卷【詳解】A.小物箱相對傳送帶的位移就是傳送帶與小物箱在時間內(nèi)的位移差,有故A錯誤;B.小物箱在時間內(nèi)做勻加速直線運動,加速度速度,解得故B正確;C.小物箱與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量故C錯誤;D.由功能關(guān)系可知因傳送小物箱,電動機至少要多做的功等于小物箱增加的動能與系統(tǒng)摩擦產(chǎn)生的熱能之和,有故D錯誤。故選B。14.某次訓(xùn)練投擲中,運動員將質(zhì)量的鉛球以初速度斜向上拋出,忽略空氣阻力,重力加速度。已知鉛球在時動能達到最小值。以拋出點所在水平面為零勢能面,下列反映鉛球在空中運動過程中動能、重力勢能,隨時間t或高度h變化關(guān)系的圖像正確的是()A. B.C. D.【答案】C【來源】2025屆山東省濰坊市高三下學(xué)期三模物理試卷【詳解】AC.鉛球做斜拋運動,在時動能達到最小值,此時到達最高點,且重力勢能最大;設(shè)拋出時的水平速度為v0x,則解得拋出時的豎直速度可知拋出時的速度方向與水平方向夾角為30°;初動能則上升過程中t時刻的動能可知圖像是二次函數(shù),不是直線;因其中h最大值則圖像是傾斜直線且上升時和下降時的圖像重合,選項A錯誤,C正確;BD.重力勢能可知圖像是二次函數(shù),不是直線;圖像是一條直線,因h最大值為1.25m,則下降過程圖像與上升過程重合,選項BD錯誤。故選C。15.已知均勻球殼對內(nèi)部任意一點的引力為零,若地球可視為質(zhì)量分布均勻的球體,半徑為,地球表面的重力加速度大小為,若從地球表面沿半徑方向挖一深度為的洞,忽略地球自轉(zhuǎn)和空氣阻力的影響,下列說法正確的是()A.洞底的重力加速度大小為B.洞底的重力加速度大小為C.若從地表由靜止掉落一物體,到達洞底時的速度大小為D.若從地表由靜止掉落一物體,到達洞底時的速度大小為【答案】D【來源】2025屆東北三省精準(zhǔn)教學(xué)高三4月聯(lián)考(二模)物理試卷【詳解】AB.在地球表面,根據(jù)萬有引力等于重力有其中可得可以將地球視為一個球心相同而半徑為的內(nèi)部球體和厚度為的外部球殼,由題意可知洞底恰好位于內(nèi)部球體表面,且外部球殼對洞底的物體的引力為零,而內(nèi)部球體表面重力加速度滿足其中解得故AB錯誤;CD.根據(jù)動能定理可知從地表到洞底,萬有引力做功等于動能變化,則有由于內(nèi)部球體表面重力加速度與內(nèi)部球體的半徑成正比,利用平均值求做功,有可得物體到達洞底時的速度大小為故C錯誤,D正確。故選D。16.從地面上以初速度豎直上拋一質(zhì)量為的小球,一段時間后落回地面的速度大小為。小球運動的速度隨時間變化的規(guī)律如圖所示。若運動過程中小球受到的阻力與其速率成正比,重力加速度為,下列說法中正確的是(
)A.小球上升過程的時間大于下落過程的時間B.小球上升和下降過程中阻力的沖量大小相等C.小球上升過程中的平均速度大于D.整個過程中阻力做功為0【答案】B【來源】2025屆北京市通州區(qū)高三下學(xué)期一模物理試卷【詳解】A.由題意可得,上升過程中,小球的加速度為下落過程中,小球的加速度為可知上升的平均加速度大于下落的平均加速度,且又上升和下降的位移相同,根據(jù)可知小球上升過程的時間小于下落過程的時間,故A錯誤;B.由題意可得,阻力與速率的關(guān)系為故阻力的沖量大小為因為上升過程和下降過程位移相同,則上升和下降過程阻力沖量大小相等,故B正確;C.上升過程若是勻減速運動,則平均速度為但由圖可知,其速度時間圖像面積小于勻減速運動的面積,即小球上升的位移小于勻減速上升的位移,則可得小球上升過程中的平均速度小于,故C錯誤;D.整個過程中阻力方向一直與速度反向,故阻力一直在做負功,故D錯誤。故選B。17.如圖所示,水平傳送帶以的速度順時針勻速轉(zhuǎn)動,質(zhì)量均為的兩個可視為質(zhì)點的滑塊A、B與傳送帶間的動摩擦因數(shù)均為?,F(xiàn)讓A、B分別從傳送帶的兩端同時滑上傳送帶,滑上時速度的大小均為,兩滑塊在傳送帶上恰好相遇未相碰,重力加速度,下列說法正確的是()A.兩滑塊從滑上傳送帶到相遇所用的時間為0.8sB.A、B相遇時與傳送帶左端的距離為2.4mC.傳送帶的長度為6mD.滑塊從滑上傳送帶到相遇,兩滑塊與傳送帶之間因摩擦產(chǎn)生的熱量為10J【答案】D【來源】2025屆遼寧省實驗中學(xué)高三下學(xué)期二模物理試題【詳解】A.因為,故A滑上傳送帶后先減速后勻速,B滑上傳送帶后先減速,再反向加速,最后勻速,當(dāng)兩滑塊都做勻速運動時剛好相遇,設(shè)滑塊滑上傳送帶后的加速度大小為a,有解得A減速運動的時間B從滑上傳送帶到勻速運動的時間故兩滑塊從滑上傳送帶到相遇所用的時間為2.4s,故A錯誤;B.兩滑塊相遇時與傳送帶左端的距離,即A的位移為故B錯誤;C.相遇前B的位移為方向向左,則傳送帶的長度為故C錯誤;D.A與傳送帶間的相對位移為B與傳送帶間的相對位移為故產(chǎn)生的總熱量為故D正確。故選D。18.如圖所示,一物塊(可視為質(zhì)點)以初速度從足夠長的固定斜面底端滑上斜面,運動過程中所受的阻力與速度大小成正比。以斜面底端為原點O和重力勢能的零點,沿斜面向上為正方向,該物塊的動能為、重力勢能為、機械能為E、重力做功的絕對值為、位移為s、在斜面上運動的時間為t。在該物塊從斜面底端滑上斜面到返回斜面底端的過程中,下列圖像可能正確的是()A. B.C. D.【答案】A【來源】2025屆遼寧省實驗中學(xué)高三下學(xué)期二模物理試題【詳解】A.設(shè)斜面的傾角為θ,物塊沿斜面運動的過程中重力做功的絕對值,故A正確;B.物塊在斜面上運動時,上升過程中所受的合力根據(jù)動能定理有圖線的斜率的絕對值越來越小,下滑過程中,位移s減小,所受的合力圖線的斜率的絕對值越來越小,故B錯誤;C.物塊上滑到最高點所用的時間小于下滑到原點的時間,故C錯誤;D.物塊沿斜面運動的過程中,由于阻力做負功,物塊的機械能一直在減小,故D錯誤。故選A。19.蹦極是很多年輕人喜歡的一種運動,運動過程可以簡化為圖1所示,人下落過程可以近似看成在一條豎直線上的運動,且人可看成質(zhì)點。蹦極繩是一條原長為45m的彈性繩,人下落到B點時繩剛好伸直,下落到C點時速度剛好減為0,以起跳點O的位置為原點,豎直向下為x軸正方向建立坐標(biāo)系。取C點為零勢能參考面,假設(shè)人下落過程所受空氣阻力恒定,下落過程人的重力勢能隨位移變化的關(guān)系圖像如圖2中的圖線a所示,蹦極繩的彈性勢能隨位移變化的關(guān)系如圖2中的圖線b所示。人的質(zhì)量為50kg,蹦極繩始終在彈性限度范圍內(nèi),重力加速度g取10m/s2,其余數(shù)據(jù)圖2中已標(biāo)出,則下列說法正確的是()A.人下落到C點時,人和蹦極繩組成的系統(tǒng)減少的機械能是4×104JB.人受到的空氣阻力大小是1000NC.人下落到B點時的動能是18000JD.蹦極繩的最大彈力是2560N【答案】C【來源】2025屆海南省多校高三下學(xué)期高考模擬考試(三模)物理試題【詳解】A.人下落到C點時,重力勢能為零,動能為零,彈性勢能為3.2×104J,而初始時人的機械能為4.0×104J,所以人和蹦極繩組成的系統(tǒng)減少的機械能為故A錯誤;B.根據(jù)功能關(guān)系可得解得故B錯誤;C.從O到B的過程中,由動能定理有,人下落到B點時,即下落45m,由圖可得聯(lián)立解得故C正確;D.根據(jù)功能關(guān)系可得代入數(shù)據(jù)解得故D錯誤。故選C。20.如圖所示,截面為直角三角形的斜面體固定在水平面上,兩斜面光滑,斜面傾角分別為和,左側(cè)斜面底端固定一擋板,物塊a緊挨擋板放置,斜面頂端固定一輕質(zhì)定滑輪,輕繩一端連接物塊a,一端跨過定滑輪與勁度系數(shù)為k的彈簧上端連接,彈簧的下端連接物塊b。初始狀態(tài),用手托住物塊b(處于P處),使兩物塊a、b均靜止,彈簧處于原長且輕繩剛好伸直,輕繩和彈簧都與斜面平行?,F(xiàn)釋放物塊b,物塊b從P運動到最低點Q的過程中,物塊a恰好沒有離開擋板。已知彈簧的彈性勢能表達式(x為彈簧形變量),物塊a的質(zhì)量為M,重力加速度為g,下列說法正確的是()A.物塊b被釋放瞬間,其加速度大小為B.物塊a、b的質(zhì)量之比為C.彈簧的最大彈性勢能為D.物塊b運動到PQ中點時速度大小為【答案】AB【來源】2025屆青海省西寧市大通縣高三下學(xué)期三模物理試卷【詳解】AB.由題意可知,物塊b在PQ之間做簡諧運動,在P點時的加速度大小為由對稱性可知物塊b在Q點的加速度大小也是,根據(jù)牛頓第二定律有解得故AB正確;C.物塊由P到Q的過程,由機械能守恒可知重力勢能減少量等于彈簧彈性勢能的增加量,設(shè)PQ的長度為x,則解得所以彈性勢能故C錯誤;D.從P點到PQ中點由能量守恒定律得解得故D錯誤。故選AB。21.如圖所示,絕緣水平地面上固定有一帶正電小球A,小球A正上方有一個輕小光滑定滑輪,絕緣細線繞過定滑輪拴住另一個相同的帶電小球B。已知兩小球的質(zhì)量均為,電荷量均為,重力加速度大小為,靜電力常量為,兩小球均可視為點電荷,拉力時,小球B對地面恰好無壓力,然后繼續(xù)緩慢拉動細線使小球B緩慢移動到小球A的正上方,下列說法正確的是()A.小球B對地面恰好無壓力時兩小球間的距離為B.小球B被拉動后,受到小球A的庫侖力逐漸減小C.小球B被拉動后,電場力對小球B先做正功后做負功D.把小球B拉到小球A正上方的過程中,拉力對小球B做的功為【答案】AD【來源】2025屆甘肅省多校高三下學(xué)期5月聯(lián)考考試物理試卷【詳解】A.設(shè)小球A到定滑輪的距離為,A、B間的距離為,小球B恰好離開地面時,靜電力由平衡可知解得選項A正確;BC.小球B被拉動后,一直處于平衡狀態(tài)可得移動過程中,兩球之間的距離保持不變,小球B受到小球A的庫侖力大小不變,電場力對小球B不做功,選項BC錯誤;D.根據(jù)功能關(guān)系可知,拉力對小球B做的功等于小球B重力勢能的增加量,選項D正確。故選AD。22.如圖所示,水平光滑平面與順時針勻速轉(zhuǎn)動的水平傳送帶的右端A點平滑連接,輕質(zhì)彈簧右端固定,原長時左端恰位于A點?,F(xiàn)用外力緩慢推動一質(zhì)量為m的小滑塊(與彈簧不相連),使彈簧處于壓縮狀態(tài),由靜止釋放后,滑塊以速度v滑上傳送帶,一段時間后返回并再次壓縮彈簧。已知返回后彈簧的最大壓縮量是初始壓縮量的一半,滑塊第一次從釋放點到A點的時間及第一次在傳送帶上運動的時間均為t0。已知彈簧彈性勢能,其中k為勁度系數(shù)。不計空氣阻力,彈簧始終在彈性限度內(nèi),以下說法正確的是()A.傳送帶勻速轉(zhuǎn)動的速度大小為B.經(jīng)過足夠長的時間,滑塊最終靜止于水平面上C.滑塊第一次在傳送帶上運動的過程中電機多消耗的電能為D.滑塊從釋放到第4次經(jīng)過A點的總時間為【答案】AD【來源】2025屆山東省實驗中學(xué)高三下學(xué)期第二次模擬考試物理試題【詳解】A.由于返回后彈簧的最大壓縮量是初始壓縮量的一半,表明滑塊滑上傳送帶時先向左做勻減速直線運動,后向右做勻加速直線運動,加速至與皮帶速度相等后向右做勻速直線運動,則有,解得傳送帶的速度故A正確;B.結(jié)合上述可知,滑塊返回A點后勻速向右運動,壓縮彈簧至最短,又向左加速至脫離彈簧做勻速運動,之后再次在傳送帶上向左做勻減速直線運動,減速至0后向右做勻加速直線運動到達A時速度恰好與皮帶速度相等,之后重復(fù)上述運動,可知,經(jīng)過足夠長的時間,滑塊最終不會靜止于水平面上,故B錯誤;C.滑塊第一次向左做勻減速直線運動過程,利用逆向思維有第一次返回向右做勻加速直線運動過程有根據(jù)功能關(guān)系可知,滑塊第一次在傳送帶上運動的過程中電機多消耗的電能為解得故C錯誤;D.滑2第一次向右勻速運動的時間結(jié)合上述解得根據(jù)題意有其中由于滑塊與彈簧接觸過程的運動是簡諧運動,可知,滑塊在水平面上每次向右與向左運動的時間相等,均為t0,則滑塊從釋放到第4次經(jīng)過A點的總時間為結(jié)合上述解得故D正確。故選AD。23.某儲能系統(tǒng)的簡化模型如圖所示,傾角為的斜坡上,有一質(zhì)量為50kg的重物(可視為質(zhì)點)通過纜繩跨過輕質(zhì)滑輪與電動機連接。時,電動機開始工作,纜繩拉動重物從點由靜止沿斜坡向上運動;時,重物到達點,且在此之前速度已達到最大值,之后以最大速度繼續(xù)做勻速直線運動;時,關(guān)閉發(fā)動機,此時重物被拉到點;此后重物到達斜坡頂端點時速度剛好為零,系統(tǒng)儲存機械能。已知電動機工作時輸出的功率始終為2kW,重物與斜坡間動摩擦因數(shù),不計纜繩質(zhì)量以及其它摩擦損耗,重力加速度取,,。下列說法正確的是(
)A.重物到達點時的速度大小為B.重物在段的平均速度大小為C.斜坡的長度為44.8mD.在整個上升過程中,系統(tǒng)存儲的機械能和電動機消耗的電能的比值為【答案】AD【來源】2025屆長沙市雅禮中學(xué)高三下學(xué)期模擬試卷(二)物理試卷【詳解】A.重物在段勻速運動,得電動機的牽引力為又聯(lián)立解得重物到達點,且在此之前速度已達到最大值,所以重物到達點時的速度大小為,故A正確;B.重物在段根據(jù)動能定理有代入數(shù)據(jù)解得聯(lián)立以上,可得重物在段的平均速度大小為故B錯誤;C.重物在段勻速運動,有重物在段運動過程中,由牛頓第二定律得解得由運動學(xué)公式聯(lián)立解得則斜坡的長度為故C錯誤;D.全過程重物增加的機械能為整個過程由能量守恒得電動機消耗的總電能轉(zhuǎn)化為重物增加的機械能和摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能,故可知則故D正確。故選AD。24.風(fēng)洞實驗是了解飛行器空氣動力學(xué)特性的一種空氣動力實驗方法。在風(fēng)洞中將一質(zhì)量為m的飛行器(可視為質(zhì)點)由靜止釋放,假設(shè)飛行器所受風(fēng)洞阻力方向豎直向上,風(fēng)洞阻力大小f與飛行器下降速率v的關(guān)系為f=kv,測出飛行器由靜止下降h后做勻速直線運動,重力加速度大小為g。關(guān)于飛行器下降h的過程下列說法正確的是()A.飛行器的最大速率為 B.風(fēng)洞阻力對飛行器做功為C.飛行器運動過程中機械能守恒 D.飛行器運動時間為【答案】AD【來源】2025屆陜西省漢中市西鄉(xiāng)縣第一中學(xué)高三下學(xué)期二模物理試題【詳解】A.飛行器速度最大時加速度為零,則有解得故A正確;B.對飛行器由動能定理得解得故B錯誤;C.因風(fēng)洞阻力會對飛行器做功,故飛行器運動過程中機械能不守恒,故C錯誤;D.對飛行器由動量定理得又聯(lián)立解得故D正確。故選AD。25.物流公司用滑軌裝運貨物,如圖所示。長為、傾角為的傾斜滑軌與長為的水平滑軌平滑連接,有一質(zhì)量為的貨物從傾斜滑軌頂端由靜止開始下滑并以一定的速度進入貨車。已知貨物與兩段滑軌間的動摩擦因數(shù)均為0.25,,,空氣阻力不計,重力加速度取。求:(1)貨物滑到傾斜滑軌末端的速度大?。?2)貨物在傾斜滑軌與水平滑軌上損失的總機械能。【答案】(1)(2)【來源】2025屆廣東省高三下學(xué)期高考信息卷物理試題【詳解】(1)根據(jù)動能定理解得(2)在傾斜軌道下滑時,機械能減少量為在水平軌道右滑時,機械能減少量為減少的總機械能為26.如圖所示,光滑水平平臺右端與順時針勻速轉(zhuǎn)動的水平傳送帶左端點平滑無縫連接,左端與固定在豎直面內(nèi)的半徑為的光滑四分之一圓弧軌道最低點平滑連接,平臺表面與圓弧相切,半徑為的四分之一圓弧面也固定在豎直面內(nèi),圓弧面的圓心剛好為傳送帶的右端點,傳送帶兩端點間的距離為,將質(zhì)量為的物塊放在平臺上,將質(zhì)量為的物塊從圓弧軌道的最高點由靜止釋放,物塊與物塊發(fā)生彈性碰撞,碰撞后物塊一直勻減速運動到傳送帶的右端點,物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.5,物塊、均可視為質(zhì)點,不計空氣阻力,重力加速度大小為。求:(1)物塊滑到圓弧軌道點時對軌道的壓力大?。?2)傳送帶轉(zhuǎn)動的速度大小滿足什么條件?(3)改變傳送帶轉(zhuǎn)動的速度,使物塊從點落到圓弧面的過程中動能的變化量最小,則動能最小變化量為多少?【答案】(1)(2)(3)【來源】2025屆四川省達州市高級中學(xué)校高三下學(xué)期模擬預(yù)測物理試題【詳解】(1)設(shè)物塊到點時的速度大小為,根據(jù)機械能守恒有解得在點,根據(jù)牛頓第二定律解得根據(jù)牛頓第三定律可知,物塊對點的壓力大小等于。(2)設(shè)與碰撞后一瞬間,的速度大小為,的速度大小為,根據(jù)動量守恒定律根據(jù)能量守恒解得物塊在傳送帶上一直做減速運動,設(shè)物塊到傳送帶端時速度大小為,則傳送帶的速度大小,滿足根據(jù)運動學(xué)公式根據(jù)牛頓第二定律解得因此傳送帶的速度滿足的條件為。(3)物塊從點拋出的速度越大,落在圓弧面上的位置越高,重力做功越少,根據(jù)動能定理可知,動能的變化量越小;當(dāng)物塊一直加速到點時,速度最大,設(shè)最大速度為,根據(jù)運動學(xué)公式有解得設(shè)下落的高度為,水平位移為,則,又解得根據(jù)動能定理,動能的最小增加量27.如圖所示,傾角α=37°的斜面AB通過平滑的小圓弧與水平直軌道BC連接,BC右端與順時針轉(zhuǎn)動的傳送帶相連,DE為水平長直軌道,左端與該傳送帶相連,右端與半徑為R=0.4m的豎著的光滑半圓弧軌道EF相切,軌道最高點左側(cè)有一小車放置在足夠長的水平直軌道GH,小車右側(cè)與F點相齊平,小車左側(cè)安裝了一個輕彈簧裝置(質(zhì)量不計)。DE軌道以及傳送帶長度均為L=1m,DE段鋪設(shè)特殊材料,其動摩擦因數(shù)μ1=0.2x+0.2(x表示DE上一點到D點的距離)。物塊與AB、傳送帶和小車上表面之間(除彈簧原長部分外)的動摩擦因數(shù)均為,其余部分均光滑。現(xiàn)在一質(zhì)量為m=1kg的小物塊(可視為質(zhì)點)從斜面上某點靜止下滑。已知小車質(zhì)量M=3kg,d=1.2m,sin37°=0.6,cos37°=0.8。(1)物塊恰好到達F點,求物塊進入圓弧E點時對軌道的壓力;(2)若物塊釋放的高度為3m,為讓物塊能到達F點,求傳送帶的轉(zhuǎn)動速度至少多大;(3)物塊滑上小車后,與彈簧碰撞時機械能無損失,若小車撞上彈簧彈性勢能超過18J時會觸發(fā)機關(guān)把物塊鎖定,反之,物塊被彈回,為使物塊最終停留在小車上,求物塊到達F點時的速度應(yīng)滿足的條件?!敬鸢浮?1)60N;方向豎直向下(2)(3)【來源】2025屆浙江省z20名校聯(lián)盟高三下學(xué)期模擬預(yù)測物理試題【詳解】(1)恰好過F點,則滿足解得vF=2m/sE到F由動能定理解得在E點,由牛頓第二定律解得FN=60N根據(jù)牛頓第三定律得,對軌道壓力60N,方向豎直向下。(2)D到E摩擦力做功
由(1)知,物塊能到達F點,E點速度至少,由動能定理
解得物體斜面上下滑到C點,則解得假如一直加速,到D點速度為所以物塊在傳送帶先加速再勻速,傳送帶的速度至少。(3)過F點且擠壓彈簧鎖定
由動量守恒和能量關(guān)系可得,可得過F點擠壓彈簧彈回共速在小車右側(cè),可得則28.如圖所示,質(zhì)量的滑塊P從水平軌道末端A點以的速度滑出時,恰能沿豎直面內(nèi)的光滑軌道AB運動,且全程對軌道無壓力,到達B點時的速度大小、方向沿半徑的光滑圓形軌道BC的切線方向,軌道BC與長的粗糙水平軌道CD平滑連接,C為圓形軌道的最低點,CD平滑連接一傾角、足夠長的粗糙斜面。質(zhì)量也為的物塊Q靜止在水平軌道CD上,物塊P、Q與水平軌道CD及與斜面間的動摩擦因數(shù)均為,P與Q相碰會粘在一起,滑塊P、Q均可視為質(zhì)點?,F(xiàn)將滑塊P從A點無初速度釋放,,,重力加速度g取,求:(1)軌道AB的高度差;(2)滑塊P滑到圓軌道上的C點時,對軌道的壓力大??;(3)滑塊P、Q最后所停位置到D點的距離s與初始時Q到C點的距離x的關(guān)系。【答案】(1)(2)(3)【來源】2025屆河南省部分重點高中高三下學(xué)期5月聯(lián)合模擬考試物理試題【詳解】(1)滑塊P從水平軌道末端A點以滑出到B點過程,由動能定理有解得(2)設(shè)B點速度方向與水平方向夾角為α,有解得滑塊P從A點到C點過程,由動能定理有解得滑塊P在C點時,由向心力公式有解得由牛頓第三定律,可知滑塊P滑到C點時對軌道的壓力大?。?)設(shè)P滑行x后與Q碰撞,由動能定理有P、Q相碰過程,由動量守恒定律有聯(lián)立解得,若P、Q整體恰好到達D點,由動能定理有解得①當(dāng)時,由動能定理有解得②當(dāng)由動能定理有從斜面返回水平軌道,由動能定理有聯(lián)立解得29.如圖所示,半徑、圓心角的光滑圓弧軌道的左端點與傾角的粗糙斜面底端P相切,右端點Q與水平面相連。現(xiàn)將質(zhì)量的滑塊,從斜面上距離其底端處由靜止釋放,滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù),重力加速度g取10m/s2,滑塊可視為質(zhì)點,不計空氣阻力,求:(1)滑塊滑到斜面底端P所用的時間t;(2)滑塊經(jīng)過圓弧軌道最低點時,軌道對滑塊的支持力大?。?3)滑塊在水平面上的落點到圓弧軌道右端點Q的距離x?!敬鸢浮?1)(2)(3)【來源】2025屆河南省名校聯(lián)盟高三下學(xué)期5月第二次模擬考試物理試題【詳解】(1)據(jù)牛頓第二定律有據(jù)位移公式有解得(2)滑塊到P點速度滑塊從P點到最低點過程,由機械能守恒有據(jù)幾何關(guān)系有據(jù)牛頓第二定律有解得(3)滑塊從P點到Q點過程,據(jù)機械能守恒有據(jù)幾何關(guān)系有據(jù)運動的合成與分解,豎直方向有水平方向有其中解得30.如圖所示,長為L2=1.5m的水平傳送帶左右兩端與水平軌道平滑連接,以v0=4.0m/s的速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動;左側(cè)粗糙軌道RQ的長為L1=3.25m,左端R點固定有彈性擋板;右側(cè)光滑軌道PN的長為L3=3.5m,其右端與光滑圓弧軌道相切(N點為圓弧軌道的最低點)?,F(xiàn)將一可視為質(zhì)點的小物塊從圓弧軌道上某處靜止釋放,與擋板發(fā)生彈性碰撞后向右恰好能運動到P點。已知小物塊與傳送帶以及左側(cè)軌道的滑動摩擦因數(shù)均為μ=0.1,重力加速g取10m/s2,π2=10,不計物塊與擋板的碰撞時間。(1)求物塊第一次到達Q點時的速度大?。?2)為滿足上述運動,求物塊從圓弧軌道上釋放高度的范圍;(3)當(dāng)物塊從半徑大于100m圓弧軌道上高度為0.8m的位置由靜止釋放后,發(fā)現(xiàn)該物塊在圓弧軌道上運動的時間與從N點運動至第二次到達P點的時間相等,求圓弧軌道的半徑?!敬鸢浮?1)(2)(3)【來源】2025屆浙江省精誠聯(lián)盟高三下學(xué)期二模物理試題【詳解】(1)設(shè)物塊質(zhì)量為,由動能定理可得解得(2)物塊做勻加速運動,有解得物塊做勻減速運動,有解得(3)物塊由處下滑,有解得,解得而解得專題06功和能1.(2025·云南·高考真題)如圖所示,中老鐵路國際旅客列車從云南某車站由靜止出發(fā),沿水平直軌道逐漸加速到144km/h,在此過程中列車對座椅上的一高中生所做的功最接近(
)A.4×105J B.4×104J C.4×103J D.4×102J【答案】B【詳解】高中生的質(zhì)量約為50kg,根據(jù)動能定理有故選B。2.(2025·海南·高考真題)足夠長的傳送帶固定在豎直平面內(nèi),半徑,圓心角的圓弧軌道與平臺平滑連接,平臺與順時針勻速轉(zhuǎn)動的水平傳送帶平滑連接,工件A從圓弧頂點無初速度下滑,在平臺與B碰成一整體,B隨后滑上傳送帶,已知,,A、B可視為質(zhì)點,AB與傳送帶間的動摩擦因數(shù)恒定,在傳送帶上運動的過程中,因摩擦生熱,忽略軌道及平臺的摩擦,(1)A滑到圓弧最低點時受的支持力;(2)A與B整個碰撞過程中損失的機械能;(3)傳送帶的速度大小。【答案】(1),方向豎直向上;(2)(3)或【詳解】(1)A從開始到滑到圓弧最低點間,根據(jù)機械能守恒解得在最低點根據(jù)牛頓第二定律解得,方向豎直向上;(2)根據(jù)題意AB碰后成一整體,根據(jù)動量守恒解得故A與B整個碰撞過程中損失的機械能為(3)第一種情況,當(dāng)傳送帶速度小于時,AB滑上傳送帶后先減速后勻速運動,設(shè)AB與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為,對AB根據(jù)牛頓第二定律設(shè)經(jīng)過時間后AB與傳送帶共速,可得該段時間內(nèi)AB運動的位移為傳送帶運動的位移為故可得聯(lián)立解得,另一解大于舍去;第二種情況,當(dāng)傳送帶速度大于時,AB滑上傳送帶后先加速后勻速運動,設(shè)經(jīng)過時間后AB與傳送帶共速,同理可得該段時間內(nèi)AB運動的位移為傳送帶運動的位移為故可得解得,另一解小于舍去。3.(2025·廣東·高考真題)用開瓶器拔出瓶中的木塞,初始時軟木塞的上截面與玻璃瓶口平齊,木塞質(zhì)量為,高為h,過程中做勻加速直線運動,加速度為a、過程中木塞受到的摩擦力為,其中為參數(shù),h為木塞高,x為木塞運動的距離。開瓶器齒輪的半徑為r,重力加速度為。(1)求拔出時,齒輪的角速度ω;(2)求初始到拔出,開瓶器對木塞做的功W;(3)設(shè)經(jīng)過時間為t,求開瓶器的功率P與t的關(guān)系式。【答案】(1)(2)(3)【詳解】(1)木塞的末速度等于齒輪線速度,對木塞,根據(jù)運動學(xué)公式根據(jù)角速度和線速度的關(guān)系聯(lián)立可得(2)根據(jù)題意畫出木塞摩擦力與運動距離的關(guān)系圖如圖所示可得摩擦力所做的功為對木塞,根據(jù)動能定理解得(3)設(shè)開瓶器對木塞的作用力為,對木塞,根據(jù)牛頓第二定律速度位移開瓶器的功率聯(lián)立可得4.(2025·黑吉遼蒙卷·高考真題)如圖,一雪塊從傾角的屋頂上的點由靜止開始下滑,滑到A點后離開屋頂。O、A間距離,A點距地面的高度,雪塊與屋頂?shù)膭幽Σ烈驍?shù)。不計空氣阻力,雪塊質(zhì)量不變,取,重力加速度大小。求:(1)雪塊從A點離開屋頂時的速度大?。?2)雪塊落地時的速度大小,及其速度方向與水平方向的夾角?!敬鸢浮?1)5m/s(2)8m/s,60°【詳解】(1)雪塊在屋頂上運動過程中,由動能定理代入數(shù)據(jù)解得雪塊到A點速度大小為(2)雪塊離開屋頂后,做斜下拋運動,由動能定理代入數(shù)據(jù)解得雪塊到地面速度大小速度與水平方向夾角,滿足解得5.(2025·山東·高考真題)一輛電動小車上的光伏電池,將太陽能轉(zhuǎn)換成的電能全部給電動機供電,剛好維持小車以速度v勻速運動,此時電動機的效率為。已知小車的質(zhì)量為m,運動過程中受到的阻力(k為常量),該光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率為,則光伏電池單位時間內(nèi)獲得的太陽能為()A. B. C. D.【答案】A【詳解】根據(jù)題意小車勻速運動,則有小車的機械功率由于電動機的效率為,則有光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率為,即可得故選A。1.如圖所示,一根粗細均勻的光滑細桿豎直固定,與細桿相距處固定一個輕質(zhì)光滑的小滑輪。質(zhì)量均為的小物體A、B用輕彈簧相連,豎直放在水平面上,沒有彈性的輕繩一端與物體A相連,另一端與穿在細桿上、質(zhì)量也為的小環(huán)C相連。將小環(huán)C拉至P點時,輕繩與細桿的夾角為,物體B剛好對水平面無壓力。現(xiàn)讓小環(huán)C從P點由靜止釋放,依次經(jīng)過M點和N點,M點與滑輪等高,P點和N點關(guān)于M點對稱。已知小環(huán)經(jīng)過M點時,彈簧處于原長狀態(tài),重力加速度為。下列選項正確的是()A.輕彈簧的勁度系數(shù)為B.小環(huán)從P點運動到M點的過程中,彈簧彈性勢能的減少量大于小環(huán)動能的增加量C.小環(huán)經(jīng)過N點時,物體A的速度大小為D.小環(huán)經(jīng)過N點時,物體A的速度大小為【答案】C【來源】2025屆江西省重點中學(xué)協(xié)作體高三下學(xué)期第二次聯(lián)考物理試卷【詳解】A.小球在P點時根據(jù)胡克定律可得可得選項A錯誤;B.小環(huán)運動到M點時A的速度為零,該過程由能量關(guān)系可知,小環(huán)重力勢能減小量與彈簧彈性勢能的減小量之和等于小環(huán)動能的增加量,可知該過程中彈簧彈性勢能的減少量小于小環(huán)動能的增加量,選項B錯誤;CD.因P點和N點關(guān)于M點對稱,則小環(huán)經(jīng)過N點時,由能量關(guān)系解得物體A的速度大小為選項C正確,D錯誤。故選C。2.重力儲能是一種新型儲能方式,其基本原理如圖甲所示,斜面傾角,平臺上固定一臺電動機,斜面與平臺交接處有一光滑、輕質(zhì)定滑輪,質(zhì)量m=2kg的重物(可視為質(zhì)點)停在斜面底端a點,通過輕繩與電動機相連,重物與斜面間的動摩擦因數(shù),輕繩與斜面平行。在t=0時刻啟動電動機,在t1時刻,重物到達b點,速度為4m/s,電動機的輸出功率為100W,在t2(t2=4.6s)時刻,重物到達c點,在c點輕繩突然斷裂,在t3時刻,重物到達d點,上述過程中重物的速度-時間圖像如圖乙所示,重力加速度g取10m/s2,,。下列選項正確的是()A.電動機的額定輸出功率為100WB.在t=3s時電動機的輸出功率為80WC.以斜面底面為零勢能面,重物運動到d點時的重力勢能為320JD.從d點自由滑到a點的過程中,重物的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能的效率約為67%【答案】B【來源】2025屆江西省重點中學(xué)協(xié)作體高三下學(xué)期第二次聯(lián)考物理試卷【詳解】A.電動機的輸出功率為100W是實際功率不一定是額定功率,故A錯誤;B.重物到達b點,速度為4m/s,電動機的輸出功率為100W,此時繩牽引力由牛頓運動定律,,,故在t=3s時重物做勻速運動,電動機的輸出功率,故B正確;C.在c點輕繩突然斷裂,由牛頓運動定律,重物運動到d點時間,重物上升總位移以斜面底面為零勢能面,重物運動到d點時的重力勢能,故C錯誤;D.從d點自由滑到a點的過程中,由動能定理重物的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能的效率,效率約為33%,故D錯誤。故選B。3.如圖所示,半徑為R的光滑半圓弧固定在光滑水平面上且與水平面光滑連接于C點,AC是豎直直徑,B距離光滑水平面高度為R,質(zhì)量均為m的小球甲、乙(視為質(zhì)點)用輕質(zhì)細桿連接,小球甲套在半圓弧細桿上的A點,小球乙放置在C點,甲、乙均處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)讓小球甲受到輕微的擾動,小球甲套在半圓弧細桿上向下運動,小球乙沿著水平面向左運動,重力加速度為g,則在小球甲從A到B的運動過程中,下列說法正確的是(
)A.甲的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為甲的動能B.甲克服桿的作用力做的功大于桿對小球乙所做的功C.當(dāng)甲剛運動到B點時,甲、乙的速度大小之比為D.當(dāng)甲剛運動到B點時,甲的動能為【答案】C【來源】2025屆河南省十校教研聯(lián)盟高三下學(xué)期5月聯(lián)合模擬考試物理試卷【詳解】A.甲的速度沿切線方向,在B點時,根據(jù)幾何關(guān)系可知,桿與豎直方向夾角為60°,則此時所以乙的速度不為零,則甲的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為甲和乙的動能之和,故A錯誤;B.因為桿是輕桿,根據(jù)機械能守恒可知,甲克服桿的作用力做的功等于桿對乙所做的功,故B錯誤;C.甲運動到B點時,甲、乙的速度大小之比為故C正確;D.甲運動到B點時,根據(jù)機械能守恒甲的動能為故D錯誤。故選C。4.如圖所示,一個光滑的半徑為的半圓形管道在豎直平面內(nèi)固定放置,為管道圓心,為水平直徑。一條兩端系有小球的細繩穿過管道,管道內(nèi)徑略大于小球直徑,小球大小和繩的質(zhì)量都忽略不計,小球的質(zhì)量分別為和,初始時A球離點的距離也為,將A球由靜止釋放,隨后無碰撞地進入管道,細繩始終處于繃緊。已知重力加速度為,下列說法正確的是()A.剛釋放時繩上的拉力大小為B.A球運動到管道的最高點時,管道對小球的作用力向上C.A球運動到M處時,對管道的壓力大小為D.A球運動到管道最高點時對管道的壓力大小為【答案】D【來源】2025屆河南省部分重點高中高三下學(xué)期聯(lián)考考前押題物理試題【詳解】A.剛釋放時設(shè)繩上拉力為,對A有對B有聯(lián)立可得故A錯誤;C.當(dāng)球運動到點的過程中,有解得彈力提供向心力,有故C錯誤;BD.球運動到最高點的過程中,根據(jù)動能定理有聯(lián)立兩式可得在最高點時,向心力解得管道給小球的彈力向下,B錯誤,D正確。故選D。5.(24-25高三下·江蘇宿遷泗陽縣·適考)如圖所示,輕繩上端固定在O點,下端連接小球。將球拉起,繩剛好被水平拉直,由靜止釋放小球.當(dāng)小球運動至最低點時,下列物理量的大小與繩長有關(guān)的是()A.小球的加速度 B.小球的動量C.小球重力的功率 D.繩子的拉力【答案】B【來源】江蘇省宿遷市泗陽縣2024-2025學(xué)年高三下學(xué)期第一次適應(yīng)性考試(一模)物理試卷【詳解】由靜止釋放小球.當(dāng)小球運動至最低點時,根據(jù)動能定理有A.根據(jù)加速度的公式有則加速度與繩長無關(guān),故A錯誤;B.小球的動量為則動量與繩長有關(guān),故B正確;C.小球在最低點時,重力與速度垂直,重力的功率為0,則重力的功率與繩長無關(guān),故C錯誤;D.在最低點,根據(jù)牛頓第二定律有解得繩子的拉力與繩長無關(guān),故D錯誤;故選B。6.(24-25高三下·江蘇宿遷泗陽縣·適考)如圖所示,一輕質(zhì)彈簧的一端固定在光滑斜面的擋板上。物塊從圖示位置靜止釋放,彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。則物塊與彈簧有相互作用的整個下滑過程中()A.擋板對彈簧做負功B.物塊的速度逐漸減小C.物塊在最低點時的加速度最大D.物塊的機械能先增大后減小【答案】C【來源】江蘇省宿遷市泗陽縣2024-2025學(xué)年高三下學(xué)期第一次適應(yīng)性考試(一模)物理試卷【詳解】A.在擋板對彈簧的力方向上無位移,擋板對彈簧不做功,故A錯誤;B.物塊與彈簧組成彈簧振子,在平衡位置速度最大,最低點速度為零,故速度先增大后減小,故B錯誤;C.物塊與彈簧組成彈簧振子,可知物塊在最低點時的加速度最大,故C正確;D.壓縮彈簧過程中,彈性勢能一直增大,物塊的機械能一直減小,故D錯誤。故選C。7.跳臺滑雪是一項極富有挑戰(zhàn)性的運動。運動簡化過程如圖乙所示,運動員起跳瞬間速度大小v1,方向與水平方向的夾角為α,著陸瞬間速度大小為v2,方向與水平方向的夾角為β。運動員與滑雪板的總質(zhì)量為m,所受空氣阻力與速度大小成正比,比例系數(shù)為k,重力加速度為g。下列說法正確的是()A.在運動過程中運動員始終處于超重狀態(tài)B.運動員在空中的運動為勻變速曲線運動C.從起跳點A到著陸點C運動員的重力勢能減少量為D.起跳點A到著陸點C的水平距離為【答案】D【來源】2025屆山東省實驗中學(xué)高三下學(xué)期第二次模擬考試物理試題【詳解】A.空氣阻力與速度方向相反,運動員受到空氣阻力與重力作用,豎直方向先向上減速后向下加速,豎直方向上加速度方向向下,可知,在運動過程中運動員始終處于失重狀態(tài),故A錯誤;B.運動員受到空氣阻力與重力作用,由于所受空氣阻力與速度大小成正比,可知,運動員所受外力的合力在發(fā)生變化,即加速度發(fā)生變化,運動員在空中的運動不是勻變速曲線運動,故B錯誤;C.令空氣阻力做功為,根據(jù)動能定理有其中解得故C錯誤;D.由于所受空氣阻力與速度大小成正比,即有在水平方向上,根據(jù)動量定理有其中,解得故D正確。故選D。8.如圖,一質(zhì)量均勻分布的木板長度為L,靜止在均勻粗糙的水平桌面上,其右端和桌面右端對齊。現(xiàn)給木板一水平向右的瞬時沖量,木板右移后靜止。將木板放回原位,桌子右端拼合上一張等高的光滑水平桌面,再給木板同樣的瞬時沖量I,則木板完全停下時右移的距離為()A. B. C. D.L【答案】C【來源】2025屆山東省Flawless聯(lián)考高三下學(xué)期選考科目考試(四)物理試題【詳解】第一次根據(jù)動能定理其中第二次設(shè)木板完全停下時右移的距離為x,則由動能定理解得故選C。9.(24-25高三下·浙江諸暨·適考)如圖所示為兩個固定的均勻帶電的絕緣球面,半徑分別為7R和R,所帶電荷量分別為Q和Q(Q>0),兩球面內(nèi)切于E點,球心O和O1的連線沿水平方向。一根內(nèi)壁光滑的豎直絕緣細管穿過大球面球心O,與球面相交于B、C兩點?,F(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電量為q(q>0)的小球從A點沿細管由靜止開始下落,運動通過D點。已知AB兩點距離和CD兩點距離均為R,靜電力常量為k,重力加速度為g,設(shè)無窮遠處為零勢能面,點電荷Q產(chǎn)生電勢為,則()A.A點電勢為B.小球通過D點時的速度為C.小球通過O點時的動能為D.小球從B運動到O的過程中加速度一直在增大【答案】C【來源】浙江省諸暨市2024-2025學(xué)年高三下學(xué)期5月適應(yīng)性考試(二模)物理試題【詳解】A.幾何關(guān)系可知則A點電勢為故A錯誤;B.根據(jù)對稱性和電勢疊加原理易得,AD點電勢相等,即AD電勢差U為0,根據(jù)動能定理有解得小球通過D點時的速度故B錯誤;C.根據(jù)對稱性和電勢疊加原理易得O點電勢小球從A到O過程,根據(jù)動能定理有聯(lián)立解得小球通過O點時的動能為故C正確;D.小球從B運動到O的過程中,大球?qū)π∏虻膸靵隽?(大球在其內(nèi)部產(chǎn)生的場強為0),小球只受重力和小球的庫侖力。小球受到帶正電小球的庫侖力,設(shè)其方向與豎直方向夾角為,根據(jù)牛頓第二定律可知小球加速度從從B運動到O的過程中,r在減小,在增大(減?。薀o法判斷加速度大小具體變化,故D錯誤。故選D。10.如圖所示,光滑斜面體OAB固定在水平桌面上,斜面OA和OB的傾角分別為α=53°、β=37°。質(zhì)量相同的物塊a和b(均可視為質(zhì)點)從頂端O處分別由斜面OA和OB從靜止滑下,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列說法正確的是()A.a(chǎn)和b下滑過程,所用時間之比為B.a(chǎn)和b下滑過程,重力的沖量大小之比為C.a(chǎn)和b下滑到底端時,重力的瞬時功率大小之比為D.a(chǎn)和b下滑到底端時,動能大小之比為【答案】B【來源】2025屆陜西省渭南市臨渭區(qū)高三下學(xué)期質(zhì)量檢測(三模)物理試題【詳解】A.設(shè)斜面的高度為h,則,所以故A錯誤;B.下滑過程中重力的沖量大小為所以故B正確;C.下滑到底端時,重力的瞬時功率大小為,所以故C錯誤;D.根據(jù)動能定理可得所以故D錯誤。故選B。11.如甲圖所示,質(zhì)量為2kg的物塊,以的初速度在水平地面上向右運動,水平向左的推力F隨路程x變化的圖像如圖乙所示,已知物體與地面之間的動擦因數(shù)為,重力加速度g取,忽略空氣阻力,則()A.物塊回到出發(fā)點時的速度大小為2m/sB.整個過程中克服摩擦力做功14JC.x=3m時,物塊的動能為8JD.物塊運動的位移大小為4m【答案】A【來源】2025屆河北省石家莊市部分學(xué)校高三下學(xué)期考前模擬大演練物理試卷【詳解】A.物塊向右運動時受到水平向左的推力和摩擦力,若物塊減速到0,根據(jù)動能定理有從圖像可知則代入得再代入數(shù)據(jù)化簡得解得或(舍)當(dāng)物塊向左運動時受到水平向左的推力與水平向右的摩擦,當(dāng)時,根據(jù)動能定理有代入數(shù)據(jù)得故A正確;B.回到出發(fā)點,克服摩擦力做功之后為0,物體減速至0,克服摩擦力做功則總功故B錯誤;C.因,說明物塊向左運動1m,而時,根據(jù)動能定理有解得故C錯誤;D.由A選項,可知物塊回到出發(fā)點時速度為2m/s,根據(jù)動能定理有解得故D錯誤。故選A。12.如圖所示,某實驗小組用輕質(zhì)壓縮彈簧代替推進劑,來研究火箭單級推進與多級推進?;鸺目傎|(zhì)量為m,重力加速度為g,彈簧始終處于彈性限度內(nèi),火箭始終在豎直方向上運動,不計空氣阻力。方案一:將兩根相同的輕彈簧并排放置在火箭底部(不連接),模擬火箭的單級推進,將兩根彈簧進行同樣的壓縮,釋放后火箭在極短時間內(nèi)獲得速度(此過程忽略重力的影響),此后上升的最大高度為h。方案二:將火箭分為質(zhì)量相等的兩級,將方案一中的兩根輕彈簧分別放置在兩級火箭的底部(均不連接),將兩級火箭上下疊放,并使兩根輕彈簧分別壓縮與方案一相同長度,以此模擬火箭的二級推進過程。實驗時,先釋放一級火箭底部的彈簧進行一級推進,使兩級火箭迅速獲得一共同速度,一級推進完成瞬間立即自動釋放兩級之間的彈簧進行二級推進,推進過程忽略重力影響。下列說法正確的是()A.兩個方案中,火箭運動過程中機械能守恒B.方案二中,一級推進完成瞬間,火箭速度的大小為C.方案二中,二級火箭上升的最大高度為D.方案一中,壓縮的單根彈簧儲存的彈性勢能為【答案】C【來源】2025屆山東省德州市高三下學(xué)期三模物理試題【詳解】A.兩個方案中,火箭運動過程中彈簧彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為火箭的動能,火箭機械能增加,故A錯誤;D.設(shè)壓縮的單根彈簧儲存的彈性勢能為,方案一中,根據(jù)彈簧和火箭組成的系統(tǒng)機械能守恒有得故D錯誤;BC.方案二中,一級推進完成瞬間,設(shè)火箭的速度大小為,根據(jù)彈簧和火箭組成的系統(tǒng)機械能守恒有求得設(shè)二級推進完成瞬間,一級火箭和二級火箭的速度分別為和,根據(jù)一級火箭、二級火箭以及兩級火箭之間彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒和機械能守恒分別有,聯(lián)立解得,設(shè)二級火箭上升的最大高度為,則二級推進完成后,根據(jù)二級火箭機械能守恒有解得故B錯誤,C正確。故選C。13.如圖所示,物流傳送帶在電動機的帶動下始終以大小為的水平速度勻速運動。某時刻在傳送帶的左端輕放一個質(zhì)量為m的小物箱,小物箱在傳送帶上做勻變速運動,經(jīng)時間t小物箱的速度與傳送帶的速度相同,重力加速度大小為g,則在這段時間內(nèi),下列說法正確的是()A.小物箱相對傳送帶的位移大小為B.小物箱與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為C.小物箱與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量為D.因傳送小物箱,電動機至少要多做的功為【答案】B【來源】2025屆江西省金太陽高三下學(xué)期5月聯(lián)考物理試卷【詳解】A.小物箱相對傳送帶的位移就是傳送帶與小物箱在時間內(nèi)的位移差,有故A錯誤;B.小物箱在時間內(nèi)做勻加速直線運動,加速度速度,解得故B正確;C.小物箱與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量故C錯誤;D.由功能關(guān)系可知因傳送小物箱,電動機至少要多做的功等于小物箱增加的動能與系統(tǒng)摩擦產(chǎn)生的熱能之和,有故D錯誤。故選B。14.某次訓(xùn)練投擲中,運動員將質(zhì)量的鉛球以初速度斜向上拋出,忽略空氣阻力,重力加速度。已知鉛球在時動能達到最小值。以拋出點所在水平面為零勢能面,下列反映鉛球在空中運動過程中動能、重力勢能,隨時間t或高度h變化關(guān)系的圖像正確的是()A. B.C. D.【答案】C【來源】2025屆山東省濰坊市高三下學(xué)期三模物理試卷【詳解】AC.鉛球做斜拋運動,在時動能達到最小值,此時到達最高點,且重力勢能最大;設(shè)拋出時的水平速度為v0x,則解得拋出時的豎直速度可知拋出時的速度方向與水平方向夾角為30°;初動能則上升過程中t時刻的動能可知圖像是二次函數(shù),不是直線;因其中h最大值則圖像是傾斜直線且上升時和下降時的圖像重合,選項A錯誤,C正確;BD.重力勢能可知圖像是二次函數(shù),不是直線;圖像是一條直線,因h最大值為1.25m,則下降過程圖像與上升過程重合,選項BD錯誤。故選C。15.已知均勻球殼對內(nèi)部任意一點的引力為零,若地球可視為質(zhì)量分布均勻的球體,半徑為,地球表面的重力加速度大小為,若從地球表面沿半徑方向挖一深度為的洞,忽略地球自轉(zhuǎn)和空氣阻力的影響,下列說法正確的是()A.洞底的重力加速度大小為B.洞底的重力加速度大小為C.若從地表由靜止掉落一物體,到達洞底時的速度大小為D.若從地表由靜止掉落一物體,到達洞底時的速度大小為【答案】D【來源】2025屆東北三省精準(zhǔn)教學(xué)高三4月聯(lián)考(二模)物理試卷【詳解】AB.在地球表面,根據(jù)萬有引力等于重力有其中可得可以將地球視為一個球心相同而半徑為的內(nèi)部球體和厚度為的外部球殼,由題意可知洞底恰好位于內(nèi)部球體表面,且外部球殼對洞底的物體的引力為零,而內(nèi)部球體表面重力加速度滿足其中解得故AB錯誤;CD.根據(jù)動能定理可知從地表到洞底,萬有引力做功等于動能變化,則有由于內(nèi)部球體表面重力加速度與內(nèi)部球體的半徑成正比,利用平均值求做功,有可得物體到達洞底時的速度大小為故C錯誤,D正確。故選D。16.從地面上以初速度豎直上拋一質(zhì)量為的小球,一段時間后落回地面的速度大小為。小球運動的速度隨時間變化的規(guī)律如圖所示。若運動過程中小球受到的阻力與其速率成正比,重力加速度為,下列說法中正確的是(
)A.小球上升過程的時間大于下落過程的時間B.小球上升和下降過程中阻力的沖量大小相等C.小球上升過程中的平均速度大于D.整個過程中阻力做功為0【答案】B【來源】2025屆北京市通州區(qū)高三下學(xué)期一模物理試卷【詳解】A.由題意可得,上升過程中,小球的加速度為下落過程中,小球的加速度為可知上升的平均加速度大于下落的平均加速度,且又上升和下降的位移相同,根據(jù)可知小球上升過程的時間小于下落過程的時間,故A錯誤;B.由題意可得,阻力與速率的關(guān)系為故阻力的沖量大小為因為上升過程和下降過程位移相同,則上升和下降過程阻力沖量大小相等,故B正確;C.上升過程若是勻減速運動,則平均速度為但由圖可知,其速度時間圖像面積小于勻減速運動的面積,即小球上升的位移小于勻減速上升的位移,則可得小球上升過程中的平均速度小于,故C錯誤;D.整個過程中阻力方向一直與速度反向,故阻力一直在做負功,故D錯誤。故選B。17.如圖所示,水平傳送帶以的速度順時針勻速轉(zhuǎn)動,質(zhì)量均為的兩個可視為質(zhì)點的滑塊A、B與傳送帶間的動摩擦因數(shù)均為。現(xiàn)讓A、B分別從傳送帶的兩端同時滑上傳送帶,滑上時速度的大小均為,兩滑塊在傳送帶上恰好相遇未相碰,重力加速度,下列說法正確的是()A.兩滑塊從滑上傳送帶到相遇所用的時間為0.8sB.A、B相遇時與傳送帶左端的距離為2.4mC.傳送帶的長度為6mD.滑塊從滑上傳送帶到相遇,兩滑塊與傳送帶之間因摩擦產(chǎn)生的熱量為10J【答案】D【來源】2025屆遼寧省實驗中學(xué)高三下學(xué)期二模物理試題【詳解】A.因為,故A滑上傳送帶后先減速后勻速,B滑上傳送帶后先減速,再反向加速,最后勻速,當(dāng)兩滑塊都做勻速運動時剛好相遇,設(shè)滑塊滑上傳送帶后的加速度大小為a,有解得A減速運動的時間B從滑上傳送帶到勻速運動的時間故兩滑塊從滑上傳送帶到相遇所用的時間為2.4s,故A錯誤;B.兩滑塊相遇時與傳送帶左端的距離,即A的位移為故B錯誤;C.相遇前B的位移為方向向左,則傳送帶的長度為故C錯誤;D.A與傳送帶間的相對位移為B與傳送帶間的相對位移為故產(chǎn)生的總熱量為故D正確。故選D。18.如圖所示,一物塊(可視為質(zhì)點)以初速度從足夠長的固定斜面底端滑上斜面,運動過程中所受的阻力與速度大小成正比。以斜面底端為原點O和重力勢能的零點,沿斜面向上為正方向,該物塊的動能為、重力勢能為、機械能為E、重力做功的絕對值為、位移為s、在斜面上運動的時間為t。在該物塊從斜面底端滑上斜面到返回斜面底端的過程中,下列圖像可能正確的是()A. B.C. D.【答案】A【來源】2025屆遼寧省實驗中學(xué)高三下學(xué)期二模物理試題【詳解】A.設(shè)斜面的傾角為θ,物塊沿斜面運動的過程中重力做功的絕對值,故A正確;B.物塊在斜面上運動時,上升過程中所受的合力根據(jù)動能定理有圖線的斜率的絕對值越來越小,下滑過程中,位移s減小,所受的合力圖線的斜率的絕對值越來越小,故B錯誤;C.物塊上滑到最高點所用的時間小于下滑到原點的時間,故C錯誤;D.物塊沿斜面運動的過程中,由于阻力做負功,物塊的機械能一直在減小,故D錯誤。故選A。19.蹦極是很多年輕人喜歡的一種運動,運動過程可以簡化為圖1所示,人下落過程可以近似看成在一條豎直線上的運動,且人可看成質(zhì)點。蹦極繩是一條原長為45m的彈性繩,人下落到B點時繩剛好伸直,下落到C點時速度剛好減為0,以起跳點O的位置為原點,豎直向下為x軸正方向建立坐標(biāo)系。取C點為零勢能參考面,假設(shè)人下落過程所受空氣阻力恒定,下落過程人的重力勢能隨位移變化的關(guān)系圖像如圖2中的圖線a所示,蹦極繩的彈性勢能隨位移變化的關(guān)系如圖2中的圖線b所示。人的質(zhì)量為50kg,蹦極繩始終在彈性限度范圍內(nèi),重力加速度g取10m/s2,其余數(shù)據(jù)圖2中已標(biāo)出,則下列說法正確的是()A.人下落到C點時,人和蹦極繩組成的系統(tǒng)減少的機械能是4×104JB.人受到的空氣阻力大小是1000NC.人下落到B點時的動能是18000JD.蹦極繩的最大彈力是2560N【答案】C【來源】2025屆海南省多校高三下學(xué)期高考模擬考試(三模)物理試題【詳解】A.人下落到C點時,重力勢能為零,動能為零,彈性勢能為3.2×104J,而初始時人的機械能為4.0×104J,所以人和蹦極繩組成的系統(tǒng)減少的機械能為故A錯誤;B.根據(jù)功能關(guān)系可得解得故B錯誤;C.從O到B的過程中,由動能定理有,人下落到B點時,即下落45m,由圖可得聯(lián)立解得故C正確;D.根據(jù)功能關(guān)系可得代入數(shù)據(jù)解得故D錯誤。故選C。20.如圖所示,截面為直角三角形的斜面體固定在水平面上,兩斜面光滑,斜面傾角分別為和,左側(cè)斜面底端固定一擋板,物塊a緊挨擋板放置,斜面頂端固定一輕質(zhì)定滑輪,輕繩一端連接物塊a,一端跨過定滑輪與勁度系數(shù)為k的彈簧上端連接,彈簧的下端連接物塊b。初始狀態(tài),用手托住物塊b(處于P處),使兩物塊a、b均靜止,彈簧處于原長且輕繩剛好伸直,輕繩和彈簧都與斜面平行?,F(xiàn)釋放物塊b,物塊b從P運動到最低點Q的過程中,物塊a恰好沒有離開擋板。已知彈簧的彈性勢能表達式(x為彈簧形變量),物塊a的質(zhì)量為M,重力加速度為g,下列說法正確的是()A.物塊b被釋放瞬間,其加速度大小為B.物塊a、b的質(zhì)量之比為C.彈簧的最大彈性勢能為D.物塊b運動到PQ中點時速度大小為【答案】AB【來源】2025屆青海省西寧市大通縣高三下學(xué)期三模物理試卷【詳解】AB.由題意可知,物塊b在PQ之間做簡諧運動,在P點時的加速度大小為由對稱性可知物塊b在Q點的加速度大小也是,根據(jù)牛頓第二定律有解得故AB正確;C.物塊由P到Q的過程,由機械能守恒可知重力勢能減少量等于彈簧彈性勢能的增加量,設(shè)P
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