1、http:/ 年高考试题解析物理分类汇编专题 8 功和能1.（海南）一质量为 1kg 的质点静止于光滑水平面上，从 t=0 时起，第 1 秒内受到 2N 的水平外力作用，第 2 秒内受到同方向的 1N 的外力作用。下列判断正确的是A. 02s 内外力的平均功率是 W94B.第 2 秒内外力所做的功是 J5C.第 2 秒末外力的瞬 时功率最大D.第 1 秒内与第 2 秒内质点动能增加量的比值是 452 （江苏）如图所示，演员正在进行杂技表演。由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对 鸡蛋所做的功最接近于A0.3JB3J C30JD300J【答案】A【解析】本题考查功能关系及对估算问题的处理。一只鸡
2、蛋的质量大约为 0.06kg,由图结合人的身高与身体各部分的比例可知鸡蛋上升的最大高度约为 0.5m，鸡http:/ J=0.3 J，A 项正确（估算题只要数量级对应5.016.mghW即可）。3 （上海）如图，一长为 的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为 的小球。L m一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度 匀速转动，当杆与水平方向成60时，拉力的功率为(A) (B) (C) (D) mgL32gL12mgL36gL【答案】C. 【解析】匀速转动，动能不变，拉力 的功率在数值上应等于重力的功率。为此，将线速度分解，分解为水平速度和竖直速度，重力的功率，所以拉力的功率LmgLm
3、gP2130sin LmgP214 （新课标）一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是（ ABC ）A. 运动员到达最低点前重力势能始终减小B. 蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加C. 蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D. 蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关5.（重庆）某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由气缸和活塞组成.开箱时，密 http:/ B. 对外做正功，内能增大C. 对外做负功，分子的平均动能增大 D. 对外做负功，内能减小【答案
4、】A.【解析】改变内能有两种方式：做功和热传递，当气体体积膨胀时，气体对外做功，又没有热传递，所以气体的内能减少，温度降低，而温度又是分子平均动能的标志，所以 A 正确.6 （上海）如图，在竖直向下，场强为 的匀强电场中，长为 的绝缘轻杆可绕固定轴ElO在竖直面内无摩擦转动，两个小球 A、B 固定于杆的两端，A、B 的质量分别为 和1m( )，A 带负电，电量为 ，B 带正电，电量为 。杆从静止开始由水2m121q2q平位置转到竖直位置，在此过程中电场力做功为 ，在竖直位置处两球的总动能为 。【答案】 12()/qEl1221()()/qEmgl【解析】电场力对、都做正功， ， ，电场力所作总
5、功W22lEq，重力所做总功 ，根据动能定理，lW)2121( 1l竖直位置处两球的总动能 gmlq)(1(12)217 （上海）A.光滑水平面上两小球 a、b 用不可伸长的松弛细绳相连。开始时 a 球静止，b 球以一定速度运动直至绳被拉紧，然后两球一起运动，在此过程中两球的总动http:/ (填“守恒”或“不守恒”)；机械能 (填“守恒”或“不守恒”)。【答案】守恒，不守恒【解析】b 球以一定速度运动直至绳被拉紧，两物体间绳子的拉力就是相互作用的内力，满足动量的守恒条件，所以两小球 a、b 组成的系统动量守恒，两球一起运动，具有共同速度，符合完全非弹性碰撞的特征，动能损失很大，机械能不守恒。
6、8.（重庆） （16 分）有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如题 23 图所示，该机底面固定有间距为 、长度为 的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为 、Ld B方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和电阻 ,绝缘橡胶带上镀有间距R为 的平行细金属条，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金d属电阻，若橡胶带匀速运动时，电压表读数为 ,求：来源:学。科。网U橡胶带匀速运动的速率；来源:Zxxk.Com电阻 R 消耗的电功率；一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功。【解析】设电动势为 E，橡胶带运动速度为 vBLvU所以电阻 R 消耗的电功率：；P2电流强度 来源:学_科_网
7、RUI安培力 BLFhttp:/ RBLUdFW9 （上海）如图(a)，磁铁 A、B 的同名磁极相对放置，置于水平气垫导轨上。A 固定于导轨左端，B 的质量 m=0.5kg，可在导轨上无摩擦滑动。将 B 在 A 附近某一位置由静止释放，由于能量守恒，可通过测量 B 在不同位置处的速度，得到 B 的势能随位置 x 的变化规律，见图(c)中曲线 I。若将导轨右端抬高，使其与水平面成一定角度(如图(b)所示)，则 B 的总势能曲线如图(c)中 II 所示，将 B 在 处由静止释放，求：20.xcm(解答时必须写出必要的推断说明。取 )9.8/gs(1)B 在运动过程中动能最大的位置；(2)运动过程中
8、 B 的最大速度和最大位移。(3)图(c)中直线 III 为曲线 II 的渐近线，求导轨的倾角。(4)若 A、B 异名磁极相对放置，导轨的倾角不变，在图(c)上画出 B 的总势能随 x 的变化曲线【解析】 (1)势能最小处动能最大 http:/ II得6.1()xcm(在 5.9 6.3cm 间均视为正确)(2)由图读得释放处势能 ，此即 B 的总能量。出于运动中总能量守恒，因0.9pEJ此在势能最小处动能最大，由图像得最小势能为 0.47J，则 最大动能为0.947.3()kmE( 在 0.42 0.44J 间均视为正确)来源:学科网最大速度为20.431.(/)5kmEvms( 在 1.2
9、91.33 ms 间均视为正确)x=20.0 cm 处的总能量为 0.90J，最大位移由 E=0.90J 的水平直线与曲线 II 的左侧交点确定,由图中读出交点位置为 x=2.0cm，因此，最大位移20.18.0()xc( 在 17.918.1cm 间均视为正确)(3)渐近线 III 表示 B 的重力势能随位置变化关系，即sinPgEmxk i由图读出直线斜率 20.8534.10(/)27kJcm11.sin()sin9.mg（ 在 间均视为正确）596（4）若异名磁极相对放置，A，B 间相互作用势能为负值，总势能如图。 http:/ (在 5.9 6.3cm 间均视为正确) 6.1)xcm
10、 1.31m/s ( 在 1.291.33 ms 间均视为正确)，18.0cm ( 在 17.918.1cm 间v x均视为正确)59.7 0（ 在 间均视为正确）5961见解析10 （福建） （19 分）如 图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部AB 是一长为 2R 的竖直细管，上半部 BC 是半径为 R 的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向，AB 管内有一原长为 R、下端固定的轻质弹簧。投饵时，每次总将弹簧长度压缩到 0.5R 后锁定，在弹簧上段 放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去。设质量为 m 的鱼饵到达管口 C 时，对管壁的作用力恰好为零。不计鱼饵在运动过程中的机
11、械能损失，且锁定和解除锁定时，均不改变弹簧的弹性势能。已知重力加速度为 g。求：质量为 m 的鱼饵到达管口 C 时的速度大小 v1;弹簧压缩到 0.5R 时的弹性势能 Ep;已知地面与水面相距 1.5R，若使该投饵管绕 AB 管的中轴线 OO在 角的范围内来90回缓慢转动，每次弹射时只放置一粒鱼饵，鱼饵的质 量在 到 m 之间变化，且均能落到23水面。持续投放足够长时间后，鱼饵能够落到水面的最大面积 S 是多少？解析：此题考查平抛运动规律、牛顿运动定律、竖直面内的圆周运动、机械能守恒定律等知识点。（1）质量为 m 的鱼饵到达管口 C 时做圆周运动的向心力完全由重力提供，则mg=m ，2vR解得
12、 v1= . g(2) 弹簧的弹性势能全部转化为鱼饵的机械能，由机械能守恒定律有Ep=mg(1.5R+R)+ m v12，由式解得 Ep=3mgR。（3）不考虑因缓慢转动装置对鱼饵速度大小的影响，质量为 m 的鱼饵离开管口 C 后做http:/ t 时间落到水面上，离 OO的水平距离为 x1，由平抛运动规律有4.5R= gt2，1x1=v1t+R，由式解得 x1=4R. 当鱼饵的质量为 2m/3 时，设其到达管口 C 时速度大小为 v2，由机械能守恒定律有Ep= mg(1.5R+R)+ ( m) v22， 2313由式解得 v2=2 . gR质量为 2m/3 的鱼饵落到水面上时，设离 OO的水
13、平距离为 x2，则 x2=v2t+R，由式解得 x2=7R.鱼饵能够落到水面的最大面积 S，S= ( x22- x12)= R2（或 8.25 R2） 。43411.（安徽） （20 分）如图所示，质量 M=2kg 的滑块套在光滑的水平轨道上，质量 m=1kg 的小 球通过长 L=0.5m 的轻质细杆与滑块上的光滑轴 O 连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕 O 轴自由转动，开始轻杆处于水平状态，现给小球一个竖直向上的初速度 v0=4 m/s，g 取 10m/s2。（1）若锁定滑块，试求小球通过最高点 P 时对轻杆的作用力大小和方向。（2）若解除对滑块的锁定，试求小球通过最高点时的速度大小 。（3
14、）在满足（2）的条件下，试求小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离。解析：（1）设小球能通过最高点，且此时的速度为 v1。在上升过程中，因只有重力做功，小球的机械能守恒。则 2210mvgL6/s Mmv0 OPLhttp:/ F，方向向下，则21vFmgL由式，得 F=2N 由牛顿第三定律可知，小球对轻杆的作用力大小为 2N，方向竖直向上。（2）解除锁定后，设小球通过最高点时的速度为 v2，此时滑块的速度为 V。在上升过程中，因系统在水平方向上不受外力作用，水平方向的动量守恒。以 水平向右的方向为正方向，有20mvMV在上升过程中，因只有重力做功，系统的机械能守恒，则来源:Zxxk.Com222011gLmv由式，得 v2=2m/s （3）设小球击中滑块右侧轨道的位置点与小球起始点的距离为 s1，滑块向左移动的距离为 s2，任意时刻小球的水平速度大小为 v3，滑块的速度大小为V/。由系统水平方向的动量守恒，得30mvMV将式两边同乘以 ，得t3因式对任意时刻附近的微小间隔 都成立，累积相加后，有t120msM10又 L11由 式得 1011 13s12
