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~$13年全国高考物理试题分类汇编(功和能)


20(2013 全国卷大纲版).如图,一固定斜面倾角为 30°,一质量为 m 的小物块自斜面底端 以一定的初速度,沿斜面向上做匀减速运动,加速度的大小等 于重力加速度的大小 g。若物块上升的最大高度为 H,则此过程 中,物块的( ) A.动能损失了 2mgH B.动能损失了 mgH C.机械能损失了 mgH 答案:AC 5【2013 江苏高考】. 水平面上,一白球与一静止的灰球碰

撞,两球质量相等. 碰撞过程的频 闪照片如图所示,据此可推断,碰撞过程中系统损失的动能 约占碰撞前动能的 (A) 30% (B)50% (C) 70% (D)90% 答案:A 9【2013 江苏高考】. 如图所示,水平桌面上的轻质弹簧一端固定,另一端与小物块相连. 弹 簧处于自然长度时物块位于 O 点(图中未标出). 物块的质量为 m,AB =a,物块与桌面间的动 摩擦因数为μ . 现用水平向右的力将物块从 O 点拉至 A 点,拉力做的功为 W. 撤去拉力后物 块由静止向左运动, 经 O 点到达 B 点时速度为零. 重力加速度 为 g. 则上述过程中 D.机械能损失了?mgH

1 ? mga 2 3 (B)物块在 B 点时,弹簧的弹性势能小于 W ? ? mga 2
(A)物块在 A 点时,弹簧的弹性势能等于 W ? (C)经 O 点时,物块的动能小于 W ? ? mga (D)物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在 B 点时弹簧的弹性势能 答案:BC 19【2013 广东高考】 .如图 7,游乐场中,从高处 A 到水面 B 处有两条长度相同的光滑轨道。 甲、乙两小孩沿不同轨道同时从 A 处自由滑向 B 处,下列说法正确的有 A.甲的切向加速度始终比乙的大 B.甲、乙在同一高度的速度大小相等 C.甲、乙在同一时刻总能到达同一高度 D.甲比乙先到达 B 处 答案:BD 35【2013 广东高考】 .如图 18,两块相同平板 P1、P2 至于光滑水平面上,质量均为 m. P2 的右端固定一轻质弹簧,左端 A 与弹簧的自由端 B 相距 L. 物体 P 置于 P1 的最右端,质量为 2m 且可以看作质点. P1 与 P 以共同速度 v0 向右运动, 与静止的 P2 发生碰撞, 碰撞时间极短, 碰撞后 P1 与 P2 粘连在一起,P 压缩弹簧后被弹回并停在 A 点(弹簧始终在弹性限度内) 。

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P 与 P2 之间的动摩擦因数为 μ,求 (1) P1、P2 刚碰完时的共同速度 v1 和 P 的最终速度 v2; (2) 此过程中弹簧最大压缩量 x 和相应的弹性势能 Ep v0 P

35:答案 (1) v1 ?

v0 2

v2 ?

3v0 4

(2) x ?

2 v0 ?L 32?g

Ep

m v2 0 ? 16

22A【2013 上海高考】 .质量为 M 的物块静止在光滑水平桌面上,质量为 m 的子弹以水平速 度 v0 射入物块后,以水平速度 2v0/3 射出。则物块的速度为____,此过程中损失的机械 能为____。 22A.

mv0 3M

5M ? m 2 mv0 18M

16(2013 全国新课标 I) 、一水平放置的平行板电容器的两极扳间距为 d,极扳分别与电池 两极相连.上极扳中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)。小孔正上方 d/2 处的 P 点 有一带电粒子,该粒子从静止开始下落.经过小孔进入电容器,井在下极扳处(未与极扳接 触、返回。若将下极板向上平移 d/3,则从 P 点开始下落的相同粒子将 A 打到下极扳上 B 在下极板处返回 C 在距上极板 d/2 处返回 D 在距上极扳 2d/5 处返回 答案:D 解析:带电粒子从 P 点由静止开始下落,经过小孔进入电容器,在下极板处返回,根据动能 定理知, mg

?

3 d ? Uq ①.将下极板向上平移 d ,从 2 3

P 点开始下落的相同粒子到达

下极板处重力做功为 mg

7 ? d 6

,小于克服电场力做的功 Uq,所以 A、B 选项错误。设距

上极板 x 处返回,根据动能定理有 mg

?(

d U ? x) ? q ? x ②,由①②联立解得 2 2 d 3

x?

2 d 。所以 C 项错误,D 选项正确。 5

2(2013 天津卷). .我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子

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3000m 接力三连冠.观察发现, “接棒”的运动员甲提前站在“交捧”的运动员乙前面.并 且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲 的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,则 A·甲竖的冲量一定等于乙对甲的冲量 B.甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反 C,甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量 D.甲对乙做多少负功,乙对甲就一定做多少正功 答案:B 21(2013 全国新课标 I) 2012 年 11 月, 、 “歼 15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着 舰成功。图(a)为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并 成功钩住阻拦索后,飞机的动力系统立即关闭,阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力, 使飞机在甲板上短距离滑行后停止。某次降落,以飞机着舰为计时零点,飞机在 t=0. 4s 时 恰好钩住阻拦索中间位置.其着舰到停止的速度一时间图线如图(b)所示。假如无阻拦索, 飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为 1000m。 已知航母始终静止. 重力加速度的大小为 g, 则 A 从着舰到停止,飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的 1/10 B 在 0.4s~2.5s 时间内,阻拦索的张力几乎不随时问变化 C 在滑行过程中,飞行员所承受的加速度大小会超过 2.5g D 在 0.4~0.5s 时间内。阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变

答案:AC 解 析 : 设 着 舰 时 舰 载 机 的 速 度 为 v, 无 阻 拦 索 时 舰 载 机 加 速 度 大 小 为 a, 所 以

a?

702 v2 ? 2.45m / s 2 ,速度一时间图线面积表示位移,从着舰到停止飞机在甲 = 2x1 2 ? 1000
1 70 ? 2.45 ? 0.4 ? 10 1 x 2 ? 70 ? 0.4 ? ? 2.45 ? 0.4 2 ? ? 2.1 ? ? 10 ? 0.5 ? 113 .28m 2 2 2

板上滑行的距离

,A 选项正确; 0.4s~2.5s 时间内舰载机做匀减速直线运动,阻拦索的张力的合力一定,阻 拉索之间的夹角变小,阻拉索的张力变小,B 选项错误;0.4s~2.5s 时间内飞行员所承受的

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加速度大小 a ?

70 ? 2.45 ? 0.4 ? 10 m / s 2 ? 28.1m / s 2 ,C 选项正确;0.4s~2.5s 时间内, 2.1

由 P=Fv 知,阻拦索对飞机做功的功率减小,D 选项错误。

22(2013 安徽高考). (14 分) 一物体放在水平地面上,如图 1 所示,已知物体所受水平拉力 F 随时间 t 的变化情况如 图 2 所示,物体相应的速度 v 随时间 t 的变化关系如图 3 所示。求: F/N 3 2 1 F 图1 O 2 4 6 图2 8 3 2 1 t/s O 10 t/s 10 v/(m· -1) s

2

4

6 图3

8

(1)0~8s 时间内拉力的冲量; (2)0~6s 时间内物体的位移; (3)0~10s 时间内,物体克服摩擦力所做的功。 【答案】 (1) 18N ?s (2)6m (3)30J 【解析】 (1)由图 2 知 I ? F ?t1 ? F2 ?t2 ? F3?t3 , I ? 18 N ?s 1 (2)由图 3 知物体的位移为

x?

(6 ? 2) ? 3m ? 6m 2

(3)由图 2 知,在 6~8s 时间内,物体作匀速运动,于是有 f=2N 由图 3 知在 0~10s 时间内物体的总位移为

l?

(8 ? 6) ? (10 ? 2) ? 3m ? 15m ,所以 W ? fl ? 2 ?15J ? 30 J 2

16(2013 山东理综).如图所示,楔形木块 abc 固定在水平面上,粗糙斜面 ab 和光滑斜面 bc 与水平面的夹角相同,顶角 b 处安装一定滑轮。质量 分别为 M、m(M>m)的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过 定滑轮连接,轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后, 沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦,在两 滑块沿斜面运动的过程中 A.两滑块组成系统的机械能守恒 B.重力对 M 做的功等于 M 动能的增加 C.轻绳对 m 做的功等于 m 机械能的增加 D.两滑块组成系统的机械能损失等于 M 克服摩擦力做的功 答案:CD

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23(2013 北京高考).(18 分) 蹦床比赛分成预备运动和比赛动作。最初,运动员静止站在蹦床上,在预备运动阶段,他 经过若干次蹦跳,逐渐增加上升高度,最终达到完成比赛动作所需的高度;此后,进入比赛 动作阶段。把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧,弹力大小错误!未找到引用源。 (x 为床 面下沉的距离,k 为常量)。质量 m=50kg 的运动员静止站在蹦床上,床面下沉错误!未找到 引用源。 ;在预备运动中,假定运动员所做的总功 W 全部用于其机械能;在比赛动作中,把 该运动员视作质点,其每次离开床面做竖直上抛运动的腾空时间均为错误!未找到引用源。 =2.0s,设运动员每次落下使床面压缩的最大深度均为错误!未找到引用源。 。取重力加速度 2 g=10m/s ,忽略空气阻力的影响。 ?求常量 k,并在图中画出弹力 F 随 x 变化的示意图; ? 求在比赛动作中,运动员离开床面后上升的最大高度 hm; ? 借助 F-x 图像可以确定弹性做功的规律, 在此基础上, 错误! 求 未找到引用源。 和 W 的值 解析: ⑴ 床面下沉错误!未找到引用源。时,运动员受力平衡,有:错误!未找到 引用源。 解得常量 错误!未找到引用源。 由弹力大小错误!未找到引用源。可得错误!未找到引用源。图像如右图 所示 (2)运动员从错误!未找到引用源。处离开床面,开始腾空,做竖直上抛运 动, 其上升、下落时间相等,有 错误!未找到引用源。 (3)参考由速度-时间图像求位移的方法,可得错误!未找到引用源。图线下的面积等于弹 力做的功,从错误!未找到引用源。处移动到 x=0 处,弹力做功:错误!未找到引用源。 运动员从错误!未找到引用源。处上升到最大高度错误!未找到引用源。的过程中,根据动 能定理,有: 错误!未找到引用源。 解得 错误!未找到引用源。

对运动员由错误!未找到引用源。处上升到最高点的过程应用动能定理,有:

解得预备运动阶段运动员所做总功 6(2013 重庆卷). (19 分)

错误!未找到引用源。j 错误!未找到引用源。j

(1)我国舰载飞机在“辽宁舰”上成功着舰后,某课外活动小组以舰载飞机利用阻拦索 着舰的力学问题很感兴趣。他们找来了木板、钢球、铁钉、橡皮条以及墨水,制作 了如图 6(1)图所示的装置,准备定量研究钢球在橡皮条阻拦下前进的距离与被阻

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拦前速率的关系。要达到实验目的,需直接测量的物理量是钢球由静止释放时的 和在橡皮条阻拦下前进的距离,还必须增加的一种实验器材是 。忽略钢 球所受的摩擦力和空气阻力,重力加速度已知,根据 定律(定理) ,可 得到钢球被阻拦前的速率。 6.(1)高度(距水平木板的高度) 刻 度尺 机械能守恒(动能)

23(2013 全国卷大纲版). (12 分) 测量小物块 Q 与平板 P 之间的动摩擦因数的实验装置如图所示。AB 是半径足够大的光 滑四分之一圆弧轨道,与水平固定放置的 P 板的上表面 BC 在 B 点相切,C 点在水平地面的 垂直投影为 C 。重力加速度为 g。实验步骤如下: ①用天平称出物块 Q 的质量 m; ②测量出轨道 AB 的半径 R、BC 的长度 L 和 CC’的长度 h; ③将物块 Q 在 A 点从静止释放,在物块 Q 落地处标记其 落点 D; ④重复步骤③,共做 10 次; ⑤将 10 个落地点用一个尽量小的圆围住,用米尺测量圆 心到 C’的距离 s。 (1)用实验中的测量量表示: (I) 物块 Q 到达 B 点时的动能 EKB= ; (II)物块 Q 到达 C 点时的动能 Ekc= ; (III)在物块 Q 从 B 运动到 C 的过程中,物块 Q 克服摩擦力做的功 Wf= ; (IV)物块 Q 与平板 P 之间的动摩擦因数 u= 。 (2)回答下列问题: (i)实验步骤④⑤的目的是 。 (ii)已知实验测得的 u 值比实际值偏大,其原因除了实验中测量的误差之外,其它的可能 是 。 (写出一个可能的原因即可) 。 答案:


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11(2013 海南卷).某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知打点计时器 打点计时器 所 用 电 源 的 频 率 为 50Hz , 当 地 重 力 加 速 度 为 O A B g=9.80m/s2。实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整 纸带 纸带如图(b)所示。纸带上的第一个点记为 O,另选 70.99cm 重物 连续的三个点 A、B、C 进行测量,图中给出了这三个点 78.57cm 86.59cm 到 O 点的距离 hA、hB 和 hC 的值。回答下列问题(计算 图a 图b 结果保留 3 位有效数字) (1)打点计时器打 B 点时,重 物速度的大小 vB= m/s; 3.90 (2)通过分析该同学测量的实验数据,他的实验结果是否验证了机械能守恒定律?简要说 明分析的依据。 11 答案: vB2/2=7.61(m/s)2 因为 mvB2/2≈mghB,近似验证机械能守恒定律 13(2013 海南卷). 一质量 m=0.6kg 的物体以 v0=20m/s 的初速度从倾角为 300 的斜坡底端沿斜 坡向上运动。当物体向上滑到某一位置时,其动能减少了 ΔEk=18J,机械能减少了 ΔE=3J, 不计空气阻力,重力加速度 g=10m/s2,求 (1)物体向上运动时加速度的大小; (2)物体返回斜坡底端时的动能。 答案:6m/s2 、 80J 10(2013 四川卷).(17 分) 在如下图所示的竖直平面内,物体 A 和带正电的物体 B 用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接, 分别静止于倾角 θ =370 的光滑斜面上的 M 点和粗糙绝缘水平面上,轻绳与对应平面平 行。劲度系数 K=5N/m 的轻弹簧一端固定在 0 点,一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环 D 与 A 相连, 弹簧处于原长, 轻绳恰好拉直, 垂直于斜面。 DM 水平面处于场强 E=5×104N/C、 方向水平向右的匀强电场中。已知 A、B 的质量分别为 mA =0. 1kg 和 mB =0. 2kg,B 所带 电荷量 q=+4 xl0-6C。设两物体均视为质点,不计滑轮质量和摩擦,绳不可伸长,弹簧始 终在弹性限度内,B 电量不变。取 g= l0m/s2,sin370 =0.6,cos370 =0.8。 (1)求 B 所受静摩擦力的大小;

C

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(2)现对 A 施加沿斜面向下的拉力 F,使 A 以加速度 a=0. 6m/s2 开始做匀加速直线运动。 A 从 M 到 N 的过程中,B 的电势能增加了△Ep=0.06J。已知 DN 沿竖直方向,B 与水平面 间的动摩擦因数 μ=0.4。求 A 到达 N 点时拉力 F 的瞬时功率。

10.解:(1)据题意 静止时 受力分析如图所示 由 平衡条件 得: 对A有 对B有 错误!未找到引用源。 错误!未找到引用源。 ③ ① ②

代入数据得 f0=0.4 N

(2)据题意 A 到 N 点时 受力分析 如图所示 由 牛顿第二定律 得: 对A有 对B有 错误!未找到引用源。 错误!未找到引用源。 其中 错误!未找到引用源。 错误!未找到引用源。 由电场力做功与电势能的关系得 错误!未找到引用源。 由几何关系得错误!未找到引用源。 ⑨ ⑧ ④ ⑤ ⑥ ⑦

A 由 M 到 N 由 错误!未找到引用源。 得 A 运动到 N 的速度 v 错误!未找到引用源。 拉力 F 在 N 点的瞬时功率 由以上各式 代入数据 P=0.528 W 错误!未找到引用源。Fv ? ⑩ ?

19(2013 福建卷理综.(18 分) (1) 分)在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图甲) (6 : ①下列说法哪一项是正确的 。 (填选项前字母) A.平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上 B.为减小系统误差,应使钩码质量远大于小车质量 C 实验时,应使小车靠近打点计时器由静止释放 ②图乙是实验中获得的一条纸带的一部分,选取 O、A、B、C 计数点,已知打点计时器使用的交流电频率为 50 Hz.则打 B 点时小车的瞬时速度大小为 ____m/s(保留三位有效数字) 。

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答案:A

1.970

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