【新课标全国卷】考点3 功和能 _2022届高考物理一轮复习考点创新题拔高练

【新课标全国卷】考点3功和能—2022届高考物理一轮复习考点创新 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 拔高练【答题模板】1、机械能守恒的三大判断思路与方法（1）利用机械能的定义判断：(直接判断)若物体在水平面上匀速运动，其动能、势能均不变，机械能不变。若一个物体沿斜面匀速下滑，其动能不变，重力势能减小，其机械能减小。（2）利用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力）做功，虽受其他力，但其他力不做功，机械能守恒。（3）利用能量转化来判断：若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系统机械能守恒。2、变力做功问题①明要求：通过审题，明确题目要求是判定变力做功情况、定性比较变力做功多少，还是要求定量计算变力所做的功②定方法：针对不同要求，选定不同方法③出结果：通过列式或作图，判断或计算结果3、机械能与速度相结合①选定对象：针对已知条件与待求问题选取合适的研究对象与合适的运动阶段。②守恒判定：分析判定所选定的对象在该运动过程中机械能是否守恒方法名称判定方法做功条件分析法物体系统内只有重力或弹力做功：①只受重力与系统内弹力作用；②受其他力，但其他力不做功；③其他力做功，但做功的代数和为零能量转化分析法只有系统内物体间动能和重力势能及弹性势能的相互转化，系统跟外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转化成其他形式的能增减情况分析法若系统的动能与势能均增加或均减少，则系统的机械能不守恒若系统的动能不变，而势能发生了变化，或系统的势能不变，而动能发生了变化，则系统的机械能不守恒典型过程若系统内各个物体的机械能均增加或均减少，则系统的机械能不守恒绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等，除非题目特别说明，否则机械能必定不守恒(一端固定的非弹性绳突然绷紧时，所连接的物体在沿绳方向上的分速度将瞬间减小为0）③方程求解：对过程列出机械能守恒方程，对连接体再列出速度关系方程，求解方程【拔高训练】1.一个人站立在商店的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯向上加速，如图所示，则()。A.人对踏板的压力大小等于人所受到的重力大小B.人只受重力和踏板的支持力的作用C.踏板对人的支持力做的功等于人的机械能增加量D.人所受合力做的功等于人的动能的增加量2.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，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()。A.物块在A点时弹簧的弹性势能一定大于在B点时的弹性势能B.物块在O点时动能最大C.物块在B点时，弹簧的弹性势能大于D.经O点时，物块的动能小于3.如图所示，某生产厂家为了测定该厂所生产的玩具车的性能，将两个完全相同的玩具车A、B并排放在两平行且水平的轨道上，分别通过挂钩连接另一个与玩具车等质量的货车（无牵引力），控制两车以相同的速度做匀速直线运动.某时刻，通过控制器使两车的挂钩断开，玩具车A保持原来的牵引力不变，玩具车B保持原来的输出功率不变，当玩具车A的速度为时，玩具车B的速度为，运动过程中受到的阻力仅与质量成正比，与速度无关，则关于此过程中下列说法正确的是()A.两车的位移之比为6:5B.玩具车的功率变为原来的4倍C.两车克服阻力做功的比值为12:11D.两车牵引力做功的比值为3:14.如图所示，劲度系数的轻质弹簧放置在光滑的水平面上，左端系在墙上，在大小为10N的水平向左的推力F作用下，物块紧挨着弹簧处于静止状态，两物块不粘连，质量均为。现突然改变F的方向使其水平向右，即变为拉力作用在物块B上，同时F的大小按某种规律变化，使一起以的加速度向右做匀加速运动，直到分离，弹簧始终处于弹性限度内，则()A.两物块刚开始向右做匀加速运动时，拉力为10NB.弹簧刚好恢复原长时，两物块正好分离C.从两物块一起做匀加速运动开始，经过两物块正好分离D.从两物块一起开始做匀加速运动到分离，拉力F对物块做的功为1.4J5.图甲所示是打桩机的简易模型。质量为的物块在恒定拉力F作用下从与铁钉接触处由静止开始运动，上升一段高度后撤去F，到达最高点后自由下落，撞击铁钉后两者一起向下运动，若以初始状态物块与铁钉接触处为零势能点，物块上升过程中，其机械能与上升高度h的关系图像如图乙所示。物块撞击铁钉前不计所有摩擦和空气阻力，已知铁钉的质量为0.2kg，。则()A.物块在F作用下向上运动的加速度大小为B.物块上升过程的最大速度大小为C.物块上升到0.25m高度处拉力F的瞬时功率为12WD.铁钉被撞击后瞬间速度大小为6.如图所示，轻弹簧一端固定在O点，另一端系一小球，小球穿在固定的水平光滑细杆上，B点在O点的正下方，将小球由A点无初速释放后，小球在之间往复运动，弹簧在B点时处于压缩状态，已知弹簧形变量越大，弹性势能越大，则下列判断正确的是()A.在B点小球速度达到最大B.由A到C过程中弹簧的弹力先做正功后做负功C.由A到C过程中（含位置）弹力功率为零的位置有3个D.弹簧在A点的伸长量一定大于弹簧在B点的压缩量7.在倾角为30°的光滑斜面顶端固定一轻小滑轮，分别用以下三种方式将质量分别为M和m的两个物体连接，，甲图和丙图通过轻绳、乙图通过轻弹簧及轻绳跨过定滑轮连接.初始外力作用在A上系统保持静止，A距斜面底端s，弹簧处于原长.去掉外力后A沿斜面下滑到底端，甲、乙、丙三图中的物体B都随着移动一段距离，设轻绳不可伸长，弹簧始终在弹性限度内，斜面一直保持静止，丙图中A到达斜面底端时连接B的绳和水平方向夹角为,所有阻力都不考虑，重力加速度为g.以下判断正确的是()A.当一起运动时，甲、乙、丙三图中A和B组成的系统机械能均守恒B.甲图中A下滑到斜面底端所用的时间是C.乙图中当A的速度最大时，B的加速度为gD.丙图中A到达斜面底端的速度是8.我国自行研制的新一代ZBL-098×8轮式步兵装甲车已达到国际领先水平，成为中国军方快速部署型轻装甲部队的主力装备.该装甲车在平直的公路上从静止开始加速，设在加速过程中发动机的功率恒为P，装甲车所受阻力恒为，经过的时间和位移分别为，其加速度为a，发动机的牵引力为F，则在此加速过程中下列图像中可能正确的是()A.B.C.D.9.如图所示，是半径为R的四分之一圆弧轨道，轨道底端B点与一水平轨道相切，水平轨道又在C点与足够长的斜面平滑连接，轨道B处有一挡板（厚度不计），斜面足够长。在圆弧轨道上静止着N个半径为的光滑刚性小球，小球恰好将圆弧轨道铺满，小球从A到B依次标记为1、2、3、…、N号。现将圆弧轨道末端B处的挡板拿走，N个小球由静止开始沿轨道运动，不计摩擦与空气阻力，下列说法正确的是()A.N个小球在运动过程中始终不会散开B.第1个小球从A到B过程中机械能守恒C.第1个小球到达B点前第N个小球做匀加速运动D.第1个小球到达最低点的速度小于10.2020年新年伊始，人们怀着对新一年的美好祝愿和期盼，在广场的水平地面上竖立了“2020”数字模型，该模型由较细的光滑管道制造而成，每个数字高度相等，数字“2”的上半部分是半径的圆形管道，数字“0”是半径的圆形管道，“2”与“0”之间分别由导轨和连接，最右侧数字“0”管道出口处与四分之一圆轨道连接。从轨道上某处由静止释放质量的小球，若释放点足够高，小球可以顺着轨道连续通过“2020”管道并且可以再次返回“2020”管道。分别为数字“2”和“0”管道的最高点，水平轨道与小球间的动摩擦因数，且长度，其余轨道均光滑，不计空气阻力且小球可以当作质点，。（1）若小球恰好能通过“2020”管道，则将小球在轨道上由静止释放处相对地面的高度h为多少？（2）若小球从高处静止释放，求小球第一次经过D点时对管道的压力大小。答案以及解析1.答案：D解析：人的加速度斜向上，将加速度分解到水平和竖直方向得，方向水平向右；，方向竖直向上。水平方向受静摩擦力作用，，水平向右，竖直方向受重力和支持力，，所以，A、B两项错误。除重力以外的力对物体做的功，等于物体机械能的变化量，踏板对人的力除了支持力还有摩擦力，运动过程中摩擦力也做功，所以踏板对人的支持力做的功不等于人的机械能增加量，C项错误。由动能定理可知，人所受合力做的功等于人的动能的增加量，D项正确。2.答案：AD解析：物块由A到B的过程中有一部分弹性势能用于克服摩擦力做功，A项正确；当物块从A向B运动过程中加速度为零时速度最大，此时，弹簧仍处于伸长状态，B项错误；由动能定理可得，可得物块在O点的动能小于，D项正确；由能量守恒定律可得，物块在B点时，弹簧的弹性势能，C项错误。3.答案：C解析：设挂钩断开瞬间的牵引力为，玩具车受到的摩擦力大小，对玩具车分析有，对玩具车分析有，已知，对玩具车分析由动量定理有，整理得，A错误；克服阻力做的功，则，C正确；牵引力做的功，，得，D错误；由，B错误.4.答案：CD解析：系统静止时，弹簧的压缩量设为，代入，解得，两物块刚开始向右做匀加速运动时，对两物块由牛顿第二定律有，代入数据可得，A错误；两物块刚好分离时，物块之间的弹力正好为0，设此时弹簧的压缩量为，对物块A由牛顿第二定律有，解得，B错误；两物块一起做匀加速运动，分离时运动的位移，由解得，C正确；弹簧对两物块向右的弹力与弹簧的压缩量x的关系图象如图所示，弹力对两物块做正功，则有，由胡克定律有，可得，两物块从一起做匀加速运动到分离，应用动能定理有，解得，D正确。5.答案：AC解析：本题考查根据能量变化图像分析运动情况。对物块来说，除重力之外拉力做的功等于机械能的变化量，即，所以，根据牛顿第二定律可得，故A正确；由题图乙可知，物块上升1.0m高度时速度最大，根据速度—位移关系可得，故B错误；物块上升到0.25m高度处时速度大小为，拉力F的瞬时功率为，故C正确；设物块撞击铁钉前的速度为，全过程根据动能定理可得，代入数据解得，物块与铁钉碰撞过程中内力远大于外力，根据动量守恒定律可得，代入数据解得，故D错误。6.答案：D解析：由小球在之间往复运动可知，小球在A点时弹簧一定处于拉伸状态，小球由A向B运动，在之间的某一位置，弹簧处于原长状态，此时小球的加速度为零，速度最大，此时弹簧的弹性势能全部释放，转化为动能，动能最大，所以速度最大，在B点弹簧被压缩还具有一定的弹性势能，故在B点速度不可能最大，A错误；由A到C过程中，弹簧的弹力先做正功后做负功，又做正功又做负功，B错误；由A到C过程中（包括两种状态）弹力功率为零的位置有5个（含位置），C错误；小球由A点运动到B点，动能增加，弹簧的弹性势能减小，故弹簧在A点的伸长量一定大于弹簧在B点的压缩量，D正确.7.答案：BCD解析：题图乙中由于有弹簧存在，物体一起运动时弹簧处于伸长状态，机械能有部分转化为弹性势能，题图甲、丙中A和B组成的系统机械能守恒，A错误；题图甲中，对A由牛顿第二定律有，对B由牛顿第二定律有，解得，由运动学公式，解得，B正确；题图乙中A的速度最大时，加速度为零，对A：，对B：，解得，C正确；图中，当A到达斜面底端的速度是时，B的速度为，根据速度分解有，由机械能守恒定律有，解得，D正确.8.答案：C解析：因为装甲车的发动机功率恒为P，所以图像应为一条水平横线，故A错误：由可知，，故图像应是一次函数图像，但是因为a不可能取负值，故第四象限的图像应为虚线，故B错误；由可知，图像的斜率为，由于此过程加速度a的值随着速度的增加而不断变小，最后装甲车做匀速直线运动，故C正确；由可知，图像为反比例函数图像，但是D选项的图像为正比例函数图像，故D错误.9.答案：AD解析：本题考查多物体的多过程问题。在下滑的过程中，水平轨道上的小球要做匀速运动，而圆弧轨道上的小球要做加速运动，则后面的小球对前面的小球有向前的压力作用，所以小球之间始终相互挤压，冲上斜面后，后面的小球把前面的小球往上压，所以小球之间始终相互挤压，故N个小球在运动过程中始终不会散开，故A正确；第1个小球在下落过程中受到挤压，所以有外力对小球做功，小球的机械能不守恒，故B错误；由于小球在下落过程中速度发生变化，同时相互间的挤压力发生变化，所以第1个小球到达B点前第N个小球不可能做匀加速运动，故C错误；对N个小球整体来说，它们呈圆弧分布在段时，重心低于，小球整体的重心下降到最低点的过程中，根据机械能守恒定律得，解得;所以第1个小球到达最低点的速度，故D正确。10.答案：（1）3.5m（2）20N，方向竖直向上解析：（1）恰好能过管道最高点即最高点速度为0阶段由动能定理有