【临门一脚】2015年高考物理热点专题精确射靶专题复习 专题三 功和能
专题三 功和能
[考点精要]
考点一、功和功率 1．功 （1）功的计算 ①恒力的功：W =Fl cos θ
②变力的功：应用动能定理求解；或将变力的功转化为恒力的功，如W =Pt (P 一定)。 （2）正负功的判断
①恒力做功：主要看力的方向和位移方向之间的夹角 ②变力做功：主要看力的方向和瞬时速度方向之间的夹角 ③无论恒力做功还是变力做功，都可以利用功能关系判断 2．功率
（1）平均功率 P =W t
,P =F v -
co sα(F 为恒力，v -
为平均速度)
（2）瞬时功率 P=Fv cosα(α为力F 的方向与速度v 方向的夹角)
（3）机车的两种启动方式
①以恒定功率启动：机车先做加速度不断减小的加速运动，后做匀速象如图a ，当F =F 阻时，v m =P F
=
P
F 阻
。
直线运动，速度图②以恒定加速度
启动：机车先做匀加速直线运动，当达到额定功率后
做加速度减小的加速运动，最后做匀速直线运动，速度图象如图b 。 v
1=at 1得匀加速运动的时间t 1=()P F ma a
额
阻+
由F -F 阻=ma, P 额=Fv 1，由P 额=F 阻v m 得v m =
P F 额阻
。
考点二、动能定理 E k1=2212
mv -2112
mv
1.表达式：W
合
=E k2-
2.适用范围：动能定理的适用范围很广，在解决变力做功、曲线运动、多过程问题时，更能体现其优越性。
考点三、机械能守恒定律
1．内容：在只有重力（或弹簧的弹力）做功的情况下，物体的动能和重力势能（或弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变。
2．表达式：（1）E k1+E p1=E k2+E p2，即初状态的动能与势能之和等于末状态的动能与势能之和。 （2）ΔE k 增=ΔE p 减，即动能（势能）的增加量等于势能（动能）的减少量。 （3）ΔE A 增=ΔE B 减，即A 物体的机械能的增加量等于B 物体机械能的减少量。
3．适用条件：只有重力（或系统内的弹力）做功。实质是只发生机械能内部的（即动能和重力势能或弹力势能）相互转化，而没有与其它形式的能相互转化。 考点四、功能关系
1．功能关系的普遍意义：做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功就有多少某种形式的能转化为其它形式的能，功是能量转化的量度。
2．几个重要的功能关系
（1）重力（弹簧弹力或电场力）做功对应重力势能（弹性势能与或电势能）的改变，即
W G=-ΔE p=E p1-E p2。
（2）合外力对物体做功等于动能的改变，即
W合=ΔE k=E k2-E k1，亦即动能定理。
（3）除重力、弹力以外的其他力的功W其它与物体机械能的增量相对应，即W其它=ΔE机=E2-E1。（4）系统克服滑动摩擦力做功等于系统中产生的内能，Q=F动S相对路程，即摩擦生热。
（5）安培力做功对应电能的改变，即W安=-ΔE电。
3．应用功能关系需要注意的问题
（1）搞清力对“谁”做功：对“谁”做功对应于“谁”的受力和位移，引起“谁”的能量变化。
（2）注意功和能之间的一一对应关系：不同的力做功对应不同形式的能量的变化。
【巧点妙拨】
1．求功时一定要明确是哪个力对哪个物体在哪个过程中做的功，该力是恒力还是变力。
2．求功率时一定要明确求的是平均功率还是瞬时功率。
3．摩擦力做功的特点
（1）单个摩擦力（包括静摩擦力和滑动摩擦力）可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。（2）相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零，在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的转移，没有机械能与其他形式能间的转化；
（3）相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数不为零，且总为负值，在一对滑动摩擦力做功的过程中，不仅有相互摩擦物体间机械能的转移，还有机械能转化为内能。转化为内能的量等于系统机械能的减少，等于滑动摩擦力与相对路程的乘积。
4．判断机械能守恒的方法
（1）利用机械能的定义直接判断：据E=E p+E k，只要动能与势能的和不变，则机械能守恒。
（2）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）用能量转化来判断：若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，则系统机械能守恒。
5．解决力学问题时选择规律的一般性原则
解决力学问题的基本方法概括起来有两个，一是力的方法，即牛顿运动定律结合运动学公式；二是功和能的方法，即各种功能关系及能量守恒等。
一般说来，对于力学问题，应优先考虑功和能的方法。涉及加速度、时间等瞬时关系的匀变速运动（包括直线和曲线运动），可用力的方法；对于单个物体，涉及功和位移，不涉及加速度和时间，优先考虑动能定理；若研究对象是相互作用的物体系统，且出现能量的转化时，优先考虑能量守恒定律（或机械能守恒定律）。
【授之以渔】涉及弹簧的能量守恒问题
［例题对应］如图甲所示，小物体从竖直轻质弹簧上方离地高h1处由静止释放，其动能E k与离地高度h的关系如图乙所示，在h1~h2阶段图象为直线，其余部分为曲线，h3对应图象的最高点，小物体的质量为m,重力加速度为g,不计空气阻力，以下说法正确的是（）
A.弹簧的劲度系数k =
23
mg h h -
B.当物体下落到h =h 3高度时，重力势能与弹性势能之和最小
C.小物体处于h =h 4高度时，弹簧的弹性势能为E p =mg (h 2-h 4)
D.在小物体从h 1下降到h 5过程中，弹簧的最大弹性势能为E pm =mgh 1 [解析]E k -h 图线的切线斜率
K
E h
??=F 合，由E K -h 图线知，物体下降到h=h 3时，合力为零，弹簧的压缩量为h 2-h 3，则mg-k (h 2-h 3)=0,解得k =23
mg h h -,A 选项正确；小物体下降过程中，其动能、重力势能
及弹簧的弹性势能之和守恒，即E K +E p 重+E p 弹=mgh 1，当E K 最大时，两种势能之和E p 重+E p 弹最小，故B 选项正确；对h 2→h 4过程，动能变化量为零，重力势能减小，弹性势能增大，而h 2处弹性势能为零，故在h =h 4时，弹簧的弹性势能E p =mg (h 2-h 4),C 选项正确；当h =h 5时，弹性势能最大，设为E pm ，有E pm =mg (h 1-h 5)，故D 选项错误。 [答案]ABC
[名师坐堂] （1）E K -h 图线的斜率为物体所受到的合力。
（2）由于同学们平日里接触到的图象，多为横轴为时间轴的图象，习惯了按从左到右（时刻从小到大）的顺序观察和分析图象，所以，许多同学往往看不懂E K -h 图象，解决这个问题的方法是将小物体实际运动过程跟E K -h 图象结合起来，仍按时间顺序分析下降过程，t =0时，小物体的高度最大，为h=h 1，之后，小物体的高度逐渐降低，当h=h 5时，下降速度为零，小物体降至最低点，即高度随着时间逐渐降低，因而，研究物体的图象（E K -h ）时，须从右向左分析。
[典例对应]
【例1】（2014·高考新课标Ⅱ全国卷）一物体静止在粗糙水平地面上，现用一大小为F 1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v 。若将水平拉力的大小改为F 2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v 。对于上述两个过程，用W F 1、W F 2分别表示拉力F 1、F 2所做的功，W f 1、W f 2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则（ ） A.W F 2>4W F 1,W f 2>2W f 1 B.W F 2>4W F 1,W f 2=2W f 1 C.W F 2<4W F 1,W f 2=2W f 1 D.W F 2<4W F 1,W f 2<2W f 1
[命题意图]本题考查力的功、动能定理及匀变速直线运动的规律，体现了高考重视双基的命题原则。 [解析]据x =12
(v 0+v )t 可知，前后两种情况下的位移分别为x 1=12
vt ,x 2=12
×2vt =vt =2x 1;克服摩擦力所做
的功分别为W f 1=fx 1,W f 2=fx 2=2fx 1=2Wf 1,故A 、D 选项错误；对前后两种过程，据动能定理可得：W F 1-W f1=12
mv 2,W F 2-W f 2=12
m (2v )2,解得W F 2=2W F 1+
mv 2=4W F 1-2W f 1,故2W F 1 [题后反思]本题可以采用由一般到特殊的方法进行分析判断，即先求出第一种情况下的W F 1和W f 1，再将v 用2v 代替即得到W F 2和W f 2。 W f 1=fx 1=12 fvt ,W F 1-fx 1=12 mv 2→W F 1=12 mv 2+fvt ，将v 用2v 代替，则W f 2=12 f (2v )t =fvt ,W F 2=12 m (2v )2+f (2v )t =2mv 2+2fvt ,可见，W f 2=2W f 1,W F 2=4W F 1-2W f 1. 【例2】（2014·上海）静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力。不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间变化关系是（ ） [命题意图]从知识上看，本题主要考查非重力做功与机械能变化的关系以及机械能守恒的条件，从能力上看，本题考查了同学们识图、用图和画图能力。 [解析]物体在恒力F 作用下，从静止开始做匀加速直线运动，F-mg =ma ,h =12 at 2;以地面为零势能面， 则物体刚要离开地面时(t =0）机械能为零，设物体在t 时刻的机械能为E ，据动能关系得E =ΔE =Fh =12 Fat 2,F 、a 均为定值，E-t 图象为开口向上的抛物线，撤去恒力F 后，物体只受重力作 用，其机械能守恒，故只有C 选项正确。 [答案]C [题后反思]（1）本题主要考查功能关系，显示了功能关系的重要性。 （2）本题还可以利用图象的斜率进行分析：E-t 图象的斜率是恒力F 的瞬时功率，即P =·E F h t t ??=??=Fv , 在恒力F 作用下，物体匀加速上升，其功率P =Fv =Fat 随之均匀增大，E-t 图象的切线斜率不断增大，即E-t 图象是向上弯曲的。 【例3】（2014·重庆理综）如图为“嫦娥三号”探测器在月球上着陆最后阶段的示意图。首先在发动机作用下，探测器受到推力在距月面高度为h 1处悬停（速度为0，h 1远小于月球半径）；接着推力改变，探测器开始竖直下降，到达距月面高度为h 2处的速度为v ；此后发动机关闭，探测器仅受重力下落到月面。已知探测器总质量为m （不包括燃料），地球和月球的半径比为k 1，质量比为k 2，地球表面附近的重力加速度为g 。求： (1)月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月面时的速度大小； （2）从开始竖直下降到刚接触月面时，探测器机械能的变化。 [命题意图]本题将万有引力定律与机械能联系起来，体现了近几年高考命题的新趋势；同时，本题将物体的运动环境改为月球表面附近，使题目有了一定的新意和难度。 [解析]（1）探测器在地球表面上时有： 2 ·M m G mg R =地地 ① 探测器在月球表面附近时有： 2 ·M m G mg R '=月月 ② 据题意得： R 地=k 1R 月 ③ M 地=k 2M 月 ④ 解得：212 k g g k '= 即月球表面附近的重力加速度为2 12 k g k 设探测器刚接触月球表面时的速度大小为v 1, 据动能定理得： mg ′·h 2= 2211122 mv mv - ⑤ 解得：22 12 12 2k gh v v k =+ （2）探测器在竖直下降过程中，机械能的变化量为： 2 1121()2 E mv mg h h '?= -- ⑥ 解得：2 21122 1()2k E mv mg h h k ?= -- [答案]（1） 2 12 k g k ；2212 2 2k gh v k + （2）2 21122 1()2k mv mg h h k -- [题后反思]（1）题目中有一个重要的提示，“h 1远小于月球半径”，这就是说，在探测器自h 1开始竖直下降的整个过程中，其重力mg ′不变，自h 2高度下降过程相当于只受重力作用的竖直下抛过程。因而本题较好地考查了同学们知识迁移能力。 （2）还可以用功能关系求探测器机械能的变化： 对自h 1高度下降到h 2高度的过程，据动能定理得： mg ′(h 1-h 2)+W =12 mv 2 自h 2高度自由下落到月球表面过程，探测器的机械能守恒。 据功能关系得：W =ΔE 解得：ΔE =12 mv 2-mg ′(h 1-h 2)=12 mv 2-2 12 k k mg (h 1-h 2) [命题趋向] 功和能一直是高考的热点，考题既有选择题，又有计算论述题。其中选择题多考查功、功率、动能定理、功能关系等基础知识，且常与图象相结合；计算论述题多与牛顿第二定律、平抛运动、圆周运动等相结合，形成多过程力学大综合题。 [直击高考] 1．一物体做自由落体运动，用v,h,E K ,E P ,P 依次表示该物体的下落速度、已下落的位移、动能、重力势能和重力的功率，则以下图象正确的是 （ ） 2．下列各图是反映汽车在平直的公路上从静止开始匀加速起动，最后做匀速运动的过程中，其速度随时间以及加速度、牵引力和功率随速度变化的图象，（汽车运动过程中所受阻力恒定）其中正确的是 （ ） 3．如图所示，一个质量为m 的物体以某一速度从A 点冲上倾角为30°的斜 为34 g ，物体在斜面上上升的最大高度为h ，则物体 面，其运动的加速度在 此 过 程 中 （ ） A.重力势能增加了34 mgh B.动能损失了mgh C.机械能损失了14 mgh D.物体克服摩擦力的功率随时间在均匀减小 4．质量分别为2m 和m 的A 、B 两物体分别在水平恒力F 1和F 2的作用下沿水平面运动，撤去F 1、F 2后受摩擦力的作用减速到停止，其V-t 图象如图所示，则下列说法正确的是（ ） A.F 1、F 2大小相等 B.F 1、F 2对A 、B 做功之比为2：1 C.A 、B 受到的摩擦力大小相等 D.全过程中摩擦力对A 、B 做功之比为1：2 5.将小球以10 m/s 的初速度从地面竖直向上抛出，取地面为零势能面， 小球在上升过程中的动能E k 、重力势能E p 与上升高度h 间的关系分别如图中两直线所示.取g =10m/s 2， 下 列 说 法 正 确 的 是 （ ） A.小球的质量为0.2 kg B.小球受到的阻力（不包括重力）大小为0.20 N C.小球动能与重力势能相等时的高度为2013 m D.小球上升到2 m 时，动能与重力势能之差为0.5 J 6．将一小球从高处水平抛出，最初2 s 内小球动能E k 随时间t 变化的图象如图所示，不计空气阻力，取g =10 m/s 2。根据图象信息，不能确定的物理 量是 （ ） A.小球的质量 B.小球的初速度 C.最初2 s 内重力对小球做功的平均功率 D.小球抛出时的高度 7.一质量为2kg 的物体，在水平恒定拉力的作用下以某一速度在粗糙的水平面上做匀速运动，当运动一段时间后，拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动，图中给出了拉力随位移变化的关系图象。已知重力加速度g =10 m/s 2,则根据以上信息能精确得出或估算得出的物理量有（ ） A.物体与水平面间的动摩擦因数 B.在减速过程中合外力对物体所做的功 C.物体匀速运动时的速度 D.物体运动的时间 8.如图所示，斜面倾角为θ=37°，物体1放在斜面紧靠挡板处，物体1和斜面间的动摩擦因数为μ=0.5，一根很长的不可伸长的柔软轻绳跨过光滑轻质小定滑轮，绳一端固定在物体1上、另一端固定在物体2上，斜面上方的轻绳与斜面平行，物体2下端固定一长度为h 的轻绳，轻绳下端拴在小物体3上，物体1、2、3的质量之比为4∶1∶5，开始时用手托住小物体3，小物体3到地面的高度也为h ，此时各段轻绳刚好拉紧.已知物体触地后立即停止运动、不再反弹，重力加速度为g =10 m/s 2，小物体3从静止突然放手后物体1沿面上滑的最大距离为 （ ） A.3h B.73 h C.2h D.43 h 9.如图所示，物体A 、B 通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体A 、B 的质量分别为m 、2m 。开始时细绳伸直，用手托着物体A 使弹簧处于原长，且A 与地面的距离为h ，物体B 静止在地面上。放手后物体A 下落，与地面即将接触时速度为v ，此时物体B 对地面恰好无压力。若在物体A 下落的过程中．弹簧始终处在弹性限度内，则 A 接触地面前的瞬间 ( ) A.物体A 的加速度大小为g ,方向竖直向下 B.弹簧的弹性势能等于mgh-1 mv2 2 C.物体B有向上的加速度 D.弹簧对物体A拉力的瞬时功率大小为2mgv 10.如图甲所示，在倾角为37°的粗糙斜面的底端，一质量m=1 kg可视为质点的滑块压缩一轻弹簧并锁定，滑块与弹簧不相连．t=0时解除锁定，计算机通过传感器描绘出滑块的速度时间图象如图乙所示，其中Oab段为曲线，bc段为直线，在t1=0.1 s时滑块已上滑s=0.2 m的距离，g取10 m/s2．求： （1）物体与斜面间动摩擦因数μ； （2）t2=0.3 s和t3=0.4 s时滑块的速度v1、v2的大小； （3）锁定时弹簧具有的弹性有势能E p. 11.如图所示，轻弹簧左端固定在竖直墙上，右端点在O位置。质量为m的物块A（可视为质点）以初速度v0从距O点右方x0的P点处向左运动，与弹簧接触后压缩弹簧，将弹簧右端压到O′点位置后，A又被弹簧弹回。A离开弹簧后，恰好回到P点。物块A与水平面间的动摩擦因数为μ。求：（1）物块A从P点出发又回到P点的过程，克服摩擦力所做的功； （2）O点和O′点间的距离s1； （3）若将另一个与A完全相同的物块B（可视为质点）与弹簧右端拴接，将A放在B右边，向左压A、B，使弹簧右端压缩到O′点位置，然后从静止释放，A、B共同滑行一段距离后分离。分离后 是多少？ 物块A向右滑行的最大距离s 12.如图所示，一固定的1 圆弧轨道,半径为1.25 m，表面光滑，其底端与水平面相切，且与水平面 4 右端P点相距6 m．轨道的下方有一长为1.5 m的薄木板，木板右侧与轨道右侧相齐．现让质量为 1 kg 的物块从轨道的顶端由静止滑下，当物块滑到轨道底端时，木板从轨道下方的缝隙中冲出，此后木板在水平推力的作用下保持6 m/s 的速度匀速运动，物块则在木板上滑动．当木板右端到达P 点时，立即停止运动并被锁定，物块则继续运动，最终落在地面上．已知P 点与地面相距1.75 m ，物块与木板间的动摩擦因数为0.1，取重力加速度g =10 m/s 2，不计木板的厚度和缝隙大小，求（结果保留两位有效数字） （1）物块滑到弧形轨道底端受到的支持力大小； （2）物块离开木板时的速度大小； （3）物块落地时的速度大小及落地点与P 点的水平距离． 专题三答案 1.[解析]由2v gh =知，速度v 随下落距离的增大而增大，但由于每下落相同距离，所用时间越来越少，速度随h 增大的也就越来越慢，A 对；据动能定理得E K =mgh ，B 对；而E P =mg (h 0-h ),h 0为刚开始自由下落时的高度，C 错；重力的功率为P=mgv= mg 2gh ,故P 2=m 2g 2h ,p-h 图线为以h 轴为对称轴的抛物线，D 错. [答案]AB 2.[解析]匀加速运动中v=at,v-t 图线为直线，当P=P 额后，加速度a 逐渐减小，故A 选项正确；当匀速运动后，a =0,B 选项错；在匀加速阶段牵动F 保持不变，功率P=FV ，随v 均匀增大；当功率达到额定功率后满足P=FV ，F-v 图线形状变为双曲线，CD 对。 [答案]ACD 3.[解析]E P =mgh ,A 错； 3 2sin30 K h E ma mgh ?=-=-，B 错； 由mg sin30°+f=ma,a =34g ,可知f =1 4 mg , 1 sin302 f h W f mgh =-=-?, 据功能关系知，1 2 f E W mgh ?==-机，C 选项错，克服f 的功率P=fv=f (v 0-at ),D 对。 [答案] D 4.[解析]设A 加速时加速度大小为a ，则减速时加速度大小为0.5a ，B 加速时加速度大小为0.5a ，减速时加速度大小为a 。根据牛顿第二定律，对A :F 1-F f 1=2ma ,F f 1=2m ×0.5a 。对B :F 2-F f 2=0.5ma , F f 2= F f 1， A 错误，C 正确。外力F 1、F 2做功分别为W 1、W 2，据动能定理得：W 1- F f 1x 1=0，W 2- F f 2x 2=0，其中x 1=x 2=32 v 0t 0，F f 1=F f 2，故可得W 1=W 2，D 选项错。 [答案] C 5. [解析]在最高点，E P =mgh 得m =0.1 kg,A 项错误；由除重力以外其他力做功W 其=ΔE 可知：-fh=E 高 - E 低 ，E 为机械能，解得f =0.25 N,B 项错误；设小球动能和重力势能相等时的高度为H ，此时有 mgH =12 mv 2,由动能定理：-fH-mgH =12 mv 2-12 mv 20得H = 209 m ，故C 项错；当上升h ′=2 m 时，由动 能定理，-fh ′-mgh ′=E k2-12 mv 20得E k2=2.5 J,E p2=mgh ′=2 J,所以动能与重力势能之差为0.5 J ，故D 项正确。 [答案] D 6. [解析]由机械能守恒定律可得E k =E k0+mgh ，又因为h =1 2 2 gt ，所以E k =E k0+12mg 2t 2。当t =0时，E k0= 2 012 mv =5 J ，当t =2 s 时，E k =E k0+2mg 2=30 J ，联立方程解得:m =0.125 kg,v 0=4 5 m/s 。t =2 s 时，由动 能定理得W G =ΔE k =25 J,故P - =2 G W =12.5 W 。根据图象信息，无法确定小球抛出时离地面的高度。综 上所述，D 正确。 [答案] D 7. [解析]根据题意及图象所给信息可知，当水平拉力为7 N 时物体匀速运动，即滑动摩擦力为7 N ，所以可求物体与水平面间的动摩擦因数；合外力对物体做的功即为拉力和摩擦力做功之和，由图象可得物体减速阶段的位移，所以摩擦力的功可求，再由图象面积的物理意义估算水平拉力做的功，合外力对物体做的功可求；由动能定理可得物体匀速运动时的速度；因为物体减速阶段为非匀变速运动，所以不能求物体运动的时间，本题选D 。 [答案] D 8.[解析]设物体 3刚要触地时的速度大小为 v 1.据能量守恒定律可 得:6mgh =4mg ·h sin θ+1 2 ×10mv 21+4μmgh cos θ,解得12 5 v gh = . 设物体3触地后，物体2最多再下降x 距离，据能量守恒定律得mgx +21152 mv =4mgx ·sinθ+4μmgx cos θ,解得x =13h h ,D 选项正确。 [答案]D 9.[解析]A 刚要接触地面时，对A 有：mg-F =ma A ,对B 有：F -2mg =0,解得a A =-g ,方向竖直向上，A 错；据机械能守恒定律得：E P =mgh -12 mv 2,B 选项错；A 物体刚要触地时，B 物体a B =0,C 选项错；弹簧对物体A 的拉力的瞬时功率大小为P=Fv =2mgv ,D 选项错。 [答案]BD 10.[解析]（1）由题中图象可知0.1 s 物体离开弹簧向上做匀减速运动，加速度的大小 21 0.20.1 a -= - m/s 2=10 m/s 2 根据牛顿第二定律，有 mg sin37°+μmg cos37°=ma 解得：μ=0.5. （2）根据速度时间公式，得： t 2=0.3 s 时的速度大小 v 1=v 0-at =1 m/s-10×0.1 m/s=0. 0.3 s 后滑块开始下滑，下滑的加速度 a ′= sin37cos37 mg mg m μ-=2 m/s 2 t 2=0.4 s 时的速度大小v 2=a ′t ′=2×0.1 m/s=0.2 m/s. (3)由功能关系可得： E P =21 sin 37cos372 mv mgs mgs μ++=4 J. [答案]（1）10 m/s 2,0.5 (2)0,0.2 m/s (3)4 J 11.[解析]（1）物块A 从P 点出发又回到P 点的过程根据功能关系知，克服摩擦力所做的功为W f =2012 mv . (2)物块A 从P 点出发又回到P 点的全过程中，根据功能关系有 2μmg (x 1+x 0)=2 012mv ,得x 1= 204v g μ-x 0. (3)物块A 、B 分离时，两者间弹力为零，且加速度相同，A 的加速度是μg,B 的加速度也是μg ，说明B 此时只受摩擦力，弹簧处于原长时分离，设此时它们的共同速度是v 1，弹出过程弹力做功W F .只有物块A 时，从O ′到P 有： W F -μmg (x 1+x 0)=0, 物块A 、B 共同从O ′点到O 点有： W F -2μmgx 1=211· 22 mv 分离后对物块A 有：μmgx 2=2112 mv , 解得：20208v x x g μ=- . [答案]（1）201 2 mv （2） 204v g μ-x 0 （3）20 08v x g μ- 12.[解析]（1）对物块mgR =12 mv 2 v =2gR =5 m/s F N -mg=m 2v R 解得F N =mg+m 2v R =30 N (2)木板运动时间t 1=1 x v =1 s 对物块a = mg g m μμ==1 m/s 2 v 1=v+at 1=6 m/s x 1=vt 1+211 2 at =5.5 m 22 21v v -=-2a (x-x 1) v 2= 35 m/s≈5.9 m/s (3)由机械能守恒定律得222112 2 mgh mv mv '+= v ′= 70 m/s≈8.4 m/s 物块在竖直方向h =12 gt 2 物块在水平方向x 2=v 2t =3.5 m [答案](1)30 N (2)5.9 m/s (3)8.4 m/s 3.5 m 2014年普通高等学校统一招生考试理科综合（上海卷） 物理试题解析 1.下列电磁波中，波长最长的是 (A)无线电波 (B)红外线 (C)紫外线 (D)γ射线 1．【答案】A 【考点】电磁波谱 【解析】题中电磁波按照波长由长到短的顺序，依次是：无线电波、红外线、紫外线、γ射线，故选A 。 2.核反应方程X C He Be 12 64 29 4+→+中的X 表示 (A)质子 (B)电子 (C)光子 (D)中子 2．【答案】D 【考点】核反应 【解析】核反应同时遵循质量数和电荷数守恒，根据质量数守恒，可知X 的质量数是1，电荷数是0，所以该粒子是中子，D 项正确。 3.不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是 (A)原子中心有一个很小的原子核 (B)原子核是由质子和中子组成的 (C)原子质量几乎全部集中在原子核内 (D)原子的正电荷全部集中在原子核内 3．【答案】B 【考点】α散射实验、核式结构模型 【解析】卢瑟福通过α散射实验，发现绝大多数粒子发生了偏转，少数发发生了大角度的偏转，极少数反向运动，说明原子几乎全部质量集中在核内；且和α粒子具有斥力，所以正电荷集中在核内；因为只有极少数反向运动，说明原子核很小；并不能说明原子核是由质子和中子组成的，B 项正确。 4.分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增加时，分子间的 (A)引力增加，斥力减小 (B)引力增加，斥力增加 (C)引力减小，斥力减小 (D)引力减小.斥力增加 4．【答案】C 【考点】分子动理论 【解析】根据分子动理论可知，物质是由大量分子组成的；组成物质的分子在永不停息的做着无规则的热运动；分子间同时存在相互作用的引力和斥力。随分子间距的增大斥力和引力均变小，只是斥力变化的更快一些，C 项正确。 5.链式反应中，重核裂变时放出的可以使裂变不断进行下去的粒子是 (A)质子(B)中子(C)β粒子(D)α粒子 5．【答案】B 【考点】核反应、裂变 2015年普通高等学校招生全国统一考试（新课标I卷） 理科综合能力侧试 一、选择题：本题共13小题，每小题6分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 7．我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种，其中“强水”条目下写道：“性最烈，能蚀五金……其水甚强，五金八石皆能穿第，惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指（）A．氨水 B．硝酸 C．醋 D．卤水 8．N A为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是（） A．18gD2O和18gH2O中含有的质子数均为10N A B．2L0.5mol/L亚硫酸溶液中含有的H+两种数为2N A C．过氧化钠与水反应时，生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2N A D．密闭容器中2molNO与1molO2充分反应，产物的分子数为2N A 9．乌洛托品在合成、医药、染料等工业中有广泛用途，其结构式如图所示。将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品。若原料完全反应生成乌洛托 品，则甲醛与氨的物质的量之比为（） A．1：1 B．2：3 C．3：2 D．2：1 10．下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是（） 选项实验现象结论 A. 将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应 后滴加KSCN溶液有气体生成，溶液呈血 红色 稀硝酸将Fe氧化为3 Fe B. 将铜粉加1.0mol·L－1Fe2(SO4)3溶液 中溶液变蓝、有黑色固体 出现 金属铁比铜活泼 C. 用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打 磨过的铝箔在酒精灯上加热熔化后的液态铝滴落下 来 金属铝的熔点较低 D. 将-1 4 0.1molgL MgSO溶液滴入 NaOH溶液至不再有沉淀产生，再滴 先有白色沉淀生成后变 为浅蓝色沉淀 Cu(OH)2的溶度积比 Mg(OH)2的小 2013年高三物理选择题专项训练（一） 14．如图所示，直线I、Ⅱ分别表示A、B两物体从同一地点开始运动的v-t图 象，下列说法中正确的是 A．A物体的加速度小于B物体的加速度B．t0时刻，两物体相遇 C．t0时刻，两物体相距最近D．A物体的加速度大于B物体的加速度 15．如图所示，物块A、B通过一根不可伸长的细线连接，A静止在斜面上， 细线绕过光滑的滑轮拉住B，A与滑轮之间的细线与斜面平行。则物块 A受力的个数可能是 A．3个B．4个C．5个D．2个 16．如图所示，A、B、C、D是真空中一正四面体的四个顶点。现在在A、B两 点分别固定电量为+q、-q的两个点电荷，则关于C、D两点的场强和电势， 下列说法正确的是 A．C、D两点的场强不同，电势相同B．C、D两点的场强相同，电势不同 C．C、D两点的场强、电势均不同D．C、D两点的场强、电势均相同 17．图示为某种小型旋转电枢式发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强 度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′以角速度ω匀 速转动，线圈的面积为S、匝数为n、线圈总电阻为r，线圈的两端经 两个半圆形的集流环（缺口所在平面与磁场垂直）和电刷与电阻R连 接，与电阻R并联的交流电压表为理想电表。在t=0时刻，线圈平面 与磁场方向平行（如图所示），则下列说法正确的是 A．通过电阻R的是直流电B．发电机产生电动势的最大值E m= nBSω C．电压表的示数为D．线圈内产生的是交流电 18．2009年5月，英国特技演员史蒂夫·特鲁加里亚飞车挑战世界最大环形车道。如图所示，环形车道竖直放置，直径达12m，若汽车在车道上以12m/s恒定的速率运动， 演员与摩托车的总质量为1000kg，车轮与轨道间的动摩擦因数为0.1， 重力加速度g取10m／s2，则 A．汽车发动机的功率恒定为4.08×104W B．汽车通过最高点时对环形车道的压力为1.4×l04N C．若要挑战成功，汽车不可能以低于12 m/s的恒定速率运动 D．汽车在环形车道上的角速度为1 rad/s 19．如图所示，一竖直绝缘轻弹簧的下端固定在地面上，上端连接一带正电小球P，小球所处的空间存在着竖直向上的匀强电场，小球平衡时，弹簧恰好处于原长 功和能 专题要点 １．做功的两个重要因素：有力作用在物体上且使物体在力的方向上发生了位移。功的求解可利用θ cos Fl W =求,但F 为恒力； 也可以利用F-l 图像来求;变力的功一般应用动能定理间接求解。 2．功率是指单位时间内的功,求解公式有θcos V F t W P == 平均功率，θcos FV t W P == 瞬时功率，当0=θ时,即F 与v 方向相同时，P=FV 。 3.常见的几种力做功的特点 ⑴重力、弹簧弹力，电场力、分子力做功与路径无关 ⑵摩擦力做功的特点 ①单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力）可以做正功，也可以做负功,还可以不做功。②相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零,在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的转移，没有机械能的转化为其他形式的能；相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零，且总为负值，在一对滑动摩擦力做功的过程中，不仅有相互摩擦物体间机械能的转移,还有机械能转化为内能。转化为内能的量等于系统机械能的减少，等于滑动摩擦力与相对路程的乘积。 ③摩擦生热,是指动摩擦生热,静摩擦不会生热 4.几个重要的功能关系 ⑴重力的功等于重力势能的变化，即P G E W ?-= ⑵弹力的功等于弹性势能的变化,即P E W ?-=弹 ⑶合力的功等于动能的变化,即K E W ?=合 ⑷重力之外的功(除弹簧弹力）的其他力的功等于机械能的变化，即E W ?=其它 ⑸一对滑动摩擦力做功等于系统中内能的变化，相对Fl Q = ⑹分子力的功等于分子势能的变化。 典例精析 题型1.(功能关系的应用）从地面竖直上抛一个质量为m 的小球，小球上升的最大高度为H 。设上升过程中空气阻力为F 恒定。则对于小球上升的整个过程，下列说法错误的是（ ） A. 小球动能减少了mgH B 。小球机械能减少了FH Ｃ。小球重力势能增加了m ｇＨ D 。小球加速度大于重力加速度ｇ 解析:由动能定理可知，小球动能的减小量等于小球克服重力和阻力Ｆ做的功。为(mg+Ｆ)Ｈ，A 错误;小球机械能的减小等于克服阻力F 做的功，为FH,B 正确;小球重力势能的增加等于小球小球克服重力做的功,为mgH ，Ｃ正确;小球的加速度 物理试卷 一、 单项选择题（共16分，每小题2分，每小题只有一个正确选项。） 1. 下列电磁波中，波长最长的是 （A ）无线电波（B ）红外线（C ）紫外线（D ）γ射线 2.核反应方程式9 4Be+42He →126C+X 中的X 表示 （A ）质子 （B ）电子 （C ）光子 （D ）中子 3.不能．． 用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是 （A ）原子中心有一个很小的原子核 （B ）原子核是由质子和中子组成的 （C ）原子质量几乎全部集中在原子核内（D ）原子的正电荷全部集中在原子核内 4.分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增加时，分子间的 （A ）引力增加，斥力减小（B ）引力增加，斥力增加 （C ）引力减小，斥力减小（D ）引力减小，斥力增加 5.链式反应中，重核裂变时放出的可以使裂变不断进行下去的粒子是 （A ）质子 （B ）中子（C ） β粒子 （D ）α粒子 6.在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾．．． 的是 （A ）光电效应是瞬时发生的 （B ）所有金属都存在极限频率 （C ）光电流随着入射光增强而变大（D ）入射光频率越大，光电子最大初动能越大 7.质点做简谐运动，其t x -关系如图，以x 轴正向为速度υ的正方向，该质点的t -υ关系 是 8.在离地高h 处，沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球，她们的初速度大小均为υ，不计空气阻力，两球落地的时间差为 （A ）g υ2（B ）g υ（C ）υh 2（D ）υh 二、单项选择题（共24分，每小题3分。每小题只有一个正确选项。） 9.如图，光滑的四分之一圆弧轨道AB 固定在竖直平面内，A 端与水平面相切，穿在轨道上的小球在拉力F 的作用下，缓慢地由A 向B 运动，F 始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为N .在运动过程中 （A ）F 增大，N 减小（B ）F 减小，N 减小（C ）F 增大，N 增大（D ）F 减小，N 增大 10.如图，竖直放置、开口向下的试管内用水银封闭一段气体，若试管自由下落，管内气体 2015年新课标I高考物理试卷 一、选择题（本题共8小题，每小题6分，在每小题给出的四个选项中，第1-5题只有一项符合题目要求。第6-8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1．（6分）两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同，方向平行，一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子（不计重力），从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的（）A．轨道半径减少，角速度增大B．轨道半径减少，角速度减少 C．轨道半径增大，角速度增大D．轨道半径增大，角速度减少 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动． 专题：带电粒子在磁场中的运动专题． 分析：通过洛伦兹力提供向心力得知轨道半径的公式，结合该公式即可得知进入到较弱磁 场区域后时，半径的变化情况；再利用线速度与角速度半径之间的关系式，即可得知进入弱 磁场区域后角速度的变化情况． 解答：解：带电粒子在匀强磁场中足匀速圆周运动的向心力等于洛伦兹力，由牛顿第二定 律有： qvB= 得：R= 从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后．B减小，所以R增大． 线速度、角速度的关系为：v=ωR 线速度v不变，半径R增大，所以角速度减小，选项D正确，ABC错误． 故选：D 点评：解答该题要明确洛伦兹力始终不做功，洛伦兹力只是改变带电粒子的运动方向．还 要熟练的掌握半径公式R=和周期公式等． 2．（6分）如图，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为φM，φN，φP，φQ，一电子由M点分别到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则（） A．直线a位于某一等势面内，φM＞φQ B．直线c位于某一等势面内，φM＞φN C．若电子由M点运动到Q点，电场力做正功 D．若电子由P点运动到Q点，电场力做负功 2021模拟模拟-选择题专项训练之交变电流 本考点是电磁感应的应用和延伸．高考对本章知识的考查主要体现在“三突出”：一是突出考查交变电流的产生过程；二是突出考查交变电流的图象和交变电流的四值；三是突出考查变压器．一般试题难度不大，且多以选择题的形式出现．对于电磁场和电磁波只作一般的了解．本考点知识易与力学和电学知识综合，如带电粒子在加有交变电压的平行金属板间的运动，交变电路的分析与计算等．同时，本考点知识也易与现代科技和信息技术相联系，如“电动自行车”、“磁悬浮列车”等．另外，远距离输电也要引起重视．尤其是不同情况下的有效值计算是高考考查的主要内容；对变压器的原理理解的同时，还要掌握变压器的静态计算和动态分析． 北京近5年高考真题 05北京18．正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图1所示的方式连接，R=10Ω，交流电压表的示数是10V。图2是交变电源输出电压u随时间t变化的图象。则( ) Ａ．通过R的电流i R随时间t变化的规律是i R=2cos100πt (A) Ｂ．通过R的电流 i R 随时间t变化的规律是i R=2cos50πt (A) Ｃ．R两端的电压u R随时间t变化的规律是u R=52cos100πt (V) Ｄ．R两端的电压u R随时间t变化的规律是u R=52cos50πt (V) 07北京17、电阻R1、R2交流电源按照图1所示方式连接，R1=10Ω，R2=20Ω。合上开关后S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图2所示。则（） A、通过R1的电流的有效值是1.2A B、R1两端的电压有效值是6V C、通过R2的电流的有效值是1.22A D、R2两端的电压有效值是62V 08北京18.一理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=11:5。原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示。副线圈仅接入一个10 Ω的电阻。则（） A.流过电阻的电流是20 A B.与电阻并联的电压表的示数是1002V C.经过1分钟电阻发出的热量是6×103 J D.变压器的输入功率是1×103 W 北京08——09模拟题 08朝阳二模16．在电路的MN间加一如图所示正弦交流电，负载电阻为100Ω，若不考 虑电表内阻对电路的影响，则交流电压表和交流电流表的读数分别为（）A．220V，2.20 AB．311V，2.20 AC．220V，3.11A D．311V，3.11A t/×10-2s U/V 311 -311 1 2 3 4 A V M ~ R V 交变电源 ~ 图1 u/V t/×10-2s O U m -U m 12 图2 专题06 功和能 一、选择题 1．【2017·新课标Ⅱ卷】如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力 A．一直不做功B．一直做正功 C．始终指向大圆环圆心D．始终背离大圆环圆心【答案】A 【考点定位】圆周运动；功 【名师点睛】此题关键是知道小圆环在大圆环上的运动过程中，小圆环受到的弹力方向始终沿大圆环的半径方向，先是沿半径向外，后沿半径向里。 2．【2017·江苏卷】一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处．物块初动能为k0E，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能k E与位移的关系图线是 【答案】C 【考点定位】动能定理 【名师点睛】本题考查动能定理及学生的识图能力，根据动能定理写出–x 图象的函数关系，从而得出图象斜率描述的物理意义． 3．【2017·新课标Ⅱ卷】如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直。一小物块以速度从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时。对应的轨道半径为（重力加速度大小为g ） A ．216v g B ．28v g C ．24v g D ．22v g 【答案】B 【解析】物块由最低点到最高点有：22111222 mv mgr mv =+；物块做平抛运动：1t ；4r t g =；联立解得：22416v x r r g =-当2 242168v v g r g ==?时，x 最大，故选B 。 【考点定位】机械能守恒定律；平抛运动 【名师点睛】此题主要是对平抛运动的考查；解题时设法找到物块的水平射程与圆轨道半径的函数关系，即可通过数学知识讨论；此题同时考查学生运用数学知识解决物理问题的能力。 4．【2017·江苏卷】如图所示，三个小球A 、B 、C 的质量均为m ， 2014年上海高考物理试卷详细解析 2014年上海高考物理试卷 一、单项选择题 1.下列电磁波中，波长最长的是（ ） （A ） 无线电波 （B ） 红外线 （C ） 紫外线 （D ） γ射线 2.核反应方程 9412426Be He C+X +→中的X 表示 （ ） （A ）质子 （B ）电子 （C ） 光子 （D ） 中子 3.不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的 结论是（ ） （A ）原子中心有一个很小的原子核 （B ）原子核是有质子和中子组成的 （C ）原子质量几乎全部集中在原子核内 （D ）原子的正电荷全部集中在原子核内 4.分子间同时存在着引力和斥力，当分子间 距增加时，分子间的（ ） （A ）引力增加，斥力减小 （B ） 引力增加，斥力增加 （C ）引力减小，斥力减小 （D ） 引力减小，斥力增加 5.链式反应中，重核裂变时放出的可以使裂 变不断进行下去的粒子是（） （A）质子（B）中子（C）β粒子（D）α粒子 6.在光电效应的实验中，与光的波动理论不矛盾的是（） （A）光电效应是瞬时发生的（B）所有金属都存在极限频率 （C）光电流随着入射光增强而变大（D）入射光频率越大，光电子最大初动能越大 7.质点做简谐运动，其x t-关系如图以x轴正向为速度v的正方向，该质点的v t-关系是（） 第7题图（A）（B） (C）（D） 8.在离地高为h处，沿竖直向上和向下抛出两个小球，它们的初速度大小均为v，不计空气阻力，两球落地的时间差为（） （A）2v g （B）v g （C）2h v （D） 关系是（ ） （A ） （B ） （C ） （D ） 12.如图，在磁感应强度为B 的匀强磁场中， 面积为S 的矩形刚性导线框abcd 可绕ad 边的固 定' oo 转动，磁场方向与线框平面垂直在线框中通以电流强度为I 的稳恒电流，并使线框与竖直平 面成θ角，此时bc 边受到相对于' oo 轴的安培力力矩大小为（ ） （A ）sin ISB θ （B ）cos ISB θ （C ）sin ISB θ （D ）cos ISB θ 第12题图 第13题图 13.如图，带有一白点的黑色圆盘，可绕过其中心、垂直于盘面的轴匀速转动，每秒沿顺时 针方向旋转30圈在暗室中用每秒闪光31次的频 2015年理综 全国卷1 物理部分 第Ⅰ卷(选择题 共126分) 二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中。第l4～18题只有一项符合题目要求。第l9～21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分。选对但不全的得3分。有选错的得0分。 14．两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力)，从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的 A ．轨道半径减小，角速度增大 B ．轨道半径减小，角速度减小 C ．轨道半径增大，角速度增大 D ．轨道半径增大，角速度减小 15．如图，直线a 、b 和c 、d 是处于匀强电场中的两组平行线，M 、N 、P 、Q 是它们的交点，四点处的电势分别为M ?、N ?、P ?、Q ?。一电子由M 点分别运动到N 点和P 点的过程中，电场力所做的负功相等。则 A ．直线a 位于某一等势面内，M ?>Q ? B ．直线c 位于某一等势面内，M ?>N ? C ．若电子由M 点运动到Q 点，电场力做正功 D ．若电子由P 点运动到Q 点，电场力做负功 16．一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3：l ，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧 接在电压为220 V 的正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两 端的电压为U ，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k 。则 A ．U=66V ，k=19 B ．U=22V ，k=19 C ．U=66V ，k=13 D ．U=22V ，k=13 17．如图，一半径为R 、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ 水平。一质量为m 的质点自P 点上方高度R 处由静止开始下落，恰好从P 点进入轨道。质点滑到轨道最低点N 时，对轨道的压力为4 mg ，g 为重力加速度的大小。用W 表示质点从P 点运动到N 点的过程中克服摩擦力所做的功。则 A ．W =12 mgR ，质点恰好可以到达Q 点 B ．W >12 mgR ，质点不能到达Q 点 C ．W =12 mgR ，质点到达Q 点后，继续上升一段距离 D ．W<12 mgR ，质点到达Q 点后，继续上升一段距离 18．一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为L 1 和L 2，中间球网高度为h 。发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不 同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为3 h 。不计 空气的作用，重力加速度大小为g ，若乒乓球的发射速率υ在某范围内， 通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则υ的最大 取值范围是 D 高三物理专题训练 —连接体 一、选择题 1. 如图1-23所示，质量分别为m1=2kg，m2=3kg的二个物体置于光滑的水平面上，中间用一 轻弹簧秤连接。水平力F1=30N和F2=20N分别作用在m1和m2上。以下叙述正确的是： A. 弹簧秤的示数是10N。 B. 弹簧秤的示数是50N。 C. 在同时撤出水平力F 1、F2的瞬时，m1加速度的大小 13m/S2。 D. 若在只撤去水平力F1的瞬间，m1加速度的大小为13m/S2。 2. 如图1-24所示的装置中，物体A在斜面上保持静止，由此可知： A. 物体A所受摩擦力的方向可能沿斜面向上。 B. 物体A所受摩擦力的方向可能沿斜面向下。 C. 物体A可能不受摩擦力作用。 D. 物体A一定受摩擦力作用，但摩擦力的方向无法判定。 3. 两个质量相同的物体1和2紧靠在一起放在光滑水平桌面上，如图1-25所示。如果它们 分别受到水平推力F1和F2，且F1>F2，则1施于2的作用力的大小为： A. F 1 B. F2 C. (F1+F2)/2 D. (F1-F2)2 4. 两物体A和B，质量分别为m1和m2，互相接触放在光滑水平面上，如图1-26所示，对物 体A施于水平推力F，则物体A对物体B的作用力等于： A. m1F/(m1+m2) B. m2F/(m1+m2) C. F D. m1F/m2 5. 如图1-27所示，在倾角为θ的斜面上有A、B两个长方形物块，质量分别为m A、m B，在平 行于斜面向上的恒力F的推动下，两物体一起沿斜面向上做加速运动。A、B与斜面间的动摩擦因数为μ。设A、B之间的相互作用为T，则当它们一起向上加速运动过程中： A. T=m B F/(m A+m B) B. T=m B F/(m A+m B)+m B g(Sinθ+μCosθ) C. 若斜面倾角θ如有增减，T值也随之增减。 D. 不论斜面倾角θ如何变化（0?≤θ<90?），T值都保持不变。 6. 如图1-28所示，两个物体中间用一个不计质量的轻杆相连，A、 B质量分别为m1和m2，它们与斜面间的动摩擦因数分别为μ1和μ2。当它们在斜面上加速下滑时，关于杆的受力情况，以下说法中正确的是： A. 若μ1>μ2，则杆一定受到压力。 B. 若μ1=μ2，m1 高考物理-功和能（含答案） -专题练习二 一、选择题 1、一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示。 假定汽车所受阻力的大小f恒定不变。下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中，可能正确的是() 2、质量为m的汽车，额定功率为P，与水平地面间的摩擦数为μ，以额定功率匀速前进一段时间后驶过一圆弧形半径为R的凹桥，汽车在凹桥最低点的速度与匀速行驶时相同，则汽车对桥 面的压力N的大小为（） A.N=mg B. C. D. 3、一质点在0～15 s内竖直向上运动，其加速度一时间图像如图所示，若取竖直向下为正，g取10，则下列说法正确的是( ) A．质点的机械能不断增加 B．在0～5 s内质点的动能增加 C．在10～15 s内质点的机械能一直增加 D．在t=15 s时质点的机械能大于t=5 s时质点的机械能 4、一质量为m的小球以初动能E k0冲上倾角为θ的粗糙固定斜面，图中两条图线分别表示小球 在上升过程中动能、重力势能与其上升高度之间的关系(以斜面底端所在平面为零重力势能面)，h0表示上升的最大高度，图中坐标数据中的k为常数且满足0＜k＜1，则由图可知，下列结论正确的是() A．上升过程中摩擦力大小F f＝kmg B．上升过程中摩擦力大小F f′＝kmg cos θ C．上升高度h＝h0sin θ时，小球重力势能和动能相等 D．上升高度h＝h0时，小球重力势能和动能相等 5、一质量为2 kg的物体,受到一个水平方向的恒力作用,在光滑水平面上运动。物体在x方向、y 方向的分速度如图所示,则在第1 s内恒力F对物体所做的功为 A.36 J B.-36 J C.27 J D.-27 J 6、质量为M的人，乘静止在一楼的电梯从一楼到达二十楼，每层楼高为h，电梯轿厢底对人的支持力为F，则（） A．F=mg B．F对人不做功，因为人相对电梯始终静止 C．电梯对人做功，且W=20Fh D．电梯对人做功，且W=19mgh 7、如图所示，一根原长为L的轻弹簧，下端固定在水平地面上，一个质量为m的小球，在弹簧的正上方从距地面高度为H处由静止下落压缩弹簧．若弹簧的最大压缩量为x，小球下落过程受到的空气阻力恒为f，则小球从开始下落至最低点的过程（） A．小球动能的增量为零 B．小球重力势能的增量为mg（H+x﹣L） C．弹簧弹性势能的增量为（mg﹣f）（H+x﹣L） D．系统机械能减小fH 8、如图，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为m的小环（可视为质点），从大环的最高处由静止滑下。重力加速度大小为g，当小环滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力比初始时( ) 2015年普通高等学校招生全国统一考试高 理科综合试题 1．下列叙述，错误的是（） A．DNA和ATP中所含元素的种类相同 B．一个tRNA分子中只有一个反密码子 C．T2噬菌体的核酸由脱氧核苷酸组成 D．控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体DNA上 2．下列关于生长素的叙述，错误的是（） A．植物幼嫩叶片中色氨酸可转变成生长素 B．成熟茎韧皮部中的生长素可以进行非极性运输 C．幼嫩细胞和成熟细胞对生长素的敏感程度相同 D．豌豆幼苗切段中乙烯的合成受生长素浓度的影响 3．某同学给健康实验兔静脉滴注0.9%NaCl溶液（生理盐水）20mL后，会出现的现象是 A．输入的溶液会从血浆进入组织液 B．细胞内液和细胞外液分别增加10mL C．细胞内液N a＋的增加远大于细胞外液N a＋的增加 D．输入的N a＋中50%进入细胞内液，50%分布在细胞外液 4.下列关于初生演替中草本阶段和灌木阶段的叙述，错误的是（） A．草本阶段与灌木阶段群落的丰富度相同 B．草本阶段与灌木阶段的群落空间结构复杂 C．草本阶段与灌木阶段的群落自我调节能力强 D．草本阶段为灌木阶段的群落形成创造了适宜环境 5．人或动物PrP基因编码一种蛋白（PrP c）,该蛋白无致病性。PrP c的空间结构改变后成为PrP sc（阮粒），就具有了致病性。PrP sc可以有到更多的PrP c转变为PrP sc，实现阮粒的增殖，可以引起疯牛病。据此判断，下列叙述正确的是（） A．阮粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中B．阮粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同 C．蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化 D．PrP c转变为PrP sc的过程属于遗传信息的翻译过程 6．抗维生素D佝偻病为X染色体显性遗传病，短指为常染色体显性遗传病，红绿色盲为X染色体隐性遗传病，白化病为常染色体隐性遗传病。下列关于这四种遗传病遗传特征的叙述，正确的是A．短指的发病率男性高于女性 B．红绿色盲女性患者的父亲是该病的患者 C．抗维生素D佝偻病的发病率男性高于女性 D．白化病通常会在一个家系的几代人中连续出现 7．我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种，其中“强水”条目下写道：“性最烈，能蚀五金……其水甚强，五金八石皆能穿滴，惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指（） A．氨水B．硝酸C．醋D．卤水 8．N A为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是（） A．18gD2O和18gH2O中含有的质子数均为10N A B．2L0.5mol/L亚硫酸溶液中含有的H+ 离子数为2N A C．过氧化钠与水反应时，生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2N A D．密闭容器中2molNO与1molO2充分反应，产物的分子数为2N A 9．乌洛托品在合成、医药、染料等工业中有广泛用途，其结构式如图所示。将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品。若原料完全反应生成乌洛托品，则甲醛与氨的物质的量之比为（） A．1：1 B．2：3 C．3：2 D．2：1 10．下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是（） 选项实验现象结论 A. 将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应 后滴加KSCN溶液 有气体生成，溶液呈 血红色 稀硝酸将Fe氧化为 Fe3＋ B. 将铜粉加1.0mol·L－1Fe2(SO4)3溶液中 溶液变蓝、有黑色固 体出现 金属铁比铜活泼 C. 用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打熔化后的液态铝滴金属铝的熔点较低 高考物理大题常考题型专项练习 题型一：追击问题 题型二：牛顿运动问题 题型三：牛顿运动和能量结合问题 题型四：单机械能问题 题型五：动量和能量的结合 题型六：安培力/电磁感应相关问题 题型七：电场和能量相关问题 题型八：带电粒子在电场/磁场/复合场中的运动 题型一：追击问题3 1. （2014年全国卷1，24，12分★★★）公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离。 当前车突然停止时，后车司机以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰。通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1s。当汽车在晴天干燥沥青路面上以108km/h的速度匀速行驶时，安全距离为120m。设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的2/5,若要求安全距离仍为120m，求汽车在雨天安全行驶的最大速度。 答案：v=20m/s 2．（2018年全国卷II，4，12分★★★★★）汽车A在水平冰雪路面上行驶，驾驶员发现其 正前方停有汽车B，立即采取制动措施，但仍然撞上了汽车B．两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示，碰撞后B车向前滑动了4.5 m，A车向前滑动了2.0 m，已知A和B 的质量分别为2.0×103 kg和1.5×103kg，两车与该冰雪路面 间的动摩擦因数均为0.10，两车碰撞时间极短，在碰撞后车 轮均没有滚动，重力加速度大小g = 10m/s2．求： （1）碰撞后的瞬间B车速度的大小； （2）碰撞前的瞬间A车速度的大小． 答案．（1）v B′ = 3.0 m/s （2）v A = 4.3m/s 3．（2019年全国卷II，25，20分★★★★★）一质量为m＝2000kg的汽车以某一速度在平直 功 和 能 典 型 例 题 【例题1】如图1所示，轻绳下悬挂一小球，在小球沿水平面作半径为R 的匀速圆周运动转过半圈的过程中，下列关于绳对小球做功情况的叙述中正确的是（ ） A. 绳对小球没有力的作用，所以绳对小球没做功； B. 绳对小球有拉力作用,但小球没发生位移，所以绳对小球没做功； C. 绳对小球有沿绳方向的拉力，小球在转过半圈的过程中的位移为水 平方向的2R ，所以绳对小球做了功； D. 以上说法均不对. 【分析与解】从表面上看似乎选项Ｃ说得有道理，但事实上由于绳对小球的拉力是方向不断变化的变力，而变力做功与否的判断应该这样来进行：在小球转过半圆周的过程中任取一小段圆弧，经考察发现小球在通过这一小段圆弧时所受拉力方向与这一小段位移垂直，因此可以断定在小球通过每一小段圆弧时绳均不对小球做功，由此可知此例应选D. 【例题2】把两个大小相同的实心铝球和实心铁球放在同一水平面上，它们的重力势能分别为1E 和2E ．若把它们移至另一个较低的水平面上时，它们的重力势能减少量分别为 1E ?和2E ?则必有（ ） Ａ.1E ＜2E Ｂ.1E ＞2E Ｃ.1E ?＜2E ? Ｄ.1E ?＞2E ? 【分析与解】如果重力势能的零势面比两球所处的水平面较低，则显然由于铁的密度较大，同体积的铁球质量较大而使1E ＜2E ；但如就取两球心所在的水平面为重力势能零势面，则又有1E ＝2E ＝0；当然若两球所在的水平面在重力势能的零势面下方，甚至可以有2E ＜ 1E ＜0. 选取，此例应选择Ｃ 【例题3B 球B 2L mg +-图1 由此解得A 、B 两球转到杆处于竖直位置时的速度大小为 gL v 3 1= 而在此过程中A 、B 两球的机械能的增加量分别为 mgL mv L mg E 32 21221=+=? mgL mv L mg E 3 2 2212222-=+-=? 所以，此过程中轻杆对Ａ、Ｂ两小球所做的功分别为 mgL E W 3 2 11= ?= mgL E W 3 2 22-=?= 【例题4】放在光滑水平面上的长木板，右端用细线系在墙上，如图3所示，左端固定一个轻弹簧，质量为m 的小球，以某一初速度在光滑木板上表面向左运动，且压缩弹簧，当球的速度减小为初速的一半时，弹簧势能为E ，这时细线被拉断，为使木板获得的动能最大，木板的质量应等于多少？其最大动能为多少？ 【分析与解】先进行状态分析，当小球碰到弹簧后，小球将减速，当球的速度减小为初速的一半时，弹簧势能为E ，即表示： ])2 ([21202 0v v m E -= 细线断后，小球继续减速，木板加速，且弹簧不断伸长，以整体来看，系统的机械能 守恒，若小球的速度减小为0时，弹簧恰好变成原长状态，则全部的机械能就是木板的动能，此时木板获得的动能最大． 系统所受的合外力为0，故动量守恒， Mv v m =021 且22 2 121mv Mv = 解得4m M =，E E km 3 4 =． 【例题5】一个竖直放置的光滑圆环，半径为R ，c 、e 、b 、d 分别是其水平直径和竖直直径的端点． 圆图3 图4 2019年上海市高考物理试卷 一、选择题（共40分.第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题3分.每小题只 有一个正确答案. ) 1. （3分）（2019?上海）以下运动中加速度保持不变的是（ B .匀速圆周运动 C ?竖直上抛运动 D ?加速直线运动 2. （3分）（2019?上海）原子核内部有（） A .质子 B . a粒子 C .电子 D .光电子 4. （3分）（2019?上海）泊松亮斑是光的（ A .干涉现象，说明光有波动性 B .衍射现象，说明光有波动性 C.干涉现象，说明光有粒子性 D .衍射现象，说明光有粒子性 5. （3分）（2019?上海）将相同质量，相同温度的理想气体放入相同容器，体积不同，则这 两部分气体（） A .简谐振动 3. （3 分）（2019 ?上 海） 间变化的图象应为（ 一个做简谐振动的弹簧振子, t=0时位于平衡位置，其机械能随时 A ?平均动能相同，压强相同 B?平均动能不同，压强相同 C?平均动能相同，压强不同 D?平均动能不同，压强不同 6 ? （3分）（2019?上海）以A、B为轴的圆盘，A以线速度v转动，并带动B转动，A、B之 间没有相对滑动则（） A ? A、B转动方向相同，周期不同 B ? A、B转动方向不同，周期不同 C ? A、B转动方向相同，周期相同 D ? A、B转动方向不同，周期相同 7? （3分）（2019?上海）一只甲虫沿着树枝缓慢地从A点爬到B点，此过程中树枝对甲虫 作用力大小（） A .变大 B .变小 C .保持不变 D ? ? & （3分）（2019?上海）两波源I、n在水槽中形成的波形如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则以下说法正确的是（） 2015年高考物理试卷全国卷1（解析版） 1．两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子（不计重力），从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的 A ．轨道半径减小，角速度增大 B ．轨道半径减小，角速度减小 C ．轨道半径增大，角速度增大 D ．轨道半径增大，角速度减小 【答案】D 【解析】由于磁场方向与速度方向垂直，粒子只受到洛伦兹力作用，即2 v qvB m R =， 轨道半径mv R qB = ，洛伦兹力不做功，从较强到较弱磁场区域后，速度大小不变，但磁感应强度变小，轨道半径变大，根据角速度v R ω= 可判断角速度变小，选项D 正确。 【学科网定位】磁场中带电粒子的偏转 【名师点睛】洛伦兹力在任何情况下都与速度垂直，都不做功，不改变动能。 2．如图所示，直线a 、b 和c 、d 是处于匀强电场中的两组平行线，M 、N 、P 、Q 是它们的交点，四点处的电势分别为M φ、N φ、P φ、P φ。一电子由M 点分别运动到N 点和P 点的过程中，电场力所做的负功相等，则 A ．直线a 位于某一等势面内，Q M φφ> B ．直线c 位于某一等势面内，N M φφ> C ．若电子有M 点运动到Q 点，电场力做正功 D ．若电子有P 点运动到Q 点，电场力做负功 【答案】B 【解析】电子带负电荷，从M 到N 和P 做功相等，说明电势差相等，即N 和P 的电势相等，匀强电场中等势线为平行的直线，所以NP 和MQ 分别是两条等势线，从M 到N ，电场力对负电荷做负功,说明MQ 为高电势，NP 为低电势。所以直线c 和d 都是位于某一等势线内，但是M Q φφ=， M N φφ>，选项A 错，B 对。若电子从M 点运动到Q 点，初 末位置电势相等，电场力不做功，选项C 错。电子作为负电荷从P 到Q 即从低电势到高 2018届高三物理选择题专题训练1 14．在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是（）A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化 B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化 C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表相连，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化 D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化15．关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是（） A．安培力的方向可以不垂直于直导线 B．安培力的方向总是垂直于磁场的方向 C．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关 D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半 16．如图，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场（未画出）。一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O。已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变。 不计重力。铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为（） 2 A．2 B．2 C．1 D． 2 17．如图，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系绕处于平衡状态。现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定地偏离竖直方向某一角度（橡皮筋在弹性限度内）。与稳定在竖直位置时相比，小球的高度（）A．一定升高B．一定降低 C．保持不变D．升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定 18．如图（a），线圈ab、cd绕在同一软铁芯上。在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图（b）所示。已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab 中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是（） 2014年上海市高考物理试卷 一、单项选择题（共16分，每小题2分，每小题只有一个正确选项） 1．（2分）下列电磁波中，波长最长的是（） A．无线电波B．红外线C．紫外线D．γ射线 2．（2分）核反应方程Be+He→C+X中的X表示（） A．质子B．电子C．光子D．中子 3．（2分）不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是（） A．原子中心有一个很小的原子核 B．原子核是由质子和中子组成的 C．原子质量几乎全部集中在原子核内 D．原子的正电荷全部集中在原子核内 4．（2分）分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增加时，分子间的（）A．引力增加，斥力减小B．引力增加，斥力增加 C．引力减小，斥力减小D．引力减小，斥力增加 5．（2分）链式反应中，重核裂变时放出的可使裂变不断进行下去的粒子是（）A．质子B．中子C．β粒子D．α粒子 6．（2分）在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是（）A．光电效应是瞬时发生的 B．所有金属都存在极限频率 C．光电流随着入射光增强而变大 D．入射光频率越大，光电子最大初动能越大 7．（2分）质点做简谐运动x﹣t的关系如图，以x轴正向为速度v的正方向，该质点的v﹣t关系是（） A．B．C．D． 8．（2分）在离地高h处，沿竖直方向向上和向下抛出两个小球，他们的初速度大小均为v，不计空气阻力，两球落地的时间差为（） A．B．C．D． 二、单项选择题（共24分，每小题3分，每小题只有一个正确选项．）9．（3分）如图光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直平面内，A端与水平面相切，穿在轨道上的小球在拉力F作用下，缓慢地由A向B运动，F始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为N．在运动过程中（） A．F增大，N减小B．F减小，N减小C．F增大，N增大D．F减小，N增大10．（3分）如图，竖直放置、开口向下的试管内用水银封闭一段气体，若试管自由下落．管内气体（） A．压强增大，体积增大B．压强增大，体积减小 C．压强减小，体积增大D．压强减小，体积减小 11．（3分）静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力．不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间变化的关系是（） A．B．C．D． 12．（3分）如图，在磁感应强度为B的匀强磁场中，面积为S的矩形刚性导线2014年高考上海卷物理试题 全解全析
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