2020年高考物理3-4月模拟试题汇编专题07 功和能（解析版）.doc

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1、专题07功和能1．（2020·河北衡水中学高三五调）如图甲是建筑工地将桩料打入泥土中以加固地基的打夯机示意图，打夯前先将桩料扶正立于地基上，桩料进入泥土的深度忽略不计。已知夯锤的质量为，桩料的质量为。每次打夯都通过卷扬机牵引将夯锤提升到距离桩顶处再释放，让夯锤自由下落，夯锤砸在桩料上后立刻随桩料一起向下运动。桩料进入泥土后所受阻力随打入深度的变化关系如图乙所示，直线斜率。取，则下列说法正确的是A．夯锤与桩料碰撞前瞬间的速度为B．夯锤与桩料碰撞后瞬间的速度为C．打完第一夯后，桩料进入泥土的深度为D．打完第三夯后，桩料进入泥土的深度为【答案】C【解析】夯锤与桩料

2、碰撞前瞬间的速度，得取向下为正方向，打击过程遵守动量守恒定律，则得：，代入数据解得：，故选项AB错误；由乙图知，桩料下沉过程中所受的阻力是随距离均匀变化，可用平均力求阻力做功，为。打完第一夯后，对夯锤与桩料，由动能定理得：即：，代入数据解得，故选项C正确；由上面分析可知：第二次夯后桩料再次进入泥土的深度为则对夯锤与桩料，由动能定理得：同理可以得到：第三次夯后桩料再次进入泥土的深度为则对夯锤与桩料，由动能定理得：则打完第三夯后，桩料进入泥土的深度为代入数据可以得到：，故选项D错误。2．（2020·安徽皖江名校联盟高三联考）如图所示，A、B、C是三级台阶的端点位

3、置，每一级台阶的水平宽度是相同的，其竖直高度分别为h1、h2、h3，将三个相同的小球分别从A、B、C三点以相同的速度v0水平抛出，最终都能到达A的下一级台阶的端点P处，不计空气阻力。关于从A、B、C三点抛出的小球，下列说法正确的是（）A．在空中运动时间之比为tA∶tB∶tC=1∶3∶5B．竖直高度之比为h1∶h2∶h3=1∶2∶3C．在空中运动过程中，动量变化率之比为=1∶1∶1D．到达P点时，重力做功的功率之比PA：PB：PC=1：4：9【答案】C【解析】根据水平初速度相同，A、B、C水平位移之比为1:2:3，所以它们在空中运动的时间之比为1:2:3，A错

4、误；根据，竖直高度之比为，B错误；根据动量定理可知，动量的变化率为物体受到的合外力即重力，重力相同，则动量的变化率相等，C正确；到达P点时，由知，竖直方向速度之比为1:2:3，重力做功的功率，所以重力做功的功率之比为，故D错误。故选C。3．（2020·湖北高三模拟）一质量为m的物体放在倾角为且足够长的光滑固定斜面上，初始位置如图甲所示，在平行于斜面的力F的作用下由静止开始沿斜面运动，运动过程中物体的机械能E随位置x的变化关系如图乙所示。其中0~x1过程的图线是曲线，x1~x2过程的图线是平行于x轴的直线，x2~x3过程的图线是倾斜的直线，则下列说法正确的是（

5、　　）A．在0~x1的过程中，物体向上运动B．在0~x1的过程中，物体的加速度一直增大C．在x1~x2的过程中，物体的速度大小不变D．在0~x3的过程中，物体的速度方向先沿斜面向上再沿斜面向下【答案】B【解析】物块机械能由重力势能和动能构成，所以拉力做功影响物块机械能的改变，即则，所以图线的斜率表示拉力，在过程中物体机械能在减小，则拉力在做负功，拉力方向沿斜面向上，所以物体的位移方向向下，即物体在沿斜面向下运动，A错误；在过程中图线的斜率逐渐减小到零，可知物体的拉力逐渐减小到零，根据牛顿第二定律求解加速度，可知加速度一直增大，B正确；在的过程中，拉力，机械能

6、守恒，物体向下运动，重力势能减小，速度增大，C错误；在的过程中，拉力沿斜面向下，结合C选项分析可知物体一直沿斜面向下加速运动，D错误。故选B。4．（2020·福建省福清市高三质检）如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上。一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处由静止释放，某同学在研究小球落到弹簧后向下运动到最低点的过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，做出小球所受弹力F大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示。不计空气阻力，重力加速度为g。以下判断正确的是（　　）A．小球在下落的过程中机械能守恒B．小球到达最低点的坐标

7、大于C．小球受到的弹力最大值等于2mgD．小球动能的最大值为mgh+mgx0【答案】BD【解析】小球与弹簧组成地系统只有重力和弹簧的弹力做功，满足机械能守恒定律，故A错误；由图像可知，为平衡位置，小球刚接触弹簧时有动能，有对称性知识可得，小球到达最低点的坐标大于，小球运动到最低点时弹力大于2mg，故B正确，C错误；为平衡位置，动能最大，故从开始到这段过程，根据动能定理可得，而克服弹力做功等于图乙中小三角形面积，即，故小球动能的最大值，D正确。故选BD。5．（2020·江西南昌十中高三联考）如图甲所示，物体以一定的初速度从倾角α=37°的斜面底端沿斜面向上运动

8、，上升的最大高度为3.0m．选择地面为参考平面，上升