2011普通高校招生试题汇编：功和能的关系

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1、20112011 普通高校招生试题汇编：功和能的关系普通高校招生试题汇编：功和能的关系2011 普通高校招生试题汇编：功和能的关系1 (2011 江苏第 4 题)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 C30JD300J2（2011 全国卷 1 第 20 题） 质量为 M、内壁间距为 L 的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为 m 的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为 。初始时小物块停在箱子正中间，如图所示。现给小物块一水平向右的初速度 v，小物块与箱壁碰撞 N 次后恰又回到箱子正中间，井与箱子保持相对静止。设碰

2、撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为 A B C D 解析：两物体最终速度相等设为 u 由动量守恒得：mv=(m+M)u, 系统损失的动能为：系统损失的动能转化为内能 Q=fs= 3(四川第 19 题).如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为：打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，为确保安全着陆，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，则A.火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小B.返回舱在喷气过程中减速的住要原因是空气阻力C 返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功D.返回舱在喷气过程中处于失重状态解析：先从力学角度讨论 AB 两项

3、；而 C 项宜用动能定理；D 项则考查超重、失重概念。答案选 A。由整体法、隔离法结合牛顿第二定律，可知 A 正确 B 错；由动能定理可知 C 错；因为物体具有竖直向上的加速度，因此处于超重状态，D 错。4(四川第 21 题)质量为 m 的带正电小球由空中 A 点无初速度自由下落，在 t 秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过 t秒小球又回到 A 点，不计空气阻力且小球从末落地，则A.整个过程中小球电势能变换了 ？B.整个过程中小球动量增量的大小为 2mgtC.从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能变化了 mg2t2D.从 A 点到最低点小球重力势能变化了 mg2t2解析：选 BD。

4、从运动学公式（平均速度等）入手，可求出两次过程的末速度比例、加速度比例，做好准备工作。通过动能定律、机械能守恒定律等得出电场力做功，再由功能关系可知电势能增减以及动能变化等，从而排除 AC 两项；借助运动学公式，选项 B 中的动量变化可直接计算；对于选项 D，要先由运动学公式确定 ，再结合此前的机械能守恒定律来计算重力势能变化量。? 运动过程如上图所示，分析可知，加电场之前与加电场之后，小球的位移大小是相等的。由运动学公式 得 。对加电场之后的运动过程应用动能定理得 ，对此前的过程有机械能守恒 ，以及运动学公式 。由以上各式联立可得 ，即整个过程中小球电势能减少了 ，A 错；动量增量为 ，可知

5、 B 正确；从加电场开始到小球运动到最低点时， ，C 错；由运动学公式知 ，以及 ，则从 A 点到最低点小球重力势能变化量为 ，D 正确。5 （2011 海南第 9 题）.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 WB.第 2 秒内外力所做的功是 JC.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 解析：由动量定理求出 1s 末、2s 末速度分别为：v1=2m/s、v2=3m/s 故合力做功为 w= 功率

6、为 1s 末、2s 末功率分别为：4w、3w 第 1 秒内与第 2 秒动能增加量分别为： 、 ，比值：4：56（2011 新课标理综第 16 题）.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解析：主要考查功和能的关系。运动员到达最低点过程中，重力做正功，所以重力势能始终减少，A 项正确

7、。蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加，B 项正确。蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统，只有重力和弹性力做功，所以机械能守恒，C 项正确。重力势能的改变与重力势能零点选取无关，D 项错误。7（2011 全国理综第 18 题）.电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流 I 从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面得磁场（可视为匀强磁场） ，磁感应强度的大小与 I 成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的 2 倍，理论上可采用的方法是

8、（BD）A.只将轨道长度 L 变为原来的 2 倍B.只将电流 I 增加至原来的 2 倍C.只将弹体质量减至原来的一半D.将弹体质量减至原来的一半，轨道长度 L 变为原来的 2 倍，其它量不变解析：主要考查动能定理。利用动能定理有 ,B=kI 解得 。所以正确答案是 BD。8 (2011 上海 15)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。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) 答案：C9（2011 山东第 18 题）.如图所示，将小球 从地面以初速度 。竖直上抛的同时，将另一相同

9、质量的小球 从距地面 处由静止释放，两球恰在 处相遇（不计空气阻力） 。则A.两球同时落地 B.相遇时两球速度大小相等 C.从开始运动到相遇，球 动能的减少量等于球 动能的增加量D.相遇后的任意时刻，重力对球 做功功率和对球 做功功率相等答案：C解析：相遇时满足 ， ，所以 ，小球 落地时间 ，球 落地时间 ，因此 A 错误；相遇时， ， ， ，所以 B 错误；因为两球恰在 处相遇，说明重力做功的数值相等，根据动能定理，球 动能的减少量等于球 动能的增加量，C 正确；相遇后的任意时刻，球 的速度始终大于球 的速度，因此重力对球 做功功率大于对球 做功功率，D 错误。10（2011 海南第 14

10、 题）.现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图 1 所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上 A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为 M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为 m 的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上 B 点有一光电门，可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间 t，用 d 表示 A 点到导轨低端 C 点的距离，h 表示 A 与 C 的高度差，b 表示遮光片的宽度，s 表示 A ,B 两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过 B 点时的瞬时速度。 用 g 表示重力加速度。完成下列填空和作图；（1）若将滑块自 A 点由静止释放，则在滑块从 A 运动

11、至 B 的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_ 。动能的增加量可表示为_ 。若在运动过程中机械能守恒， 与 s 的关系式为 _ (2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A 点）下滑，测量相应的 s 与 t 值，结果如下表所示：以 s 为横坐标， 为纵坐标，在答题卡上对应图 2 位置的坐标纸中描出第 1 和第 5 个数据点；根据 5 个数据点作直线，求得该直线的斜率 k=_2.40_ (保留 3 位有效数字).由测得的 h、d、b、M 和 m 数值可以计算出 直线的斜率 ，将 k 和 进行比较，若其差值在试验允许的范围内，则可认为此试验验证了机械能守恒定律。1

12、1(上海第 33 题)(14 分)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：(解答时必须写出必要的推断说明。取 )(1)B 在运动过程中动能最大的位置；(2)运动过程中 B 的最大速度和最大位移。(3)图(c)中直线 II

13、I 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 的变化曲线答案(14 分)(1)势能最小处动能最大 (1 分)由图线 II 得(2 分)(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（2 分)( 在 0.42 0.44J 间均视为正确)最大速度为(1 分)( 在 1.291.33 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

14、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(2 分)( 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（2 分) 由图读出直线斜率 （1 分）（ 在 间均视为正确）（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。 （2 分）12(江苏第 14 题)(16 分)如图所示，长为 L、内壁光滑的直管与水平地面成 30角固定放置。将一质量为 m 的小球固定在管底，用一轻质光滑细线将小球与质量为 M=km 的小物块相连，小物块悬挂于管口。现将小球释放，一段时间后，小物块落地静止不动，小球继

15、续向上运动，通过管口的转向装置后做平抛运动，小球在转向过程中速率不变。(重力加速度为 g)(1)求小物块下落过程中的加速度大小；(2)求小球从管口抛出时的速度大小；(3)试证明小球平抛运动的水平位移总小于 解析：13(福建第 21 题).（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

16、作用力恰好为零。不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，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：(1)质量为 m 的鱼饵到达管口 C 时的速度大小 v1; (2)弹簧压缩到 0.5R 时的弹性势能 Ep; （3）?已知地面欲睡面相距 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(1)解得 ? (2)(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? ? .(3)由（2） （3）得.(4)(3)不考虑因缓慢转动装置对鱼饵速度