《高考物理各地市模拟题专题汇编》专题7 功和能(解析版)

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专题 7 功和能(解析版)
一、单选题（本大题共 20 小题）
1.[来源:2021 年河南省濮阳一中高考物理摸底试卷（3 月份）]如图所示，长为
l
的细线吊着一个小球，静
止时处于
P
点，细线竖直．第一次用一个水平力缓慢拉小球到
Q
点，此时细线与竖直方向的夹角为
θ=60❑∘
，此过程中拉力的最大值为
F1
；第二次用一个水平恒力
F2
拉小球，使小球运动到
Q
点时速度刚好
为零，则
F1
F2
为
()
A. 3 B.
√
3
C. 1 D.
√
3
3
【答案】
A
【解析】
第一次根据共点力平衡列方程求解，第二次用一个水平恒力
拉小球，恒力做功表达式为：
W=Fscosθ
，
题中拉力为恒力，根据机械能守恒，故可以直接根据公式列式求解，求出
F1
F2
。
【解答】
设小球的质量为
m
，第一次用一个水平力缓慢拉小球到
Q
点，根据共点力的平衡，
F=Gtanθ °
，所以拉力
最大时，细线与竖直方向的夹角为
θ=60 °
，此时
F1=Gtan60 °①
；第二次恒力做功，根据机械能守恒，
表达式为：
W=F2scosθ=F2sin 60 ° l=mg(l −lcos 60 °)
，
F2=mg(l−lcos 60 °)
sin 60 ° l ②
，联立
①②
可以求
1
出
F1
F2
=3
；故
A
正确。
故选
A
。
2.[来源:2021 年江苏省盐城市、南京市高考物理一模试卷]图甲为 2020 年中国排球联赛的某个场景，排球
飞行过程可简化为乙图
.
运动员某次将飞来的排球从
a
点水平击出，球击中
b
点；另一次将飞来的排球从
a
点的正下方且与
b
点等高的
c
点斜向上击出，也击中
b
点，排球运动的最高点
d
，与
a
点的高度相同
.
不计
空气阻力
.
下列说法正确的是
A. 两个过程中，排球在空中飞行的时同相等
B. 两个过程中，排球击中
b
点时的动能相等
C. 运动员两次击球对排球所做的功可能相等
D. 排球两次击中
b
点前瞬间，重力的功率一定不相等
【答案】C
【解析】
排球从 a点飞出后做平抛运动，从 c点飞出后做斜上抛运动，结合运动合成与分解知识分析飞行时间，通
过水平位移分析速度，得到动能大小；由动能定理分析做功是否可能相等；由瞬时功率表达式分析重力功
率是否相等。掌握处理曲线运动的方法是求解的关键。
【解答】
A、由于从 a、c两点发出的球都能到达 b点，且 d点与 a点的高度相同，均设为 h，对 a点抛出的物体，有
ta=
√
2h
g
，对于从 c点抛出的物体，根据逆向思维法容易得知上抛的时间
tc1=
√
2h
g
，下降的时间
tc2=
√
2h
g
，所以两个过程中，排球在空中飞行的时间不相等，故 A 错误；
2
B、竖直方向分速度
vay=vcy =
√
2g h
，由于水平方向的位移相同，根据
v水=x
t
可知
vax >vcx
，根据速度的合
成可知，a抛出时的速度
va0=vax
，a落到 b点时的速度
vab =
√
vay
2+vax
2
c落到 b点时的速度
vcb=
√
vcy
2+vcx
2
，故从 c点飞出的排球击中 b点时速度较小，动能较小，故 B 错误；
C、从 a点飞出过程中对排球做功
W=1
2mvax
2
，从 c点飞出过程中对排球做
功æ
W2=1
2mvc 0
2=1
2mvcb
2=1
2m
(
vcy
2+vcx
2
)
，因为
vax>vcx
，可知
W1
可能等于
W2
，故 C 正确；
D、由于竖直方向下落的高度相同，故落地时竖直方向的速度相同，
vay =vcy
，则排球两次击中 b点前瞬间
重力的瞬时功率
P=mg v y
相同，故 D 错误。
故选 C。
3.[来源:2021 年四川省泸州市高考物理二诊试卷]一滑块在水平地面上沿直线滑行，
t=0
时其速度为
1m/s.
从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力
F
，力
F
和滑块的速度
v
随时间的变化规律分别
如图
(a)
和图
(b)
所示．设在第 1 秒内、第 2 秒内、第 3 秒内力
F
对滑块做的功分别为
W1
、
W2
、
W3
，则以
下关系式正确的是
¿
æ
¿
A.
W1=W2=W3
B.
W1<W2<W3
C.
W1<W3<W2
D.
W1=W2<W3
【答案】B
【解析】
3
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