高考物理《功和机械能》试题.docx

高考物理《功和机械能》试题精选 例 1（2013 年全国新课标卷）目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小。若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列说法正确的是（ ） A．卫星的动能逐渐减小 B．由于地球引力做正功，引力势能一定减小 C．由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变D．卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小 解析：由于空气阻力做负功，卫星轨道半径变小，地球引力做正功，引力势能一定减小，动能增大， 机械能减小。根据动能定理，卫星动能增大，卫星克服阻力做的功小于地球引力做的正功，而地球引力做的正功等于引力势能的减小，所以卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小。故选 BD。 例 2（2013 年全国高考大纲卷）如图 1 所示，一固定斜面倾角为 30°，一质量为 m 的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于重力加速度的大小 g。物块上升的最大高度为 H，则此过程中，物块的（ ） C．机械能损失了 mgH D．机械能损失了A．动能损失了 2mgH B．动能损失了mgH C．机械能损失了 mgH D．机械能损失了 解析：分析小物块沿斜面上滑，根据题意可知，物块所受滑动摩擦力为f=0.5mg，由动能定理可知， 动能损失了 fH/sin30°+mgH=2mgH；由功能关系，机械能损失fH/sin30°=mgH。故选AC。 例 3（2013 年浙江卷）如图 2 所示，水平板上有质量m=1.0kg 的物块，受到随时间t 变化的水平拉力 F 作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力F f （ ） 5s 内拉力对物块做功为零 4s 末物块所受合力大小为 4.0N C．物块与木板之间的动摩擦因数为 0.4 的大小。取重力加速度g=10m/s2。下列判断正确的是 D．6s-9s 内物块的加速度的大小为 2.0m/s2 解析：由图像可知，前 4s 物块所受静摩擦力逐渐增大，4s 内拉力对物块做功为零；4s 末物块所受拉力为 5N，摩擦力为 3N，所受合力大小为 2.0N；物块所受滑动摩擦力为 3N，与地面的压力为 10N，由此可得物块与木板之间的动摩擦因数为 0.3；6s-9s 内物块所受拉力为 5N，摩擦力为 3N，所受合力大小为 2.0N， 由牛顿第二定律 F=ma 可得物块的加速度的大小为 2.0m/s2。故选D。 例 4(2013 年江苏卷)水平面上，一白球与一静止的灰球碰撞，两球质量相等。碰撞过程的频闪照片如图 3 所示，据此可推断，碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的（ ） A．30% B．50% C．70% D．90% 解析：由图可知，碰撞后白球速度大约减小到原来的 0.6 倍，灰球速度大约是白球碰撞前速度的 0.6 倍。碰撞过程中系统损失的动能△E= mv2- m(0.6v)2 m(0.6v)2=0.28×中系统损失的动能约占碰撞前动能的 30%。故选 A。 mv2。据此可推断，碰撞过程 例 5（2013 年山东卷）如图 4 所示，楔形木块abc 固定在水平面上，粗糙斜面ab 和光滑斜面bc 与水平面的夹角相同，顶角b 处安装一定滑轮。质量分别为M、m（Mm）的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中（ ） 两滑块组成系统的机械能守恒 重力对M 做的功等于M 动能的增加 轻绳对m 做的功等于m 机械能的增加 两滑块组成系统的机械能损失等于M 克服摩擦力做的功 解析：由于斜面ab 粗糙，在两滑块沿斜面运动的过程中，两滑块组成系统的机械能不守恒；由动能定理，重力对 M 做的功大于M 动能的增加；由功能关系可知，轻绳对 m 做的功等于m 机械能的增加，两滑块组成系统的机械能损失等于 M 克服摩擦力做的功。故选 CD。 其中 G 为引力常量，M 为地球质量。该卫星原来的在半径为R 1 P 例 例 6（2013 年安徽卷）质量为 m 的人造地球卫星与地心的距离为 r 时，引力势能可表示为 E =-G ， 极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为 R ，此过程中因摩擦而产生的热量为（ ） 2 A．GMm(-) B．GMm(- A．GMm( - ) B．GMm( - ) C． GMm( - ) D． GMm( - ) 解析：卫星降低轨道，减少的引力势能，△E =-G -(-G )=GMm( - )。由 G =mv2/R， P 可得卫星在半径为 R 的轨道上绕地球做匀速圆周运动的动能E = mv2=