专题07 功和能-2022年新高考物理精选模拟题分项汇编（第三期）

专题07 功和能 1．（2021·江苏南京高三月考）两个完全相同的小球A、B，在某一高度处以相同大小的初速度v0分别沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气阻力。如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．两小球落地时，动量相同 B．两小球落地时，重力的瞬时功率不相同 C．从开始运动至落地，重力对两小球做的功相同，重力对两小球做功的平均功率也相同 D．从开始运动至落地，重力对两小球的冲量相同，两小球的动量变化量也相同 【答案】B 【解析】A．根据机械能守恒定律可知，两小球落地时，速度的大小相同，但是方向不同，则动量不相同，选项A错误；B．两小球落地时，B的竖直速度大于A的竖直速度，根据P=mgvy可知，重力的瞬时功率不相同，选项B正确；C．从开始运动至落地，根据W=mgh可知，重力对两小球做的功相同，但是B物体运动时间较长，则根据 可知，重力对两小球做功的平均功率不相同，选项C错误；D．从开始运动至落地，B物体运动时间较长，根据I=mgt可知，重力对两小球的冲量不相同，根据动量定理可知，两小球的动量变化量也不相同，选项D错误。故选B。 2．（2021·重庆一中高三月考）室内风洞体验是模拟真实跳伞的一种新型安全的极限运动，这项“给你一个上天机会圆你飞行梦”的运动项目深受同学们的喜爱。如图所示体验者在风力作用下漂浮在半空。若减小风力，体验者在加速下落过程中（　　） A．动能增加量大于重力势能减少量 B．动能增加量等于重力势能减少量 C．重力势能减少量小于机械能减少量 D．重力势能减少量大于机械能减少量 【答案】D 【解析】AB．体验者在加速下落过程中，根据动能定理 ，即动能增加量小于重力势能减少量，选项AB错误；CD．根据能量关系，机械能减小量等于克服风力做功F风h，则重力势能减少量mgh大于克服风力做功，即重力势能减少量大于机械能减少量，选项C错误，D正确。故选D。 3．（2021·重庆一中高三月考）如图，已知斜面高h、质量为2m、倾角θ=60°，置于斜面顶端的小物体质量为m（可视为质点），一长度大于斜面斜边长度的轻绳一端与小物体连接、另一端固定在竖直墙壁离水平地面高也为h处。（滑轮质量，一切接触面之间的摩擦均不计。重力加速度为g）则放手后小物体沿斜面下滑过程中，如果以水平地面为参考系和重力势能零势面，以下说法正确的是（　　） A．物体受到斜面的支持力不做功 B．轻绳拉力对物体和斜面组成系统做正功 C．物体到达斜面底端时，其动能为 mgh D．物体到达斜面底端时，斜面机械能为 mgh 【答案】C 【解析】A．放手后，物体下滑，斜面体后退，物体受到斜面的支持力垂直斜面，与位移的夹角不等于90°，可知支持力对物体做功，故A错误；B．由能量守恒可知，轻绳拉力对物体和斜面组成系统不做功，故B错误；CD．物体到达斜面底端时，水平方向动量守恒得 ，由能量关系可知 ， 解得物体的动能为 ，斜面机械能为 ，选项C正确，D错误。故选C。 4．（2021·湖北武汉高三月考）如图所示，质量 的飞机在水平跑道上由静止匀加速起飞，加速度大小 ，当位移 时才能达到起飞所要求的速度，滑跑时受到的阻力 ，重力加速度 取 。则飞机起飞所要求的速度 和牵引力的平均功率 分别为（  ） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】飞机滑跑过程中做初速度为零的匀加速直线运动，有 ，代入数据解得起飞所要求的速度大小， 。设飞机滑跑受到的阻力为 ，设发动机的牵引力为 ，根据牛顿第二定律有， ，设飞机滑跑过程中的平均速度为 ，有 ，在滑跑阶段，牵引力的平均功率 ， 联立解得 ，故选A。 5．（2021·湖北武汉高三月考）全球最大水平臂上回转自升塔式起重机的开发和应用，意味着中国桥梁及铁路施工装备进一步迈向世界前列。该起重机某次从 时刻由静止开始提升质量为m的物体，其 图像如图所示， 内起重机的功率为额定功率，不计物体受到的空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．物体匀加速阶段的位移为 B．该起重机的额定功率为 C． 时刻物体正在减速上升 D． 和 时间内牵引力做的功之比为 【答案】D 【解析】A．由图可知， 时间内，加速度 恒定，物体做匀加速直线运动，匀加速阶段的位移为 ，A错误；B． 时，据牛顿第二定律可得 ，由功率与速度关系可得， ，联立解得该起重机的额定功率为 ，B错误；C．由图像及 ， 可知，物体先匀加速上升，当功率等于额定功率时，做加速度减小的加速运动，当加速度减小为零时，速度达到最大，以后做匀速直线运动，由图可知， 时刻物体的加速度不为零，正在加速上升，C错误；D． 时间内牵引力做功为 ， 时间内牵引力做功为 ，联立可得 和 时间内牵引力做的功之比为 ，D正确。故选D。 6．（2021·江苏省高邮高三月考）2