【新高考】天津市2011-2020年高考试卷分类汇编之4 —功和能（解析卷）
文档属性
| 名称 | 【新高考】天津市2011-2020年高考试卷分类汇编之4 —功和能（解析卷） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 392.0KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-12-24 08:52:57 | ||
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文档简介
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天津市2011-2020年高考试卷分类汇编之4—
功和能
（1）功和功率
1.2018年天津卷10．我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后，拉开了全面试验试飞的新征程，假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移x=1.6×103 m时才能达到起飞所要求的速度v=80 m/s，已知飞机质量m=7.0×104 kg，滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍，重力加速度取，求飞机滑跑过程中
（1）加速度a的大小；
（2）牵引力的平均功率P。
解：（1）飞机滑跑过程中做初速度为零的匀加速直线运动，有v2=2ax①，解得a=2 m/s2②
（2）设飞机滑跑受到的阻力为，根据题意有=0.1mg③
设发动机的牵引力为F，根据牛顿第二定律有④
设飞机滑跑过程中的平均速度为，有⑤
在滑跑阶段，牵引力的平均功率⑥，联立②③④⑤⑥得P=8.4×106 W
2.2020年天津卷8．复兴号动车在世界上首次实现速度350 km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车，初速度为，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度，设动车行驶过程所受到的阻力F保持不变。动车在时间t内
A．做匀加速直线运动
B．加速度逐渐减小
C．牵引力的功率
D．牵引力做功
【答案】BC
【解析】AB．动车的功率恒定，根据可知动车的牵引力减小，
根据牛顿第二定律得
可知动车的加速度减小，所以动车做加速度减小的加速运动，A错误，B正确；
C．当加速度为0时，牵引力等于阻力，则额定功率为，C正确；
D．动车功率恒定，在时间内，牵引力做功为
根据动能定理得，D错误。
故选BC。
（2）动能定理
3.2019年天津卷10.完全由我国自行设计、建造的国产新型航空母舰已完成多次海试，并取得成功。航母上的舰载机采用滑跃式起飞，故甲板是由水平甲板和上翘甲板两部分构成，如图1所示。为了便于研究舰载机的起飞过程，假设上翘甲板BC是与水平甲板AB相切的一段圆弧，示意如图2，AB长L1=150m，BC水平投影L2=63m，图中C点切线方向与水平方向的夹角θ=120（）。若舰载机从A点由静止开始做匀加速直线运动，经t=6s到达B点进入BC。已知飞行员的质量m=60kg，，求
（1）舰载机水平运动的过程中，飞行员受到的水平力所做功W；
（2）舰载机刚进入BC时，飞行员受到竖直向上的压力FN多大。
解：（1）舰载机由静止开始做匀加速直线运动，设其刚进入上翘甲板的B点时速度为v，则有
①
根据动能定理，有 ②
联立①②式，代入数据，得 ③
（2）设上翘甲板所对应的圆弧半径为R，根据几何关系，有
④
由牛顿第二定律，有
⑤
联立①④⑤式，代入数据，得
⑥
4.2016年天津卷8、我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比，某列动车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组
A、启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反
B、做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3:2
C、进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比
D、与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1:2
【答案】BD
【解析】列车启动时，乘客随车厢加速运动，加速度方向与车的运动方向相同，故乘客受到车厢的作用力方向与车运动方向相同，选项A错误；动车组运动的加速度，则对6、7、8节车厢的整体：；对7、8节车厢的整体：；故5、6节车厢与6、7节车厢间的作用力之比为3:2，选项B正确；根据动能定理，解得，可知进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时速度的平方成正比，选项C错误；8节车厢有2节动车时的最大速度为；若8节车厢有4节动车时的最大速度为，则，选项D正确；故选BD.
（3）功和能
5. 2015年理综天津卷5、如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，并且处于原长状态，现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L（未超过弹性限度），则在圆环下滑到最大距离的过程中 （ B ）
A、圆环的机械能守恒
B、弹簧弹性势能变化了
C、圆环下滑到最大距离时，所受合力为零
D、圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变
解析：圆环在下滑过程中，弹簧对其做负功，故圆环机械能减小，选项A错误；圆环下滑到最大的距离时，由几何关系可知，圆环下滑的距离为，圆环的速度为零，由能量守恒定律可知，弹簧的弹性势能增加量等于圆环重力势能的减小量，为，故选项B正确； 圆环下滑过程中，所受合力为零时，加速度为零，速度最大，而下滑至最大距离时，物体速度为零，加速度不为零，所以选项C错误； 在下滑过程中，圆环的机械能与弹簧弹性势能之和保持不变，即系统机械能守恒，所以选项D错误。
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天津市2011-2020年高考试卷分类汇编之4—
功和能
（1）功和功率
1.2018年天津卷10．我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后，拉开了全面试验试飞的新征程，假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移x=1.6×103 m时才能达到起飞所要求的速度v=80 m/s，已知飞机质量m=7.0×104 kg，滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍，重力加速度取，求飞机滑跑过程中
（1）加速度a的大小；
（2）牵引力的平均功率P。
解：（1）飞机滑跑过程中做初速度为零的匀加速直线运动，有v2=2ax①，解得a=2 m/s2②
（2）设飞机滑跑受到的阻力为，根据题意有=0.1mg③
设发动机的牵引力为F，根据牛顿第二定律有④
设飞机滑跑过程中的平均速度为，有⑤
在滑跑阶段，牵引力的平均功率⑥，联立②③④⑤⑥得P=8.4×106 W
2.2020年天津卷8．复兴号动车在世界上首次实现速度350 km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车，初速度为，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度，设动车行驶过程所受到的阻力F保持不变。动车在时间t内
A．做匀加速直线运动
B．加速度逐渐减小
C．牵引力的功率
D．牵引力做功
【答案】BC
【解析】AB．动车的功率恒定，根据可知动车的牵引力减小，
根据牛顿第二定律得
可知动车的加速度减小，所以动车做加速度减小的加速运动，A错误，B正确；
C．当加速度为0时，牵引力等于阻力，则额定功率为，C正确；
D．动车功率恒定，在时间内，牵引力做功为
根据动能定理得，D错误。
故选BC。
（2）动能定理
3.2019年天津卷10.完全由我国自行设计、建造的国产新型航空母舰已完成多次海试，并取得成功。航母上的舰载机采用滑跃式起飞，故甲板是由水平甲板和上翘甲板两部分构成，如图1所示。为了便于研究舰载机的起飞过程，假设上翘甲板BC是与水平甲板AB相切的一段圆弧，示意如图2，AB长L1=150m，BC水平投影L2=63m，图中C点切线方向与水平方向的夹角θ=120（）。若舰载机从A点由静止开始做匀加速直线运动，经t=6s到达B点进入BC。已知飞行员的质量m=60kg，，求
（1）舰载机水平运动的过程中，飞行员受到的水平力所做功W；
（2）舰载机刚进入BC时，飞行员受到竖直向上的压力FN多大。
解：（1）舰载机由静止开始做匀加速直线运动，设其刚进入上翘甲板的B点时速度为v，则有
①
根据动能定理，有 ②
联立①②式，代入数据，得 ③
（2）设上翘甲板所对应的圆弧半径为R，根据几何关系，有
④
由牛顿第二定律，有
⑤
联立①④⑤式，代入数据，得
⑥
4.2016年天津卷8、我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比，某列动车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组
A、启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反
B、做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3:2
C、进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比
D、与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1:2
【答案】BD
【解析】列车启动时，乘客随车厢加速运动，加速度方向与车的运动方向相同，故乘客受到车厢的作用力方向与车运动方向相同，选项A错误；动车组运动的加速度，则对6、7、8节车厢的整体：；对7、8节车厢的整体：；故5、6节车厢与6、7节车厢间的作用力之比为3:2，选项B正确；根据动能定理，解得，可知进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时速度的平方成正比，选项C错误；8节车厢有2节动车时的最大速度为；若8节车厢有4节动车时的最大速度为，则，选项D正确；故选BD.
（3）功和能
5. 2015年理综天津卷5、如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，并且处于原长状态，现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L（未超过弹性限度），则在圆环下滑到最大距离的过程中 （ B ）
A、圆环的机械能守恒
B、弹簧弹性势能变化了
C、圆环下滑到最大距离时，所受合力为零
D、圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变
解析：圆环在下滑过程中，弹簧对其做负功，故圆环机械能减小，选项A错误；圆环下滑到最大的距离时，由几何关系可知，圆环下滑的距离为，圆环的速度为零，由能量守恒定律可知，弹簧的弹性势能增加量等于圆环重力势能的减小量，为，故选项B正确； 圆环下滑过程中，所受合力为零时，加速度为零，速度最大，而下滑至最大距离时，物体速度为零，加速度不为零，所以选项C错误； 在下滑过程中，圆环的机械能与弹簧弹性势能之和保持不变，即系统机械能守恒，所以选项D错误。
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