2020--2022年三年全国高考物理真题汇编：功能关系

更新时间：2022-07-08 浏览次数：119 类型：二轮复习

一、单选题

1. (2022·浙江) 风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途经之一。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为9m/s时，输出电功率为405kW，风速在5~10m/s范围内，转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为A，空气密度为ρ，风场风速为v，并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是（）

A . 该风力发电机的输出电功率与风速成正比 B . 单位时间流过面积A的流动空气动能为 $\text{[math]}$ C . 若每天平均有1.0×10⁸kW的风能资源，则每天发电量为2.4×10⁹kW·h D . 若风场每年有5000h风速在6~10m/s的风能资源，则该发电机年发电量至少为6.0×10⁵kW·h

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2. (2022·山东) 我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。如图所示，发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出，火箭速度接近零时再点火飞向太空。从火箭开始运动到点火的过程中（）

A . 火箭的加速度为零时，动能最大 B . 高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能 C . 高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量 D . 高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量

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二、多选题

3. (2022·广东) 如图所示，载有防疫物资的无人驾驶小车，在水平MN段以恒定功率 $\text{[math]}$ 、速度 $\text{[math]}$ 匀速行驶，在斜坡PQ段以恒定功率 $\text{[math]}$ 、速度 $\text{[math]}$ 匀速行驶。已知小车总质量为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， PQ段的倾角为 $\text{[math]}$ ，重力加速度g取 $\text{[math]}$ ，不计空气阻力。下列说法正确的有（）

A . 从M到N，小车牵引力大小为 $\text{[math]}$ B . 从M到N，小车克服摩擦力做功 $\text{[math]}$ C . 从P到Q，小车重力势能增加 $\text{[math]}$ D . 从P到Q，小车克服摩擦力做功 $\text{[math]}$

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4. (2022·全国甲卷) 如图，质量相等的两滑块P、Q置于水平桌面上，二者用一轻弹簧水平连接，两滑块与桌面间的动摩擦因数均为 $\text{[math]}$ 。重力加速度大小为g。用水平向右的拉力F拉动P，使两滑块均做匀速运动；某时刻突然撤去该拉力，则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前（）

A . P的加速度大小的最大值为 $\text{[math]}$ B . Q的加速度大小的最大值为 $\text{[math]}$ C . P的位移大小一定大于Q的位移大小 D . P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小

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三、综合题

5. (2022·河北) 如图，光滑水平面上有两个等高的滑板A和B，质量分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，A右端和B左端分别放置物块C、D，物块质量均为 $\text{[math]}$ ，A和C以相同速度 $\text{[math]}$ 向右运动，B和D以相同速度 $\text{[math]}$ 向左运动，在某时刻发生碰撞，作用时间极短，碰撞后C与D粘在一起形成一个新滑块，A与B粘在一起形成一个新滑板，物块与滑板之间的动摩擦因数均为 $\text{[math]}$ 。重力加速度大小取 $\text{[math]}$ 。
1. （1）若 $\text{[math]}$ ，求碰撞后瞬间新物块和新滑板各自速度的大小和方向；
2. （2）若k=0.5 ，从碰撞后到新滑块与新滑板相对静止时，求两者相对位移的大小。
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6. (2022·浙江) 如图所示，在竖直面内，一质量m的物块a静置于悬点O正下方的A点，以速度v逆时针转动的传送带MN与直轨道AB、CD、FG处于同一水平面上，AB、MN、CD的长度均为l。圆弧形细管道DE半径为R，EF在竖直直径上，E点高度为H。开始时，与物块a相同的物块b悬挂于O点，并向左拉开一定的高度h由静止下摆，细线始终张紧，摆到最低点时恰好与a发生弹性正碰。已知m=2g，l=1m，R=0.4m，H=0.2m，v=2m/s，物块与MN、CD之间的动摩擦因数μ=0.5，轨道AB和管道DE均光滑，物块a落到FG时不反弹且静止。忽略M、B和N、C之间的空隙，CD与DE平滑连接，物块可视为质点。
1. （1）若h=1.25m，求a、b碰撞后瞬时物块a的速度v₀的大小；
2. （2）物块a在DE最高点时，求管道对物块的作用力F_N与h间满足的关系；
3. （3）若物块b释放高度0.9m<h<1.65m，求物块a最终静止的位置x值的范围（以A点为坐标原点，水平向右为正，建立x轴）。
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7. (2022·山东) 某粮库使用额定电压 $\text{[math]}$ ，内阻 $\text{[math]}$ 的电动机运粮。如图所示，配重和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡，装满粮食的小车以速度 $\text{[math]}$ 沿斜坡匀速上行，此时电流 $\text{[math]}$ 。关闭电动机后，小车又沿斜坡上行路程L到达卸粮点时，速度恰好为零。卸粮后，给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行。已知小车质量 $\text{[math]}$ ，车上粮食质量 $\text{[math]}$ ，配重质量 $\text{[math]}$ ，取重力加速度 $\text{[math]}$ ，小车运动时受到的摩擦阻力与车及车上粮食总重力成正比，比例系数为k，配重始终未接触地面，不计电动机自身机械摩擦损耗及缆绳质量。求：
1. （1）比例系数k值；
2. （2）上行路程L值。
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8. (2022·全国乙卷) 如图（a），一质量为m的物块A与轻质弹簧连接，静止在光滑水平面上：物块B向A运动， $\text{[math]}$ 时与弹簧接触，到 $\text{[math]}$ 时与弹簧分离，第一次碰撞结束，A、B的 $\text{[math]}$ 图像如图（b）所示。已知从 $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ 时间内，物块A运动的距离为 $\text{[math]}$ 。A、B分离后，A滑上粗糙斜面，然后滑下，与一直在水平面上运动的B再次碰撞，之后A再次滑上斜面，达到的最高点与前一次相同。斜面倾角为 $\text{[math]}$ ，与水平面光滑连接。碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内。求
1. （1）第一次碰撞过程中，弹簧弹性势能的最大值；
2. （2）第一次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值；
3. （3）物块A与斜面间的动摩擦因数。
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9. (2021·海南) 如图，一长木板在光滑的水平面上以速度v₀向右做匀速直线运动，将一小滑块无初速地轻放在木板最右端。已知滑块和木板的质量分别为m和2m，它们之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。
1. （1）滑块相对木板静止时，求它们的共同速度大小；
2. （2）某时刻木板速度是滑块的2倍，求此时滑块到木板最右端的距离；
3. （3）若滑块轻放在木板最右端的同时，给木板施加一水平向右的外力，使得木板保持匀速直线运动，直到滑块相对木板静止，求此过程中滑块的运动时间以及外力所做的功。
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10. (2021·山东) 如图所示，三个质量均为m的小物块A、B、C，放置在水平地面上，A紧靠竖直墙壁，一劲度系数为k的轻弹簧将A、B连接，C紧靠B，开始时弹簧处于原长，A、B、C均静止。现给C施加一水平向左、大小为F的恒力，使B、C一起向左运动，当速度为零时，立即撤去恒力，一段时间后A离开墙壁，最终三物块都停止运动。已知A、B、C与地面间的滑动摩擦力大小均为f ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终在弹性限度内。（弹簧的弹性势能可表示为： $\text{[math]}$ ，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）
1. （1）求B、C向左移动的最大距离 $\text{[math]}$ 和B、C分离时B的动能 $\text{[math]}$ ；
2. （2）为保证A能离开墙壁，求恒力的最小值 $\text{[math]}$ ；
3. （3）若三物块都停止时B、C间的距离为 $\text{[math]}$ ，从B、C分离到B停止运动的整个过程，B克服弹簧弹力做的功为W ，通过推导比较W与 $\text{[math]}$ 的大小；
4. （4）若 $\text{[math]}$ ，请在所给坐标系中，画出C向右运动过程中加速度a随位移x变化的图像，并在坐标轴上标出开始运动和停止运动时的a、x值（用f、k、m表示），不要求推导过程。以撤去F时C的位置为坐标原点，水平向右为正方向。
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