2023年高三物理二轮高频考点冲刺突破
专题30
专练内容目标1
高考真题（1T—3T ）目标2
F-x 力位移图像（4T—6T ）目标3P-t 功率时间图像（7T—9T ）目标4E k -x 动能位移图像（10T—12T ）目标5
E p -x 机械能位移图像（13T—15T）目标5
E-x 机械能位移图像（16T—18T）目标6E-t 机械能时间图像（19T—21T）
【典例专练】
一、高考真题
1．某滑雪赛道如图所示，滑雪运动员从静止开始沿斜面下滑，经圆弧滑道起跳。将运动员视为质点，不计摩擦力及空气阻力，此过程中，运动员的动能k E 与水平位移x 的关系图像正确的是（） A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】A
【详解】设斜面倾角为θ，不计摩擦力和空气阻力，由题意可知运动员在沿斜面下滑过程中根据动能定理有
tan k E mgx θ=即tan k E mg x
θ=下滑过程中开始阶段倾角θ不变，E k -x 图像为一条直线；经过圆弧轨道过程中θ先减小后增大，即图像斜率先减小后增大。故选A 。
2．一物块以初速度0v 自固定斜面底端沿斜面向上运动，一段时间后回到斜面底端。该物体的动能k E 随位移x 的变化关系如图所示，图中0x 、k1E 、k2E 均已知。根据图中信息可以求出的物理量有（
）A ．重力加速度大小
B ．物体所受滑动摩擦力的大小
C ．斜面的倾角
D ．沿斜面上滑的时间
【答案】BD 【详解】ABC ．由动能定义式得2k1012
煮面炉E mv =，则可求解质量m ；上滑时，由动能定理k k1(sin )E E mg f x θ-=-+下滑时，由动能定理k 0(sin )()E mg f x x θ=--，x 0为上滑的最远距离；由图像的斜率可知
k10sin E mg f x θ+=，k20sin E mg f x θ-=两式相加可得k1k2001sin ()2E E g m x x θ=+相减可知k1k202E E f x -=即可求解g sin θ和所受滑动摩擦力f 的大小，但重力加速度大小、斜面的倾角不能求出，故AC 错误，B 正确；D ．根据牛顿第二定律和运动学关系得sin mg f ma θ+=，0v t a
=
故可求解沿斜面上滑的时间，D 正确。故选BD 。
3．一物块在高3.0m 、长5.0m 的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s 的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10m/s 2。则（
）
A．物块下滑过程中机械能不守恒
B．物块与斜面间的动摩擦因数为0.5
C．物块下滑时加速度的大小为6.0m/s2
D．当物块下滑2.0m时机械能损失了12J
【答案】AB
【详解】A．下滑5m的过程中，重力势能减少30J，动能增加10J，减小的重力势能并不等与增加的动能，所以机械能不守恒，A正确；
B．斜面高3m、长5m，则斜面倾角为θ＝37°。令斜面底端为零势面，则物块在斜面顶端时的重力势能mgh＝30J可得质量m＝1kg下滑5m过程中，由功能原理，机械能的减少量等于克服摩擦力做的功
μmg·cosθ·s＝20J求得μ＝0.5，B正确；
C．由牛顿第二定律mg sinθ－μmg cosθ＝ma求得a＝2m/s2，C错误；
D．物块下滑2.0m时，重力势能减少12J，动能增加4J，所以机械能损失了8J，D选项错误。
故选AB。
二、F-x力位移图像
4．如图甲所示，在水平地面上固定一竖直轻弹簧，弹簧上端与一个质量为0.1kg的木块A相连，质量也为0.1kg的木块B叠放在A上，A、B都静止．在B上作用一个竖直向下的力F使木块缓慢向下移动，力F大小与移动距离x的关系如图乙所示，整个过程弹簧都处于弹性限度内．下列说法正确的是（）
A．木块下移0.1m过程中，弹簧的弹性势能增加2.5J
B．弹簧的劲度系数为500N/m
C．木块下移0.1m时，若撤去F，则此后B能达到的最大速度为4m/s
D．木块下移0.1m时，若撤去F，则A、B分离时的速度为5m/s
飞羽辅助【答案】B
【详解】A．由图可知，F﹣x图像中，F与横坐标之间的“面积”表示力F做的功，所以这个过程中力F做功500.1J 2.5J
W=⨯=而弹簧弹性势能的增加量等于力F做的功与木块重力势能的减少量之和，故弹簧的弹性2
势能增加量大于2.5J ，A 错误；
B ．弹簧的形变量增大0.1m 的过程中，压力增大50N ，根据胡克定律可得500N/m F k x
∆==∆，B 正确；C ．若撤去F ，则A 与B 整体将以开始时的位置为平衡位置做简谐振动，所以当AB 回到平衡位置时速度最
大，由于开始阶段压力做功2.5J ，所以A 与B 的速度最大时，二者动能的和是2.5J ，即212 2.5J 2
mv ⨯=解得5m/s m v =，C 错误；
D ．由C 的分析可知，当B 的速度是5m/s 时，二者仍然在平衡位置，所以二者的加速度都等于0，B 受到的A 对B 的弹力等于重力，所以二者没有分离，D 错误。故选B 。
5．如图甲所示，在水平地面上放置一个质量为m ＝4kg 的物体，让它在随位移均匀减小的水平推力F 作用下运动，水平推力F 随位移x 变化的图象如图乙所示(x ＝4.0m 后无推力存在)。已知物体与地面之间的动摩擦因数μ＝0.5，g ＝10m/s 2。则下列说法正确的是（）
甲乙
A ．运动过程中物体的最大加速度为20m/s 2
淀粉加工B ．在距出发点3.0m 位置时物体的速度达到最大矿用运人车
C ．推力对物体做的功为180J
D ．物体在水平地面上运动的最大位移是10m
【答案】AD
【详解】A ．由牛顿第二定律得F －μmg ＝ma 则推力F ＝100N 时，物体所受合力最大，加速度最大，代入解得a ＝20m/s 2选项A 正确；
B ．由图象可得推力F 随位移x 变化的数学关系式为F ＝100－25x (0≤x ≤4.0m)物体的速度最大时，加速度为零，即此时F ＝μmg ，代入解得x ＝3.2m 即在距出发点3.2m 位置时物体的速度达到最大，选项B 错误；
C ．由F -x 图象可知推力对物体做的总功等于F -x 图象与坐标轴围成的面积，即WF ＝1
2F ·x 0，其中F ＝100N ，x 0＝4.0m ，解得W F ＝200J 选项C 错误；
D ．由动能定理得W F －μmgx max ＝0代入数据得x max ＝10m 即物体在水平地面上运动的最大位移是10m ，选项D 正确。故选AD 。
6．甲乙两个质量均为1kg 的物块，在光滑的水平面上分别受到一个水平力作用，由静止开始加速，甲物块
去污水所受的力F 随时间t 的变化关系和乙物块所受的力T 随位移x 的变化关系如图所示，当水平力分别按各自的规律从0增大到10N 的过程中，下列说法正确的是()
A ．当水平力均为10N 时，甲和乙的动量均为10kgm/s
B ．甲所受力F 对物块的冲量为10Ns ，乙所受力T 对物块所做的功为10J
C ．甲在此过程中的位移为10m
D ．当水平力均为10N 时，甲的动能为50J ，乙的动量为/m s
时规带
⋅【答案】BD
【详解】由甲图可知，图线与t 轴围成的面积表示冲量，则当水平力为F=10N 时，冲量为
1110210·22
I Ft N s ==⨯⨯=，根据动理定理0I P P =∆=-甲，得此时甲的动量为10·/P I kg m s 甲==，则此时甲的速度为10/P v m s m
==甲甲，则甲的动能为22111105022k E mv J ==⨯⨯=甲甲，因F 是变力，故无法求出甲运动的位移；由乙图可知，图线与x 轴围成的面积表示拉力T 做的功，则当水平力T=10N 时，则拉力T 做的功
为111021022W Tx J ==⨯⨯=，根据动能定理有：212W mv =乙，解得：/v s ===乙，此时
乙的动量为·/P mv m s 乙==，故AC 错误，BD 正确；故选BD.
三、P-t 功率时间图像
7．将一小球从地面以一定的初速度竖直向上抛出并落回地面，小球所受阻力始终与速度成正比，则整个过程中小球的重力的瞬时功率大小P 与时间t 、机械能E 与路程s 的关系图像可能正确的是（）
A ．
B ．
C ．
D ．
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