功与功率、功能关系（练习）含答案-2025年高考物理二轮复习

专题05+功与功率+功能关系（练习）-【含答案】2025年高考

物理二轮复习讲练测（新高考通用）专题05功与功率功能关

目录

01模拟基础练..................................................................................2：

题型一功的理解及计算.........................................................................2；

题型二变力做功的计算.........................................................................5；

题型三功率的理解及计算.......................................................................61

题型四机车启动及机械功率类问题..............................................................10；

题型五动能及动能定理的理解..................................................................12|

题型六动能定理的简单应用....................................................................121

题型七常见力做功与能量变化的关系............................................................15i

题型八功能关系的综合应用....................................................................151

02重难创新练.................................................................................17j

题型九动能定理在多过程问题中的应用..........................................................17；

题型一功的理解及计算

1.（2024•海南•高考真题）神舟十七号载人飞船返回舱于2024年4月30日在东风着陆场成功着陆，在飞船

返回至离地面十几公里时打开主伞飞船快速减速，返回舱速度大大减小，在减速过程中（）

A.返回舱处于超重状态B.返回舱处于失重状态

C.主伞的拉力不做功D.重力对返回舱做负功

2.（2023•江苏•高考真题）滑块以一定的初速度沿粗糙斜面从底端上滑，到达最高点8后返回到底端。利用

频闪仪分别对上滑和下滑过程进行拍摄，频闪照片示意图如图所示。与图乙中相比，图甲中滑块（）

A.受到的合力较小B.经过A点的动能较小

C.在A、8之间的运动时间较短D.在A、8之间克服摩擦力做的功较小

3.（2022•福建•高考真题）福建土楼兼具居住和防御的功能，承启楼是圆形土楼的典型代表，如图（a）所

示。承启楼外楼共四层，各楼层高度如图（b）所示。同一楼层内部通过直径约50m的圆形廊道连接。若将

质量为100kg的防御物资先从二楼仓库搬到四楼楼梯口M处，再用100s沿廊道运送到N处，如图（c）所示。

重力加速度大小取lOm/s?,则（）

（a）承启楼

A.该物资从二楼地面被运送到四楼M处的过程中，克服重力所做的功为5400J

B.该物资从〃处被运送到N处的过程中，克服重力所做的功为78500J

C.从/处沿圆形廊道运动到N处，位移大小为78.5m

D.从M处沿圆形廊道运动到N处，平均速率为0.5m/s

4.（2022•广东•高考真题）（多选）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200W、

速度5m/s匀速行驶，在斜坡尸。段以恒定功率570W、速度2m/s匀速行驶。已知小车总质量为50kg,

肱V=PQ=20m,P。段的倾角为30。，重力加速度g取10m/s?,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40NB.从M到N,小车克服摩擦力做功800J

C.从尸到。，小车重力势能增加IxlO,jD.从尸到。，小车克服摩擦力做功700J

5.（2024•福建•高考真题）我国古代劳动人民创造了璀璨的农耕文明。图（a）为《天工开物》中描绘的利

用耕牛整理田地的场景，简化的物理模型如图（b）所示，人站立的农具视为与水平地面平行的木板，两条

绳子相互平行且垂直于木板边缘。已知绳子与水平地面夹角。为25.5。，sin25.5°=0.43,cos25.5°=0.90»

当每条绳子拉力厂的大小为250N时，人与木板沿直线匀速前进，在15s内前进了20m,求此过程中

（1）地面对木板的阻力大小；

（2）两条绳子拉力所做的总功；

（3）两条绳子拉力的总功率。

图(a)图(b)

6.（2023•重庆•高考真题）机械臂广泛应用于机械装配。若某质量为m的工件（视为质点）被机械臂抓取后，

在竖直平面内由静止开始斜向上做加速度大小为。的匀加速直线运动，运动方向与竖直方向夹角为仇提升

高度为心如图所示。求：

（1）提升高度为九时，工件的速度大小；

（2）在此过程中，工件运动的时间及合力对工件做的功。

题型二变力做功的计算

7.（2024•安徽•高考真题）某同学参加户外拓展活动，遵照安全规范，坐在滑板上，从高为/2的粗糙斜坡顶

端由静止下滑，至底端时速度为v.已知人与滑板的总质量为“2,可视为质点.重力加速度大小为g,不计

空气阻力.则此过程中人与滑板克服摩擦力做的功为（）

A.mghB.mv2C.mgh+mv2D.mgh-mv2

8.（2024•新疆河南•高考真题）将重物从高层楼房的窗外运到地面时，为安全起见，要求下降过程中重物与

楼墙保持一定的距离。如图，一种简单的操作方法是一人在高处控制一端系在重物上的绳子P,另一人在地

面控制另一根一端系在重物上的绳子。，二人配合可使重物缓慢竖直下降。若重物的质量根=42kg,重力

加速度大小g=10m/s2,当P绳与竖直方向的夹角a=37。时，Q绳与竖直方向的夹角B=53°,（sin37°=0.6）

（1）求此时P、。绳中拉力的大小；

（2）若开始竖直下降时重物距地面的高度〃=10m,求在重物下降到地面的过程中，两根绳子拉力对

重物做的总功。

A

\a

Q

9.（2024•四川绵阳•模拟预测）如图所示，质量为机的战士在某次爬杆训练中，采用“手握腿夹”的方式从高

/7的铁杆顶端从静止开始下滑，落地时速度大小为口重力加速度为g,忽略空气阻力，则战士在下滑过程

中，受到的摩擦力（）

A.是静摩擦力，方向沿杆向上B.是滑动摩擦力，方向沿杆向下

C.做功为：加丫2D.做功为;mv2-mgh

10.（2024•重庆•模拟预测）如图所示，质量为加=100g的小球从倾斜轨道右侧最高点由静止释放，刚好能

过圆轨道最高点；已知释放点与圆轨道最高点高度差为/?=20cm,圆轨道半径R=10cm,小球可看做质点,

不考虑空气阻力，g取lOm/gz,则该过程中小球克服摩擦阻力做功为（）

A.0.05JB.0.1J

题型三功率的理解及计算

H.（2024•贵州•高考真题）质量为1kg的物块静置于光滑水平地面上，设物块静止时的位置为x轴零点。现

给物块施加一沿x轴正方向的水平力凡其大小随位置x变化的关系如图所示，则物块运动到x=3m处，F

做功的瞬时功率为（）

AF/N

3-----------；

2-

1-

01~~A►

123x/m

A.8WB.16WC.24WD.36W

12.（2024•浙江•高考真题）一个音乐喷泉喷头出水口的横截面积为ZxioYn?,喷水速度约为10m/s,水的密

度为lxl（）3kg/m3,则该喷头喷水的功率约为（）

A.10WB.20WC.100WD.200W

13.（2024•江西•高考真题）庐山瀑布“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”瀑布高150m,水流量lOitf/s,假

设利用瀑布来发电，能量转化效率为70%,则发电功率为（）

A.109WB.107WC.105WD.103W

14.（2024•安徽•高考真题）在某地区的干旱季节，人们常用水泵从深水井中抽水灌溉农田，简化模型如图

所示。水井中的水面距离水平地面的高度为出水口距水平地面的高度为心与落地点的水平距离约为/。

假设抽水过程中打保持不变，水泵输出能量的〃倍转化为水被抽到出水口处增加的机械能。己知水的密度

为夕，水管内径的横截面积为S,重力加速度大小为g,不计空气阻力。则水泵的输出功率约为（）

口PgSly[2gh

A.幽叵+JD.H+h+—

2r/h12/z2r/h4h

PgSly/Igh(I2

------------------rzH---------

2r/hI2h2r/h

15.（2023•山东•高考真题）《天工开物》中记载了古人借助水力使用高转筒车往稻田里引水的场景。引水过

程简化如下：两个半径均为R的水轮，以角速度。匀速转动。水筒在筒车上均匀排布，单位长度上有"个，

与水轮间无相对滑动。每个水筒离开水面时装有质量为根的水，其中的60%被输送到高出水面H处灌入稻

田。当地的重力加速度为g,则筒车对灌入稻田的水做功的功率为（）

2nmgco2RH3nmg①RHC3nmg①2RH

A.-------------------B.--------------D.nmgcoRH

55•5

16.（2023•辽宁•高考真题）如图（a）,从高处M点到地面N点有I、II两条光滑轨道。两相同小物块甲、

乙同时从/点由静止释放，沿不同轨道滑到N点，其速率v与时间f的关系如图（b）所示。由图可知，两

物块在离开M点后、到达N点前的下滑过程中（）

A.甲沿I下滑且同一时刻甲的动能比乙的大B.甲沿n下滑且同一时刻甲的动能比乙的小

C.乙沿I下滑且乙的重力功率一直不变D.乙沿H下滑且乙的重力功率一直增大

17.（2024•广东•高考真题）（多选）如图所示，探测器及其保护背罩通过弹性轻绳连接降落伞。在接近某行

星表面时以60m/s的速度竖直匀速下落。此时启动“背罩分离”，探测器与背罩断开连接，背罩与降落伞保持

连接。已知探测器质量为1000kg,背罩质量为50kg,该行星的质量和半径分别为地球的与和;。地球表面

重力加速度大小取g=10m/s2。忽略大气对探测器和背罩的阻力。下列说法正确的有（）

A.该行星表面的重力加速度大小为4m/s2

B.该行星的第一宇宙速度为7.9km/s

C.“背罩分离”后瞬间，背罩的加速度大小为80m/s2

D.“背罩分离”后瞬间，探测器所受重力对其做功的功率为30kW

18.（2023•湖南•高考真题）（多选）如图，固定在竖直面内的光滑轨道ABC由直线段AB和圆弧段8C组成，

两段相切于8点，段与水平面夹角为0,8c段圆心为O,最高点为C,A与C的高度差等于圆弧轨道的

直径2R。小球从A点以初速度vo冲上轨道，能沿轨道运动恰好到达C点，下列说法正确的是（）

A.小球从8到C的过程中，对轨道的压力逐渐增大

B.小球从A到C的过程中，重力的功率始终保持不变

C.小球的初速度％=也了

D.若小球初速度vo增大，小球有可能从2点脱离轨道

19.(2022•江苏•高考真题)在轨空间站中物体处于完全失重状态，对空间站的影响可忽略，空间站上操控

货物的机械臂可简化为两根相连的等长轻质臂杆，每根臂杆长为L如题图1所示，机械臂一端固定在空间

站上的。点，另一端抓住质量为根的货物，在机械臂的操控下，货物先绕。点做半径为2L、角速度为。的

匀速圆周运动，运动到A点停下，然后在机械臂操控下，货物从A点由静止开始做匀加速直线运动，经时

间f到达B点，A、8间的距离为心

(1)求货物做匀速圆周运动时受到合力提供的向心力大小F„.

(2)求货物运动到B点时机械臂对其做功的瞬时功率P。

(3)在机械臂作用下，货物、空间站和地球的位置如题图2所示，它们在同一直线上，货物与空间站

同步做匀速圆周运动，已知空间站轨道半径为厂，货物与空间站中心的距离为d,忽略空间站对货物的

引力，求货物所受的机械臂作用力与所受的地球引力之比耳：月。

空间站,

货物

货物'、\

1'\

■地球!I

图1图2

题型四机车启动及机械功率类问题

20.（2023•天津•高考真题）2023年我国首套高温超导电动悬浮全要素试验系统完成首次悬浮运行，实现重

要技术突破。设该系统的试验列车质量为某次试验中列车以速率v在平直轨道上匀速行驶，刹车时牵引

系统处于关闭状态，制动装置提供大小为F的制动力，列车减速直至停止。若列车行驶时始终受到大小为了

的空气阻力，则（）

A.列车减速过程的加速度大小B.列车减速过程厂的冲量为根v

m

c.列车减速过程通过的位移大小为c,r八D.列车匀速行驶时，牵引系统的输出功率为（7+F）V

21.（2023•山东•高考真题）质量为M的玩具动力小车在水平面上运动时，牵引力歹和受到的阻力/均为恒

力，如图所示，小车用一根不可伸长的轻绳拉着质量为机的物体由静止开始运动。当小车拖动物体行驶的

位移为5时，小车达到额定功率，轻绳从物体上脱落。物体继续滑行一段时间后停下，其总位移为邑。物

体与地面间的动摩擦因数不变，不计空气阻力。小车的额定功率Po为（）

A尸(F一/)(Sz-滴B/2尸(尸一/)(邑一所丁

'\(M+m)S2-MSl'\(M+m)S2-mSl

C[2尸仍一)(邑-河口|2」(1)(邑-承

'N(M+m)S2-MSt-X(M+m)S2+mSl

22.（2023•湖北•高考真题）两节动车的额定功率分别为片和鸟，在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为匕

和匕。现将它们编成动车组，设每节动车运行时受到的阻力在编组前后不变，则该动车组在此铁轨上能达

到的最大速度为（）

+弛孤+倒„（＞+＞）h%（＞+「）％%

,丹+2.片+46匕+肥-6%+/匕

23.（2022•浙江•高考真题）小明用额定功率为1200W、最大拉力为300N的提升装置，把静置于地面的质

量为20kg的重物竖直提升到高为85.2m的平台，先加速再匀速，最后做加速度大小不超过Sm/s?的匀减速

运动，到达平台的速度刚好为零，g取lOm/sZ,则提升重物的最短时间为（）

A.13.2sB.14.2sC.15.5sD.17.0s

24.（2025•重庆•模拟预测）如图所示为一种潮汐发电示意图，左方为陆地和海湾，右侧为大海，中间为水

坝，其下有通道，水流经通道即可带动发电机工作。涨潮时开闸蓄水，落潮时开闸放水，均在内外水面高

度相同时关闭闸门。设海湾的平均面积为S,每次涨落潮海湾内外水位落差为九一天涨潮、落潮各一次。

水的密度为2,重力加速度为g,设一天的时间为人则（）

海湾海湾

A.一次落潮时流出海湾的海水质量为2pS/z

B.一次落潮时海水流经通道对发电机做的功为2夕”『

C.一天内海水流经通道对发电机做功的功率为也眩

t

D.一天内海水流经通道对发电机做功的功率为女池

t

25.（2024•黑龙江•模拟预测）如图所示是麦收时的情境。已知运输车的质量为收割机每秒钟向运输车

传送质量为机的麦粒，运输车在麦田受到的阻力为其总重力的七倍。两车始终以速度v做匀速直线运动，

运输车满载时装载麦粒的质量为冽。，则运输车从空载到刚满载过程，其发动机的平均功率为（）

km(2M+m)gv口km^QM+m)gv

0D.----0------------------

2mo2m

k(2M+m0)gvD：(M+2"2o)gv

2,2

26.（2024•四川自贡•模拟预测）（多选）2024年9月29日，自贡到重庆的高铁正式开通，早上吃冷吃兔，

中午吃重庆火锅。假设此高铁列车启动后沿水平直轨道行驶，发动机的总功率恒为P。且行驶过程中受到的

阻力大小恒定，列车的质量为机，最大行驶速度为%。下列说法正确的是（）

A.在加速阶段，高铁列车的加速度保持不变

,P

B.高铁列车受到阻力大小为一

C.在加速阶段，发动机对高铁列车的牵引力逐渐增大

D.当高铁列车的速度为2时，列车的加速度大小为一

2彳

题型五动能及动能定理的理解

27.（2023•全国•高考真题）（多选）如图，一质量为M、长为/的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为

机的小物块（可视为质点）从木板上的左端以速度vo开始运动。已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为力

当物块从木板右端离开时（）

A.木板的动能一定等于力B,木板的动能一定小于7Z

C.物块的动能一定大于，〃片D.物块的动能一定小于:加诏-#

题型六动能定理的简单应用

28.（2023•全国•高考真题）无风时，雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。一质量

为m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的过程中，克服空气阻力做的功为（重力加速度大小为g）（）

11

A.0B.mghC.—mv--mghD.—mV+mgh

29.（2024•福建•高考真题）（多选）如图，某同学在水平地面上先后两次从H点抛出沙包，分别落在正前方

地面2和。2处。沙包的两次运动轨迹处于同一竖直平面，且交于尸点，X点正下方地面处设为。点。已知

两次运动轨迹的最高点离地高度均为3.2m,OH=1.4m,O2=8.4m,Oa=9.8m,沙包质量为0.2kg,忽

略空气阻力，重力加速度大小取lOm/s?,则沙包（）

P

H

O〜

A.第一次运动过程中上升与下降时间之比近:4

B.第一次经尸点时的机械能比第二次的小1.3J

C.第一次和第二次落地前瞬间的动能之比为72:85

D.第一次抛出时速度方向与落地前瞬间速度方向的夹角比第二次的大

30.(2024•湖北•模拟预测)如图所示为固定在竖直平面内半径为R=1m的半圆形粗糙轨道，A为最低点,

8为圆心等高处，C为最高点。一质量为加=1kg的遥控小车(可视为质点)从A点水平向右以vo=8m/s

无动力进入轨道，上升高度为1.8m时脱离轨道，重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。求：(可保留

根号或无的形式，或对应结果保留1位小数)

(1)小车脱离轨道时的速度大小；

(2)小车从A至脱离过程克服摩擦力所做的功；

(3)开启动力后，小车以vo=8m/s匀速率沿着轨道运动，若小车所受的摩擦阻力为小车对轨道压力的左=0.25

倍，求小车从A到C过程中电动机做的功。

A

题型七常见力做功与能量变化的关系

31.（2022•山东•高考真题）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

舱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（）

高

压

气

体

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

32.（2024•湖北•模拟预测）给小滑块一初速度，使其从粗糙斜面底端沿斜面上滑，上滑到最高点后又滑回

斜面底端，则下列说法正确的是（）

A.小滑块沿斜面上滑和下滑两过程的时间相等

B.小滑块沿斜面上滑过程的加速度小于下滑过程的加速度

C.小滑块沿斜面上滑过程损失的机械能大于下滑过程损失的机械能

D.小滑块沿斜面上滑过程合力的冲量大于下滑过程合力的冲量

题型八功能关系的综合应用

33.（2024•浙江金华•二模）如图所示，内部光滑、足够长的铝管竖直固定在水平桌面上，直径略小于铝管

内径的圆柱形磁体从铝管正上方由静止开始下落，在磁体穿过铝管的过程中，磁体不与管壁碰撞，不计空

气阻力。下列选项正确的是（）

A.磁体一直做加速运动

B.磁体下落过程中安培力对铝管做正功

C.磁体下落过程中铝管产生的焦耳热量等于磁铁动能的变化

D.经过较长时间后，铝管对桌面的压力等于铝管和磁体的重力之和

34.（2024•浙江温州•一模）在缓震材料上方高度功为0.6m处，将质量0.6kg的钢球以一定初速度也竖直

向下抛出，钢球刚接触缓震材料时速度大小为4m/s,与缓震材料的接触时间为0.1s,钢球反弹的最大高度

比为0.45m。假设钢球始终在竖直方向运动，不计空气阻力。钢球从抛出到反弹至最高点过程中，下列说

法正确的是（）

缓震材料1

A.钢球的机械能损失0.9J

B.钢球的平均速度大小为0.25m/s

重力对钢球做的功等于钢球动能的变化量

合外力对钢球做的功等于钢球机械能的变化量

㈤2

//

题型九动能定理在多过程问题中的应用

35.(2023•湖北•高考真题)如图为某游戏装置原理示意图。水平桌面上固定一半圆形竖直挡板，其半径为

2R、内表面光滑，挡板的两端A、2在桌面边缘，8与半径为R的固定光滑圆弧轨道CDE在同一竖直平面

内，过C点的轨道半径与竖直方向的夹角为60。。小物块以某一水平初速度由A点切入挡板内侧，从8点

飞出桌面后，在C点沿圆弧切线方向进入轨道CDE内侧，并恰好能到达轨道的最高点。。小物块与桌面

之间的动摩擦因数为二，重力加速度大小为g,忽略空气阻力，小物块可视为质点。求:

2兀

(1)小物块到达D点的速度大小；

(2)8和。两点的高度差;

(3)小物块在A点的初速度大小。

36.（2023•福建•高考真题）如图（a）,一粗糙、绝缘水平面上有两个质量均为根的小滑块A和B,其电荷

量分别为4（4＞。）和-4。A右端固定有轻质光滑绝缘细杆和轻质绝缘弹簧，弹簧处于原长状态。整个空间

存在水平向右场强大小为E的匀强电场。A、B与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，其大小均为弱£。

r=O时，A以初速度%向右运动，B处于静止状态。在4时刻，A到达位置S,速度为匕，此时弹簧未与B

相碰；在弓时刻，A的速度达到最大，此时弹簧的弹力大小为%E；在细杆与B碰前的瞬间，A的速度为2匕,

此时f=G。。~匕时间内A的VT图像如图⑹所示，匕为图线中速度的最小值，％、芍、4均为未知量。

运动过程中，A、B处在同一直线上，A、B的电荷量始终保持不变，它们之间的库仑力等效为真空中点电

荷间的静电力，静电力常量为公B与弹簧接触瞬间没有机械能损失，弹簧始终在弹性限度内。

(1)求。~乙时间内，合外力对A所做的功;

(2)求％时刻A与B之间的距离;

(3)求彳~今时间内，匀强电场对A和B做的总功;

(4)若增大A的初速度，使其到达位置S时的速度为2匕，求细杆与B碰撞前瞬间A的速度。

37.（2023•江苏•高考真题）如图所示，滑雪道AB由坡道和水平道组成，且平滑连接，坡道倾角均为45。。

平台BC与缓冲坡CD相连。若滑雪者从P点由静止开始下滑，恰好到达8点。滑雪者现从A点由静止开始

下滑，从8点飞出。已知A、P间的距离为d,滑雪者与滑道间的动摩擦因数均为〃，重力加速度为g,不

计空气阻力。

（1）求滑雪者运动到P点的时间f;

（2）求滑雪者从B点飞出的速度大小v；

（3）若滑雪者能着陆在缓冲坡CD上，求平台BC的最大长度心

38.（2022•天津•高考真题）冰壶是冬季奥运会上非常受欢迎的体育项目。如图所示，运动员在水平冰面上

将冰壶A推到M点放手，此时A的速度%=2m/s,匀减速滑行为=16.8m到达N点时，队友用毛刷开始

擦A运动前方的冰面，使A与NP间冰面的动摩擦因数减小，A继续匀减速滑行％=3.5m,与静止在尸点

的冰壶B发生正碰，碰后瞬间A、B的速度分别为VA=0O5m/s和VB=0.55m/s。已知A、B质量相同，A

与MN间冰面的动摩擦因数〃i=0.01,重力加速度g取lOm/sz,运动过程中两冰壶均视为质点，A、B碰撞

时间极短。求冰壶A

（1）在N点的速度匕的大小；

（2）与NP间冰面的动摩擦因数〃2。

MNP

再

39.（2022•湖北•高考真题）打桩机是基建常用工具。某种简易打桩机模型如图所示，重物A、B和C通过

不可伸长的轻质长绳跨过两个光滑的等高小定滑轮连接，C与滑轮等高（图中实线位置）时，C到两定滑轮

的距离均为心重物A和B的质量均为"％系统可以在如图虚线位置保持静止，此时连接C的绳与水平方

向的夹角为60。。某次打桩时，用外力将C拉到图中实线位置，然后由静止释放。设C的下落速度为严

时，与正下方质量为的静止桩D正碰，碰撞时间极短，碰撞后C的速度为零，D竖直向下运动:距离

后静止（不考虑C、D再次相碰）。A、B、C、D均可视为质点。

（1）求C的质量；

（2）若D在运动过程中受到的阻力尸可视为恒力，求尸的大小；

（3）撤掉桩D,将C再次拉到图中实线位置，然后由静止释放，求A、B、C的总动能最大时C的动能。

40.(2024•江苏淮安•一模)如图所示，倾角。=37。的光滑绝缘斜面A8与半径r=0.5m的圆弧光滑绝缘轨道

8C。在竖直平面内相切于B点，圆弧轨道处于方向水平向右的有界匀强电场中，电场的电场强度大小

E=100V/m„质量相=O.lkg、电荷量q=-7.5x107(2的小滑块从斜面上P点由静止释放，沿斜面运动经B

点进入圆弧轨道，已知尸、8两点间距L=2m,sin0=0.6,cos6=0.8,g取lOm/s?。

(D求滑块运动到B点时速度大小；

(2)求滑块运动到与圆心。等高的。点时对轨道的压力大小；

(3)调整斜面上释放点位置，欲使滑块能从。点飞出，求该释放点片与8点间距的最小值。

专题05功与功率功能关系

目录

01模拟基础练..................................................................................2

题型一功的理解及计算........................................................................2

题型二变力做功的计算........................................................................5

题型三功率的理解及计算......................................................................6

题型四机车启动及机械功率类问题..............................................................10

题型五动能及动能定理的理解..................................................................12

题型六动能定理的简单应用...................................................................12

题型七常见力做功与能量变化的关系...........................................................15

题型八功能关系的综合应用...................................................................15

02重难创新练.................................................................................17

题型九动能定理在多过程问题中的应用.........................................................17

题型一功的理解及计算

1.（2024•海南•高考真题）神舟十七号载人飞船返回舱于2024年4月30日在东风着陆场成功着陆，在飞船

返回至离地面十几公里时打开主伞飞船快速减速，返回舱速度大大减小，在减速过程中（）

A.返回舱处于超重状态B.返回舱处于失重状态

C.主伞的拉力不做功D.重力对返回舱做负功

【答案】A

【详解】AB.返回舱在减速过程中，加速度竖直向上，处于超重状态，故A正确，B错误；

C.主伞的拉力与返回舱运动方向相反，对返回舱做负功，故C错误；

D.返回舱的重力与返回舱运动方向相同，重力对返回舱做正功，故D错误。

故选A„

2.（2023•江苏•高考真题）滑块以一定的初速度沿粗糙斜面从底端上滑，到达最高点B后返回到底端。利用

频闪仪分别对上滑和下滑过程进行拍摄，频闪照片示意图如图所示。与图乙中相比，图甲中滑块（）

A.受到的合力较小B.经过A点的动能较小

C.在A、B之间的运动时间较短D.在A、B之间克服摩擦力做的功较小

【答案】C

【详解】A.频闪照片时间间隔相同，图甲相邻相等时间间隔内发生的位移差大，根据匀变速直线运动

的推论，可知图甲中滑块加速度大，根据牛顿第二定律可知图甲中滑块受到的合力较大，故A错误；

B.设斜面倾角为出动摩擦因数为4,上滑阶段根据牛顿第二定律有％=gsind+〃gcos。，下滑阶段根

据牛顿第二定律有％=gsin，-〃gcos9,可知上滑阶段阶段加速度大于下滑阶段加速度，图甲为上滑阶

段，从图甲中的A点到图乙中的A点，先上升后下降，重力不做功，摩擦力做负功，根据动能定理可知

图甲经过A点的动能较大，故B错误；

C.由逆向思维，由于图甲中滑块加速度大，根据x=ga/，可知图甲在A、2之间的运动时间较短，故

C正确；

D.由于无论上滑或下滑均受到滑动摩擦力大小相等，故图甲和图乙在42之间克服摩擦力做的功相等，

故D错误。

故选C。

3.（2022•福建•高考真题）福建土楼兼具居住和防御的功能，承启楼是圆形土楼的典型代表，如图（a）所

示。承启楼外楼共四层，各楼层高度如图（b）所示。同一楼层内部通过直径约50m的圆形廊道连接。若将

质量为100kg的防御物资先从二楼仓库搬到四楼楼梯口加处，再用100s沿廊道运送到N处，如图（c）所示。

重力加速度大小取lOm/s?,则（）

A.该物资从二楼地面被运送到四楼〃处的过程中，克服重力所做的功为5400J

B.该物资从M处被运送到N处的过程中，克服重力所做的功为78500J

C.从M处沿圆形廊道运动到N处，位移大小为78.5m

D.从M处沿圆形廊道运动到N处，平均速率为0.5m/s

【答案】A

【详解】A.该物资从二楼地面被运送到四楼M处的过程中，克服重力所做的功为

%=mgA/z=100xl0x（2.7+2.7）J=5400J,故A正确；

B.该物资从M处被运送到N处的过程中，由于高度差为零，所以克服重力做功为零，故B错误;

C.从M处沿圆形廊道运动到N处，位移大小为50m,故C错误；

314x^2

D.从M处沿圆形廊道运动到N处，平均速率为snrJ」4'2/,故D错误。

tt100

故选Ao

4.（2022•广东•高考真题）（多选）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200W、

速度5m/s匀速行驶，在斜坡P。段以恒定功率570W、速度2m/s匀速行驶。已知小车总质量为50kg,

MN=PQ=20m,尸。段的倾角为30。，重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。下列说法正确的有（）

A.从M到M小车牵引力大小为40NB.从M到N,小车克服摩擦力做功800J

C.从尸到。，小车重力势能增加IXIO,JD.从尸到。，小车克服摩擦力做功700J

【答案】ABD

【详解】A.小车从M到M依题意有片=/，=200W,代入数据解得尸=40N,故A正确；

B.依题意，小车从M到N,因匀速，小车所受的摩擦力大小为工=F=40N,则摩擦力做功为

^=-40x20J=-800J,则小车克服摩擦力做功为800J,故B正确；

C.依题意，从尸到0,重力势能增力口量为M，=mgxA/z=500Nx20mxsin30°=5000J,故C错误；

D.依题意，小车从P到。，摩擦力为力，有力+mgsin3（T=左，摩擦力做功为吗=-力XSZ,52=20m

V2

联立解得吗=-700J,则小车克服摩擦力做功为700J,故D正确。

故选ABD。

5.（2024•福建•高考真题）我国古代劳动人民创造了璀璨的农耕文明。图（a）为《天工开物》中描绘的利

用耕牛整理田地的场景，简化的物理模型如图（b）所示，人站立的农具视为与水平地面平行的木板，两条

绳子相互平行且垂直于木板边缘。已知绳子与水平地面夹角。为25.5。，sin25.5°=0.43,cos25.5°=0.90„

当每条绳子拉力厂的大小为250N时，人与木板沿直线匀速前进，在15s内前进了20m,求此过程中

（1）地面对木板的阻力大小；

(2)两条绳子拉力所做的总功;

(3)两条绳子拉力的总功率。

图(a)

【答案】(l)450N(2)9.OxlO3J(3)600W

【详解】(1)由于木板匀速运动则有2尸cos。=/

解得了=450N

(2)根据功的定义式有W=2/7cos，

解得W=9.0x103j

(3)根据功率的定义尸=有尸=600W

6.(2023•重庆•高考真题)机械臂广泛应用于机械装配。若某质量为m的工件(视为质点)被机械臂抓取后，

在竖直平面内由静止开始斜向上做加速度大小为。的匀加速直线运动，运动方向与竖直方向夹角为仇提升

高度为〃，如图所示。求：

(1)提升高度为〃时，工件的速度大小；

(2)在此过程中，工件运动的时间及合力对工件做的功。

（2）根据速度公式有%=G

I22

解得公

Vacos0

根据动能定理有%机说

mah

解得叫

cos。

题型二变力做功的计算

7.（2024•安徽•高考真题）某同学参加户外拓展活动，遵照安全规范，坐在滑板上，从高为力的粗糙斜坡顶

端由静止下滑，至底端时速度为v.已知人与滑板的总质量为"3可视为质点.重力加速度大小为g,不计

空气阻力.则此过程中人与滑板克服摩擦力做的功为（）

A.mghB.^-mv2C.mgh+mv2D.mgh—mv2

【答案】D

【详解】人在下滑的过程中，由动能定理可得加颜-暝=g〃"-0

可得此过程中人与滑板克服摩擦力做的功为叫=mg机”2

故选D。

8.（2024•新疆河南•高考真题）将重物从高层楼房的窗外运到地面时，为安全起见，要求下降过程中重物与

楼墙保持一定的距离。如图，一种简单的操作方法是一人在高处控制一端系在重物上的绳子P,另一人在地

面控制另一根一端系在重物上的绳子。，二人配合可使重物缓慢竖直下降。若重物的质量”=42kg,重力

加速度大小g=Wm/s2,当P绳与竖直方向的夹角a=37。时，。绳与竖直方向的夹角/3=53°,（sin37°=0.6）

（1）求此时P、。绳中拉力的大小；

（2）若开始竖直下降时重物距地面的高度〃=10m,求在重物下降到地面的过程中，两根绳子拉力对

重物做的总功。

Q

【答案】(1)1200N,900N；(2)-4200J

【详解】（1）重物下降的过程中受力平衡，设此时尸、。绳中拉力的大小分别为7；和乙，竖直方向

7Jcosa=mg+T2cos0

水平方向（sina=《sin分

联立代入数值得Tx=1200N,T2=900N

（2）整个过程根据动能定理得W+mg/z=。

解得两根绳子拉力对重物做的总功为W=-4200J

9.（2024•四川绵阳•模