功和能 （教师版）-2019-2023年高考物理试题专项训练

专题06功和能

一、单选题

1.（2023・全国•统考高考真题）小车在水平地面上沿轨道从左向右运动，动能一直增加。如果用带箭头的线段

表示小车在轨道上相应位置处所受合力，下列四幅图可能正确的是（）

【答案】D

【详解】AB.小车做曲线运动，所受合外力指向曲线的凹侧，故AB错误；

CD.小车沿轨道从左向右运动，动能一直增加，故合外力与运动方向夹角为锐角，C错误，D正确。

故选D。

2.（2023•全国•统考高考真题）一同学将排球自。点垫起，排球竖直向上运动，随后下落回到。点。设排球

在运动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比。则该排球（）

A.上升时间等于下落时间B.被垫起后瞬间的速度最大

C.达到最高点时加速度为零D.下落过程中做匀加速运动

【答案】B

【详解】A.上升过程和下降过程的位移大小相同，上升过程的末状态和下降过程的初状态速度均为零。对

排球受力分析，上升过程的重力和阻力方向相同，下降过程中重力和阻力方向相反，根据牛顿第二定律可

知，上升过程中任意位置的加速度比下降过程中对应位置的加速度大，则上升过程的平均加速度较大。由

位移与时间关系可知，上升时间比下落时间短，A错误；

B.上升过程排球做减速运动，下降过程排球做加速运动。在整个过程中空气阻力一直做负功，小球机械能

一直在减小，下降过程中的最低点的速度小于上升过程的最低点的速度，故排球被垫起时的速度最大，B

正确；

C.达到最高点速度为零，空气阻力为零，此刻排球重力提供加速度不为零，C错误；

D.下落过程中，排球速度在变，所受空气阻力在变，故排球所受的合外力在变化，排球在下落过程中做变

加速运动，D错误。

故选Bo

3.（2023•全国•统考高考真题）一同学将铅球水平推出，不计空气阻力和转动的影响，铅球在平抛运动过程中

A.机械能一直增加B.加速度保持不变

C.速度大小保持不变D.被推出后瞬间动能最大

【答案】B

【详解】A.铅球做平抛运动，仅受重力，故机械能守恒，A错误；

B.铅球的加速度恒为重力加速度保持不变，B正确；

CD.铅球做平抛运动，水平方向速度不变，竖直方向做匀加速直线运动，根据运动的合成可知铅球速度变

大，则动能越来越大，CD错误。

故选B。

4.（2023・山东・统考高考真题）《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w

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%被输送到高出水面五处灌

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（）

,2nmgarRH八3nmga）RH3rungarRH「

A.-----t-------B.-------------C.-----二----D.nmgwRH

【答案】B

【详解】由题知，水筒在筒车上均匀排布，单位长度上有〃个，且每个水筒离开水面时装有质量为〃2的水、

其中的60%被输送到高出水面X处灌入稻田，则水轮转一圈灌入农田的水的总质量为

m.s=luRnmx60%=12nRnm

则水轮转一圈灌入稻田的水克服重力做的功

W=1.litRnmgH

则筒车对灌入稻田的水做功的功率为

T

2兀

1=—

(D

联立有

_3nmg①RH

i-

5

故选Bo

5.（2023・江苏・统考高考真题）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、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.因为频闪照片时间间隔相同,对比图甲和乙可知图甲中滑块加速度大，是上滑阶段；根据牛顿

第二定律可知图甲中滑块收到的合力较大；故A错误；

B.从图甲中的A点到图乙中的A点，先上升后下降，重力做功为0,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.由于图甲中滑块加速度大，根据

v2-Vg=2ax

可知图甲在A、B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A、2之间克服摩擦力做的功相等，

故D错误；

故选Co

6.（2023・北京•统考高考真题）如图所示，一物体在力E作用下沿水平桌面做匀加速直线运动。已知物体质量

为加，加速度大小为。，物体和桌面之间的动摩擦因数为〃，重力加速度为g,在物体移动距离为无的过程

中（）

F

77777777777777777777777-

A.摩擦力做功大小与产方向无关B.合力做功大小与产方向有关

C.尸为水平方向时，尸做功为〃"AWD.尸做功的最小值为相以

【答案】D

【详解】A.设力P与水平方向的夹角为仇则摩擦力为

f=从(mg-Fsin0)

摩擦力的功

Wf=ju(jng-Fsin6)x

即摩擦力的功与方的方向有关，选项A错误；

B.合力功

W=F合x=ma-x

可知合力功与力/方向无关，选项B错误；

C.当力/水平时，则

F=ma+"mg

力厂做功为

WF=Fx=(ma+jumg)x

选项C错误；

D.因合外力功为施办大小一定，而合外力的功等于力/与摩擦力/做功的代数和，而当尸sinO=mg时，

摩擦力户0，则此时摩擦力做功为零，此时力尸做功最小，最小值为机办，选项D正确。

故选D。

7.(2023・山西・统考高考真题)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

为根的雨滴在地面附近以速率v下落高度〃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.—mv2-mghD.—mV2+mgh

【答案】B

【详解】在地面附近雨滴做匀速运动，根据动能定理得

mgh-Wf=0

故雨滴克服空气阻力做功为mg丸。

故选B。

8.（2023・浙江•统考高考真题）铅球被水平推出后的运动过程中，不计空气阻力，下列关于铅球在空中运动时

的加速度大小服速度大小V、动能Ek和机械能E随运动时间f的变化关系中，正确的是（）

【答案】D

【详解】A.由于不计空气阻力，铅球被水平推出后只受重力作用，加速度等于重力加速度，不随时间改变,

故A错误;

B.铅球被水平推出后做平抛运动，竖直方向有

%=gt

则抛出后速度大小为

♦=j说+WJ

可知速度大小与时间不是一次函数关系，故B错误；

C.铅球抛出后的动能

可知动能与时间不是一次函数关系，故C错误；

D.铅球水平抛出后由于忽略空气阻力，所以抛出后铅球机械能守恒，故D正确。

故选D。

9.（2023・湖北•统考高考真题）两节动车的额定功率分别为4和P2,在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为

W和内。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（）

A弛+，岭c(£+1)匕岭D(一+―)%%

B-…

'片+鸟'①1+6匕

【答案】D

【详解】由题意可知两节动车分别有

P2=f2V2

当将它们编组后有

4+—

联立可得

勺%+2%

故选D。

10.(2023・山东・统考高考真题)质量为M的玩具动力小车在水平面上运动时，牵引力尸和受到的阻力/•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，其总位移为昆。

物体与地面间的动摩擦因数不变，不计空气阻力。小车的额定功率产。为()

A2尸(一)(S「SJ(B2铲(F7)(S「SjSi

•\(M+m)S2-MSiy(M+m)S2-mS1

cJ2产仍一y)(s「sj邑D2尸(F7)(S「S)S2

•V(M+m)S2+mS1

【答案】A

【详解】设物体与地面间的动摩擦因数为4,当小车拖动物体行驶的位移为8的过程中有

F

v2=2aSi

Po=Fv

轻绳从物体上脱落后

42=〃g

v2=2a202—Si)

联立有

p="（一）（邑一而

故选A„

11.（2023・辽宁・统考高考真题）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M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/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n下滑且乙的重力功率一直增大

【答案】B

【详解】AB.由图乙可知，甲下滑过程中，甲做匀加速直线运动，则甲沿H下滑，乙做加速度逐渐减小的

加速运动，乙沿I下滑，任意时刻甲的速度都小于乙的速度，可知同一时刻甲的动能比乙的小，A错误，B

正确；

CD.乙沿I下滑，开始时乙速度为0,到N点时乙竖直方向速度为零，根据瞬时功率公式尸=可知重

力瞬时功率先增大后减小，CD错误。

故选B。

12.（2023・浙江•高考真题）一位游客正在体验蹦极，绑上蹦极专用的橡皮绳后从跳台纵身而下。游客从跳台

下落直到最低点过程中（）

A.弹性势能减小B.重力势能减小

C.机械能保持不变D.绳一绷紧动能就开始减小

【答案】B

【详解】游客从跳台下落，开始阶段橡皮绳未拉直，只受重力作用做匀加速运动，下落到一定高度时橡皮

绳开始绷紧，游客受重力和向上的弹力作用，弹力从零逐渐增大，游客所受合力先向下减小后向上增大，

速度先增大后减小，到最低点时速度减小到零，弹力达到最大值。

A.橡皮绳绷紧后弹性势能一直增大，A错误；

B.游客高度一直降低，重力一直做正功，重力势能一直减小，B正确；

C.下落阶段橡皮绳对游客做负功，游客机械能减少，转化为弹性势能，C错误；

D.绳刚绷紧开始一段时间内，弹力小于重力，合力向下做正功，游客动能在增加；当弹力大于重力后，合

力向上对游客做负功，游客动能逐渐减小，D错误。

故选Bo

13.(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"典1()

(a)承启楼

(b)剖面图

(c)四楼平面图

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

%=mgAh=100x10x（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M、N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；

D.从M处沿圆形廊道运动到N处，平均速率为

3.14再

S兀¥0,

v=—=——=--------—m/s=0.785m/s

tt100

故D错误。

故选A。

14.（2022.北京・高考真题）我国航天员在“天宫课堂”中演示了多种有趣的实验，提高了青少年科学探索的兴

趣。某同学设计了如下实验：细绳一端固定，另一端系一小球，给小球一初速度使其在竖直平面内做圆周

运动。无论在“天宫”还是在地面做此实验（）

O

Vo-

A.小球的速度大小均发生变化B.小球的向心加速度大小均发生变化

C.细绳的拉力对小球均不做功D.细绳的拉力大小均发生变化

【答案】C

【详解】AC.在地面上做此实验，忽略空气阻力，小球受到重力和绳子拉力的作用，拉力始终和小球的速

度垂直，不做功，重力会改变小球速度的大小；在“天宫”上，小球处于完全失重的状态，小球仅在绳子拉力

作用下做匀速圆周运动，绳子拉力仍然不做功，A错误，C正确；

BD.在地面上小球运动的速度大小改变，根据“=二和F=（重力不变）可知小球的向心加速度和拉力的

rr

大小发生改变，在“天宫”上小球的向心加速度和拉力的大小不发生改变，BD错误。

故选Co

15.(2022・江苏・高考真题)如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与物块A连接在一起，处于压缩状态，A

由静止释放后沿斜面向上运动到最大位移时，立即将物块B轻放在A右侧，A、B由静止开始一起沿斜面

向下运动，下滑过程中A、B始终不分离，当A回到初始位置时速度为零，A、B与斜面间的动摩擦因数相

同、弹簧未超过弹性限度，贝版)

A.当上滑到最大位移的一半时，A的加速度方向沿斜面向下

B.A上滑时、弹簧的弹力方向不发生变化

C.下滑时，B对A的压力先减小后增大

D.整个过程中A、B克服摩擦力所做的总功大于B的重力势能减小量

【答案】B

【详解】B.由于A、B在下滑过程中不分离，设在最高点的弹力为F,方向沿斜面向下为正方向，斜面倾

角为仇AB之间的弹力为0B,摩擦因素为〃，刚下滑时根据牛顿第二定律对AB有

F+(mA+7??B)gsin0-//(mA+777B)gcos0=(mA+mR)a

对B有

magsin0—/jrn^gcos6—=m^a

联立可得

F一二

+H%"%

由于A对B的弹力产AB方向沿斜面向上，故可知在最高点尸的方向沿斜面向上；由于在最开始弹簧弹力也

是沿斜面向上的，弹簧一直处于压缩状态，所以A上滑时、弹簧的弹力方向一直沿斜面向上，不发生变化,

故B正确;

A.设弹簧原长在。点，A刚开始运动时距离。点为幻，A运动到最高点时距离。点为划；下滑过程AB

不分离，则弹簧一直处于压缩状态，上滑过程根据能量守恒定律可得

；

；履；=；fcr+(mgsin^+/)(%1-x2)

化简得

2(mgsind+/)

k=------

玉+龙2

当位移为最大位移的一半时有

七=左\_%2々］_(mgsin0+f)

带入左值可知尸所0,即此时加速度为0,故A错误；

C.根据B的分析可知

F一FAB

mA+mBmB

再结合B选项的结论可知下滑过程中F向上且逐渐变大，则下滑过程所逐渐变大，根据牛顿第三定律可

知B对A的压力逐渐变大，故C错误；

D.整个过程中弹力做的功为0,A重力做的功为0,当A回到初始位置时速度为零，根据功能关系可知整

个过程中A、B克服摩擦力所做的总功等于B的重力势能减小量，故D错误。

故选Bo

16.(2022・江苏・高考真题)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，运动员的动能稣与水平位移x的关系图像正确的是

【详解】设斜面倾角为仇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

Ek=mgxtanO

即

旦=mgtan。

X

下滑过程中开始阶段倾角。不变，&图像为一条直线；经过圆弧轨道过程中。先减小后增大，即图像斜率

先减小后增大。

故选Ao

17.（2022・湖北・统考高考真题）如图所示，质量分别为机和2机的小物块P和Q,用轻质弹簧连接后放在水

平地面上，P通过一根水平轻绳连接到墙上。P的下表面光滑，Q与地面间的动摩擦因数为〃，最大静摩擦

力等于滑动摩擦力。用水平拉力将Q向右缓慢拉开一段距离，撤去拉力后，Q恰好能保持静止。弹簧形变

始终在弹性限度内，弹簧的劲度系数为鼠重力加速度大小为g。若剪断轻绳，P在随后的运动过程中相对

于其初始位置的最大位移大小为（）

------P-wwwwvQ

多〃〃〃;〃〃）〃〃〃〃/〉〃〃）〃〃

A.,mgkB.2整C.土D.皿

…kkk

【答案】C

【详解】Q恰好能保持静止时，设弹簧的伸长量为了,满足

kx=2pmg

若剪断轻绳后，物块P与弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧的最大压缩量也为X,因此P相对于其初始位置

的最大位移大小为

s=2x=色鳖

k

故选C。

18.（2022・浙江•统考高考真题）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5m/s?的匀减

速运动，到达平台的速度刚好为零，g取lOm/J,则提升重物的最短时间为（）

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

【答案】C

【详解】为了以最短时间提升重物，一开始先以最大拉力拉重物做匀加速上升，当功率达到额定功率时，

保持功率不变直到重物达到最大速度，接着做匀速运动，最后以最大加速度做匀减速上升至平台速度刚好

为零，重物在第一阶段做匀加速上升过程，根据牛顿第二定律可得

当功率达到额定功率时，设重物的速度为匕，则有

m/s=4m/s

此过程所用时间和上升高度分别为

%=—=—s=0.8s

由5

重物以最大速度匀速时，有

重物最后以最大加速度做匀减速运动的时间和上升高度分别为

t3=-^=-s=1.2s

a

m5

v262

%=——=-----m=3.6m

'2am2x5

设重物从结束匀加速运动到开始做匀减速运动所用时间为匀，该过程根据动能定理可得

1212

Pst2-mgh2^-mv^--mv-

%=85.2m-1.6m-3.6m=80m

联立解得

t2=13.5s

故提升重物的最短时间为

'ms=A+t2+t3=0.8s+13.5s+1.2s=15.5s

C正确，ABD错误；

故选C。

19.（2022・浙江•统考高考真题）风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。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,空气密度为夕，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:

C.若每天平均有1.0xl()8kW的风能资源，则每天发电量为2.4xl()9kw.h

D.若风场每年有5000h风速在6~10m/s范围内，则该发电机年发电量至少为GOxlO'kw.h

【答案】D

【详解】AB.单位时间流过面积A的流动空气体积为

%=Av

单位时间流过面积A的流动空气质量为

%=0%=PAv

单位时间流过面积A的流动空气动能为

121.3

~mov=524丫

风速在5~10m/s范围内，转化效率可视为不变，可知该风力发电机的输出电功率与风速的三次方成正比，

AB错误；

C.由于风力发电存在转化效率，若每天平均有1.0xl()8kW的风能资源，则每天发电量应满足

£<1.0xl08x24kW-h=2.4xl09kW-h

C错误；

D.若风场每年有5OOOh风速在6~10m/s的风能资源，当风速取最小值6m/s时，该发电机年发电量具有最

小值，根据题意，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，

可知风速为6m/s时，输出电功率为

P=63x^kW=120kW

93

则该发电机年发电量至少为

E=Pt=120x5000kW.h=6.0xl05kWh

D正确;

故选D。

20.（2022.山东.统考高考真题）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（）

火

刖

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

【答案】A

【详解】A.火箭从发射仓发射出来，受竖直向下的重力、竖直向下的空气阻力和竖直向上的高压气体的推

力作用，且推力大小不断减小，刚开始向上的时候高压气体的推力大于向下的重力和空气阻力之和，故火

箭向上做加速度减小的加速运动，当向上的高压气体的推力等于向下的重力和空气阻力之和时，火箭的加

速度为零，速度最大，接着向上的高压气体的推力小于向下的重力和空气阻力之和时，火箭接着向上做加

速度增大的减速运动，直至速度为零，故当火箭的加速度为零时，速度最大，动能最大，故A正确；

B.根据能量守恒定律，可知高压气体释放的能量转化为火箭的动能、火箭的重力势能和内能，故B错误;

C.根据动量定理，可知合力冲量等于火箭动量的增加量，故C错误；

D.根据功能关系，可知高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭机械能的增加量，故D错误。

故选Ao

21.（2022•全国•统考高考真题）北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示。运动员从。处由静

止自由滑下，到6处起跳，。点为。、6之间的最低点，c两处的高度差为鼠要求运动员经过c点时对滑

雪板的压力不大于自身所受重力的左倍，运动过程中将运动员视为质点并忽略所有阻力，则。点处这一段圆

弧雪道的半径不应小于（）

2/z2h

C.—D.

k~k-[

【答案】D

【详解】运动员从〃到c根据动能定理有

mgh=grnv^

在。点有

FN「mg=m'

FNC<kmg

联立有

R>2h

故选D。

22.（2022.全国•统考高考真题）固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环，小环从大圆环顶端P点由

静止开始自由下滑，在下滑过程中，小环的速率正比于（）

A.它滑过的弧长

B.它下降的高度

C.它到尸点的距离

D.它与尸点的连线扫过的面积

【答案】C

【详解】如图所示

设圆环下降的高度为〃，圆环的半径为R,它到尸点的距离为L,根据机械能守恒定律得

mgh=—mv2

由几何关系可得

h=LsinO

sin<9=—

2R

联立可得

可得

v—L.£

故C正确，ABD错误。

故选Co

23.（2022•浙江•统考高考真题）某节水喷灌系统如图所示，水以%=15m/s的速度水平喷出，每秒喷出水的质

量为2.0kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H=3.75m不变。水泵由电动机带动，电动机

正常工作时，输入电压为220V,输入电流为2.0A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所

需要的输入功率。已知水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%,忽略水在管道中运动的机

械能损失，贝!1（）

A.每秒水泵对水做功为75J

B.每秒水泵对水做功为225J

C.水泵输入功率为440W

D.电动机线圈的电阻为10。

【答案】D

【详解】AB.每秒喷出水的质量为%=2.0kg,抽水增加了水的重力势能和动能，则每秒水泵对水做功为

1,

W=mogH+—m0Vg=300J

故AB错误；

C.水泵的输出能量转化为水的机械能，则

W

烯=7=300W

而水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%,则

PA=-^-=400W

入75%

故C错误；

D.电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率，则电动机的机械功率为

%=以=40°W

而电动机的电功率为

焜=U/=440W

由能量守恒可知

莓=尸我+。

联立解得

R=10Q

故D正确；

故选D。

24.（2022・浙江•统考高考真题）单位为J/m的物理量是（）

A.力B.功C.动能D.电场强度

【答案】A

【详解】根据功的定义式W=及可知

J=N-m

则有

mm

因N是力的单位，故单位为J/m的物理量是力。

故选A。

25.（2021・重庆・高考真题）如图所示，竖直平面内有两个半径为R,而内壁光滑的;圆弧轨道，固定在竖直

平面内，地面水平，。、。'为两圆弧的圆心，两圆弧相切于N点。一小物块从左侧圆弧最高处静止释放，

当通过N点时，速度大小为（重力加速度为g）（）

【答案】D

【详解】图中NO连线与水平方向的夹角凡由几何关系可得

可得

6=30°

设小物块通过N点时速度为v,小物块从左侧圆弧最高点静止释放，由机械能守恒定律可知

mgRsi.n。=—1mv2

解得

故D正确，ABC错误。

故选D。

26.（2021•海南・高考真题）水上乐园有一末段水平的滑梯，人从滑梯顶端由静止开始滑下后落入水中。如图

所示，滑梯顶端到末端的高度〃=4.0m,末端到水面的高度/i=1.0m。取重力加速度g=10m/s?,将人视

为质点，不计摩擦和空气阻力。则人的落水点到滑梯末端的水平距离为（）

C.5.0mD.5.5m

【答案】A

【详解】人从滑梯由静止滑到滑梯末端速度为v,根据机械能守恒定律可知

12

mgH=—mv

解得

v=4A/5HI/S

从滑梯末端水平飞出后做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，根据=可知落水时间为

水平方向做匀速直线运动，则人的落水点距离滑梯末端的水平距离为

尤=V/=4非xRm=4.0m

故选Ao

27.（2021・湖北・统考高考真题）如图（a）所示，一物块以一定初速度沿倾角为30。的固定斜面上滑，运动过程中

摩擦力大小/恒定，物块动能及与运动路程s的关系如图（b）所示。重力加速度大小取10m/s2,物块质量相

和所受摩擦力大小/分别为（）

图(a)图(b)

A.机=0.7kg,/=0.5NB.机=0.7kg,/=1,0N

C.m=0.8kg,f=0.5ND.m=0.8kg,/=1.0N

【答案】A

【分析】本题结合线-s图像考查动能定理。

【详解】0~10m内物块上滑，由动能定理得

-mgsin300-s-fs=Ek-Ek0

整理得

线=Eg_(mgsin300+f)s

结合070m内的图像得，斜率的绝对值

|k|=mgsin30°+/=4N

10~20m内物块下滑，由动能定理得

整理得

Ek=(zngsin30°-/)s-(/ngsin30°—/卜i

结合10~20m内的图像得，斜率

k=mgsin-30°-f=3N

联立解得

7=0.5N

m=0.7kg

故选Ao

28.（2021.北京・高考真题）如图所示，高速公路上汽车定速巡航（即保持汽车的速率不变）通过路面其

中仍段为平直上坡路面，儿段为水平路面，〃段为平直下坡路面。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力

的大小变化。下列说法正确的是（）

bc

a的赢

A.在湖段汽车的输出功率逐渐减小B.汽车在ab段的输出功率比6c段的大

C.在cd段汽车的输出功率逐渐减小D.汽车在cd段的输出功率比历段的大

【答案】B

【详解】AB.在"段，根据平衡条件可知，牵引力

F1=mgsin0+f

所以在油段汽车的输出功率

不变，在历段牵引力

F2=f

be段的输出功率

P2=F2V<Px

故A错误B正确；

CD.在cd段牵引力

F3=f-mgsin6

汽车的输出

P3=F3V<R,

在那段汽车的输出功率不变，且小于次段，故CD错误。

故选Bo

29.（2021•山东・高考真题）如图所示，粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆，一端可绕竖

直光滑轴。转动，另一端与质量为机的小木块相连。木块以水平初速度%出发，恰好能完成一个完整的圆

周运动。在运动过程中，木块所受摩擦力的大小为（）

AB•誓

*2兀L.8江D・黑

【答案】B

【详解】在运动过程中，只有摩擦力做功，而摩擦力做功与路径有关，根据动能定理

1

-f-27rL=0--mvQ9

可得摩擦力的大小

47rL

故选Bo

30.(2021•浙江・高考真题)中国制造的某一型号泵车如图所示，表中列出了其部分技术参数。已知混凝土密

度为24xl()3kg/m3,假设泵车的泵送系统以150m3/h的输送量给30m高处输送混凝土，则每小时泵送系统对

混凝土做的功至少为()

发动机最大输出功率(kW)332最大输送高度(m)63

整车满载质量(kg)5.4xlO4最大输送量(n?/h)180

A.1.08X107JB.5.04x107JC.1.08xl08JD.2.72xlO8J

【答案】C

【详解】泵车的泵送系统以150m3/h的输送量给30m高处输送混凝土，每小时泵送系统对混凝土做的功

W=/?V^/Z=2.4X103X150X10X30J=1.08X108J

故选Co

31.(2021•全国・高考真题)如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与

滑块相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦。用力向右推动车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板

上有相对滑动。在地面参考系（可视为惯性系）中，从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统（）

Tooooooof"

77777777T7777777777777777777777777T

A.动量守恒，机械能守恒

B.动量守恒，机械能不守恒

C.动量不守恒，机械能守恒

D.动量不守恒，机械能不守恒

【答案】B

【详解】因为滑块与车厢水平底板间有摩擦，且撤去推力后滑块在车厢底板上有相对滑动，即摩擦力做功，

而水平地面是光滑的；以小车、弹簧和滑块组成的系统，根据动量守恒和机械能守恒的条件可知撤去推力

后该系统动量守恒，机械能不守恒。

故选B。

32.（2021・河北・高考真题）一半径为R的圆柱体水平固定，横截面如图所示，长度为乃R、不可伸长的轻细绳，

一端固定在圆柱体最高点P处，另一端系一个小球，小球位于尸点右侧同一水平高度的。点时，绳刚好拉

直，将小球从。点由静止释放，当与圆柱体未接触部分的细绳竖直时，小球的速度大小为（重力加速度为g,

不计空气阻力）（）

A.J（2+%）gAB.小2兀gRC.j2（l+"）gRD.2y[gR

【答案】A

【详解】小球下落的高度为

,n71+2

h=TIR-—R+R=-------R

22

小球下落过程中，根据动能定理有

mgh=-^mv2

综上有

V=J（%+2）gR

故选A„

33.（2021・湖南•高考真题）“复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质量为机的动车

组在平直的轨道上行驶。该动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为尸，若动车组所受的阻

力与其速率成正比（0=无，左为常量），动车组能达到的最大速度为%。下列说法正确的是（）

A.动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变

B.若四节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动

C.若四节动力车厢输出的总功率为2.25尸，则动车组匀速行驶的速度为:嗑

D.若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间/达到最大速度％，则这一过

程中该动车组克服阻力做的功为-H

【答案】c

【详解】A.对动车由牛顿第二定律有

/一维且=ma

若动车组在匀加速启动，即加速度。恒定，但耳且随速度增大而增大，则牵引力也随阻力增大而变大，

故A错误；

B.若四节动力车厢输出功率均为额定值，则总功率为4尸，由牛顿第二定律有

4尸,

------kv=ma

v

故可知加速启动的过程，牵引力减小，阻力增大，则加速度逐渐减小，故B错误；

C.若四节动力车厢输出的总功率为2.25P,则动车组匀速行驶时加速度为零，有

而以额定功率匀速时，有

4Pi

一=kVn

%

联立解得

3

v=4Vm

故C正确;

D.若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间f达到最大速度匕，由动能定理可

知

1,

42/_%阻=5机唯一0

可得动车组克服阻力做的功为

1,