（浙江专用）五年（2021-2025）高考物理真题分类汇编 专题06 功和能（原卷版）

专题05功和能考点五年考情（2021-2025）命题趋势考点1功与功率2021、2022题型覆盖全面，综合题占比提升

功与能的考查覆盖选择题、计算题和实验题。选择题多聚焦基础概念（如功的计算、动能定理），例如2023年浙江卷第3题直接考查铅球平抛过程中的机械能守恒。计算题则呈现明显的综合化趋势，常与电磁感应、平抛运动、圆周运动等结合。动能定理与机械能守恒：作为高频考点，命题从单一物体扩展至多物体系统需结合动量守恒和能量守恒进行动态建模。能量守恒与实际情境：试题常以科技前沿或生活实例为背景，非保守力做功与能量损耗：近年命题逐渐增加摩擦力、空气阻力等非保守力的考查试题呈现“入口易、深入难”的特点。试题整体难度下降，但仍强调对物理概念的深刻理解和灵活应用综合考查自由落体与冲量定理。建模能力与数学工具的结合命题注重考查学生将实际问题抽象为物理模型的能力。同时，数学方法的应用更加频繁，如利用微元法分析变力做功考点2动能与动能定理2023考点3机械能守恒2021、2023、2024考点4功能关系2021、2024考点5能源与可持续发展2021、2022、2024考点01功与功率1．（2022·浙江·选考）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5mA．13.2s B．14.2s C．15.5s D．17.0s2．（2021·浙江·1月选考）如图所示是我国自主研发的全自动无人值守望远镜，它安装在位于南极大陆的昆仑站，电力供应仅为1×103W。若用国际单位制基本单位的符号来表示W，正确的是（）A．N・s B．N・m/s C．kg・m/s D．kg・m2/s3考点02动能与动能定理3．（2023·浙江·6月选考）为了探究物体间碰撞特性，设计了如图所示的实验装置。水平直轨道AB、CD和水平传送带平滑无缝连接，两半径均为R=0.4m的四分之一圆周组成的竖直细圆弧管道DEF与轨道CD和足够长的水平直轨道FG平滑相切连接。质量为3m的滑块b与质量为2m的滑块c用劲度系数k=100N/m的轻质弹簧连接，静置于轨道FG上。现有质量m=0.12kg的滑块a以初速度v0=221m/s从D处进入，经DEF管道后，与FG上的滑块b碰撞（时间极短）。已知传送带长L=0.8m（1）求滑块a到达圆弧管道DEF最低点F时速度大小vF和所受支持力大小FN；（2）若滑块a碰后返回到B点时速度vB=1m/s，求滑块a（3）若滑块a碰到滑块b立即被粘住，求碰撞后弹簧最大长度与最小长度之差Δx4．（2023·浙江·1月选考）一游戏装置竖直截面如图所示，该装置由固定在水平地面上倾角θ=37°的直轨道AB、螺旋圆形轨道BCDE，倾角θ=37°的直轨道EF、水平直轨道FG组成，除FG段外各段轨道均光滑，且各处平滑连接。螺旋圆形轨道与轨道AB、EF相切于BE处．凹槽GHIJ底面HI水平光滑，上面放有一无动力摆渡车，并紧靠在竖直侧壁GH处，摆渡车上表面与直轨道FG、平台JK位于同一水平面。已知螺旋圆形轨道半径R=0.5m，B点高度为1.2R，FG长度LFG=2.5m，HI长度L0=9m，摆渡车长度L=3m、质量m=1kg。将一质量也为m的滑块从倾斜轨道AB上高度（1）求滑块过C点的速度大小vC和轨道对滑块的作用力大小F（2）摆渡车碰到IJ前，滑块恰好不脱离摆渡车，求滑块与摆渡车之间的动摩擦因数μ；（3）在（2）的条件下，求滑块从G到J所用的时间t。考点03机械能守恒5．（2024·浙江·1月选考）某固定装置的竖直截面如图所示，由倾角θ=37°的直轨道AB，半径R=1m的圆弧轨道BCD，长度L=1.25m、倾角为θ的直轨道DE，半径为R、圆心角为θ的圆弧管道EF组成，轨道间平滑连接。在轨道末端F的右侧光滑水平面上紧靠着质量m=0.5kg滑块b，其上表面与轨道末端F所在的水平面平齐。质量m=0.5kg的小物块a从轨道AB上高度为h静止释放，经圆弧轨道BCD滑上轨道DE，轨道DE由特殊材料制成，小物块a向上运动时动摩擦因数μ1=0.25，向下运动时动摩擦因数μ2=0.5，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当小物块a在滑块b上滑动时动摩擦因数恒为（1）若ℎ=0.8m①第一次经过C点的向心加速度大小；②在DE上经过的总路程；③在DE上向上运动时间t上和向下运动时间t（2）若ℎ=1.6m6．（2023·浙江·1月选考）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7．（2021·浙江·1月选考）如图所示，同学们坐在相同的轮胎上，从倾角相同的平直雪道先后由同高度静止滑下，各轮胎与雪道间的动摩擦因数均相同，不计空气阻力。雪道上的同学们（）

A．沿雪道做匀速直线运动 B．下滑过程中机械能均守恒C．前后间的距离随时间不断增大 D．所受重力沿雪道向下的分力相同8．（2021·浙江·选考）如图所示，竖直平面内由倾角α=60°的斜面轨道AB、半径均为R的半圆形细圆管轨道BCDE和圆周细圆管轨道EFG构成一游戏装置固定于地面，B、E两处轨道平滑连接，轨道所在平面与竖直墙面垂直。轨道出口处G和圆心O2的连线，以及O2、E、O1和B等四点连成的直线与水平线间的夹角均为θ=30°，G点与竖直墙面的距离d=3R。现将质量为m(1)若释放处高度h=h0，当小球第一次运动到圆管最低点C时，求速度大小vc及在此过程中所受合力的冲量的大小和方向；(2)求小球在圆管内与圆心O1点等高的D点所受弹力FN与h的关系式；(3)若小球释放后能从原路返回到出发点，高度h应该满足什么条件？考点04功能关系9．（2024·浙江·1月选考）如图所示，质量为m的足球从水平地面上位置1被踢出后落在位置3，在空中达到最高点2的高度为h，则足球（）A．从1到2动能减少mgℎ B．从1到2重力势能增加mgℎC．从2到3动能增加mgℎ D．从2到3机械能不变10．（2021·浙江·6月选考）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2.4×103kg/m3，假设泵车的泵送系统以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）5.4最大输送量（m3180A．1.08×107J B．5.04×107J考点05能源与可持续发展11．（2024·浙江·6月选考）一个音乐喷泉喷头出水口的横截面积为2×10−4m2，喷水速度约为10m/s，水的密度为A．10W B．20W C．100W D．200W12．（2022·浙江·6月选考）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/sA．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1C．若每天平均有1.0×108D．若风场每年有5000h风速在6~10m13．（2022·浙江·1月选考）某节水喷灌系统如图所示，水以v0=15m/sA．每秒水泵对水做功为75JB．每秒水泵对水做功为225JC．水泵输入功率为440WD．电动机线圈的电阻为10Ω14．（2021·浙江·1月选考）一辆汽车在水平高速公路上以80km/h的速度匀速行驶，其1s内能量分配情况如图所示则汽车（）A．发动机的输出功率为70kWB．每1s消耗的燃料最终转化成的内能是5.7×104JC．每1s消耗的燃料最终转化成的内能是6.9×104JD．每1s消耗的燃料最终转化成的内能是7.0×104J1．（2025·浙江Z20名校联盟·模拟预测）新能源汽车越来越得到推广。某电动汽车自重2t，其营销广告如下：电池额定容量为50kW·h，电池瞬时功率最高可达90kW，车行驶受到的阻力约为车重的110A．汽车还能行驶180kmB．用国家电网充电桩将电池容量充到其额定值的80%，理论上需要50minC．用便携式充电器将电池容量充到其额定值的80%，理论上需要7h以上D．此电动汽车的最高行驶速度可超过180km/h2．（2025·浙江金华义乌·三模）下图是我们在学习平抛运动中做过的实验，A、B是两个完全相同的钢球。若忽略空气阻力，当小锤完成敲击后，下列对两小球的判断错误的是（）A．从敲击后到两个钢球落地，两个钢球的动能增量相同B．从敲击后到两个钢球落地，两个钢球的重力冲量相同C．两个钢球落地时的重力功率不相同D．两个钢球落地时的动量不相同3．（2025·浙江绍兴一中·模拟）如图所示，劲度系数为k的弹性绳一端系于P点，绕过Q处的光滑小滑轮，另一端与质量为m、套在光滑竖直固定杆A处的圆环（视为质点）相连，P、Q、A三点等高，弹性绳的原长恰好等于P、Q间的距离，A、Q间的距离为L。将圆环从A点由静止释放，重力加速度大小为g，弹性绳始终处于弹性限度内，弹性绳的弹性势能Ep=12kA．圆环向下运动过程中，绳的弹性势能一直减小B．圆环向下运动的最大距离为mgC．圆环的最大动能为mD．圆环运动过程中的最大加速度为k4．（2025·浙江温州·三模）如图所示，A、B小球带同种电荷，在外力作用下静止在光滑绝缘水平面上，相距为d。撤去外力的瞬间，A球加速度大小为a，两球运动一段时间，B球加速度大小为a3，速度大小为v。已知A球质量为3m，B球质量为m，两小球均可视为点电荷，不考虑带电小球运动产生的电磁效应。则在该段时间内（

A．B球运动的距离为2d B．库仑力对A球的冲量大小为1C．库仑力对A球做功为118mv5．（2025·浙江北斗星盟·三模）篮球投出后经多次曝光得到的照片如图所示，每次曝光的时间间隔相等。篮球受到的空气阻力大小相等，方向始终与速度方向相反，则篮球（）A．速度大小一直在减小B．加速度大小先减小后增大C．相邻位置的动量变化量一直减小D．相邻位置的机械能变化量先增大后减小6．（2025·浙江嘉兴·三模）如图甲所示，每只冰壶直径d=30cm、质量m=19kg。某次试投过程中，冰壶A在t=0时刻以v0A．两只冰壶在t=3sB．碰撞前摩擦力对冰壶A做功为-3.42JC．碰撞后冰壶B受到摩擦力的冲量大小为11.4D．t=0和t=5s两时刻冰壶重心间的距离之比为7．（2025·浙江·选考三测）浙江省某小型风能发电站，平均发电功率P=2000kW，平均每天工作12小时，发电效率为30%，则该小型风能发电站（A．年发电量大约为2.4×B．年发电量大约为7.2×C．发电站每天消耗的风能至少约为8.0×D．发电站每天消耗的风能至少约为6.7×8．（2025·浙江·选考测评四）如图所示，一只小狗在蹦床上用力向上跳跃去接球，下列说法正确的是（）A．球在空中上升到最高点时，速度为零，所受合力为零B．球上升过程中，受到空气阻力，其机械能逐渐减小C．小狗起跳过程中，狗对蹦床的压力等于自身重力D．小狗起跳过程中，蹦床的弹性势能全部转化为小狗的动能9．（2025·浙江·一测）2024年7月18日，随着G4006次列车从兰考南站驶出，标志着日兰高铁全线贯通运营。若发车前工作人员将两列车串联，两列车能以速度v向前方匀速运动，前方列车的输出功率为P1，后方列车输出功率为P2，前方列车质量是后方列车质量的2倍，两列车受到的阻力均为自身重力的A．P1+PC．P1−2P10．（2025·浙江·选考测评四）如图（a）所示为校运动会铅球比赛。某同学先后两次从A点将铅球推出，如图（b）所示，两次铅球的轨迹1、2在空中交于B点。已知铅球两次经过B点时机械能相同，不计空气阻力，铅球可视为质点，下列说法正确的是（

）A．第一次从A点推出时，铅球的速度更大B．两次到达最高点时，铅球的水平速度相等C．两次推出后铅球从A到B所用时间相等D．第一次推出后铅球在空中运动的时间更长11．（2025·浙江·选考测评）如图为学校运动会中“毛毛虫竞速”趣味比赛，已知“毛毛虫”质量为10kg，比赛中四位同学提起毛毛虫，以4.0m/sA．10J B．20J C．40J D．80J12．（2025·浙江金华&丽水&衢州·二模）2024年巴黎奥运会中国选手陈清晨和贾一凡获得羽毛球女双金牌。不计空气阻力，则发球时，羽毛球从飞出至落地的过程（）A．运动至最高点时机械能最大B．相同时间内，动量变化相同C．重力做功越来越快D．在上升阶段和下降阶段处于同一高度的过程中，重力冲量为013．（2025·浙江金华&丽水&衢州·二模）如图所示，将一小物块A轻轻放在长L1=4.0m以v0=4m/s顺时针匀速转动的传送带左端M处，右端N与放在光滑水平桌面上的长木板C上表面平齐。长木板长为L2=2.5mA．小物块A由M运动到N用时1.6sB．A滑上C但未与B相碰前，B的加速度为2C．A滑上C后，经1.2s小物块B与挡板相碰D．由于运送物块传送带多消耗能量为16J14．（2025·广东广州六中·开学考）如图所示为某半导体气相溅射沉积镀膜法的原理图，在真空室中，接电源正极的电容器上极板处放置待镀膜的硅晶圆，接电源负极的下极板处放置镀膜靶材。等离子体氩气从左端进入真空室中的电场（可认为离子初速为零），带正电的氩离子（Ar+）在电场力作用下加速轰击靶材，使得靶材原子溅射到上方硅晶圆衬底上，从而实现硅晶圆镀膜。已知Ar的相对原子质量大于He的相对原子质量，不考虑离子间相互作用，则离子在电场中的运动过程，下列说法正确的是（）A．Ar+的电势能增大B．若Ar+换为He+则获得的动量变小C．若Ar+换为He+则获得的动能变小D．等离子体中的负电荷从高电势向低电势运动15．（2025·浙江稽阳联谊学校·二模）如图所示固定装置，由弧形光滑轨道AB、竖直光滑圆轨道、水平光滑直轨道BD、倾角为37°的粗糙斜轨道DE、圆弧形光滑管道EF（圆心O1位于水平地面上）平滑连接而成，D点处小圆弧光滑连接。现将一质量为m1的小滑块由弧形轨道AB上高h处由静止释放（h未知），通过圆轨道后与静置于BD上质量为m2的小滑块碰撞，碰撞时间极短且碰后立即粘在一起形成一组合体，组合体在F点与静止在水平台面上质量为M的长木板发生弹性碰撞。已知圆轨道半径R=0.25m，L