2026届高考物理一轮复习特训 功和机械能(含解析)

2026届高考物理一轮复习特训功和机械能

一、单选题1．如图AOB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度，让小球从A点由静止开始自由滑下，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力）。则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是()A.a B.b C.c D.d2．如图所示，粗糙的弧形轨道固定在地面上，轨道平面竖直。一小球由A点以一定的速度沿轨道滚下，经另一侧与A等高点B后到达最高点C。下列分析正确是()A.整个过程中支持力对小球做了功B.小球在A点的惯性比在C点的惯性大C.小球在A点的动能比在B点的动能大D.小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的机械能3．如图所示，两个互相垂直的力和作用在同一物体上，使物体运动，发生一段位移后，力对物体做功为3J，力对物体做功为4J，则力与的合力对物体做功为()A.7J B.5J C.1J D.上述都不对4．如图，质量的物块（可视为质点），以速度大小水平向右滑上正在逆时针转动的水平传送带，传送带AB的长度，传送带的速度大小，物块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度大小，物块滑离传送带时传送带对物块做的功为()A.4J B.2J C.6J D.5．如图所示，物体沿粗糙水平面向右运动相同位移时，下列四种在力F作用下的情形中，力F做功最多的是()A. B.C. D.6．铅球运动员巩立姣在东京奥运会为中国队夺得田径项目的第一块金牌。若铅球质量为m，出手时速度大小为，此时离地面的高度为H，以地面为零势能参考面，空气阻力不计。则铅球落地时的机械能为()A. B. C. D.7．宇宙尘埃有很大的科研价值，某人造地球卫星携带的尘埃收集装置如图所示。卫星飞行进入一个尘埃区，尘埃区每单位体积空间中有n颗尘埃，每颗尘埃的平均质量为m，卫星正面面积为S，质量为M，前进速度保持为v。尘埃与卫星碰撞后吸附在卫星表面，为了保持卫星原有的飞行速度，卫星推进器需要提供的推力功率为()A.nmSv B. C. D.8．如图所示，一强磁性圆轨道固定在竖直平面内，轨道半径为R，A、B两点分别为轨道的最高点与最低点，质量为m的小球沿轨道外侧做完整的圆周运动，球始终受大小恒为F、方向指向圆心O的磁性引力，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g。则()A.球在A点的最小速度为B.运动过程中球的机械能不守恒C.球从A运动到B过程中，受到的弹力逐渐增大D.F的最小值为5mg9．如图所示，PO垂直足够大的木板ABCD，用与木板相同的材料制成若干滑板PQ，Q处为一小段圆弧。从P点由静止释放同一小物块直到停止，改变Q的位置使物块总能停止在木板上，则小物块停止时的位置组成的图形为()A.圆形 B.椭圆形 C.正方形 D.菱形10．汽车定速巡航行驶（速度大小不变），通过如图所示的路段，1、2上坡，3、4下坡，路面对汽车的摩擦阻力和空气阻力大小恒定，汽车经过1、2、3、4位置时发动机的功率()A. B. C. D.11．如图所示，甲、乙两名工人将相同的货物从斜面底端匀速推上平台。斜面粗糙程度相同，推力平行于斜面向上，则()A.甲推力一定比乙的小 B.甲推力一定比乙的大C.两人推力做的功相等 D.甲推力做功比乙的多12．用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验，下列说法正确的是()A.图中的打点计时器接220V交流电源B.应选择质量大、体积小的物体作为重物C.天平是必须配备的器材D.重物应远离打点计时器由静止释放二、多选题13．如图，滑块a、b的质量均为m，a套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上，a、b通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动。不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g。则()A.a落地前，轻杆对b一直做正功B.a落地时速度大小为C.a下落过程中，其加速度大小始终不大于gD.a落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为14．一名蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是()A.运动员到达最低点前重力势能始终减小B.蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加C.蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D.蹦极过程中，重力势能的改变量与零势能面的选取有关15．如图所示为一正方体，现由顶点O沿不同的方向将一系列可视为质点的小物体水平抛出，抛出的方向均在上表面的范围内，经过一段时间所有的物体均直接落在范围内，忽略空气阻力，取abcd所在的平面为重力势能的零势能面。则下列说法正确的是()A.物体的最大初速度为最小初速度的2倍B.落在c点的物体在空中运动的时间最长C.如果物体落在连线bd上，则落地时的最大机械能是最小机械能的2倍D.如果物体落在连线ac上，则物体经连线cO瞬间的速度方向均相同16．如图所示，半径为R的半圆弧槽固定在水平面上，槽口向上，槽口直径水平，一个质量为m的物块从P点由静止释放刚好从槽口A点无碰撞地进入槽中，并沿圆弧槽匀速率地滑行到B点，不计物块的大小，P点到A点高度为h，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是()A.物块从P到B过程克服摩擦力做的功为mgRB.物块从A到B过程与圆弧槽间正压力为C.物块在B点时对槽底的压力大小为D.物块滑到C点（C点位于A、B之间）且OC和OA的夹角为，此时时重力的瞬时功率为三、填空题17．将一可以视为质点的质量为m的铁块放在一长为L、质量为M的长木板的最左端，整个装置放在光滑的水平面上，现给铁块一水平向右的初速度，当铁块运动到长木板的最右端时，长木板沿水平方向前进的距离为x，如图所示。已知铁块与长木板之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。摩擦力对铁块所做的功为___，摩擦力对长木板所做的功为___。18．如图所示，在光滑水平桌面上有一根处于自然状态的轻质弹簧，将弹簧左端固定，右端施以水平拉力F将弹簧自由端缓慢从O点拉到A点再到B点，从O到A拉力做功，从A到B拉力做功，已知，弹簧始终处在弹性限度内，则___。（选填“<”、“>”或“=”）四、实验题19．某实验小组利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。主要实验步骤如下：①实验前先调节气垫导轨水平，测量出遮光条的宽度d；②将滑块置于气垫导轨最右端，测出遮光条中心到光电门中心的距离L；③接通气泵，将滑块从导轨最右端由静止释放，记录遮光条通过光电门的遮光时间t；④用天平测出滑块和遮光条的总质量M，砂和砂桶的总质量m；⑤仅改变光电门的位置，重复步骤②③，测得多组L和t的数据。根据上述实验操作过程，回答下列问题：(1)下列关于该实验的说法正确的是。A.本实验的研究对象仅是滑块B.实验中不需要保证m远小于MC.滑块运动过程中速度大小始终与砂桶不相等D.本实验可以不用测量M和m(2)遮光条通过光电门时的速度大小为___。（用题中所给物理量的字母表示）(3)当地的重力加速度为g，遮光条通过光电门时，系统的动能增加量为___；系统的重力势能减少量为___。（用题中所给物理量的字母表示）(4)作出图像，如图乙所示，根据机械能守恒定律，图线斜率k的理论值为___（用题中所给物理量的字母表示）。五、计算题20．图甲是某游乐场的一种“双环过山车”设施的一部分，某同学将其简化成图乙的“轨道”模型.图乙中半径为的竖直圆轨道1和竖直圆轨道2在同一平面内，其中ab段与两圆轨道的摩擦力均可忽略不计，、、，让一可视为质点的、质量为m=1kg的滑块由右侧轨道的一定高度处由静止释放且滑块经过所有转折点处的能量损失均可忽略不计，滑块与be、ed、de、ef段的动摩擦因数均为，de段与水平方向的夹角为，，重力加速度，求：（1）滑块刚好通过圆轨道1时，释放点距离地面的高度；（2）滑块刚好通过圆轨道1但不脱离圆轨道2时，圆轨道2半径r的取值范围；（3）当圆轨道2半径满足通过圆轨道1的滑块也能通过圆轨道2时，欲保证滑块停在平台ef段，释放点距离地面的高度的取值范围。21．如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成，轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接，其中轨道AB、CD段是光滑的，水平轨道BC的长度，轨道CD足够长且倾角，A、D两点离轨道BC的高度分别为，。现让质量为m的小滑块自A点由静止释放。已知小滑块与轨道间的动摩擦因数，重力加速度g取，，，求：（1）小滑块第一次到达D点时的速度大小；（2）小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔；（3）小滑块最终停止的位置距B点的距离。

参考答案1．答案：C解析:根据机械能守恒定律，A、B两点的机械能相等，由于到达B点后做斜抛运动，到达顶点时还有水平方向的速度，故不能达到A点的原始高度，c轨迹最符合实际。故选C。2．答案：C解析:A.小球受到垂直于斜面的支持力的作用，整个过程中支持力方向上的位移为零，故对小球没有做功，故A错误；B.惯性大小只与质量有关，小球在运动过程中，质量不变，其惯性不变，故B错误；C.小球运动过程中，克服摩擦力做功，机械能减小；小球质量不变，小球在A、B两点时的高度相同，其重力势能相同，因A点的机械能大于B点的机械能，机械能等于动能与势能的总和，所以可知A点的动能要大于B点的动能，故C正确；D.小球运动过程中，克服摩擦力做功，机械能减小，故在A点具有的机械能大于它在C点具有的重力势能，故D错误。故选C。3．答案：A解析：当有多个力对物体做功的时候，总功的大小就等于用各个力对物体做功的和。力与的合力对物体做功为故选A。4．答案：D解析：物块向右减速运动时，根据牛顿第二定律可得加速度大小为，物块向右减速到速度为0通过的位移大小为，可知物块向右减速到速度为0后反向加速到与传送带共速，之后与传送带相对静止一起匀速运动到左端离开，根据动能定理可知，传送带对物块做的功为，故选D。5．答案：D解析:依题意，物体在力F的作用下沿水平面向右运动相同位移，设为x，根据代入各个选项中的数据，可则有故选D。6．答案：A解析:铅球出手后到落地时只受重力作用，由机械能守恒定律可得铅球落地时的机械能为故选A。7．答案：C解析：设卫星在尘埃区飞行时间为，卫星表面吸附的尘埃数量为，对卫星和尘埃整体分析，根据动量定理有，解得卫星推进器需要提供的推力为，卫星推进器需要提供的推力功率为，选项C正确。8．答案：D解析：小球沿轨道外侧运动，则过最高点A点时，最小速度为零，此时支持力等于重力与引力之和，选项A错误；运动过程中，引力方向始终与速度方向垂直，则引力不做功，仅有重力做功，则球的机械能守恒，选项B错误；小球从A运动到B过程中，速度逐渐增大，所需向心力逐渐增大，弹力沿圆心O与球的连线向外，则可知弹力逐渐减小，选项C错误；当小球在A点的速度为零，且恰好做完整的圆周运动时F最小则由A到B有，解得，选项D正确。9．答案：A解析：设PQ与木板夹角为θ，小物块与木板间的动摩擦因数为μ，小物块质量为m，小物块在木板上滑行的距离为x，根据动能定理得，又，联立解得，即小物块从不同滑板滑下后最终停止的位置到P点的水平距离保持不变，改变Q的位置，只是改变了小物块在木板上运动的方向，则小物块停止时的位置组成的图形为以O点为圆心、为半径的圆形，选项A正确。10．答案：A解析：设汽车所处位置切线与水平面夹角为θ，根据题意汽车经过上坡阶段时，有，汽车经过下坡阶段时，有，可知上坡时发动机的功率比下坡时的大，选项A正确。11．答案：D解析：设斜面倾角为θ，货物匀速运动，沿斜面方向受力平衡，有，其中φ满足，由此可知，斜面倾角越大，越大，但不一定越大，所以甲和乙的推力大小关系无法确定，选项A、B错误；设斜面高度为h，则推力做功为，由于左侧斜面倾角较小，较小，W较大，即甲推力做功比乙多，选项C错误，D正确。12．答案：B解析：A.电磁打点计时器接4-6V交流电源，A错误；B.为减小重物下落时的阻力，应选择质量大、体积小的物体作为重物，B正确；C.验证机械能守恒定律，根据可知，不需要测量物体的质量，所以天平不是必须配备的器材，C错误；D.为减小摩擦，保证纸带上打的点迹较多，重物应该靠近打点计时器由静止释放，D错误。故选B。13．答案：BD解析：A.当a到达底端时，b的速度为零，b的速度在整个过程中，先增大后减小，动能先增大后减小，所以轻杆对bB.a功，后做负功，故A错误；B.a运动到最低点时，b的速度为零，根据系统机械能守恒定律得解得故B正确；C.b的速度在整个过程中，先增大后减小，所以a对b的作用力先是动力后是阻力，所以b对a的作用力就先是阻力后是动力，所以在b减速的过程中，b对a是向下的拉力，此时a的加速度大于重力加速度，故C错误；D.ab整体的机械能守恒，当a的机械能最小时，b的速度最大，此时b受到a的推力为零，b只受到重力的作用，所以b对地面的压力大小为mg，故D正确，14．答案：ABC解析：到达最低点前运动员的高度始终在降低，所以其重力势能始终减小，选项A正确；绳张紧后的下落过程中，绳的伸长量逐渐增大，绳的弹力做负功，弹性势能增大，选项B正确；在蹦极过程中，只有重力与系统内弹力做功，故运动员、地球、蹦极绳组成的系统机械能守恒，选项C正确；重力势能的改变量与重力做功有关，重力做功只与初、末位置高度差有关，与零势能面的选取无关，选项D错误。15．答案：AD解析:A.物体落在ac中点时水平位移最小，落在c点时水平位移最大，由几何关系知水平位移的最小值与最大值之比是1:2，由于运动时间t相等，又由得物体初速度的最小值与最大值之比是1:2，故A正确；B.物体做平抛运动，由坚直方向的分运动得由于物体下落的高度相同，则平抛运动的时间相等，故B错误；C.落在bd线段中点的物体，落地时的机械能最小，落在bd线段上d或b的物体，落地时机械能最大。设落在bd线段中点的物体初速度为，水平位移为，落在bd线段上d或b的物体初速度为，水平位移为。由几何关系有由得落地时的机械能等于抛出时的机械能，分别为可知落地时机械能的最小值与最大值之比不等于1:2，故C错误；D.设Oc的倾角为a，轨迹与Oc相交的物体，在交点处的速度方向与水平方向的夹角为。则有则，可知一定，则轨迹与Oc线段相交的物体，在交点处的速度方向相同，故D正确。故选AD。16．答案：ACD解析:A.物块从A到B做匀速圆周运动，动能不变，由动能定理得可得克服摩擦力做功：故A正确；B.物块从A到B过程做匀速圆周运动，合外力提供向心力，因为重力始终坚直，但其与径向的夹角始终变化，而圆弧槽对其的支持力与重力沿径向的分力的合力提供向心力，故圆弧槽对其的支持力是变力，根据牛顿第三定律可知，物块从A到B过程与圆弧槽间正压力是变力，非恒定值，故B错误；C.物块从P到A的过程，由机械能守恒得可得物块A到B过程中的速度大小为物块在B点时，由牛顿第二定律得解得：根据牛顿第三定律知物块在B点时对槽底的压力大小为，故C正确；D.在C点，物体的坚直分速度为重力的瞬时功率故D正确。故选：ACD。17．答案：；解析:铁块受力情况如图甲所示，摩擦力对铁块所做的功为长木板受力情况如图乙所示，摩擦力对长木板做的功为18．答案：<解析:由于是缓慢拉动，则拉力F始终与弹簧弹力平衡，根据胡克定律有可知O点拉到A点过程任意位置弹簧的形变量均小于A点拉到B点过程任意位置弹簧的形变量，即O点拉到A点过程任意位置的拉力F均小于A点拉到B点过程任意位置拉力F，又由于有，根据可知19．答案：(1)B(2)(3);(4)解析:（1）A.本实验的研究对象是滑块、砂和砂桶组成的系统，故A错误；B.实验是验证机械能守恒定律，不需要将砂和砂桶的总重力近似等于滑块的拉力，因此不需要保证m远小于M，故B正确；C.滑块和砂桶用细线连接，在运动的过程中，滑块的速度