2025屆魯科版高考物理一輪復(fù)習(xí)專練：功和機(jī)械能（含解析）

2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)魯科版專題練：功和機(jī)械能

一、單選題

1.一汽車在平直公路上行駛。從某時刻開始計時，發(fā)動機(jī)的功率P隨時間/的變化如

圖所示。假定汽車所受阻力的大小/恒定不變。下列描述該汽車的速度v隨時間/變化

的圖線中，可能正確的是（）

2.一個質(zhì)量為機(jī)的小球做自由落體運動，那么，在前/秒內(nèi)重力對它做功的平均功率

齊及在/秒末重力做功的瞬時功率P分別為（/秒末小球未著地）（）

A.P=mg2t2,P=gmg2t2B.P=mg2t2,P=mg2t2

2

C.P=^mgt,P=mg2tD.P=mg2t,P=2mg2t

3.如圖，小車向右做勾加速直線運動，人站在車廂里向前推車并與車保持相對靜止,

則下列說法正確的是（）

A.人對車廂做正功B.人對車廂做負(fù)功C.摩擦力對人做負(fù)功D.人對車廂不做功

4.如圖所示，甲、乙、丙三個光滑斜面的高度相同、傾角不同，用<%<4,現(xiàn)讓完

全相同的物塊沿斜面由靜止從頂端運動到底端。關(guān)于物塊沿不同斜面運動時重力做功

W和重力做功的平均功率P,下列說法正確的是（）

B.%=%=嚓c.偏=七=七D.編〉七〉小

5.在下列運動中，物體的機(jī)械能守恒的是（）

A.樹葉從高處飄落B.石塊在水中下沉

C.鉛球沿光滑的斜面下滑D.孔明燈在空中勻速上升

6.汽車速度為v時，動能為后一當(dāng)速度為2V時，汽車的動能為（）

A.^EkB.EkC.2EkD.4Ek

7.如圖所示，汽車上坡時司機(jī)要用“換擋”的方法來（）

A.減小速度，得到較大的牽引力B.增大速度，得到較大的牽引力

C.增大速度，得到較小的牽引力D.減小速度，得到較小的牽引力

8.一個質(zhì)量為50千克的人乘坐電梯,由靜止開始上升。整個過程電梯對人做功的功

率圖像如圖所示。其中0?2s做勻加速直線運動，2s?5s做勻速直線運動，5s?9s做勻

減速直線運動，g=10m/s2,則下列說法正確的是（）

A.0~2s內(nèi)電梯加速上升1m

B.在5s~9s內(nèi)電梯上升2nl

C.電梯加速運動過程中對人所做的功大于減速階段對人所做的功

D.電梯加速運動過程中對人所做的功小于減速階段對人所做的功

9.如圖所示，下列判斷正確的是（）

甲乙丙丁

A.甲圖中，從光滑滑梯上加速下滑的小朋友機(jī)械能不守恒

B.乙圖中，在勻速轉(zhuǎn)動的摩天輪中的游客機(jī)械能守恒

C.丙圖中，在光滑的水平面上，小球的機(jī)械能守恒

D.丁圖中，氣球勻速上升時，機(jī)械能不守恒

10.一個0.1kg的球從1.8m的高處落到地上又彈回到的1m高度，選下落起點為參考

面（g=10m/s2）下列說法正確的是（）

A.整個過程重力做功為1.8JB.整個過程重力做了1J的功

C.物體的重力勢能一定減少了0.8JD.物體在地面時的重力勢能為0

11.托球跑是校運動會趣味項目，如圖所示，某段時間內(nèi)乒乓球相對球拍靜止一起水

平向右勻速直線運動，此過程中（）

A.重力對乒乓球做負(fù)功B.支持力對乒乓球做正功

C.空氣阻力對乒乓球不做功D.乒乓球所受合力做正功

12.如圖所示，水平路面上有一輛小汽車，車廂中人正用力向前推車廂，人與車相對

靜止一起向前做勻減速運動。下列說法正確的是（）

A.人對車做正功

B.人對車做的功為零

C.車對人做的功為零

D.人對車做的功的絕對值大于車對人做的功的絕對值

二、多選題

13.如圖所示，兩質(zhì)量相同的小球AB,分別用輕繩懸掛在等高的&兩點，A球

的懸線比3球的懸線長，把兩球的懸線均拉到水平位置無初速釋放，則小球經(jīng)最低點

時（取懸線水平時所在的平面為零勢能面）（）

O,AO,B

I-------------o---I------o

II

II

II

II

II

II

I：5I

I

b

A.A球的速度大于3球的速度

B.A球?qū)K的拉力大于5球?qū)K的拉力

C.A球的向心加速度大于3球的向心加速度

D.A球的機(jī)械能等于3球的機(jī)械能

14.在校運動會的鉛球項目比賽中，一名高一年級的參賽同學(xué)投擲鉛球，如圖所示。

他以12m/s的初速度斜向上拋出一重為50N的鉛球，鉛球速度與水平方向的夾角為

30°,鉛球出手時距地面高度為1.8米（不計空氣阻力，取g=10m/s2,正=1.414）。則

A.鉛球從拋出點到最高點的豎直高度為1.8m

B.鉛球全程所用時間約為0.85s

C.鉛球運動過程中重力的平均功率為62.1W

D.鉛球落地前瞬間重力的瞬時功率約為150W

15.如圖所示，固定的光滑細(xì)桿與水平面的夾角為53。，質(zhì)量機(jī)的圓環(huán)套在桿上，圓

環(huán)用不可伸長的輕繩通過光滑定滑輪與質(zhì)量M的物塊相連，M=2m.開始時圓環(huán)位于

A位置，連接圓環(huán)的輕繩水平，長為5m,C為桿上一點，OC垂直于桿?，F(xiàn)將

圓環(huán)由靜止釋放，圓環(huán)向下運動并經(jīng)過C至最低點3(圖中未畫出)。重力加速度g

MZ10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6,則()

A.圓環(huán)運動到C點時，繩子拉力等于Mg

B.圓環(huán)到達(dá)C位置時的速度為v=2叵m/s

C.AC間距離小于間距離

D.圓環(huán)從A運動到C的過程中，物塊動能一直增大

三、填空題

16.如圖，43滑塊分別穿在兩根水平和豎直桿上，3的質(zhì)量是A的2倍，且可看做

質(zhì)點，并由一不可伸長的輕細(xì)繩相連。開始時細(xì)繩水平伸直，43靜止?，F(xiàn)由靜止釋

放B,當(dāng)細(xì)繩與豎直方向的夾角為60。時，滑塊3沿著豎直桿下滑的速度大小為v,此

時A的速度大小為,連接43的繩長為。不計一切摩擦，重力加速度為

g。

17.用如圖所示的裝置驗證機(jī)械能守恒定律，并測量小鋼球的質(zhì)量.將拉力傳感器固定

在天花板上，一根輕質(zhì)細(xì)線一端連接在傳感器上，另一端連接直徑為d的小鋼球，懸

點與小鋼球之間的細(xì)線的長度為,在傳感器的正下方安裝一個光電門.現(xiàn)拉起

小鋼球從與懸點等高處由靜止釋放（細(xì)線伸直），小鋼球做圓周運動，運動到最低點

能通過光電門，測得小鋼球通過光電門的時間為力當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間,回答下

列問題：

h質(zhì)力傳感器

一口光電門

（1）小鋼球通過光電門時的速度大小為,若工=（用g、d、。表

示），則小鋼球下落過程中機(jī)械能守恒.

（2）改變懸點與小鋼球之間的細(xì)線的長度3當(dāng)小鋼球運動到最低點時，讀出拉力傳

感器的示數(shù)R重復(fù)上面的實驗過程，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的L-g圖像是一條過原點、

斜率為左的傾斜直線.通過數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，懸點與小鋼球之間的細(xì)線越長，小鋼球運動到最

低點時，通過光電門的時間（填“越長”“越短”或“不變”），拉力傳感

器的示數(shù)（填“越大”“越小”或“不變”）.若某次實驗時，拉力傳感器的

示數(shù)為或，則小鋼球的質(zhì)量為（用底F。、d表示）.

四、計算題

18.如圖所示，將一質(zhì)量加=0.2g的帶負(fù)電荷的小球A用絕緣線掛起來，用帶電荷量

%=4.0x10-8（2的小球3靠近A,當(dāng)A球靜止時懸線與豎直方向成45。角，此時兩球位

于同一水平面上，相距r=30cm。重力加速度g=10m/s2，靜電力常量

A;=9.0xl09Nm2/C2?求:

（1）A球受到的庫侖力大?。?/p>

（2）A球所帶電荷量；

（3）此時3球在A球平衡處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的大小。

參考答案

1.答案：A

解析：由P-/圖像可知，0~4內(nèi)汽車以恒定功率耳行駛，4內(nèi)汽車以恒定功率鳥

行駛。設(shè)汽車所受牽引力為己則由

P=Fv

可知當(dāng)n增加時，R減小，由

可知當(dāng)v增加時，。減小，根據(jù)V7圖像的斜率表示加速度，圖A符合要求。

故選Ao

2.答案：C

解析：前/秒內(nèi)重力做功的平均功率

t

W=mgh

712

h=ggt

解得

-1

P=—mg9t

/秒末重力做功的瞬時功率

P=Fv=mg-gt=mg2t

故選c。

3.答案：B

解析：C.對人受力分析如圖所示

由牛頓第二定律可得/-尸=〃2a則摩擦力對人做正功，所以C錯誤；ABD.車廂對人水

平方向的力等于人所受的合力，車廂對人的支持力不做功，所以車廂對人做正功，根

據(jù)牛頓第三定律可知，人對車水平方向的合力與車的運動方向相反，人對車的壓力不

做功，所以人對車的力做負(fù)功，則B正確；AD錯誤；故選B。

4.答案：B

解析：AB.三個物體下降的高度相同，根據(jù)

W=mgh

可知重力做功相同，A錯誤，B正確；

CD.根據(jù)牛頓第二定律得，物體下滑的加速度

a=gsin0

根據(jù)

h1

-------—at2

sin。2

得

_I2h1巨

,gsin20sin，1g

因為a<%<a，則%〉￡2〉/3，根據(jù)

t

知

《<當(dāng)</

CD錯誤。

故選B。

5.答案：C

解析：A.樹葉從高處飄落，空氣阻力對樹葉做功，機(jī)械能不守恒，故A錯誤；B.石塊

在水中下沉，阻力和浮力對石塊做功，機(jī)械能不守恒，故B錯誤；C.鉛球沿光滑的斜

面下滑，只有重力做功，機(jī)械能守恒，故C正確；D.孔明燈在空中勻速上升，動能不

變、重力勢能增大，機(jī)械能增大，故D錯誤。故選C。

6.答案：D

解析：

11

汽車速度為V時，動能線=5神2；當(dāng)速度為2V時，汽車的動能現(xiàn)=萬加（2丫）9-=4穌,

故D正確，ABC錯誤。

7.答案：A

解析：由P=a可知，在功率一定的情況下，當(dāng)速度減小時，汽車的牽引力就會增

大，此時更容易上坡，所以A正確，BCD錯誤。故選A。

8.答案：D

解析：AB.在2s~5s內(nèi)功率恒定，故此時拉力等于重力，物體勻速運動，由「=〃28丫得

v=—=77T^=2m/s-0~2s內(nèi)，根據(jù)位移與平均速度的關(guān)系有x=4v/=2m，同

mg50x102

理在5s~9s內(nèi)電梯上升x'=g"=4m,故AB錯誤；CD.根據(jù)動能定理可知加速過程中

有皿一根?％=?〃丫2,減速過程中有W'—7〃gx'=0—gmy2,解得W=n00J<W=1900J,

故C錯誤，D正確；故選D。

9.答案：D

解析：A.甲圖中，從滑梯上加速下滑的小朋友可能受到阻力作用，且阻力做負(fù)功，機(jī)

械能不守恒，故A正確；

B.乙圖中，在勻速轉(zhuǎn)動的摩天輪中的游客動能不變，重力勢能時刻變化，機(jī)械能不守

恒，故B錯誤；

C.丙圖中，在光滑的水平面上，小球和彈簧系統(tǒng)所受外力均不做功，而系統(tǒng)內(nèi)只有彈

力做功，所以系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故C正確；

D.丁圖中，氣球勻速上升時，動能不變，重力勢能增大，機(jī)械能不守恒，故D正確。

本題選錯誤的，故選D。

10.答案：C

解析：ABC.整個過程重力做功為%=7〃g/i=O.lxlOxO.8J=O.8J所以物體的重力勢能減

少了0.8J。故AB錯誤，C正確；D.物體在地面時的重力勢能為"=-mg/z=-1.8J故D

錯誤，故選C。

11.答案：B

解析：A.重力始終與乒乓球位移方向垂直，而根據(jù)功的計算公式W=ELcos。則可知重

力在此過程中不做功，故A錯誤;B.在此過程中，支持力與平拋球位移之間的夾角為銳

角，則根據(jù)功的計算公式可知，支持力對乒乓球做正功，故B正確;C.在此過程中，空

氣阻力的方向與乒乓球位移的方向相反，則根據(jù)功的計算公式可知，空氣阻力對乒乓

球做負(fù)功，故C錯誤;D.乒乓球做勻速直線運動，則可知乒乓球所受合力為零，則可知

乒乓球所受合力做功為零，故D錯誤。故選B。

12.答案：A

解析：ABC?車和人勻減速向左運動，故對人分析可知，人受到的合外力向右；由于人

向左運動，故車廂對人做負(fù)功；對車分析可知，人對車的作用力向左：則人對車的作

用力與運動方向相同，故人對車廂做正功，故意A正確，BC錯誤。D.人對車的作用

力與車對人的作用力等大反向。且人和車的位移相等，可知人對車做的功的絕對值等

于車對人做的功的絕對值，選項D錯誤，故選A。

13.答案：AD

解析：AD.取懸線水平時所在的平面為零勢能面，則43兩球的重力勢能均為零，由

于二者開始時的動能也為零，且在下落過程均只有重力做功，它們的機(jī)械能守恒，所

以二者的機(jī)械能相等，均為零。設(shè)小球的質(zhì)量為內(nèi)懸線長為3運動到最低點時的

速度大小為v,則有

12

Q=—mgL+—mv

得V=

由于A球的懸線比3球的懸線長，可知小球經(jīng)最低點時，A球的速度大于3球的速

度，故AD正確；

BC.在最低點時，二者的向心加速度大小為

V2

a2

n=—L=g

二者的向心加速度大小相等，根據(jù)牛頓第二定律有

F-mg=man

可得小球經(jīng)最低點時，懸線對小球的拉力大小為

F=3mg

根據(jù)牛頓第三定律，可知小球?qū)揖€的拉力大小為3mg,所以懸線對兩小球的拉力大

小相等，故BC錯誤。

故選ADo

14.答案：AC

解析：A.鉛球從拋出點到最高點的豎直高度為/z=(%sm300)=i.8m選項A正確;B.

2g

上升的時間％=JF=0.6S下落的時間為弓=o.6j5s鉛球全程所用時間約為

t=J+弓=L45s選項B錯誤；C.鉛球運動過程中重力的平均功率為

P=皿=迎空w=62.1W選項C正確;D.鉛球落地前瞬間豎直方向的瞬時速度

t1.45

vv=12g(h+h)=60m/s重力的瞬時功率約為P=mgvy=424.2W，選項D錯誤。故選

ACo

15.答案：BC

解析：A.因為。C垂直于桿，所以在C點圓環(huán)沿著繩的方向速度等于零，則物塊的速

度等于零，但是有向上的加速度，所以繩子拉力大于Mg,故A錯誤；

B.根據(jù)機(jī)械能守恒得

A/g(OA-OC)+zngxACxsin53°=-^mv2

根據(jù)幾何知識有

OC=Q4sin53°=4m,AC=Q4cos53°=3m

解得圓環(huán)到達(dá)C位置時，圓環(huán)的速度為

v=2^/5^m/s

故B正確；

C.從A運動到3的過程中，圓環(huán)和物體的機(jī)械能守恒，圓環(huán)沿桿下滑到最低點3,在

該點圓環(huán)和物塊的速度都等于零，圓環(huán)的重力勢能減少了，物塊的重力勢能必然增

加，所以物塊上升，貝所以有AC<C3,故C正確；

D.因為。C垂直于桿，所以在C點圓環(huán)沿著繩的方向速度等于零，則物塊的速度等于

零，圓環(huán)從A運動到C的過程中，物塊下降，速度先增大再減小，動能先增大后減

小，故D錯誤。

故選BCo

16.答案：1丫；Z2L

36g

解析：根據(jù)題意，將48的速度分解為沿繩的方向和垂直于繩子的方向，如圖所示

則有m=咳cos30。，％=vcos60。，嶗1=匕，解得根據(jù)題意，設(shè)3滑塊下

3

降的高度為〃，整個過程系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，