专题04 功与能（上海专用）-【好题汇编】2025年高考物理二模试题分类汇编

专题04 功与能 1．（2025·上海金山·二模）质子在同步加速器加速的简化模型如图所示。带电量为q的质子以初动能E0进入两块平行金属板，金属板中间开有小孔。质子每次进入两板间时，两板间的电势差变为U，粒子得到加速；当质子离开金属板时，两板上的电荷量均立即变为零。两板外部存在垂直于纸面向里的匀强磁场，质子在磁场作用下做半径为R的圆周运动，R远大于板间距离。质子经电场多次加速，动能不断增大，为使R保持不变，磁场必须相应地变化。不计粒子加速时间及其做圆周运动产生的电磁辐射，不考虑磁场变化对粒子速度的影响及相对论效应。求： （1）质子第一次离开金属板时的速度大小v1； （2）质子在第一周运动（加速一次）时磁场的磁感应强度的大小B1； （3）质子在运动的第n周内电场力对粒子做功的平均功率。 【答案】 【详解】（1）根据动能定理 解得 （2）带电粒子在磁场中运动 解得 （3）设质子经n次加速后的速度为，根据动能定理 解得 此时质子在磁场中做圆周运动的周期为 所以质子在运动的第n周内电场力对粒子做功的平均功率 2．（2025·上海静安·二模）安全行驶 “道路千万条，安全第一条”，交通安全关系到每个家庭的幸福。 (1)一辆质量为m的汽车，初速度为v0，以恒定功率P在平直路面上行驶，经时间t达到该功率下的最大速度vm，设汽车行驶过程中所受到的阻力保持不变。 （1）汽车在时间t内作________运动。 （2）汽车行驶过程中所受到的阻力大小为________，时间t内的行驶距离为_________。 【答案】(1) 加速度减小的变加速 【详解】（1）[1]对小车，由牛顿第二定律有 可知P不变，v增加，a减小，所以小车做的是加速度减小的变加速运动。 [2]小车最大速度 可知汽车行驶过程中所受到的阻力大小 [3]根据动能定理有 联立以上解得时间t内的行驶距离为 3．（2025·上海静安·二模）如图所示，避险车道制动坡道可视为与水平面夹角为 θ 的斜面。一辆货车在干道行驶过程中刹车失灵，关闭发动机后以v0=90km/h的速度驶入避险车道。已知货车与路面间的动摩擦因数 μ =0.4，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力 。 （1）为防止货车在避险车道上停下后发生溜滑现象，该车道路面的倾角 θ 应该满足的条件是__________。 （2）（计算）若避险车道路面倾角为15°，取sin15°= 0.26、cos15°= 0.97，求货车在避险车道上行驶的最大距离s。________（结果保留2位有效数字） （3）在避险车道的末端设置有防撞网，阻挡失控车辆冲出避险车道。当车辆撞击防撞网时，防撞网________（选填“应该”或“不应该”）超出其弹性限度。 【答案】 49m 应该 【详解】（1）为防止货车在避险车道上停下后发生溜滑现象，则货车在车道上沿车道向上的最大静摩擦力大于等于沿车道向下的重力的分力，即 解得 （2）设货车在避险车道减速至零，距离为s，受力分析如图 由动能定理可知 联立解得 （3）为了确保能够有效吸收车辆动能，防止车辆反弹，当车辆撞击防撞网时，防撞网应该超出其弹性限度。 4．（2025·上海闵行·二模）频闪技术 在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出强烈的短暂闪光，照亮运动物体，于是在照片上获得物体在闪光时刻的位置。某实验小组使用闪光频率为的频闪仪进行实验探究，以下图中数据均已换算为实际长度。 频闪仪连续闪光4次拍得照片如图，在这段时间内均在范围内，且第一次闪光时，质量为的物块在处，质量为的物块在处，两者在处发生碰撞，碰撞及闪光持续时间极短，忽略水平面摩擦。 （1）物块与物块质量的比值______。 （2）两滑块发生___________碰撞（选填A．弹性    B．非弹性）。 【答案】 A 【详解】（1）取水平向右为正方向，则碰撞前A、B的速度分别为 ， 碰撞后， 由于碰撞过程中系统的动量守恒，则根据动量守恒定律可得 解得 （2）碰撞前的动能为 ，碰撞后的动能为 因为 所以，两滑块发生的是弹性碰撞，故A正确，B错误。 故选A。 5．（2025·上海闵行·二模） 网球是一项风靡全球的体育项目。发球时通过快速挥拍，在极短时间内对网球施加极大作用力，网球获得极高初速度，在空中划出一道优美的弧线。 某同学使用网球训练器单人打回弹，如图，一轻质弹性绳将网球拴在底座中心点，以为原点在竖直平面内建直角坐标系，将质量的网球从点静止释放，落地后竖直弹起到最高点，此时使用网球拍击打网球，网球瞬间获得水平速度，网球运动到点时，弹性绳恰好绷直，最后运动到点与地面相撞。假设网球始终在竖直平面内运动，底座保持不动，忽略底座的高度、对球的大小、空气阻力以及对球旋转带来的影响，g取10。 （1）若网球第一次落地与地面接触的时间为，撞击过程中损失的机械能为___________J，地面对网球的平均作用力大小为___________N。 （2）网球从运动到过程中，动能和重力势能随时间变化正确的是( ) （3）网球从点运动到点经历的时间为___________s，网球在点时重力的瞬时功率为___________W。 （4）如图所示为弹性绳所受拉力与伸长量之间的关系，当网球撞向点时，弹性绳伸长量，此时弹性绳中的弹性势能为___________J，网球的动能为___________J。 【答案】 或13.5N BD 【详解】[1]网球从A点静止释放，做自由落体运动，由运动学公式可知落地速度为网球落地后向上做竖直上抛运动，由运动学知识可知弹起后速度为故网球与地面撞击过程中损失的机械能为 [2]网球与地面作用过程中，以向下为正方向，由动量定理有 代入数据解得地面对网球的平均作用力大小为 [3] 网球从运动到过程中由动能定理有 网球从运动到过程中做平抛运动，由运动学知识有 联立解得 A错误，B正确； 网球从运动到过程中，由功能关系有 联立解得 C错误，D正确； 故选BD。 [4] 网球从运动到过程中做平抛运动，由运动学知识有, 可得网球从点运动到点经历的时间为 [5]网球在点时重力的瞬时功率为 [6]图像的面积表示弹性绳上的弹力做功的多少，由图像可知，弹力做功为 由功能关系可知此时弹性绳的弹性势能为 即弹性绳的弹性势能为 [7]网球与弹性绳所组成的系统机械能守恒，由机械能守恒定律有 联立解得当网球撞向点时，网球的动能为 算盘是中国古代一直延用至今的计数工具，它由若干根杆和算珠组成。如图所示，桌面上水平放置一个算盘。算珠可穿在固定的杆上滑动，算珠与杆之间的动摩擦因数为0.1。发现某一根杆上有A、B两颗算珠未在归零位。现将算珠A拨出，离手时vA0＝0.4 m/s，A、B相隔s1＝3.5 cm，B与上边框相隔s2＝2 cm。每颗算珠质量为10 g，重力加速度g取10 m/s2。 6．（2025·上海浦东·二模）A被拨出后在碰到B之前，其加速度大小a＝__________m/s2。 7．（2025·上海浦东·二模）A、B在碰撞前后的v – t图像如图所示。（A、B碰撞的时间极短）。 （1）（计算）碰撞过程中A受到的合外力冲量_______。 （2）（简答）通过计算、分析，说明A与B的碰撞是否为完全弹性碰撞_______。 （3）若要使A、B都回到自己的归零位，在拨出A时需要对A做的功为________。 A．等于2×10-4 J B．介于2×10-4 J与7.5×10-4 J之间 C．等于7.5×10-4 J D．大于7.5×10-4 J 【答案】6．1 7． -2×10-3 N·s 不是，见详解 D 【详解】6．A被拨出后在碰到B之前，根据牛顿第二定律 加速度大小为 7．（1）根据动量定理，碰撞过程中A受到的合外力冲量 （2）碰撞前后 所以系统动量守恒； 碰撞前后动能变化量 其中，， 解得 所以总动能不守恒，故不是完全弹性碰撞。 （3）若要使A、B都回到自己的归零位，碰后AB 共速到达归零位时速度刚好为零，可知 由于AB发生完全非弹性碰撞，故有动能损失，故在拨出A时需要对A做的功 解得 故选D。 8．（2025·上海普陀·二模）一载有物体的热气球悬停于地面上方。某时刻在距地面高为H的O处，将一质量为m的物体相对于地面以大小为的速度水平向右抛出。抛出物体后的热气球及其载荷的总质量为M，不计空气阻力和抛出物体受的浮力，热气球所受浮力保持不变。重力加速度为g。 （1）若以水平地面为零势能面，物体刚要落地时的机械能为______； （2）水平抛出物体后，热气球相对于地面的运动轨迹可能是______； （3）在抛出到落地的过程中，物体动量变化量的大小为______。 【答案】 C 【详解】（1）若以水平地面为零势能面，物体刚开始的机械能为 由题知，不计空气阻力和抛出物体受的浮力，可知物体的机械能守恒，可得物体刚要落地时的机械能为 （2）水平向右抛出物体后，在水平方向物体与热气球满足动量守恒，则热气球会获得一个向左的水平速度；未抛出物体前，物体和热气球处于静止状态；因热气球所受浮力保持不变，抛出物体后，热气球内的质量减少，重力减少，故热气球具有竖直向上的加速度，所以热气球在水平方向上做向左的匀速直线运动和在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，所以其合运动轨迹为一条向上凹的曲线，故C项符合要求。 故选C。 （3）物体从高为H处水平向右平抛，在竖直方向上有 解得落时间为 根据动量定理有 可得物体动量变化量的大小 9．（2025·上海青浦·二模）玩具枪是儿时的美好回忆，为了保证玩具枪的安全性，公安部对玩具枪的“比动能”（即子弹或炮弹的动能与其最大截面积的比值）作出了规定，要求其数值须小于0.16。基于此，物理兴趣小组尝试通过测量塑料弹丸的速度来鉴别某玩具枪是否合规。 根据“比动能”的定义，请推断该物理量的单位为（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据“比动能”的定义，请推断该物理量的单位为 故选A。 10．（2025·上海青浦·二模）如图所示为一台微型水力发电机，其进水口接到家里的水龙头。打开水龙头阀门，发电机输出的电能恰好使额定功率为的小灯泡正常发光。测得进水口水的流速为，其横截面积为，水的密度为，发电机内阻不计。则发电机1分钟输出的电能为_____J，该发电机将水的动能转化为电能的效率为_____（保留三位有效数字）。 【答案】 120 【详解】[1]根据 可得发电机1分钟输出的电能为； [2] 一分钟流入发电机的水的质量为 故一秒钟进入发电机的水的动能为 一分钟发电机输出的电能为 故该发电机将水的动能转化为电能的效率为 某同学使用如图装置验证机械能守恒定律。当地重力加速度大小为g。 11．（2025·上海徐汇·二模）测量挡光片宽度宜选用（　　） A．厘米刻度尺 B．游标卡尺 C．螺旋测微器 12．（2025·上海徐汇·二模）用水平推力从最低点缓慢推高摆锤的过程中，推力F与轻质连杆对摆锤的拉力T的变化情况为（　　） A．F增大，T减小 B．F、T都增大 C．F减小，T增大 D．F、T都减小 13．（2025·上海徐汇·二模）将摆锤从图示位置静止释放，读取并记录各挡光片的对应高度h和摆锤经过各挡光片的挡光时间t，测得各挡光片的宽度均为d。利用实验数据，以h为横坐标，以_________为纵坐标绘制图线，当图线为斜率大小近似为g的倾斜直线时，可认为摆锤下摆过程中机械能守恒。 14．（2025·上海徐汇·二模）摆锤以大小为v的速度经过最低点后，在制动装置作用下静止于连杆与竖直方向夹角为位置。已知摆锤质量为m、摆长为L，求刹停过程中制动装置对摆锤做功W。 【答案】11．B 12．B 13． 14． 【详解】11．为了方便测量并保证测量的准确度，测量挡光片宽度宜选用游标卡尺。 故选B。 12．设轻质连杆与竖直方向的夹角为，摆锤受到竖直向下的重力、水平向右的推力和沿轻质连杆向上的拉力，根据受力平衡可得， 用水平推力从最低点缓慢推高摆锤的过程中，增大，则增大，增大。 故选B。 13．摆锤经过挡光片的速度 根据机械能守恒定律 将代入并整理得 所以以h为横坐标，以为纵坐标绘制图线，当图线为斜率大小近似为g的倾斜直线时，可认为摆锤下摆过程中机械能守恒。 14．摆锤从最低点到静止位置的过程，由动能定理得 得 15．（2025·上海徐汇·二模）如图为一质量为m的太空望远镜的引力势能与可能的轨道半径r之间的关系图线。试在图中分别画出该望远镜绕地球匀速圆周运动的动能和机械能E随r变化的关系图线。（取无穷远处引力势能为零，仅考虑地球引力作用） 【答案】 【详解】只考虑地球引力、取无穷远处引力势能 Eₚ → 0。对半径为r的匀速圆周轨道。引力势能 (图中已给出，为负值随 r 增大趋近于0)。根据 又 得动能作图时它在横轴上方，且数值为 |Eₚ| 的一半。机械能 E = Eₚ + Eₖ = 在图上仍为负值，随 r 增大也趋近于0。在给定坐标图中，Eₖ 曲线应在横轴上方且与 |Eₚ| 成正比，E 曲线在横轴下方且数值恰为 Eₚ 的一半（负值），都随r增大逐渐逼近零。该望远镜绕地球匀速圆周运动的动能和机械能E随r变化的关系图线如图所示 16．（2025·上海宝山·二模）电磁炮是通过给导轨回路通以很大的电流，使炮弹在安培力作用下沿导轨加速运动，最终以很高的速度将炮弹发射出去。如图为电磁炮的原理示意图，电流方向如图所示。 (1)若改变图示中的电流方向，则（    ） A．磁场方向不变，安培力方向改变 B．磁场方向不变，安培力方向不变 C．磁场方向改变，安培力方向改变 D．磁场方向改变，安培力方向不变 (2)若电磁炮将一枚质量为25kg的炮弹沿水平导轨从静止加速到2000m/s，不计炮弹受到的阻力，则在这一过程中炮弹所受的安培力的冲量为________，安培力所做的功为________J。 【答案】(1)D (2) 【详解】（1）若改变图示中的电流方向，根据安培定则可知，磁场方向改变；由于电流方向和磁场方向均改变，根据左手定则可知，安培力方向不变。 故选D。 （2）[1]根据动量定理可得在这一过程中炮弹所受的安培力的冲量为 [2]根据动能定理可得在这一过程中炮弹所受的安培力所做的功为 17．（2025·上海宝山·二模）如图所示，一火炮将质量为 m的炮弹，以斜向上、与水平面成 60° 角的初速度 v0发射，不计空气阻力对炮弹的影响，在炮弹飞到最高点的过程中重力势能增加了_______。若炮弹在最高点爆炸成两块，其中质量为 的一块恰好做自由落体运动，不计质量损失，则爆炸时产生的另一块的速度大小为________。 【答案】 【详解】[1]在炮弹飞到最高点的过程中，根据机械能守恒定律有 求得 [2]炮弹在最高点爆炸成两块的瞬间，根据水平方向动量守恒有 求得 18．（2025·上海宝山·二模）国产某5G手机的电池容量为，待机时的电流为15mA，快速充电时的电功率为90W。则该手机的待机时间为（　　） A．6小时 B．30小时 C．50小时 D．300小时 【答案】D 【详解】该手机的待机时间为 故选D。 19.（2025·上海崇明·二模）无人机随着科技的发展，无人机已经渗透到了社会的各个领域。下表是某型号四桨叶无人机的部分参数。 飞行器 电池 充电器 质量（不含电池） 835g 质量 输出电压 17.4V 最大上升速度 容量 4480mAh 输出额定功率 57W 最大下降速度 电压 15.2V 根据表中数据可计算出该电池能够储存电荷量是___________C，如果该电池剩余20%电量，用配置的充电器对其充电，充电效率为，则充满电至少需要___________（小数点后保留3位有效数字）。 【答案】 1.216 【详解】[1]电荷量 [2]需要充80%电量，充电效率为90% 则根据 解得 20.（2025·上海崇明·二模）胡克定律表明，一定条件下，弹簧发生形变时产生的弹力大小，与弹簧形变量和弹簧的劲度系数有关。（重力加速度） 已知弹簧的弹性势能大小为，如图所示，一劲度系数为的轻弹簧一端固定，另一端连接一个质量的物块，静止在弹簧原长位置点。物块与桌面间的动摩擦因数为。现用一个的恒定拉力，使物块开始向右运动。求物块完全停下来之前： （1）物块处于平衡时弹簧的伸长量； （2）物块的最大速度； （3）弹簧的最大伸长量。 【答案】（1）3.5cm或；（2）；（3） 【详解】（1）在向右运动过程中，摩擦力向左， 在物块到达最右端后向左运动过程中，摩擦力向右， （2）当第一次达到平衡时速度最大，根据动能定理： 解得 （3）当物块到达最右端时，速度为0，根据振动的对称性，最大伸长量为 或： 解得 21．（2025·上海奉贤·二模）验证机械能守恒 用如图（甲）所示的装置，验证小球在空中运动时机械能守恒。将小球从斜面上某位置处释放，利用频闪相机连续得到小球离开桌面后下落经过的若干位置，如图（乙）所示。按比例尺，得到图中位置1与2、2与3、3与4、4与5之间对应的实际水平距离均为x，位置1与3、2与4、3与5之间对应的实际竖直高度分别为h1、h2、h3。已知频闪照相的频率为f。 (1)小球经过位置2时，速度的水平分量大小为______，竖直分量大小为______。 (2)为验证小球从位置2运动到4的过程中机械能守恒，须满足表达式______=8gh2（式中g为重力加速度大小）。 (3)（多选）若小球在离开桌面后的飞行过程中机械能守恒，则飞行过程中小球的动能Ek随时间t的变化率与时间t的关系图像可能为（　　） A． B． C． D． 【答案】(1) fx (2) (3)BD 【详解】（1）[1]根据平抛运动特点可知，小球在水平方向做匀速直线运动，故小球经过位置2时，速度的水平分量大小为 [2]根据匀变速直线运动推论可知，中间时刻的竖直速度等于该段的平均速度，即小球经过位置2时，竖直分量大小为 同理，小球经过位置2时，竖直分量大小为 （2）小球在位置2的速度 小球在位置4的速度 根据机械能守恒定律有 联立以上，整理得 （3）根据动能定理有 整理得 若抛出时竖直速度，则图像是过原点的倾斜直线，若抛出时竖直速度，则图像是不过原点的倾斜直线。 故选BD。 22．（2025·上海奉贤·二模）神舟飞船与天宫空间站 天宫空间站是我国自主建设的太空实验室，现绕地球近似做匀速圆周运动。神舟十九号飞船发射升空后，先进入近地圆轨道I，再进入椭圆轨道II，最终进入目标圆轨道III与天宫空间站完成对接。地球与三个轨道的示意图如图所示，飞船与空间站未画出。图中O点为地球球心，a、b点为椭圆轨道II的长轴端点，到O点的距离分别为r1、r2。 在天宫空间站验证弹性碰撞。如图所示，将直径均为D的两个小球a、b静止放在同一直线PQ上，光电门垂直于PQ、放置在小球b的右侧。给小球a一个向右的初速度v0，使小球a与b正碰。两小球碰撞后，先后经过光电门，依次记录下挡光时间t1、t2。 （1）小球b经过光电门的速度大小为______。 （2）（计算）已知小球a、b的质量关系为ma=5mb，则当测得的t1、t2的比值为多大时，即可验证小球a、b的碰撞为弹性碰撞______？ 【答案】 【详解】（1）小球b经过光电门的速度大小为 （2）小球a经过光电门的速度两球发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得 由机械能守恒定律得 解得， 则 23．（2025·上海虹口·二模）虽然台风有破坏性，但风力可以发电。已知发电机可将风动能的20%转化为电能，空气密度ρ1.3kg/m3，三个叶片与风力作用的总有效面积S30m2，当地常态风速v10m/s。 （1）台风来袭时，风速可达40m/s，其发电功率是常态下功率的___________倍。 （2）若发电机常态下平均每天工作20h，每户居民平均每天用电2.6kW·h，则每台发电机可供___________户居民用电。 【答案】 64 30 【详解】（1）根据风能公式（为空气质量，为风速） 又 则风能（） 发电机的发电功率 故 则台风来袭时与常态时的发电功率之比为 故台风来袭时，其发电功率是常态下功率的64倍。 （2）常态下发电功率 每天都发电量为 可供居民户数 24．（2025·上海嘉定·二模）如图（a）所示，将多根串起的长为L的吸管水平放置，再取一根牙签置于吸管中，用力对吸管吹气，牙签被加速后从吸管口射出。（牙签可视为质点） （1）假设吹气时，牙签在吸管内受到的推力大小恒为F1，加速s距离后射出。则牙签出射时的动能为______。 （2）吸管前方固定一张纸，牙签从吸管口飞出后，戳在纸上，戳中点到吸管口的水平距离为x、竖直距离为y。牙签从吸管口射出时的速度大小约为______。（重力加速度大小为g） （3）戳在纸上的牙签静止时与竖直纸面有个夹角，如图（b）所示，已知牙签重力为G，纸对牙签的作用力为F2，画出牙签的受力示意图____。 【答案】 F1s 【详解】（1）则根据动能定理，牙签出射时的动能为 （2）根据平抛运动的规律可知， 可得牙签从吸管口射出时的速度大小 （3）牙签受向下的重力G，个纸张对牙签的向上的作用力；受力图如图； / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 功与能 1．（2025·上海金山·二模）质子在同步加速器加速的简化模型如图所示。带电量为q的质子以初动能E0进入两块平行金属板，金属板中间开有小孔。质子每次进入两板间时，两板间的电势差变为U，粒子得到加速；当质子离开金属板时，两板上的电荷量均立即变为零。两板外部存在垂直于纸面向里的匀强磁场，质子在磁场作用下做半径为R的圆周运动，R远大于板间距离。质子经电场多次加速，动能不断增大，为使R保持不变，磁场必须相应地变化。不计粒子加速时间及其做圆周运动产生的电磁辐射，不考虑磁场变化对粒子速度的影响及相对论效应。求： （1）质子第一次离开金属板时的速度大小v1； （2）质子在第一周运动（加速一次）时磁场的磁感应强度的大小B1； （3）质子在运动的第n周内电场力对粒子做功的平均功率。 2．（2025·上海静安·二模）安全行驶 “道路千万条，安全第一条”，交通安全关系到每个家庭的幸福。 (1)一辆质量为m的汽车，初速度为v0，以恒定功率P在平直路面上行驶，经时间t达到该功率下的最大速度vm，设汽车行驶过程中所受到的阻力保持不变。 （1）汽车在时间t内作________运动。 （2）汽车行驶过程中所受到的阻力大小为________，时间t内的行驶距离为_________。 3．（2025·上海静安·二模）如图所示，避险车道制动坡道可视为与水平面夹角为 θ 的斜面。一辆货车在干道行驶过程中刹车失灵，关闭发动机后以v0=90km/h的速度驶入避险车道。已知货车与路面间的动摩擦因数 μ =0.4，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力 。 （1）为防止货车在避险车道上停下后发生溜滑现象，该车道路面的倾角 θ 应该满足的条件是__________。 （2）（计算）若避险车道路面倾角为15°，取sin15°= 0.26、cos15°= 0.97，求货车在避险车道上行驶的最大距离s。________（结果保留2位有效数字） （3）在避险车道的末端设置有防撞网，阻挡失控车辆冲出避险车道。当车辆撞击防撞网时，防撞网________（选填“应该”或“不应该”）超出其弹性限度。 4．（2025·上海闵行·二模）频闪技术 在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出强烈的短暂闪光，照亮运动物体，于是在照片上获得物体在闪光时刻的位置。某实验小组使用闪光频率为的频闪仪进行实验探究，以下图中数据均已换算为实际长度。 频闪仪连续闪光4次拍得照片如图，在这段时间内均在范围内，且第一次闪光时，质量为的物块在处，质量为的物块在处，两者在处发生碰撞，碰撞及闪光持续时间极短，忽略水平面摩擦。 （1）物块与物块质量的比值______。 （2）两滑块发生___________碰撞（选填A．弹性    B．非弹性）。 5．（2025·上海闵行·二模） 网球是一项风靡全球的体育项目。发球时通过快速挥拍，在极短时间内对网球施加极大作用力，网球获得极高初速度，在空中划出一道优美的弧线。 某同学使用网球训练器单人打回弹，如图，一轻质弹性绳将网球拴在底座中心点，以为原点在竖直平面内建直角坐标系，将质量的网球从点静止释放，落地后竖直弹起到最高点，此时使用网球拍击打网球，网球瞬间获得水平速度，网球运动到点时，弹性绳恰好绷直，最后运动到点与地面相撞。假设网球始终在竖直平面内运动，底座保持不动，忽略底座的高度、对球的大小、空气阻力以及对球旋转带来的影响，g取10。 （1）若网球第一次落地与地面接触的时间为，撞击过程中损失的机械能为___________J，地面对网球的平均作用力大小为___________N。 （2）网球从运动到过程中，动能和重力势能随时间变化正确的是( ) （3）网球从点运动到点经历的时间为___________s，网球在点时重力的瞬时功率为___________W。 （4）如图所示为弹性绳所受拉力与伸长量之间的关系，当网球撞向点时，弹性绳伸长量，此时弹性绳中的弹性势能为___________J，网球的动能为___________J。 算盘是中国古代一直延用至今的计数工具，它由若干根杆和算珠组成。如图所示，桌面上水平放置一个算盘。算珠可穿在固定的杆上滑动，算珠与杆之间的动摩擦因数为0.1。发现某一根杆上有A、B两颗算珠未在归零位。现将算珠A拨出，离手时vA0＝0.4 m/s，A、B相隔s1＝3.5 cm，B与上边框相隔s2＝2 cm。每颗算珠质量为10 g，重力加速度g取10 m/s2。 6．（2025·上海浦东·二模）A被拨出后在碰到B之前，其加速度大小a＝__________m/s2。 7．（2025·上海浦东·二模）A、B在碰撞前后的v – t图像如图所示。（A、B碰撞的时间极短）。 （1）（计算）碰撞过程中A受到的合外力冲量_______。 （2）（简答）通过计算、分析，说明A与B的碰撞是否为完全弹性碰撞_______。 （3）若要使A、B都回到自己的归零位，在拨出A时需要对A做的功为________。 A．等于2×10-4 J B．介于2×10-4 J与7.5×10-4 J之间 C．等于7.5×10-4 J D．大于7.5×10-4 J 8．（2025·上海普陀·二模）一载有物体的热气球悬停于地面上方。某时刻在距地面高为H的O处，将一质量为m的物体相对于地面以大小为的速度水平向右抛出。抛出物体后的热气球及其载荷的总质量为M，不计空气阻力和抛出物体受的浮力，热气球所受浮力保持不变。重力加速度为g。 （1）若以水平地面为零势能面，物体刚要落地时的机械能为______； （2）水平抛出物体后，热气球相对于地面的运动轨迹可能是______； （3）在抛出到落地的过程中，物体动量变化量的大小为______。 9．（2025·上海青浦·二模）玩具枪是儿时的美好回忆，为了保证玩具枪的安全性，公安部对玩具枪的“比动能”（即子弹或炮弹的动能与其最大截面积的比值）作出了规定，要求其数值须小于0.16。基于此，物理兴趣小组尝试通过测量塑料弹丸的速度来鉴别某玩具枪是否合规。 根据“比动能”的定义，请推断该物理量的单位为（    ） A． B． C． D． 10．（2025·上海青浦·二模）如图所示为一台微型水力发电机，其进水口接到家里的水龙头。打开水龙头阀门，发电机输出的电能恰好使额定功率为的小灯泡正常发光。测得进水口水的流速为，其横截面积为，水的密度为，发电机内阻不计。则发电机1分钟输出的电能为_____J，该发电机将水的动能转化为电能的效率为_____（保留三位有效数字）。 某同学使用如图装置验证机械能守恒定律。当地重力加速度大小为g。 11．（2025·上海徐汇·二模）测量挡光片宽度宜选用（　　） A．厘米刻度尺 B．游标卡尺 C．螺旋测微器 12．（2025·上海徐汇·二模）用水平推力从最低点缓慢推高摆锤的过程中，推力F与轻质连杆对摆锤的拉力T的变化情况为（　　） A．F增大，T减小 B．F、T都增大 C．F减小，T增大 D．F、T都减小 13．（2025·上海徐汇·二模）将摆锤从图示位置静止释放，读取并记录各挡光片的对应高度h和摆锤经过各挡光片的挡光时间t，测得各挡光片的宽度均为d。利用实验数据，以h为横坐标，以_________为纵坐标绘制图线，当图线为斜率大小近似为g的倾斜直线时，可认为摆锤下摆过程中机械能守恒。 14．（2025·上海徐汇·二模）摆锤以大小为v的速度经过最低点后，在制动装置作用下静止于连杆与竖直方向夹角为位置。已知摆锤质量为m、摆长为L，求刹停过程中制动装置对摆锤做功W。 15．（2025·上海徐汇·二模）如图为一质量为m的太空望远镜的引力势能与可能的轨道半径r之间的关系图线。试在图中分别画出该望远镜绕地球匀速圆周运动的动能和机械能E随r变化的关系图线。（取无穷远处引力势能为零，仅考虑地球引力作用） 16．（2025·上海宝山·二模）电磁炮是通过给导轨回路通以很大的电流，使炮弹在安培力作用下沿导轨加速运动，最终以很高的速度将炮弹发射出去。如图为电磁炮的原理示意图，电流方向如图所示。 (1)若改变图示中的电流方向，则（    ） A．磁场方向不变，安培力方向改变 B．磁场方向不变，安培力方向不变 C．磁场方向改变，安培力方向改变 D．磁场方向改变，安培力方向不变 (2)若电磁炮将一枚质量为25kg的炮弹沿水平导轨从静止加速到2000m/s，不计炮弹受到的阻力，则在这一过程中炮弹所受的安培力的冲量为________，安培力所做的功为________J。 17．（2025·上海宝山·二模）如图所示，一火炮将质量为 m的炮弹，以斜向上、与水平面成 60° 角的初速度 v0发射，不计空气阻力对炮弹的影响，在炮弹飞到最高点的过程中重力势能增加了_______。若炮弹在最高点爆炸成两块，其中质量为 的一块恰好做自由落体运动，不计质量损失，则爆炸时产生的另一块的速度大小为________。 18．（2025·上海宝山·二模）国产某5G手机的电池容量为，待机时的电流为15mA，快速充电时的电功率为90W。则该手机的待机时间为（　　） A．6小时 B．30小时 C．50小时 D．300小时 19.（2025·上海崇明·二模）无人机随着科技的发展，无人机已经渗透到了社会的各个领域。下表是某型号四桨叶无人机的部分参数。 飞行器 电池 充电器 质量（不含电池） 835g 质量 输出电压 17.4V 最大上升速度 容量 4480mAh 输出额定功率 57W 最大下降速度 电压 15.2V 根据表中数据可计算出该电池能够储存电荷量是___________C，如果该电池剩余20%电量，用配置的充电器对其充电，充电效率为，则充满电至少需要___________（小数点后保留3位有效数字）。 20.（2025·上海崇明·二模）胡克定律表明，一定条件下，弹簧发生形变时产生的弹力大小，与弹簧形变量和弹簧的劲度系数有关。（重力加速度） 已知弹簧的弹性势能大小为，如图所示，一劲度系数为的轻弹簧一端固定，另一端连接一个质量的物块，静止在弹簧原长位置点。物块与桌面间的动摩擦因数为。现用一个的恒定拉力，使物块开始向右运动。求物块完全停下来之前： （1）物块处于平衡时弹簧的伸长量； （2）物块的最大速度； （3）弹簧的最大伸长量。 21．（2025·上海奉贤·二模）验证机械能守恒 用如图（甲）所示的装置，验证小球在空中运动时机械能守恒。将小球从斜面上某位置处释放，利用频闪相机连续得到小球离开桌面后下落经过的若干位置，如图（乙）所示。按比例尺，得到图中位置1与2、2与3、3与4、4与5之间对应的实际水平距离均为x，位置1与3、2与4、3与5之间对应的实际竖直高度分别为h1、h2、h3。已知频闪照相的频率为f。 (1)小球经过位置2时，速度的水平分量大小为______，竖直分量大小为______。 (2)为验证小球从位置2运动到4的过程中机械能守恒，须满足表达式______=8gh2（式中g为重力加速度大小）。 (3)（多选）若小球在离开桌面后的飞行过程中机械能守恒，则飞行过程中小球的动能Ek随时间t的变化率与时间t的关系图像可能为（　　） A． B． C． D． 22．（2025·上海奉贤·二模）神舟飞船与天宫空间站 天宫空间站是我国自主建设的太空实验室，现绕地球近似做匀速圆周运动。神舟十九号飞船发射升空后，先进入近地圆轨道I，再进入椭圆轨道II，最终进入目标圆轨道III与天宫空间站完成对接。地球与三个轨道的示意图如图所示，飞船与空间站未画出。图中O点为地球球心，a、b点为椭圆轨道II的长轴端点，到O点的距离分别为r1、r2。 在天宫空间站验证弹性碰撞。如图所示，将直径均为D的两个小球a、b静止放在同一直线PQ上，光电门垂直于PQ、放置在小球b的右侧。给小球a一个向右的初速度v0，使小球a与b正碰。两小球碰撞后，先后经过光电门，依次记录下挡光时间t1、t2。 （1）小球b经过光电门的速度大小为______。 （2）（计算）已知小球a、b的质量关系为ma=5mb，则当测得的t1、t2的比值为多大时，即可验证小球a、b的碰撞为弹性碰撞______？ 23．（2025·上海虹口·二模）虽然台风有破坏性，但风力可以发电。已知发电机可将风动能的20%转化为电能，空气密度ρ1.3kg/m3，三个叶片与风力作用的总有效面积S30m2，当地常态风速v10m/s。 （1）台风来袭时，风速可达40m/s，其发电功率是常态下功率的___________倍。 （2）若发电机常态下平均每天工作20h，每户居民平均每天用电2.6kW·h，则每台发电机可供___________户居民用电。 24．（2025·上海嘉定·二模）如图（a）所示，将多根串起的长为L的吸管水平放置，再取一根牙签置于吸管中，用力对吸管吹气，牙签被加速后从吸管口射出。（牙签可视为质点） （1）假设吹气时，牙签在吸管内受到的推力大小恒为F1，加速s距离后射出。则牙签出射时的动能为______。 （2）吸管前方固定一张纸，牙签从吸管口飞出后，戳在纸上，戳中点到吸管口的水平距离为x、竖直距离为y。牙签从吸管口射出时的速度大小约为______。（重力加速度大小为g） （3）戳在纸上的牙签静止时与竖直纸面有个夹角，如图（b）所示，已知牙签重力为G，纸对牙签的作用力为F2，画出牙签的受力示意图____。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$