考点08 功和能 选择题专项练-2026届高三物理二轮复习（全国通用）

2026届高三物理二轮复习选择题专练·考点8 功和能 一．高考真题 1 二．功与能的相关概念性问题 3 三．动能和动能定理的应用 4 四．机械能守恒定律的应用 6 五．功能关系的应用 7 一．高考真题 1.（2025·云南）如图所示，中老铁路国际旅客列车从云南某车站由静止出发，沿水平直轨道逐渐加速到，在此过程中列车对座椅上的一高中生所做的功最接近(    ) A. B. C. D. 2. （2025·内蒙）如图，光滑绝缘水平面与竖直面内光滑绝缘半圆形轨道在点相切，轨道半径为，圆心为，、间距离为。原长为的轻质绝缘弹簧一端固定于点，另一端连接一带正电的物块。空间存在水平向右的匀强电场，物块所受的电场力与重力大小相等。物块在点左侧释放后，依次经过、、三点时的动能分别为、、，则(    ) A. B. C. D. 3. （2025·四川）如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，安装在其顶端的电动机通过不可伸长轻绳与小车相连，小车上静置一物块。小车与物块质量均为，两者之间动摩擦因数为。电动机以恒定功率拉动小车由静止开始沿斜面向上运动。经过一段时间，小车与物块的速度刚好相同，大小为。运动过程中轻绳与斜面始终平行，小车和斜面均足够长，重力加速度大小为，忽略其他摩擦。则这段时间内(    ) A. 物块的位移大小为 B. 物块机械能增量为 C. 小车的位移大小为 D. 小车机械能增量为 4. （2025·河北）随着我国航天事业飞速发展，人们畅想研制一种核聚变能源星际飞行器。从某星球表面发射的星际飞行器在飞行过程中只考虑该星球引力，不考虑自转，该星球可视为质量分布均匀的球体，半径为，表面重力加速度为。质量为的飞行器与星球中心距离为时，引力势能为。要使飞行器在距星球表面高度为的轨道上做匀速圆周运动，则发射初速度为(    ) A. B. C. D. 5. （2025·青海）（多选）如图，与水平面成夹角且固定于、两点的硬直杆上套着一质量为的滑块，弹性轻绳一端固定于点，另一端跨过固定在处的光滑定滑轮与位于直杆上点的滑块拴接，弹性轻绳原长为，为且垂直于。现将滑块无初速度释放，假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。滑块与杆之间的动摩擦因数为，弹性轻绳上弹力的大小与其伸长量满足。，取，。则滑块(    ) A. 与杆之间的滑动摩擦力大小始终为 B. 下滑与上滑过程中所受滑动摩擦力的冲量相同 C. 从释放到静止的位移大小为 D. 从释放到静止克服滑动摩擦力做功为 6. （2025·湖南）如图，某爆炸能量测量装置由装载台和滑轨等构成，是可以在滑轨上运动的标准测量件，其规格可以根据测量需求进行调整。滑轨安装在高度为的水平面上。测量时，将弹药放入装载台圆筒内，两端用物块和封装，装载台与滑轨等高。引爆后，假设弹药释放的能量完全转化为和的动能。极短时间内嵌入中形成组合体，与滑轨间的动摩擦因数为。在滑轨上运动距离后抛出，落地点距抛出点水平距离为，根据可计算出弹药释放的能量。某次测量中，、、质量分别为、、，，整个过程发生在同一竖直平面内，不计空气阻力，重力加速度大小为。则(    ) A. 的初动能与爆炸后瞬间的动能相等 B. 的初动能与其落地时的动能相等 C. 弹药释放的能量为 D. 弹药释放的能量为 7. （2025·云南）如图所示，倾角为的固定斜面，其顶端固定一劲度系数为的轻质弹簧，弹簧处于原长时下端位于点。质量为的滑块视为质点与斜面间的动摩擦因数。过程Ⅰ以速度从斜面底端点沿斜面向上运动恰好能滑至点过程Ⅱ将连接在弹簧的下端并拉至点由静止释放，通过点图中未画出时速度最大，过点后能继续上滑。弹簧始终在弹性限度内，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略空气阻力，重力加速度为。则(    ) A. 、两点之间的距离为 B. 过程Ⅱ中，在从点单向运动到点的过程中损失的机械能为 C. 过程Ⅱ中，从点沿斜面向上运动的最大位移为 D. 连接在弹簧下端的无论从斜面上何处释放，最终一定静止在含、点之间 二．功与能的相关概念性问题 8.一辆电动小车上的光伏电池，将太阳能转换成的电能全部给电动机供电，刚好维持小车以速度匀速运动，此时电动机的效率为。已知小车的质量为，运动过程中受到的阻力为常量，该光伏电池的光电转换效率为，则光伏电池单位时间内获得的太阳能为(    ) A. B. C. D. 9.如图所示，足够长光滑细杆一端固定在竖直圆环最高点，可绕点自由转动。当细杆与竖直方向夹角为时，穿过细杆的小圆环从点静止释放沿杆下滑到竖直圆环上点，此过程中下列说法正确的是(    ) A. 增大夹角，小圆环下滑的加速度增加 B. 增大夹角，小圆环受到的支持力减小 C. 减小夹角，合外力对小圆环做的功增加 D. 减小夹角，小圆环重力的冲量增加 10.一台起重机将工件从地面由静止向上提起，在向上匀加速运动过程中，重物上升的高度为时，动能为，重力势能为，机械能为，克服重力做功的功率为，设地面为重力势能为零，下列图像不能描述上述过程的是 A. B. C. D. 11.如图所示，质量均为的木块和，用一个劲度系数为的竖直轻质弹簧连接，最初系统静止，重力加速度为，现在用力向上缓慢拉直到刚好要离开地面，则这一过程中弹性势能的变化量和力做的功分别为(    ) A. B. C. D. 三．动能和动能定理的应用 12.一辆汽车紧急避让急刹车车轮抱死后停了下来，路面上留下了一条车轮滑动的磨痕。警察为了判断该汽车是否超速，测出路面上车轮磨痕的长度为，重力加速度。已知轮胎与地面间的动摩擦因数是。道路限速，请根据以上条件判断该汽车(    ) A. 没有超速 B. 超速以内 C. 超速以内 D. 超速以上 13.两个带等量正电荷的小球可看作点电荷，分别固定在光滑、绝缘的水平面上的、两点，点是直线的中点，如图所示。带正电的小滑块从直线上的点由静止释放，在电场力作用下向右运动。滑块从点运动到点的过程中 A. 受到的电场力做负功 B. 电势能不断减小 C. 加速度先增大后减小 D. 速度先增大后减小 14.如图甲所示，电动机通过绕过定滑轮的轻细绳，与放在倾角为足够长的光滑斜面上的物体相连，启动电动机后物体沿斜面上升；在时间内物体运动的图象如图乙所示，其中除时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直线，后电动机的输出功率保持不变；已知物体的质量为，不计一切摩擦，重力加速度。下列说法正确的是(    ) A. 在内电动机牵引力大小为 B. 后电动机的输出功率为 C. 物体达到的最大速度 D. 在内物体沿斜面向上运动了 15.如图甲所示，竖直面内半径为的圆弧轨道与水平轨道在点平滑连接，工件从圆弧轨道顶端点由静止释放，其滑至底端点的过程克服摩擦力做的功为。工件与水平轨道间的动摩擦因数为，记为水平轨道上某点到点的距离，与的关系如图乙所示。已知工件的质量为，取。下列说法正确的是(    ) A. 工件到达圆弧底端点时的速度大小为 B. 工件在水平轨道上滑行的距离为 C. 工件在水平轨道上克服摩擦力做的功为 D. 工件在水平轨道上运动时与轨道间的最大动摩擦因数为 四．机械能守恒定律的应用 16.喷泉可以美化景观，如图为广场内的喷泉，若某喷泉可看作将水竖直向上喷出，喷口喷出的水的初速度为，已知喷口的横截面积为，水的密度为，不计空气阻力，重力加速度为，且上升和下降的水流不发生碰撞，不计空气阻力及电动机损耗，下列选项正确的是 A. 空中的水的质量为 B. 带动喷管喷水的电动机输出功率为 C. 若以喷口所在的水平面为重力势能的零势能面，则空中的水的机械能为 D. 空中的水的重心距离喷口的高度是水柱上升最大高度的一半 17.（多选）如图，滑块、的质量均为，套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距，放在地面上．、通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动．不计摩擦，、可视为质点，重力加速度大小为则(    ) A. 落地前，轻杆对一直做正功 B. 落地时速度大小为 C. 下落过程中，其加速度大小始终不大于 D. 落地前，当的机械能最小时，对地面的压力大小为 18.（多选）如图所示，光滑斜面固定在桌面上，斜面倾角，在斜面底端固定一个与斜面垂直的挡板，在斜面顶端安装一个定滑轮，物块和用劲度系数为的轻弹簧连接，将放置在挡板上，物块在斜面上处于静止状态。与斜面平行的轻绳一端连接物块，跨过定滑轮后另一端连接物块，轻绳恰好伸直且无拉力时，由静止释放物块。已知物块的质量为，的质量为，的质量为，斜面足够长，重力加速度为，，下列说法正确的是(    ) A. 释放物块的瞬间，物块的加速度大小为 B. 释放物块的瞬间，物块的加速度大小为 C. 物块刚离开挡板时，物块的速度大小为 D. 物块刚离开挡板时，物块的速度大小为 19.（多选）如图所示，一根轻质弹簧一端固定于光滑竖直杆上，另一端与质量为的滑块连接，穿在杆上，一根轻绳跨过定滑轮将滑块和重物连接起来，的质量为。将从图中点由静止释放后沿竖直杆上下运动，当它经过、两点时弹簧对滑块的弹力大小相等。已知与水平面的夹角，长为，与垂直，不计滑轮的摩擦，重力加速度为。则从点到点的过程中(    ) A. 和组成的系统机械能守恒 B. 的速度一直增大 C. 轻绳对做的功为 D. 运动至点的速度为 五．功能关系的应用 20.如图所示，物块、由通过定滑轮且不可伸长的轻绳连接，初始时刻，物块静止在粗糙水平面上的点，此时滑轮左侧轻绳沿竖直方向，现给物块一水平向左的初速度。已知物块经过点时速度大小为，且连接的轻绳与水平方向的夹角为，此后物块继续运动到最远处点。则物块从点到点的整个过程(    ) A. 物块、组成的系统机械能守恒 B. 绳子拉力始终大于物块的重力 C. 物块的机械能增大 D. 物块经过点时，物块的速率为 21.传送带经常用于分拣货物。如图为倾斜传送带输送机简化模型图，传送带顺时针匀速转动，在传送带下端点无初速度放上货物。货物从下端点运动到上端点的过程中，其机械能与位移的关系图像以点所在水平面为零势能面如图所示。货物视为质点，关于货物从点运动到点的过程说法正确的是(    ) A. 该过程中货物受到的摩擦力不变 B. 货物与传送带间相对滑动产生的热量为 C. 货物对传送带做的功为 D. 传送带输送机因运送该货物而多消耗的电能为 22.（多选）火车站安检仪是借助于传送带将被检查行李送入射线检查通道完成检查，如图所示。水平传送带长为，传送带末端装有一个斜面，斜面长，倾角，和斜面在点通过一极短的圆弧平滑连接，传送带以的恒定速率顺时针运转。已知物品与传送带以及斜面间的动摩擦因数均为，现将一质量的物品可视为质点无初速地放在点，取，取，，下列说法正确的是(    ) A. 物品在水平传送带上运动时相对传送带的位移为 B. 物品到达水平传送带末端时速度为 C. 物品走完水平传送带所用的时间为 D. 物品在斜面上因摩擦产生的热量约为 23.（多选）如图所示，劲度系数为的轻弹簧一端固定在墙上，另一端与置于水平面上的质量为的小物体接触未连接，如图中点，弹簧水平且无形变。用水平力缓慢向左推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了，如图中点，此时物体静止。撤去后，物体开始向右运动，运动的最大距离距点为，点是物体向右运动过程中弹力和摩擦力大小相等的位置，物体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为。则(    ) A. 撤去时，弹簧的弹性势能为 B. 物体先做加速度逐渐变小的加速运动，再做加速度逐渐变大的减速运动，最后做匀减速运动 C. 从位置物体弹簧弹性势能的减少量大于物体动能的增加量 D. 撤去后，物体向右运动到点时的动能最大 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026届高三物理二轮复习选择题专练·考点8 功和能 一．高考真题 1 二．功与能的相关概念性问题 6 三．动能和动能定理的应用 8 四．机械能守恒定律的应用 10 五．功能关系的应用 13 一．高考真题 1.（2025·云南）如图所示，中老铁路国际旅客列车从云南某车站由静止出发，沿水平直轨道逐渐加速到，在此过程中列车对座椅上的一高中生所做的功最接近(    ) A. B. C. D. 【答案】B  【解析】高中生的质量约为，，由动能定理可得，故选B。 2. （2025·内蒙）如图，光滑绝缘水平面与竖直面内光滑绝缘半圆形轨道在点相切，轨道半径为，圆心为，、间距离为。原长为的轻质绝缘弹簧一端固定于点，另一端连接一带正电的物块。空间存在水平向右的匀强电场，物块所受的电场力与重力大小相等。物块在点左侧释放后，依次经过、、三点时的动能分别为、、，则(    ) A. B. C. D. 【答案】C  【解析】由题意可得点弹簧伸长量为，点和点弹簧压缩量为，即三个位置弹簧弹性势能相等，则由到过程中弹簧弹力做功为零，电场力做正功，动能增加，，同理到过程中弹簧弹力和电场力做功都为零，重力做负功，则动能减小，，由到全过程则有，因此。 故选。 3. （2025·四川）如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，安装在其顶端的电动机通过不可伸长轻绳与小车相连，小车上静置一物块。小车与物块质量均为，两者之间动摩擦因数为。电动机以恒定功率拉动小车由静止开始沿斜面向上运动。经过一段时间，小车与物块的速度刚好相同，大小为。运动过程中轻绳与斜面始终平行，小车和斜面均足够长，重力加速度大小为，忽略其他摩擦。则这段时间内(    ) A. 物块的位移大小为 B. 物块机械能增量为 C. 小车的位移大小为 D. 小车机械能增量为 【答案】C  【解析】A.对物块根据牛顿第二定律有  解得  根据运动学公式有 解得物块的位移大小为，故A错误； B.物块机械能增量为，故B错误； C.对小车根据动能定理有 其中，联立解得，故C正确； D.小车机械能增量为 ，故D错误。 故选C。 4. （2025·河北）随着我国航天事业飞速发展，人们畅想研制一种核聚变能源星际飞行器。从某星球表面发射的星际飞行器在飞行过程中只考虑该星球引力，不考虑自转，该星球可视为质量分布均匀的球体，半径为，表面重力加速度为。质量为的飞行器与星球中心距离为时，引力势能为。要使飞行器在距星球表面高度为的轨道上做匀速圆周运动，则发射初速度为(    ) A. B. C. D. 【答案】B  【解析】飞行器在轨道半径  处的总机械能包括动能和势能。 引力势能为  根据万有引力提供向心力  ，在地球表面有  ，解得轨道速度满足  ，对应动能  ，总机械能  根据机械能守恒，初始动能  ，解得  。 故选B。 5. （2025·青海）（多选）如图，与水平面成夹角且固定于、两点的硬直杆上套着一质量为的滑块，弹性轻绳一端固定于点，另一端跨过固定在处的光滑定滑轮与位于直杆上点的滑块拴接，弹性轻绳原长为，为且垂直于。现将滑块无初速度释放，假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。滑块与杆之间的动摩擦因数为，弹性轻绳上弹力的大小与其伸长量满足。，取，。则滑块(    ) A. 与杆之间的滑动摩擦力大小始终为 B. 下滑与上滑过程中所受滑动摩擦力的冲量相同 C. 从释放到静止的位移大小为 D. 从释放到静止克服滑动摩擦力做功为 【答案】AC  【解析】A.根据题意，设滑块下滑后弹性轻绳与间夹角为  时，对滑块进行受力分析，如图所示 由平衡条件有 ，由胡克定律结合几何关系有 ，联立解得  可知，滑块与杆之间的弹力不变，则滑块与杆之间的滑动摩擦力大小始终为 ，故A正确； B.下滑与上滑过程中所受滑动摩擦力的方向不同，则下滑与上滑过程中所受滑动摩擦力的冲量不相同，故B错误； C.设滑块从释放到静止运动的位移为  ，此时弹性轻绳与间夹角为  ，由平衡条件有  解得 ，由几何关系可得 ，故C正确； D.从释放到静止，设克服滑动摩擦力做功为  ，由能量守恒定律有     解得 ，故D错误。 故选AC。 6. （2025·湖南）如图，某爆炸能量测量装置由装载台和滑轨等构成，是可以在滑轨上运动的标准测量件，其规格可以根据测量需求进行调整。滑轨安装在高度为的水平面上。测量时，将弹药放入装载台圆筒内，两端用物块和封装，装载台与滑轨等高。引爆后，假设弹药释放的能量完全转化为和的动能。极短时间内嵌入中形成组合体，与滑轨间的动摩擦因数为。在滑轨上运动距离后抛出，落地点距抛出点水平距离为，根据可计算出弹药释放的能量。某次测量中，、、质量分别为、、，，整个过程发生在同一竖直平面内，不计空气阻力，重力加速度大小为。则(    ) A. 的初动能与爆炸后瞬间的动能相等 B. 的初动能与其落地时的动能相等 C. 弹药释放的能量为 D. 弹药释放的能量为 【答案】BD  【解析】A.爆炸后，组成的系统动量守恒，即 与碰撞过程动量守恒 联立解得。 爆炸后瞬间的动能  的初动能  两者不相等，故A错误； B.水平滑动过程中摩擦力做功为  做平抛运动过程中重力做的功为  故D从开始运动到落地瞬间合外力做功为，根据动能定理可知的初动能与其落地时的动能相等，故B正确； 物块平抛过程有  ，  联立可得  水平滑动过程中根据动能定理有  化简得  弹药释放的能量完全转化为和的动能，则爆炸过程的能量为  故C错误，D正确。 故选BD。 7. （2025·云南）如图所示，倾角为的固定斜面，其顶端固定一劲度系数为的轻质弹簧，弹簧处于原长时下端位于点。质量为的滑块视为质点与斜面间的动摩擦因数。过程Ⅰ以速度从斜面底端点沿斜面向上运动恰好能滑至点过程Ⅱ将连接在弹簧的下端并拉至点由静止释放，通过点图中未画出时速度最大，过点后能继续上滑。弹簧始终在弹性限度内，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略空气阻力，重力加速度为。则(    ) A. 、两点之间的距离为 B. 过程Ⅱ中，在从点单向运动到点的过程中损失的机械能为 C. 过程Ⅱ中，从点沿斜面向上运动的最大位移为 D. 连接在弹簧下端的无论从斜面上何处释放，最终一定静止在含、点之间 【答案】CD  【解析】A.Ⅰ过程中上滑受力分析可知，上滑最大位移为Ⅱ过程经过点时，速度最大，可知此时受力平衡，则有，则、两点之间的距离为；故A错误； B.过程Ⅱ中，在从点单向运动到点的过程中系统损失的机械能为，故B错误； C.设过程Ⅱ中，从点沿斜面向上运动到点，由对称性可知，故过程Ⅱ中，从点沿斜面向上运动的最大位移为C正确； D.对受力分析可知若平衡，则外界拉力向上最大为即点，最小为零，则连接在弹簧下端的无论从斜面上何处释放，最终一定静止在含、点之间。故D正确； 故选CD； 二．功与能的相关概念性问题 8.一辆电动小车上的光伏电池，将太阳能转换成的电能全部给电动机供电，刚好维持小车以速度匀速运动，此时电动机的效率为。已知小车的质量为，运动过程中受到的阻力为常量，该光伏电池的光电转换效率为，则光伏电池单位时间内获得的太阳能为(    ) A. B. C. D. 【答案】A  【解析】小车做匀速运动，由平衡条件有，则小车的机械功率 因电动机的效率为，即，解得 该光伏电池的光电转换效率为，即 ，解得，即单位时间内获得的太阳能，故选A。 9.如图所示，足够长光滑细杆一端固定在竖直圆环最高点，可绕点自由转动。当细杆与竖直方向夹角为时，穿过细杆的小圆环从点静止释放沿杆下滑到竖直圆环上点，此过程中下列说法正确的是(    ) A. 增大夹角，小圆环下滑的加速度增加 B. 增大夹角，小圆环受到的支持力减小 C. 减小夹角，合外力对小圆环做的功增加 D. 减小夹角，小圆环重力的冲量增加 【答案】C  【解析】A.小圆环下滑的加速度 ，可知增大夹角  ，小圆环下滑的加速度减小，故A错误； B.小圆环受到的支持力 ，可知，增大夹角，小圆环受到的支持力增加，故B错误； C.设竖直圆环的半径为，合外力对小圆环做的功 ，则减小夹角，合外力对小圆环做的功增加，故C正确； D.小圆环下滑的时间 ，重力的冲量 ，可知减小夹角，小圆环重力的冲量不变，故D错误。 故选C。 10.一台起重机将工件从地面由静止向上提起，在向上匀加速运动过程中，重物上升的高度为时，动能为，重力势能为，机械能为，克服重力做功的功率为，设地面为重力势能为零，下列图像不能描述上述过程的是 A. B. C. D. 【答案】D  【解析】A.根据重力势能的定义得出，故图像是过原点的倾斜直线，故A正确； B.根据动能定理得出，故图像是过原点的倾斜直线，故B正确； C.根据机械能的定义得出，故E图像为过原点的倾斜直线，故C正确； D.根据瞬时功率的表达式得出，，故图像不是过原点的直线，故 D错误。 11.如图所示，质量均为的木块和，用一个劲度系数为的竖直轻质弹簧连接，最初系统静止，重力加速度为，现在用力向上缓慢拉直到刚好要离开地面，则这一过程中弹性势能的变化量和力做的功分别为(    ) A. B. C. D. 【答案】D  【解析】开始时，、都处于静止状态，弹簧的压缩量设为，由胡克定律有，解得： 物体恰好离开地面时，弹簧对的拉力为，设此时弹簧的伸长量为，由胡克定律有，解得： 由于弹簧的压缩量和伸长量相等，则弹簧的弹性势能变化为零； 这一过程中，物体上移的距离为：， 根据功能关系可得拉力做的功等于的重力势能的增加量，则有：，故D正确，ABC错误。 故选：。 三．动能和动能定理的应用 12.一辆汽车紧急避让急刹车车轮抱死后停了下来，路面上留下了一条车轮滑动的磨痕。警察为了判断该汽车是否超速，测出路面上车轮磨痕的长度为，重力加速度。已知轮胎与地面间的动摩擦因数是。道路限速，请根据以上条件判断该汽车(    ) A. 没有超速 B. 超速以内 C. 超速以内 D. 超速以上 【答案】D  【解析】刹车过程中，摩擦力做负功使汽车停止，根据动能定理有  解得初速度 ，换算为千米每小时，，超速比例为 ，结论：超速超过。 故选D。 13.两个带等量正电荷的小球可看作点电荷，分别固定在光滑、绝缘的水平面上的、两点，点是直线的中点，如图所示。带正电的小滑块从直线上的点由静止释放，在电场力作用下向右运动。滑块从点运动到点的过程中 A. 受到的电场力做负功 B. 电势能不断减小 C. 加速度先增大后减小 D. 速度先增大后减小 【答案】B  【解析】从点到中点，电场线向右，滑块所受的电场力向右，电场力做正功，电势能减小，故A错误，B正确； C.从点到中点，电场强度越来越小，则滑块从点运动到点的过程中，水平面光滑，摩擦力为，电场力不断减小，合力不断减小，所以加速度不断减小，故C错误； D.滑块从点运动到点的过程中，合力向右，做正功，由动能定理知速度不断增大，故D错误。 故选B。 14.如图甲所示，电动机通过绕过定滑轮的轻细绳，与放在倾角为足够长的光滑斜面上的物体相连，启动电动机后物体沿斜面上升；在时间内物体运动的图象如图乙所示，其中除时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直线，后电动机的输出功率保持不变；已知物体的质量为，不计一切摩擦，重力加速度。下列说法正确的是(    ) A. 在内电动机牵引力大小为 B. 后电动机的输出功率为 C. 物体达到的最大速度 D. 在内物体沿斜面向上运动了 【答案】C  【解析】在内，设细绳拉力的大小为，则根据运动学公式和牛顿第二定律可得，，由图象可知 ，解得，，由功率公式，联立解得在末电动机输出功率为，后电动机的输出功率保持不变，所以后电动机的输出功率为，故A、B错误 C.当物体达到最大速度后，细绳的拉力大小，由牛顿第二定律和功率的公式可得，由， 解得，故C正确 D. 物体在内运动的距离为 在内，据动能定理得，代入数据解得 物体在内物体沿斜面向上运动位移为，故D错误。 故选C。 15.如图甲所示，竖直面内半径为的圆弧轨道与水平轨道在点平滑连接，工件从圆弧轨道顶端点由静止释放，其滑至底端点的过程克服摩擦力做的功为。工件与水平轨道间的动摩擦因数为，记为水平轨道上某点到点的距离，与的关系如图乙所示。已知工件的质量为，取。下列说法正确的是(    ) A. 工件到达圆弧底端点时的速度大小为 B. 工件在水平轨道上滑行的距离为 C. 工件在水平轨道上克服摩擦力做的功为 D. 工件在水平轨道上运动时与轨道间的最大动摩擦因数为 【答案】B  【解析】A.工件从到的过程，由动能定理有，解得，故A错误； B.由题图乙得，在水平轨道上对工件由动能定理得，联立解得，故B正确； C.根据功能关系，可知工件在水平轨道上克服摩擦力做的功为，故C错误； D.工件在水平轨道上运动时与轨道间的最大动摩擦因数，故D错误。 四．机械能守恒定律的应用 16.喷泉可以美化景观，如图为广场内的喷泉，若某喷泉可看作将水竖直向上喷出，喷口喷出的水的初速度为，已知喷口的横截面积为，水的密度为，不计空气阻力，重力加速度为，且上升和下降的水流不发生碰撞，不计空气阻力及电动机损耗，下列选项正确的是 A. 空中的水的质量为 B. 带动喷管喷水的电动机输出功率为 C. 若以喷口所在的水平面为重力势能的零势能面，则空中的水的机械能为 D. 空中的水的重心距离喷口的高度是水柱上升最大高度的一半 【答案】C  【解析】喷口单位时间喷出的水的质量，水从离开喷口到落回水面的时间，所以空中水的质量，A错误 喷水的功率，B错误 根据机械能守恒定律，空中水的机械能等于这些水喷出时的动能，即，C正确 水柱在空中的横截面积发生变化，空中的水的重心距离喷口的高度不是水柱上升最大高度的一半，D错误。 17.（多选）如图，滑块、的质量均为，套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距，放在地面上．、通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动．不计摩擦，、可视为质点，重力加速度大小为则(    ) A. 落地前，轻杆对一直做正功 B. 落地时速度大小为 C. 下落过程中，其加速度大小始终不大于 D. 落地前，当的机械能最小时，对地面的压力大小为 【答案】BD  【解析】、当到达底端时，的速度为零，的速度在整个过程中，先增大后减小，动能先增大后减小，所以轻杆对先做正功，后做负功，故A错误； B、运动到最低点时，的速度为零，根据系统机械能守恒定律得：，解得故B正确； C、的速度在整个过程中，先增大后减小，所以对的作用力先是动力后是阻力，所以对的作用力就先是阻力后是动力，所以在减速的过程中，对是向下的拉力，此时的加速度大于重力加速度，故C错误； D、整体的机械能守恒，当的机械能最小时，的速度最大，此时受到的推力为零，只受到重力的作用，所以对地面的压力大小为，故D正确。 18.（多选）如图所示，光滑斜面固定在桌面上，斜面倾角，在斜面底端固定一个与斜面垂直的挡板，在斜面顶端安装一个定滑轮，物块和用劲度系数为的轻弹簧连接，将放置在挡板上，物块在斜面上处于静止状态。与斜面平行的轻绳一端连接物块，跨过定滑轮后另一端连接物块，轻绳恰好伸直且无拉力时，由静止释放物块。已知物块的质量为，的质量为，的质量为，斜面足够长，重力加速度为，，下列说法正确的是(    ) A. 释放物块的瞬间，物块的加速度大小为 B. 释放物块的瞬间，物块的加速度大小为 C. 物块刚离开挡板时，物块的速度大小为 D. 物块刚离开挡板时，物块的速度大小为 【答案】BC  【解析】释放物块瞬间，对物块，根据牛顿第二定律可得 对物块，根据牛顿第二定律可得 联立解得物块的加速度大小为，故A错误，B正确； 释放物块瞬间，弹簧的压缩量为 物块刚离开挡板时，弹簧的伸长量为 可得 两状态弹簧的弹性势能相等；物块刚离开挡板时，设物块的速度为  速度大小相等，物块、、和弹簧组成的系统机械能守恒，可得 联立解得，故C正确，D错误。 故选BC。 19.（多选）如图所示，一根轻质弹簧一端固定于光滑竖直杆上，另一端与质量为的滑块连接，穿在杆上，一根轻绳跨过定滑轮将滑块和重物连接起来，的质量为。将从图中点由静止释放后沿竖直杆上下运动，当它经过、两点时弹簧对滑块的弹力大小相等。已知与水平面的夹角，长为，与垂直，不计滑轮的摩擦，重力加速度为。则从点到点的过程中(    ) A. 和组成的系统机械能守恒 B. 的速度一直增大 C. 轻绳对做的功为 D. 运动至点的速度为 【答案】CD  【解析】A.从点到点的过程中，弹簧弹力对做功，故和组成的系统机械能不守恒，故A错误； B.当运动到点时，沿绳方向没有分速度，故此时的速度为零，故从点到点的过程中，的速度先增大后减小，故B错误； D.根据题意可知，从点到点的过程中弹簧对做功为零，故初、末状态和组成的系统机械能相等，有  解得  ，故D正确； C.从点到点的过程中，轻绳对做的功等于的机械能的增加量，故轻绳对做的功为  ，故C正确。 故选CD。 五．功能关系的应用 20.如图所示，物块、由通过定滑轮且不可伸长的轻绳连接，初始时刻，物块静止在粗糙水平面上的点，此时滑轮左侧轻绳沿竖直方向，现给物块一水平向左的初速度。已知物块经过点时速度大小为，且连接的轻绳与水平方向的夹角为，此后物块继续运动到最远处点。则物块从点到点的整个过程(    ) A. 物块、组成的系统机械能守恒 B. 绳子拉力始终大于物块的重力 C. 物块的机械能增大 D. 物块经过点时，物块的速率为 【答案】C  【解析】A.物块在粗糙水平面上运动，水平面的摩擦力对做负功，会有机械能转化为内能，所以物块、组成的系统机械能不守恒，故A错误； B.物块从到是一直减速运动，到点的速度为零；物块先向上加速运动，有     后向上做减速运动，有     所以绳子的拉力不是始终大于物块的重力，故B错误； C.物块从初始位置上升到最高点的过程，除重力外，绳拉力对物块一直做正功，则物块的机械能一直增大，故C正确； D.物块经过点时，将速度分解到沿绳方向和垂直绳方向，两物块在沿着绳子的方向速度相等，有  ，故D错误。 故选C。 21.传送带经常用于分拣货物。如图为倾斜传送带输送机简化模型图，传送带顺时针匀速转动，在传送带下端点无初速度放上货物。货物从下端点运动到上端点的过程中，其机械能与位移的关系图像以点所在水平面为零势能面如图所示。货物视为质点，关于货物从点运动到点的过程说法正确的是(    ) A. 该过程中货物受到的摩擦力不变 B. 货物与传送带间相对滑动产生的热量为 C. 货物对传送带做的功为 D. 传送带输送机因运送该货物而多消耗的电能为 【答案】D  【解析】图的斜率，对货物而言，是摩擦力，由图可知摩擦力是变力，故 A错误在货物与传送带发生相对滑动阶段，货物加速运动，货物与传送带间相对滑动产生的热量，加速阶段货物的机械能增量，由图可知，，货物的位移，传送带的位移，货物与传送带的相对位移，则，故B错误加速阶段，货物对传送带做功，匀速阶段，传送带对货物做的功为，则货物对传送带做的功为，则全程货物对传送带做的功为，故C错误货物从点运动到点的过程传送带输送机因运送该货物而多消耗的电能为，由图可知，故，故D正确。 22.（多选）火车站安检仪是借助于传送带将被检查行李送入射线检查通道完成检查，如图所示。水平传送带长为，传送带末端装有一个斜面，斜面长，倾角，和斜面在点通过一极短的圆弧平滑连接，传送带以的恒定速率顺时针运转。已知物品与传送带以及斜面间的动摩擦因数均为，现将一质量的物品可视为质点无初速地放在点，取，取，，下列说法正确的是(    ) A. 物品在水平传送带上运动时相对传送带的位移为 B. 物品到达水平传送带末端时速度为 C. 物品走完水平传送带所用的时间为 D. 物品在斜面上因摩擦产生的热量约为 【答案】AC  【解析】A.物品无初速度放在点后，由受力可知物品先做匀加速运动 解得，物品做匀加速所用时间 物品做匀加速所走的位移为 传送带走的位移为 物品在水平传送带上运动时相对于传送带的位移，故A正确； B.由上述分析可知，物品做匀加速结束后，还没有到达水平传送带末端，物品匀加速结束后，由受力分析可知，将匀速运动，即和传送带共速，即物品到达水平传送带末端的速度为 ，故B错误； C.物品在水平传送带上匀速运动所用时间为 物品在水平传送带上所用的总时间，故C正确；     D.当物品运动到斜面时，由，可知物品在斜面上将加速下滑到底端，故摩擦产生的热量，故D错误。 故选AC。 23.（多选）如图所示，劲度系数为的轻弹簧一端固定在墙上，另一端与置于水平面上的质量为的小物体接触未连接，如图中点，弹簧水平且无形变。用水平力缓慢向左推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了，如图中点，此时物体静止。撤去后，物体开始向右运动，运动的最大距离距点为，点是物体向右运动过程中弹力和摩擦力大小相等的位置，物体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为。则(    ) A. 撤去时，弹簧的弹性势能为 B. 物体先做加速度逐渐变小的加速运动，再做加速度逐渐变大的减速运动，最后做匀减速运动 C. 从位置物体弹簧弹性势能的减少量大于物体动能的增加量 D. 撤去后，物体向右运动到点时的动能最大 【答案】ABC  【解析】A、撤去后一直到物体停止运动的过程，弹簧的弹性势能全部转化为摩擦力做的功，根据能量守恒得 ，故A正确； B、撤去后，物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小，在段，弹力先大于摩擦力，合力向右，弹力减小，合力减小，则加速度减小。即物体此阶段做加速度逐渐变小的加速运动；在过点后至弹簧恢复原长阶段，弹力小于摩擦力，合力向左，弹力减小时，合力增大，加速度增大。在此阶段物体做加速度逐渐变大的减速运动，物体离开弹簧后只受摩擦力作用，加速度不变，即物体做匀减速运动，故B正确； C、从物体做加速运动，动能增大，由能量守恒可知，弹簧弹性势能的减少量等于物体动能的增加量和摩擦力做功产生的内能之和，所以弹簧弹性势能的减少量大于物体动能的增加量，故C正确； D、物体向右运动过程中，加速度为零时，速度最大，故到点时的动能最大，故D错误。 故选ABC。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $