专题卷6 功 功率 机械能-【衡水金卷·先享题】2026年新高考物理二轮复习专题卷

高三二轮复习 ·物理· 高三二轮复习专题卷六 物理 9 命题要素一览表 注： 1.能力要求： I,理解能力Ⅱ.推理论证能力 Ⅲ，模型建构能力V.创新能力V,实验探究能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究 ④科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) I p ① ②③ ④ 档次 系数 1 单项选择题 6 功的理解 易 0.80 单项选择题 6 体育中的能量问题 W 易 0.80 3 单项选择题 6 功率的相关计算 中 0.75 4 单项选择题 6 机车启动问题 中 0.75 5 单项选择题 6 图像问题 中 0.60 6 单项选择题 6 动能定理的应用 中 0.70 7 单项选择题 6 功能关系 中 0.60 8 多项选择题 8 机械能守恒条件的判断 中 0.75 9 多项选择题 8 机械能守恒定律 中 0.75 10 多项选择题 8 动能定理应用 难 0.55 11 非选择题 15 自由落体验证机械能守恒定律 中 0.65 12 非选择题 19 机械能守恒定律的综合应用 难 0.50 叁考答案及解析 一、单项选择题 用点对应的位移为0，故地面对鞋的摩擦力不做功： 1.C【解析】小华用力推石头，但没有推动，石头没有 地面对运动员的支持力与运动员的运动方向垂直，支 位移，则小华对石头不做功，A项错误；小明举起杠铃 持力也不做功，因此助跑过程中，地面对运动员不做 静止在空中时，举杠铃的力在力的方向上没有位移， 功，A项错误；蹬地起跳时，运动员有竖直向上的加速 小明对杠铃不做功，B项错误；小红提着书包，随电梯 度，处于超重状态，B项错误：全程重力位移为零，重 一起匀速上升的过程中，提书包的力在力的方向上有 力做的功为零，C项错误：空气阻力不能忽略，则从起 位移，且力与位移方向相同，小红对书包做正功，C项 跳到最高点的过程，运动员要克服空气阻力做功，有 正确：运动员将冰壶推出的过程中，冰壶在推力方向 机械能损失，因此运动员重力势能的增加量小于其动 上有位移，运动员对冰壶做功，D项错误。 能的减少量，D项正确。 2.D【解析】助跑过程中，地面对运动员的作用力的作 &D【解折】根据功率的计算公式有P=Y-受，解 t ·19· ·物理· 参考答案及解析 得F≈8×10N,D项正确。 段的动摩擦因数为4，则BC段的动摩擦因数为2， 4.D【解析】设每节车厢受到的阻力为F:,稳定后动 游客从A点到B点的过程，根据动能定理可得mghA 车组做匀速运动，选第4~10车厢为研究对象，两种 mgc0s37”·xu=E8-0,解得=号，游客从B 情况下第3车厢对第4车厢的拉力F4=7F,不变， A、B项错误；设每节车厢动力装置开启时的输出功 点到C点的过程，根据动能定理可得一2gx=0 率均为P,开启第1、2车厢动力时稳定后的速度为 EkB,解得x=30m,C项正确。 ,开启第1,2,3车厢动力时稳定后速度为，则2P 二、多项选择题 8.ACD【解析】光滑斜面无摩擦力，只有重力做功，机 =10E=105,解得==识第3车 P 械能守恒，A项正确；匀速下落时空气阻力与重力平 衡，阻力做功导致机械能减少，B项错误；弹簧弹力和 厢对第4车厢拉力的功率两种情况下分别为P,= 重力做功，不计空气阻力时系统机械能守恒，C项正 7Rw=子P,乃=7R=P,放A<P,即第 确；竖直平面内的圆周运动中，只有重力做功（轻绳拉 3车厢对第4车厢拉力的功率变大，C项错误，D项 力不做功且不计空气阻力)，机械能守恒，D项正确。 正确。 9.CD【解析】根据几何知识可知，小球在A和B时的 5.C【解析】铅球做斜抛运动，在t1=0.5s时动能达 弹簧长度相同，弹簧弹性势能相等，小球的重力势能 到最小值Ekmm=150J,此时铅球达到最高点，且重力 转化为动能，故小球在B点有向下的速度，A项错 势能最大：设抢出时的水平速度为，则宁m话， 误；当弹簧弹力沿杆向上的分力和重力沿杆向下的分 力相等时，小球的动能最大，故在C点时小球的动能 Emin=150J,解得w,=5√3m/s,抛出时的竖直速度 不是最大，B项错误；因为弹簧和小球组成的系统机 vo,=gt=5m/s,可知抛出时的速度方向与水平方向 械能守恒，小球运动到C点时弹簧的弹性势能最小， 1 的夹角为30；初动能Ew=乞m(十)=200J, 所以小球的机械能最大，C项正确；当小球动能最大 时，系统势能最小，如果在B、C之间出现动能最大的 则上升过程中t时刻的动能Ek=Ekw一gh=E一 位置，则系统总势能先减小后增大，D项正确。 mg十（一型，可知Et图像是二次函数，不 2 10.AC【解析】由图可知，力F随高度均匀减小，所以 是直线；因Ek=Eko一mgh=200一40h,其中h最大值 加速度先减小到0后反向增加，由对称性可知开始 k。=之g片=1.25m,则反-A图像是倾斜直线且上 运动和到最高点时加速度等大反向且为最大，在中 升时和下降时的图像重合，A项错误，C项正确：重力 点号时加速度为零，A项正确，B项错误；该过程中 势能E。=mgh=mg,十（—2，可知E,t图 2 的平均力为F=户。+F (2H-h)F。 2H ,由功 像是二次函数，不是直线：E。-h图像是一条直线，因 h的最大值为1.25m,则下降时与上升时的图像重 能关系有Fh=mg,可得mg=②H)E,由F。 2H 合，B、D项错误。 gh 6.C【解析】水平段，根据动能定理得一mg·L=0 一mg=ma。,可得a=2月-方C项正确：由动能定 之m,解得w=16m/s,滑雪爱好者从下滑到停止 理可得四时5，令一mg·合=B。,解得E 2 h 所用的时间t=sn37十 Foh2 22 一三 3 s,C项正确。 8HD项错误。 UN 2 三、非选择题 7.C【解析】由图丙可知，游客在A点的机械能等于游 11.(1)55.50(3分) 客在A点的重力势能，即EA=mghA=ngIAB sin37 (2)A(4分)2H(4分) =25200J,解得m=42kg,游客在B点的机械能等 (3)(1-a)tan0(4分) 于动能，即EB=EkB=10800J,设BC段长为x,AB 【解析】(1)由图乙可知，刻度尺的分度值是1mm, ·20· 高三二轮复习 ·物理 此高度对应的x=55.50cm。 =3mg (1分) (2)根据机械能守恒定律有mgh=之m心，根据平抛 (2)小球能到达F点即可通过E点，故：>0，小球 刚好到达F点时由牛顿第二定律有gcos37 运动的规律有0=兰，H=6,解得x=4Hh,则 R (2分) x=2√H,所以为了得到线性关系的图像以便进 从释放到F点，根据机械能守恒定律有mghg+ 行定量分析，该同学应作出x-历图像，A项正确。 mg(R-Rcos 37)m 1 (2分) 由x=2√H五可知，图像的斜率为2√万。 联立解得h2=0.2R (1分) (3)若斜面的摩擦力不可忽略，则有mgh一ngcos0 ,h1 故h的取值范围为0<h<0.2R (1分) ·sn)之mu”,根据平抛运动的规律有= t (3)设小球到G点的速度为，小球从释放至运动到 H=子g,解得=4Hh-, tan日，有x'= G点的过程中机械能守恒，有gh+mgR(cos8一 cos539）=7m-0 (2分) 2√日·瓜，斜率只有理论值的a倍，则有 该处重力的瞬时功率P=ngusin9 2VH-)=2a厅，解得=1-a)m0 则p2=mg2[2gh十2gR(cos0-0.6)]sin0= m2g[2gh+2gR(cos0-0.6)](1-cos8)(2分) 12.(1)3mg(2)0<h<0.2R(3)0.025R 设x=cos0 【解析】(1)小球从释放到最低点的过程中，根据机 整理有y=[2gh十2gR(x-0.6)](1-x2) 放能守恒定律有mg[h十R1-cos53门=之m 展开得y=-2gRx3+(1.2gR-2gh)x2+2gRx+ 2gh-1.2gR -0 (2分) 求导有y=-6gRx2+2X(1.2gR-2gh)x+2gR 在C点对小球受力分析，由牛顿第二定律有F、 (1分) g=爱 (2分) 根据题意0=37时取极大值，可知此时y=0 联立解得Fy=3ng (2分) 将x=0.8代入解得h=0.025R (1分) 由牛顿第三定律可知路面受到的压力大小F￥'=F、 ·21·高三二轮复习专题卷六/物理 功功率机械能 (考试时间40分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共7小题，每小题6分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符 合题目要求的)》 1.如图所示，下列过程中关于人对物体做功的说法正确的是 77777777777777 77777777 小华用力推石头，但没有 小明举起杠铃停在 小红提着书包，随 运动员将冰壶推出的过程中， 推动，小华对石头做正功 空中静止，小明对 电梯一起匀速上升 运动员对冰壶不做功 杠铃做正功 的过程中，小红对 书包做正功 A B C D 2.急行跳远起源于古希腊奥林匹克运动。如图所示，急行跳远由助跑、起跳、腾空与落地等动作组 成，空气阻力不能忽略，下列说法正确的是 A.助跑过程中，地面对运动员做正功 B.蹬地起跳时，运动员处于失重状态 C.全程重力做正功 D.从起跳后到最高点的过程中，运动员重力势能的增加量 助跑 起跳 腾空 落地 小于其动能的减少量 3.天山胜利隧道全长22.1公里，是中国建成的最长高速公路隧道，穿越天山从3小时缩短到约20 分钟。假设某隧道掘进机的输出功率恒为2.4兆瓦（兆=10），每日连续工作20小时，每年工作 日为360天，耗时3年完成隧道挖掘，假设掘进机匀速推进隧道，估算其平均推力大小最接近 A.8×108N B.8×10N C.8×106N D.8×109N 4.如图所示为具有10节车厢的动车组模型，每节车厢都有可遥控开启或关闭的动力装置，开启时的 输出功率恒定且大小相同。研究动车组在水平路面上沿直线运动的情况，开启第1、2车厢动力， 稳定运动后为第一阶段：加开第3车厢的动力，再次稳定运动后为第二阶段。整个过程中，每节车 厢受到的阻力大小相同且恒定不变，则第二阶段与第一阶段相比，下列说法正确的是 A.第3车厢对第4车厢的拉力变大 12345678910 B.第3车厢对第4车厢的拉力变小 7777 之7777777777777777 C.第3车厢对第4车厢拉力的功率变小 D.第3车厢对第4车厢拉力的功率变大 物理第1页（共4页） 衡水金卷·先享题· 5.某次投掷训练中，运动员将质量m=4kg的铅球以初速度o斜向上抛出。已知忽略空气阻力，重 力加速度g=10m/s2,铅球在t右=0.5s时动能达到最小值Ekmm=150J。以抛出点所在水平面为 零势能面，下列反映铅球在空中运动过程中的动能Ek、重力势能E。,随时间t或上升的高度h变 化的关系图像正确的是 柜小 E小 E/J 200 50 200 50 150---- 150---- 100H 100 50 50 0 0.5 0.5 I t/s 1.25h/m 1.25 2.5h/m B D 6.北京冬奥会后，各地掀起了冰雪运动的热潮。如图所示为某地铺设的一条滑雪道MV,与水平面 间的夹角为37°，M、N两点的高度差h=16m,MN段与水平段在N点平滑连接。一名滑雪爱好 者从M点由静止开始沿雪道自由滑下，经过V点后又在水平段前进L=32m才停止运动。滑雪 爱好者与水平段之间的动摩擦因数为0.4，重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6，则滑雪爱好者 从下滑到停止所用的时间为 A9: M B.4s D.8s 3初 7.滑草是一项使用滑草车沿倾斜草地滑行的运动，深受青年人喜爱。如图甲所示为滑草运动场地实 景图，简化图如图乙所示，该运动场地由倾斜滑道AB和水平滑道BC两部分组成，B点处平滑连 接，AB长100、与水平面间的夹角为37°，滑草车与BC段间的动摩擦因数是AB段的2倍。游 客乘坐滑草车从A点由静止开始沿滑道下滑，恰好停在C点。取BC所处的水平面为重力势能的 零势能面，游客与滑草车在AB段上运动的机械能、重力势能随着位移x的变化情况如图丙所示。 已知重力加速度g=10m/s2,cos37°=0.8，则BC长为 E/J 25200 10800 ..378 100 x/m 乙 丙 A.60m B.40m C.30m D.15m 二、多项选择题（本题共3小题，每小题8分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题 目要求，全部选对的得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 8.下列说法正确的是 A.物体沿光滑斜面自由下滑，物体机械能守恒 B.跳伞运动员在空中匀速下落，跳伞运动员机械能守恒 C.物体被弹簧弹起后竖直上升（不计空气阻力），系统机械能守恒 D.仅在轻绳拉力作用下的小球在竖直平面内做圆周运动（不计空气阻力），小球机械能守恒 高三二轮复习专题卷六 物理第2页（共4页） 9.如图所示，一定质量的小球穿在固定光滑轻杆上，轻杆与水平面间的夹角为45°。轻弹簧一端固定 在O点，一端与小球相连，A、B、C为轻杆上的三个位置，OC与杆垂直，小球处在C点时弹簧为原 长，OB为竖直方向。开始时将小球置于杆上的A点，此时弹簧水平，现将小球从A点由静止释 放，弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是 弹簧 A.小球沿杆在A、B之间做往复运动 .o B.小球从A向B运动的过程中，在C点时小球的动能最大 C.小球从A向B运动的过程中，在C点时小球的机械能最大 B D.小球从A向B运动的过程中，系统的总势能可能先减小后增大 45⊙8 777777777777777777 10.一物体在力F的作用下由静止开始竖直向上运动，力F随高度x的变化关系如图所示，物体能 上升的最大高度为h,且h<H。F。、h、H均已知，重力加速度为g,不计空气阻力，下列说法正确 的是 A.物体上升到时加速度为零 B.物体刚开始运动时和上升到最大高度时加速度相同 C物体的加速度最大值为产万 h D豹体的动能技大值为斧 三、非选择题（本题共2小题，共34分。请按要求完成下列各题） 11.(15分)某同学利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。在水平桌面边缘处放有一倾角为0 的斜面，最低点与桌面边缘平滑连接，桌面与地面之间的竖直距离为H。小钢球从斜面上由静止 释放，从最低点进入桌面后立即从边缘飞出。该同学从距离桌面不同的高度由静止释放小钢 球，并测得每一次小钢球从桌面抛出后到落地前的水平位移x。空气阻力可以忽略。 mii可 单位：cm 5556 甲 乙 (1)为了使x的测量尽可能准确，该同学从同一高度h多次由静止释放小钢球，在地面上留下了 一系列落点，如图乙所示，则此高度对应的x= cm (2)假设斜面光滑，为了验证小钢球在斜面上的运动是否满足机械能守恒定律，该同学用线性图 线来处理实验获得的多组h和x的数据。如果小钢球在斜面上的运动过程满足机械能守恒定 律，下面的图像正确的是 (填正确答案标号)，正确图像的斜率为 (用题中所给 字母表示)。 物理第3页（共4页）】 衡水金卷·先享题· 0 (3)该同学选择了正确的线性图线来处理数据，发现实验数据的图像确实是一条直线，但斜率却 只有理论值的α倍（α<1），对此，该同学猜测可能是由于斜面的摩擦力不可忽略，并算出了斜面 的动摩擦因数以，则= 。(用题中所给字母表示) 12.(19分)为激发学生参与体育活动的兴趣，某学校计划修建用于滑板训练的场地。老师和同学们 围绕物体在起伏地面上的运动问题，讨论并设计了如图所示的路面，其中AB是倾角为53°的斜 面，凹圆弧BCD和凸圆弧DEF的半径均为R,且D、F两点处于同一高度，B、E两点处于另一高 度，整个路面无摩擦且各段之间平滑连接。在斜面AB上距离水平面BE高度为h(未知)的地方 放置一个质量为m的小球（可视为质点），让它由静止开始运动。已知重力加速度为g,si37°= 0.6,c0s37°=0.8。 (1)当h=0.6R时，求小球经过最低点C时，路面受到的压力大小； (2)若小球能沿路面运动到F点，求h的取值范围； (3)在某次试验中，小球运动到BC段的G点时，重力功率出现了极大值，已知G点路面切线的倾 角0=37°，求该情形下h的值。 53 37, B E G 37379 高三二轮复习专题卷六 物理第4页（共4页）