功与功率、动能定理 专题训练-2025-2026学年高一下学期物理粤教版必修第二册

功与功率，动能定理专题训练--2025-2026学年高一下物理粤教版必修二 一、选择题（1~5题单选题，每小题5分，6-10题多选题，每小题6分，共55分） 1．如图是大型游乐装置“大摆锤”的示意图。摆锤a和配重锤b分别固定在摆臂两端，并可绕摆臂上的转轴O在纸面内转动。若aO段与bO段的距离之比为3∶2，则在转动过程中的下列说法正确的是（　　） A．a、b的线速度大小之比为2∶3 B．a、b的角速度大小之比为2∶3 C．a、b的向心加速度之比为3∶2 D．a、b的动能之比为9∶4 2．如图所示，在斜面顶端先后水平抛出同一小球，第一次小球落到斜面中点，第二次小球落到斜面底端，忽略空气阻力，则（　　） A．两次小球落到斜面时的速度方向不相同 B．两次小球运动的时间之比为1:2 C．两次小球抛出时的初速度之比为1:2 D．两次小球落到斜面时的动能之比为1:2 3．如图所示，三个完全相同的小球a、b、c处于同一高度，将小球a从固定的光滑斜面上静止释放，小球b、c以相同的速率分别竖直向上、水平向右抛出，不计空气阻力。关于小球从开始运动到触地过程，下列说法正确的是（　　） A．三个小球运动时间相等 B．重力对小球b做的功最多 C．重力对小球c做功的平均功率最大 D．三个小球触地前瞬间，重力做功的瞬时功率相等 4．竖直放置的四分之三圆管半径为R，在管口A正上方3R处由静止释放一质量为m的小球，小球落入管中并从C点飞出后，恰好又落回到A点，不计空气阻力，重力加速度为g，则小球（　　） A．通过C点时的速度大小为 B．克服圆管的摩擦力做功为 C．通过C点时对圆管的压力大小为mg，方向竖直向下 D．通过C点时对圆管的压力大小为，方向竖直向上 5．如图所示，一物块（可视为质点）以初速度从足够长的固定斜面底端滑上斜面，运动过程中所受的阻力与速度大小成正比。以斜面底端为原点和重力势能的零点，沿斜面向上为正方向，该物块的动能为、重力势能为、机械能为、速率为、位移为，在斜面上运动的时间为。在该物块从斜面底端滑上斜面到返回斜面底端的过程中，下列图像可能正确的是（   ） A．B．C． D． 6．如图所示，摆球质量为m，悬线的长为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球运动过程中空气阻力f的大小不变，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A．重力做功为mgL B．绳的拉力做功为0 C．空气阻力f做功为 D．外力做的总功为 7．“辘轳”是中国古代取水的重要设施，如图甲。在某次研学活动中，一种用电动机驱动的辘轳引发了同学们的兴趣。该种辘轳的工作原理简化图如图乙，已知转筒（辘轳）半径。在某次提水的过程中，电动机以恒定输出功率将质量为的水桶（含水）由静止开始竖直向上提起。圆筒转动的角速度随时间变化的图像如图丙。忽略转筒（辘轳）的质量以及所有摩擦阻力，取重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A．电动机的输出功率 B．内井绳对水桶的拉力逐渐增大 C．当角速度时，水桶的加速度大小为 D．内水桶上升的高度为 8．如图甲所示，物块从固定斜面底端以一定初速度冲上斜面，斜面与水平面之间的夹角为37°。取斜面底端所在平面为零势能面，物块动能随位移x变化的关系如图乙所示。取，，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A．物块与斜面之间的动摩擦因数为0.5 B．物块沿斜面向上运动的时间为1s C．上滑过程中，物块动能等于重力势能时，物块的动能为 D．下滑过程中，物块动能等于重力势能时，物块距斜面底端的距离为 9．人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型∶两人同时通过绳子对重物各施加一个力，力的大小均为500N，方向始终都与竖直方向成60°，重物离开地面20cm后人停止施力，最后重物自由下落把地面砸深5cm。已知重物的质量为40kg，g取10m/s2。空气阻力不计。下列说法正确的是（　　） A．两人拉力对重物做的总功为100J B．重物自由下落过程重力做功为80J C．重物刚接触地面时的速度大小为m/s D．地面对重物的平均阻力大小为4000N 10．人们用滑道从高处向低处运送货物，如图所示。可看作质点的货物从圆弧滑道顶端P点静止释放，沿滑道运动到圆弧末端Q点过程中克服阻力做的功为440J。已知货物质量为20，滑道高度h为4m，且过Q点的切线水平，重力加速度大小为10。在货物从P点运动到Q点的过程中，下列说法正确的是（    ） A．重力势能减少了360J B．到达Q点时的速度大小为6 C．重力做的功为800J D．重力的功率先增大后减小 二、非选择题（11题14分，12题15分，13题16分共45分） 11．图甲为某种简易轨道赛车的轨道图，图乙为拼接直轨道的直板，图丙为部分轨道的简化示意图。其中OA、BC、CD段为直轨道，由多个长为的直板拼接而成。AB为半圆形水平弯道，其半径，它能承受最大的侧向压力为；1和2为竖直平面内的圆轨道，圆轨道1的半径为，圆轨道2的半径。设赛车在水平轨道所受阻力恒为，不计竖直圆轨道对赛车的阻力，赛车的质量为。求： (1)赛车匀速过弯道AB的最大速度； (2)若BC段拼接了4块直板，某次赛车以的速度经过弯道，到B点后不施加动力，求赛车在该轨道1最低点时对轨道的压力大小； (3)接（2）问，求赛车最后停在轨道上的位置到B的距离x。 12．如图所示，某装置处于竖直平面内，该装置由弧形轨道、竖直螺旋圆形轨道，水平直轨道AF和传送带FG组成，且各处平滑连接。螺旋圆形轨道与弧形轨道相切于点，螺旋圆形轨道半径，长度，传送带长度足够长。现将质量的小滑块（视为质点）从弧形轨道距高的处由静止释放。滑块与轨道间的动摩擦因数，与传送带间的动摩擦因数未知，传送带始终以的速度逆时针匀速转动。不计空气阻力，弧形轨道和圆形轨道均可视为光滑，重力加速度取，求： (1)小滑块第一次运动到点时的速度大小； (2)滑块运动至圆轨道最高点点对轨道压力大小； (3)滑块最终停在距点多远处。 13．如图，质量为的小滑块（视为质点）在半径为R的四分之一光滑圆弧的最高点A，由静止开始释放，它运动到B点时速度为。当滑块经过B后立即将AB段圆弧轨道撤去。滑块在光滑水平面上运动一段距离后，通过换向轨道由C点过渡到倾角为、长的斜面CD上，CD之间铺了一层匀质特殊材料，其与滑块间的动摩擦因数可在 之间调节。斜面底部D点与光滑地面平滑相连，地面上一根轻弹簧一端固定在O点，自然状态下另一端恰好在D点。认为滑块在C、D两处换向时速度大小均不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取，，，不计空气阻力。 (1)求光滑圆弧的半径； (2)若设置，求弹簧的最大弹性势能； (3)若滑块最终停在D点，求μ的取值范围。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．C【详解】B．a、b绕同一转轴O转动，则角速度相等，B错误； A．根据可知，a、b的转动半径之比为3:2，则线速度大小之比为3:2，A错误； C．根据可知，a、b的向心加速度之比为3∶2，C正确； D．a、b的质量关系不确定，则不能确定动能之比，D错误。故选C。 2．D【详解】A．设小球落在斜面上时速度方向与水平方向成的夹角为，则有 由于角一定，所以一定，与小球的初速度无关，所以两次小球落到斜面时的速度方向相同，故A错误； B．平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，根据解得 根据题意可知，两次小球下降的高度之比为 解得运动时间之比为，故B错误； C．小球水平位移之比为 平抛运动水平方向有解得水平初速度之比为，故C错误； D．结合上述有 小球速度与水平方向夹角相等，小球落地斜面上的速度 可以解得速度之比为 则可以解得动能之比为1:2，故D正确。故选D。 3．C 【详解】A．设a球斜面倾角为，根据b球做竖直上抛运动，有c球做平抛运动，有所以c球运动时间最短，a球和b球运动时间无法确定，故A错误；B．重力做功为 由于下落高度相同，所以重力做功相等，故B错误； C．重力的平均功率 因为重力做功相同，c球运动时间最短，所以重力对小球c做功的平均功率最大，故C正确； D．重力做功的瞬时功率 由重力做功相同，落地前瞬间 所以故D错误。故选C。 4．B【详解】A．小球通过点后做平抛运动，则，解得通过C点时的速度大小为，故A错误； B．根据动能定理解得小球克服圆管的摩擦力做功为，故B正确； CD．假设小球通过点时管壁对小球有向上的支持力，则 可得，假设成立，根据牛顿第三定律，此时小球对圆管的压力大小为，方向竖直向下，故CD错误。 故选B。 5．A【详解】B．物块在斜面上运动时，上升过程中所受的合力 图像的斜率表示合外力，可知上升过程速度减小，合外力减小，斜率减小；下降过程中所受的合力 下降过程速度增大，合外力减小，斜率减小，且加速度没有突变，即斜率没有突变，故B错误； C．物块在斜面上运动时，上升过程中所受的合力 下降过程中所受的合力 可知上升的加速度大小大于下降的加速度，可知物块上滑到最高点所用的时间小于下滑到底端的时间，故C错误； D．物块沿斜面运动的过程中，由于阻力做负功，物块的机械能一直在减小，故D错误。 A．根据，上升过程中速度大，加速度大，斜率变化平缓，之后速度减小得快，加速度趋于，斜率绝对值变大；下降阶段，速度变大，加速度减小，可知斜率绝对值变小，故选A。 6．ABD【详解】A．重力在整个运动过程中始终不变，所以重力做功为，故A正确； B．因为绳子拉力在运动过程中始终与运动方向垂直，故绳子拉力对小球不做功，即，故B正确； C．阻力所做的总功等于每个小弧段上阻力所做功的代数和，即，故C错误； D．外力做的总功等于各个力做功的代数和，即，故D正确。故选ABD。 7．AD【详解】A．水桶被提起的最大速度为 电动机的输出功率为，故A正确； B．内速度增大，根据可知，拉力逐渐减小，故B错误； C．当角速度时，速度 水桶的加速度大小为，故C错误； D．0~4s内，根据动能定理有 0~4s内水桶上升的高度为 4s-6s内水桶上升的高度为 内水桶上升的高度为，故D正确；故选AD。 8．BD【详解】A．物块向上运动过程中，由动能定理得 物块向下运动过程中，由动能定理得 由题图乙知：，， 解得，，故A错误； B．物块向上运动的过程中，由牛顿第二定律得 由匀变速直线运动的规律得解得，故B正确； C．上滑过程中，设物块动能等于重力势能时，物块运动的位移大小为 由动能定理得 解得，故C错误； D．下滑过程中，物块动能等于重力势能时，设物块距斜面底端的距离为，由动能定理：。解得，故D正确。故选BD。 9．AC【详解】A．拉力总功为，故A正确； B．重物从开始拉到最高点有则重物自由下落过程重力做功为，故B错误； C．从开始拉到刚接触地面过程中，根据动能定理有解得，故C正确； D． 对全过程（从开始拉到最终静止在坑中）用动能定理，有 解得，故D错误；故选AC。 10．BCD【详解】A．从P点到Q点，货物下降了4m，则重力势能减少量为，故A错误； B．从P点到Q点，根据动能定理可得 代入数据解得，故B正确； C．重力所做的功等于重力势能减少量，为800J，故C正确； D．从P点到Q点过程中，货物所受重力不变，其竖直方向的速度先增大后减小，根据，则重力的功率先增大后减小，故D正确。故选BCD。 11．(1)10m/s(2)5.125N(3)0.875m 【详解】（1）在AB段，水平侧向力提供赛车做圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律可得解得 （2）在BC段，根据动能定理可得解得 根据牛顿第二定律有解得 根据牛顿第三定律可得赛车在该轨道1最低点时对轨道的压力大小为5.125N。 （3）从C点开始在圆轨道1上运动，当速度减小到0上升的高度为h，根据动能定理可得 解得 赛车到达轨道1后下滑进入CB轨道，在CB轨道，根据动能定理可得解得 赛车最后停在轨道上的位置到B的距离为 12．(1)(2)(3) 【详解】（1）从到，弧形轨道光滑，由动能定理可知，小滑块第一次运动到点时的速度大小满足 解得 （2）从到，圆轨道光滑，由动能定理可知，滑块运动至圆轨道最高点点的速度大小满足 解得 滑块运动至圆轨道最高点点时，受到轨道的弹力满足解得 根据第三定律，滑块对轨道的压力与轨道对滑块的弹力大小相等，满足 故滑块运动至圆轨道最高点点对轨道压力大小为 （3）滑块第一次通过到达点过程，根据动能定理有解得 由于 可知，滑块在传送带上先向右减速，后向左加速，最后以速度向左匀速运动，则有 滑块向左运动至点过程，根据动能定理有解得 滑块滑回螺旋圆形轨道后能上升的最大高度满足解得 由机械能守恒可知，滑块仍旧以相同的速度大小返回点，即 之后若滑块还能滑上传送带，因滑块滑上传送带的速度大小小于传送带的速度大小，由运动的对称性可知，滑块将以原速率返回，故传送带不做功，滑块的动能均因段的摩擦损耗而减小到0，根据动能定理有 解得 故滑块停止于被传送带运回，由返回至点的途中，距点的距离为 13．(1)(2)(3)或 【详解】（1）（1）滑块从A到B过程，根据机械能守恒定律得代入数据得 （2）已知，滑块的速度为零时弹簧弹性势能最大，由系统机械能守恒定律可知，弹簧最大弹性势能，代入数据得 （3）最终滑块停在D点有两种可能： a、滑块恰好能从C下滑到D，由动能定理得代入数据解得； b、当滑块恰好能返回C时，由动能定理得 代入数据解得  当滑块恰好静止在斜面上，则有 代入数据解得 综上所述，滑块不会回到BC平面上且最终滑块停在D点， μ的取值范围是或。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $