2027届高考物理二轮复习力学专题-专题四 功、功率、动能定理

**基本信息** 聚焦功、功率及动能定理，结合传送带运动、风力发电机、脐橙筛选等真实情境，通过模型建构与科学推理考查物理观念与综合应用能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|8题/32分|摩擦力做功、弹力功、功率计算|情境生活化（如脐橙筛选）、科技前沿（风力发电机）| |多选题|4题/16分|阻力与速度关系、机械能守恒|分层设计（基础判断与推理结合）| |解答题|4题/52分|动能定理、能量守恒、平抛运动|综合应用（如传送带能量转化、弹簧弹性势能）|

2027届高考物理二轮复习第一部分力学专题 专题四功、功率、动能定理同步练习 一、单选题 1．水平传送带匀速运动，将一物体无初速度地放置在传送带上，最终物体随传送带一起匀速运动。下列说法正确的是（　　） A．刚开始物体相对传送带向前运动 B．物体匀速运动过程中，受到静摩擦力 C．物体加速运动过程中，摩擦力对物体做负功 D．传送带运动速度越大，物体加速运动的时间越长 2．赣南脐橙，江西省赣州市特产。年产量达百万吨，但大小不一。为了筛选大小大致相同的脐橙，设计如图所示的橙子简易筛选装置，两根共面但不平行的直杆倾斜放置，橙子沿两杆向下运动，大、中、小橙落入不同区域的接收桶中，不计阻力，则（　　） A．离开杆后，大橙速度变化比小橙的快 B．杆对橙子的弹力不做功 C．橙子落入接收桶时一定在掉落点的正下方 D．离开杆后，橙子在空中做匀变速直线运动 3．某校高一年级某班同学做了如图所示实验，长为的木板水平放置，在木板的端放置一个质量为的小物块，现缓慢地抬高端，使木板以左端为轴转动，转至与水平面的夹角为（弧度），在整个过程中，小物块与木板保持相对静止。下列说法正确的是（     ） A．摩擦力对小物块做功为零 B．摩擦力对小物块做功为 C．支持力对小物块做功为零 D．支持力对小物块做功为 4．某兴趣小组遥控一辆玩具车，使其在水平路面上由静止启动，在前内做匀加速直线运动，末达到额定功率，到保持额定功率运动，末停止遥控，让玩具车自由滑行，其 图像如图所示。可认为整个过程玩具车所受阻力大小不变，已知玩具车的质量为，（取），则（　　） A．玩具车所受阻力大小为 B．玩具车在4s末牵引力的瞬时功率为8W C．玩具车在2到10秒内位移的大小为 D．玩具车整个过程的位移为 5．如图是我国自主研发的全球最大海上风力发电机，其叶片转动时可形成直径的圆面。某时间内该地区的风速是，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，完整转一圈产生电能，已知空气的密度为，假如这个风力发电机能将此圆内40%的空气动能转化为电能。下列估算正确的是（　　） A．叶轮的转速约为 B．发电机的发电功率约 C．叶尖线速度大小约 D．叶轮完整转一圈冲击叶片圆面的空气动能约 6．如图，光滑的细杆与水平方向成角固定放置，不可伸长的轻质细线跨过两个轻质定滑轮，将质量为的小球与质量为的物块连接。小球套在细杆上由静止开始上滑，当运动到线与杆之间的夹角为的点时，，方向沿杆斜向上；当运动到点时，线与杆垂直。已知、间的距离为，重力加速度为，细线一直处于伸直状态，整个过程中物块没有落地，，，下列说法正确的是（     ） A．当小球运动到点时，物块速率最大 B．当小球在点时，物块的速度大小为 C．小球从点运动到点，系统总重力势能的减小量为 D．小球从点运动到点，细线对小球做的功为 7．物体只在重力和空气阻力作用下的运动轨迹如图所示，已知物体的质量为，所受空气阻力与速率成正比，，方向与速度方向相反，抛出瞬间速度大小为，与水平方向的夹角为，落地瞬间速度大小为，与水平方向的夹角为。关于物体从抛出到落地的整个过程，下列说法正确的是（     ） A．物体经过最高点时速率最小 B．空气阻力对物体做功为 C．物体的水平射程为 D．物体在空中飞行的时间为 8．如图甲所示，竖直平面内，一足够长的水平轨道OP与光滑半圆形轨道PNM在P点平滑连接，固定在水平地面上。可视为质点的A、B两小物块靠在一起，静置于轨道左端。时刻用一水平向右的推力作用在A上，使A、B向右运动。F随变化的图像如图乙所示。已知A、B质量均为，A与水平轨道间的动摩擦因数为0.2，B与水平轨道间的摩擦不计，不计空气阻力，重力加速度大小取。则下列说法正确的是（     ） A．在时与分离 B．若B恰能运动到M点，则半圆形轨道半径为 C．两物块分离前B的位移等于7m D．两物块分离前A对B的弹力做的功为4J 二、多选题 9．某个雨滴从空中（高度足够高）由静止开始下落，在速度不太大时，其受到的阻力与速率成正比，即，其中。雨滴下落过程中，其速度v变化的图像如图所示。重力加速度取。下列说法正确的是（     ） A．雨滴所能达到的最大速度为 B．雨滴的质量为 C．当重力功率为时，雨滴受到的阻力为 D．当雨滴速度为时，其动能增加最快 10．如图所示，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为R。bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平恒力作用，自a点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g，不计空气阻力。关于小球从a点开始运 动到其轨迹最高点的过程，下列说法正确的是（     ） A．小球重力势能增加 B．小球重力势能增加 C．小球运动到圆弧轨道最低点b时对轨道的压力大小为mg D．小球运动到圆弧轨道最高点c时对轨道的压力大小为3mg 11．如图，在竖直平面内有一个半径为且光滑的四分之一圆弧槽轨道，轨道下端与水平面相切，光滑且长度大于，点右边粗糙程度相同且足够长。现用手捏住一根长为的匀质细杆的上端，使细杆的下端与点等高，然后由静止释放细杆，让细杆保持沿轨道内下滑。不计空气阻力及细杆与圆弧轨道的撞击，重力加速度为，下列说法正确的是（     ） A．细杆前端到达点时的速度大小为 B．细杆前端在过点后，一直做匀减速运动 C．若细杆前端在过点后，滑行距离后停下，且，细杆与粗糙平面间的动摩擦因数为 D．若细杆前端在过点后，滑行距离后停下，且，细杆与粗糙平面间的动摩擦因数为 12．如图所示，顶端带有光滑定滑轮的水平平台固定在水平地面上，质量均为的小球、之间用劲度系数为的轻质弹簧连接，用一根不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮连接物块和小球。初始时、之间的轻绳恰好伸直且无弹力作用。和水平面间的动摩擦因数为，的质量为，在上作用一水平恒力，作用一段距离后撤去，之后、继续运动，当、速度减为零时，物体刚好不离开地面。已知当地的重力加速度为，则从静止开始到物体刚好不离开地面的过程中（     ） A．弹簧弹力对做功为0 B．的最大加速度为 C．力作用的距离为 D．物体一定不能返回 三、解答题 13．地面上静止一质量为的物体，用起重机将它竖直向上匀加速提升到的高处，物体在这段上升过程中，起重机钢绳对它的拉力。取，将物体视为质点。 (1)求钢绳的拉力F所做的功WF； (2)选择地面为参考平面，求物体在处的重力势能Ep； (3)求物体在处的动能Ek。 14．中国无人机在全球市场中占据领先地位。如图甲，无人机从地面上由静止沿竖直方向向上运动，为高层住宅用户配送质量为4kg的包裹，到达目标高度后悬停，此过程无人机运动的速度一时间图像如图乙所示。重力加速度g取10m/s2，求： (1)t=8s时包裹的加速度大小和方向及目标高度h； (2)t=12s时包裹克服重力做功的功率P。 15．如图所示，长度为L的粗糙水平面与竖直面内半径为R的光滑半圆形轨道BC在轨道最低点B平滑相接，一质量为m=0.2kg的小滑块（可视为质点）靠在轻弹簧右端原长位置A（弹簧与物块不连接），弹簧的左端固定在竖直墙壁上。现用物块压缩弹簧并锁定，解除锁定后物块被弹出，经过B点后沿半圆轨道恰好能通过最高点C。已知，，A点左侧的水平面光滑，小滑块与轨道间的动摩擦因数，不计空气阻力，。求： (1)小滑块落至水平面上的位置距离B点多远？ (2)小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小F； (3)弹簧被锁定时储存的弹性势能。 16．一倾斜传送带装置如图所示，AB区域的长度为6 m，倾角，工作时传送带向上运行的速度保持不变。现将质量均为的小货箱（可视为质点）逐个地从A处轻放到传送带上，放置小货箱的时间间隔均为，放置时初速度为零，小货箱一到达B处立即被取走。已知小货箱刚放在A处时，前方相邻的小货箱还处于匀加速运动阶段，此时两者相距，传送带装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处摩擦，取。 (1)求小货箱在传送带上匀加速运动阶段的加速度大小； (2)求每运送一个小货箱电动机对外多消耗的电能； (3)第一个箱子到达顶端后，求电动机的平均输出功率。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B A A B D D B AD BD 题号 11 12 答案 AD AC 13．(1)2.1×105J (2)2.0×105J (3)1.0×104J 【详解】（1）钢绳的拉力F所做的功为 （2）物体在处的重力势能为 （3）根据动能定理 代入数据可得物体在处的动能 14．(1)，方向竖直向上， (2) 【详解】（1）t=8s时，包裹处于的加速上升阶段，则其加速度大小为 方向竖直向上；图像与坐标轴围成的面积表示位移，所以内图线与坐标轴围成的面积就是目标的高度。已知内无人机上升的高度为 内无人机上升的高度为 内无人机上升的高度为 所以目标高度为 （2）t=12s时，包裹处于的加速阶段，速度大小为 则t=12s时包裹克服重力做功的功率为 15．(1)1.8m (2) (3) 【详解】（1）小滑块恰好能通过最高点C，根据牛顿第二定律有 解得 小滑块从C点飞出后做平抛运动 竖直方向有 水平方向有 解得x=1.8m （2）从B点到C点应用动能定理 在B点由牛顿第二定律有 根据牛顿第三定律可得小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小 （3）根据机械能守恒定律有 解得 16．(1) (2) (3) 【详解】（1）小货箱刚放在处时，前方相邻的小货箱已经运动了时间，有 解得加速度大小 （2）设货箱受到的滑动摩擦力大小为，由牛顿第二定律得 解得 每运送一个箱子产生的热量为 货箱匀加速运动阶段的时间 此阶段传送带运动距离 小货箱移动的距离， 根据能量关系，电机多消耗的电能等于摩擦产生的热、小货箱动能增加量、重力势能增加量三部分，即 解得 （3）放置小货箱的时间间隔为，则每隔时间T就有一个小货箱到达处，则每个T的时间间隔电机对外做功 电动机的平均输出功率 学科网（北京）股份有限公司 $