2025届鲁科版高考物理一轮复习专练：功和机械能（含解析）

2025届高考物理一轮复习鲁科版专题练：功和机械能

一、单选题

1.一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间/的变化如

图所示。假定汽车所受阻力的大小/恒定不变。下列描述该汽车的速度v随时间/变化

的图线中，可能正确的是（）

2.一个质量为机的小球做自由落体运动，那么，在前/秒内重力对它做功的平均功率

齐及在/秒末重力做功的瞬时功率P分别为（/秒末小球未着地）（）

A.P=mg2t2,P=gmg2t2B.P=mg2t2,P=mg2t2

2

C.P=^mgt,P=mg2tD.P=mg2t,P=2mg2t

3.如图，小车向右做勾加速直线运动，人站在车厢里向前推车并与车保持相对静止,

则下列说法正确的是（）

A.人对车厢做正功B.人对车厢做负功C.摩擦力对人做负功D.人对车厢不做功

4.如图所示，甲、乙、丙三个光滑斜面的高度相同、倾角不同，用<%<4,现让完

全相同的物块沿斜面由静止从顶端运动到底端。关于物块沿不同斜面运动时重力做功

W和重力做功的平均功率P,下列说法正确的是（）

B.%=%=嚓c.偏=七=七D.编〉七〉小

5.在下列运动中，物体的机械能守恒的是（）

A.树叶从高处飘落B.石块在水中下沉

C.铅球沿光滑的斜面下滑D.孔明灯在空中匀速上升

6.汽车速度为v时，动能为后一当速度为2V时，汽车的动能为（）

A.^EkB.EkC.2EkD.4Ek

7.如图所示，汽车上坡时司机要用“换挡”的方法来（）

A.减小速度，得到较大的牵引力B.增大速度，得到较大的牵引力

C.增大速度，得到较小的牵引力D.减小速度，得到较小的牵引力

8.一个质量为50千克的人乘坐电梯,由静止开始上升。整个过程电梯对人做功的功

率图像如图所示。其中0〜2s做匀加速直线运动，2s〜5s做匀速直线运动，5s〜9s做匀

减速直线运动，g=10m/s2,则下列说法正确的是（）

A.0~2s内电梯加速上升1m

B.在5s~9s内电梯上升2nl

C.电梯加速运动过程中对人所做的功大于减速阶段对人所做的功

D.电梯加速运动过程中对人所做的功小于减速阶段对人所做的功

9.如图所示，下列判断正确的是（）

甲乙丙丁

A.甲图中，从光滑滑梯上加速下滑的小朋友机械能不守恒

B.乙图中，在匀速转动的摩天轮中的游客机械能守恒

C.丙图中，在光滑的水平面上，小球的机械能守恒

D.丁图中，气球匀速上升时，机械能不守恒

10.一个0.1kg的球从1.8m的高处落到地上又弹回到的1m高度，选下落起点为参考

面（g=10m/s2）下列说法正确的是（）

A.整个过程重力做功为1.8JB.整个过程重力做了1J的功

C.物体的重力势能一定减少了0.8JD.物体在地面时的重力势能为0

11.托球跑是校运动会趣味项目，如图所示，某段时间内乒乓球相对球拍静止一起水

平向右匀速直线运动，此过程中（）

A.重力对乒乓球做负功B.支持力对乒乓球做正功

C.空气阻力对乒乓球不做功D.乒乓球所受合力做正功

12.如图所示，水平路面上有一辆小汽车，车厢中人正用力向前推车厢，人与车相对

静止一起向前做匀减速运动。下列说法正确的是（）

A.人对车做正功

B.人对车做的功为零

C.车对人做的功为零

D.人对车做的功的绝对值大于车对人做的功的绝对值

二、多选题

13.如图所示，两质量相同的小球AB,分别用轻绳悬挂在等高的&两点，A球

的悬线比3球的悬线长，把两球的悬线均拉到水平位置无初速释放，则小球经最低点

时（取悬线水平时所在的平面为零势能面）（）

O,AO,B

I-------------o---I------o

II

II

II

II

II

II

I：5I

I

b

A.A球的速度大于3球的速度

B.A球对绳的拉力大于5球对绳的拉力

C.A球的向心加速度大于3球的向心加速度

D.A球的机械能等于3球的机械能

14.在校运动会的铅球项目比赛中，一名高一年级的参赛同学投掷铅球，如图所示。

他以12m/s的初速度斜向上抛出一重为50N的铅球，铅球速度与水平方向的夹角为

30°,铅球出手时距地面高度为1.8米（不计空气阻力，取g=10m/s2,正=1.414）。则

A.铅球从抛出点到最高点的竖直高度为1.8m

B.铅球全程所用时间约为0.85s

C.铅球运动过程中重力的平均功率为62.1W

D.铅球落地前瞬间重力的瞬时功率约为150W

15.如图所示，固定的光滑细杆与水平面的夹角为53。，质量机的圆环套在杆上，圆

环用不可伸长的轻绳通过光滑定滑轮与质量M的物块相连，M=2m.开始时圆环位于

A位置，连接圆环的轻绳水平，长为5m,C为杆上一点，OC垂直于杆。现将

圆环由静止释放，圆环向下运动并经过C至最低点3(图中未画出)。重力加速度g

MZ10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6,则()

A.圆环运动到C点时，绳子拉力等于Mg

B.圆环到达C位置时的速度为v=2叵m/s

C.AC间距离小于间距离

D.圆环从A运动到C的过程中，物块动能一直增大

三、填空题

16.如图，43滑块分别穿在两根水平和竖直杆上，3的质量是A的2倍，且可看做

质点，并由一不可伸长的轻细绳相连。开始时细绳水平伸直，43静止。现由静止释

放B,当细绳与竖直方向的夹角为60。时，滑块3沿着竖直杆下滑的速度大小为v,此

时A的速度大小为,连接43的绳长为。不计一切摩擦，重力加速度为

g。

17.用如图所示的装置验证机械能守恒定律，并测量小钢球的质量.将拉力传感器固定

在天花板上，一根轻质细线一端连接在传感器上，另一端连接直径为d的小钢球，悬

点与小钢球之间的细线的长度为,在传感器的正下方安装一个光电门.现拉起

小钢球从与悬点等高处由静止释放（细线伸直），小钢球做圆周运动，运动到最低点

能通过光电门，测得小钢球通过光电门的时间为力当地重力加速度大小为g,回答下

列问题：

h质力传感器

一口光电门

（1）小钢球通过光电门时的速度大小为,若工=（用g、d、。表

示），则小钢球下落过程中机械能守恒.

（2）改变悬点与小钢球之间的细线的长度3当小钢球运动到最低点时，读出拉力传

感器的示数R重复上面的实验过程，根据实验数据绘出的L-g图像是一条过原点、

斜率为左的倾斜直线.通过数据发现，悬点与小钢球之间的细线越长，小钢球运动到最

低点时，通过光电门的时间（填“越长”“越短”或“不变”），拉力传感

器的示数（填“越大”“越小”或“不变”）.若某次实验时，拉力传感器的

示数为或，则小钢球的质量为（用底F。、d表示）.

四、计算题

18.如图所示，将一质量加=0.2g的带负电荷的小球A用绝缘线挂起来，用带电荷量

%=4.0x10-8（2的小球3靠近A,当A球静止时悬线与竖直方向成45。角，此时两球位

于同一水平面上，相距r=30cm。重力加速度g=10m/s2，静电力常量

A;=9.0xl09Nm2/C2»求:

（1）A球受到的库仑力大小；

（2）A球所带电荷量；

（3）此时3球在A球平衡处产生的电场强度的大小。

参考答案

1.答案：A

解析：由P-/图像可知，0~4内汽车以恒定功率耳行驶，4内汽车以恒定功率鸟

行驶。设汽车所受牵引力为己则由

P=Fv

可知当n增加时，R减小，由

可知当v增加时，。减小，根据V7图像的斜率表示加速度，图A符合要求。

故选Ao

2.答案：C

解析：前/秒内重力做功的平均功率

t

W=mgh

712

h=ggt

解得

-1

P=—mg9t

/秒末重力做功的瞬时功率

P=Fv=mg-gt=mg2t

故选c。

3.答案：B

解析：C.对人受力分析如图所示

由牛顿第二定律可得/-尸=〃2a则摩擦力对人做正功，所以C错误；ABD.车厢对人水

平方向的力等于人所受的合力，车厢对人的支持力不做功，所以车厢对人做正功，根

据牛顿第三定律可知，人对车水平方向的合力与车的运动方向相反，人对车的压力不

做功，所以人对车的力做负功，则B正确；AD错误；故选B。

4.答案：B

解析：AB.三个物体下降的高度相同，根据

W=mgh

可知重力做功相同，A错误，B正确；

CD.根据牛顿第二定律得，物体下滑的加速度

a=gsin0

根据

h1

-------—at2

sin。2

得

_I2h1巨

,gsin20sin，1g

因为a<%<a，则%〉£2〉/3，根据

t

知

《<当</

CD错误。

故选B。

5.答案：C

解析：A.树叶从高处飘落，空气阻力对树叶做功，机械能不守恒，故A错误；B.石块

在水中下沉，阻力和浮力对石块做功，机械能不守恒，故B错误；C.铅球沿光滑的斜

面下滑，只有重力做功，机械能守恒，故C正确；D.孔明灯在空中匀速上升，动能不

变、重力势能增大，机械能增大，故D错误。故选C。

6.答案：D

解析：

11

汽车速度为V时，动能线=5神2；当速度为2V时，汽车的动能现=万加（2丫）9-=4稣,

故D正确，ABC错误。

7.答案：A

解析：由P=a可知，在功率一定的情况下，当速度减小时，汽车的牵引力就会增

大，此时更容易上坡，所以A正确，BCD错误。故选A。

8.答案：D

解析：AB.在2s~5s内功率恒定，故此时拉力等于重力，物体匀速运动，由「=〃28丫得

v=—=77T^=2m/s-0~2s内，根据位移与平均速度的关系有x=4v/=2m，同

mg50x102

理在5s~9s内电梯上升x'=g"=4m,故AB错误；CD.根据动能定理可知加速过程中

有皿一根?％=?〃丫2,减速过程中有W'—7〃gx'=0—gmy2,解得W=n00J<W=1900J,

故C错误，D正确；故选D。

9.答案：D

解析：A.甲图中，从滑梯上加速下滑的小朋友可能受到阻力作用，且阻力做负功，机

械能不守恒，故A正确；

B.乙图中，在匀速转动的摩天轮中的游客动能不变，重力势能时刻变化，机械能不守

恒，故B错误；

C.丙图中，在光滑的水平面上，小球和弹簧系统所受外力均不做功，而系统内只有弹

力做功，所以系统机械能守恒，故C正确；

D.丁图中，气球匀速上升时，动能不变，重力势能增大，机械能不守恒，故D正确。

本题选错误的，故选D。

10.答案：C

解析：ABC.整个过程重力做功为%=7〃g/i=O.lxlOxO.8J=O.8J所以物体的重力势能减

少了0.8J。故AB错误，C正确；D.物体在地面时的重力势能为"=-mg/z=-1.8J故D

错误，故选C。

11.答案：B

解析：A.重力始终与乒乓球位移方向垂直，而根据功的计算公式W=ELcos。则可知重

力在此过程中不做功，故A错误;B.在此过程中，支持力与平抛球位移之间的夹角为锐

角，则根据功的计算公式可知，支持力对乒乓球做正功，故B正确;C.在此过程中，空

气阻力的方向与乒乓球位移的方向相反，则根据功的计算公式可知，空气阻力对乒乓

球做负功，故C错误;D.乒乓球做匀速直线运动，则可知乒乓球所受合力为零，则可知

乒乓球所受合力做功为零，故D错误。故选B。

12.答案：A

解析：ABC•车和人匀减速向左运动，故对人分析可知，人受到的合外力向右；由于人

向左运动，故车厢对人做负功；对车分析可知，人对车的作用力向左：则人对车的作

用力与运动方向相同，故人对车厢做正功，故意A正确，BC错误。D.人对车的作用

力与车对人的作用力等大反向。且人和车的位移相等，可知人对车做的功的绝对值等

于车对人做的功的绝对值，选项D错误，故选A。

13.答案：AD

解析：AD.取悬线水平时所在的平面为零势能面，则43两球的重力势能均为零，由

于二者开始时的动能也为零，且在下落过程均只有重力做功，它们的机械能守恒，所

以二者的机械能相等，均为零。设小球的质量为内悬线长为3运动到最低点时的

速度大小为v,则有

12

Q=—mgL+—mv

得V=

由于A球的悬线比3球的悬线长，可知小球经最低点时，A球的速度大于3球的速

度，故AD正确；

BC.在最低点时，二者的向心加速度大小为

V2

a2

n=—L=g

二者的向心加速度大小相等，根据牛顿第二定律有

F-mg=man

可得小球经最低点时，悬线对小球的拉力大小为

F=3mg

根据牛顿第三定律，可知小球对悬线的拉力大小为3mg,所以悬线对两小球的拉力大

小相等，故BC错误。

故选ADo

14.答案：AC

解析：A.铅球从抛出点到最高点的竖直高度为/z=(%sm300)=i.8m选项A正确;B.

2g

上升的时间％=JF=0.6S下落的时间为弓=o.6j5s铅球全程所用时间约为

t=J+弓=L45s选项B错误；C.铅球运动过程中重力的平均功率为

P=皿=迎空w=62.1W选项C正确;D.铅球落地前瞬间竖直方向的瞬时速度

t1.45

vv=12g(h+h)=60m/s重力的瞬时功率约为P=mgvy=424.2W，选项D错误。故选

ACo

15.答案：BC

解析：A.因为。C垂直于杆，所以在C点圆环沿着绳的方向速度等于零，则物块的速

度等于零，但是有向上的加速度，所以绳子拉力大于Mg,故A错误；

B.根据机械能守恒得

A/g(OA-OC)+zngxACxsin53°=-^mv2

根据几何知识有

OC=Q4sin53°=4m,AC=Q4cos53°=3m

解得圆环到达C位置时，圆环的速度为

v=2^/5^m/s

故B正确；

C.从A运动到3的过程中，圆环和物体的机械能守恒，圆环沿杆下滑到最低点3,在

该点圆环和物块的速度都等于零，圆环的重力势能减少了，物块的重力势能必然增

加，所以物块上升，贝所以有AC<C3,故C正确；

D.因为。C垂直于杆，所以在C点圆环沿着绳的方向速度等于零，则物块的速度等于

零，圆环从A运动到C的过程中，物块下降，速度先增大再减小，动能先增大后减

小，故D错误。

故选BCo

16.答案：1丫；Z2L

36g

解析：根据题意，将48的速度分解为沿绳的方向和垂直于绳子的方向，如图所示

则有m=咳cos30。，％=vcos60。，崂1=匕，解得根据题意，设3滑块下

3

降的高度为〃，整个过程系统的机械能守恒，