2019-2023年高考物理分類匯編 專題7 功和能

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?2019-2023年高考物理分類匯編專題7功和能

一、單選題
1．（2023·浙江·高考真題）一位游客正在體驗蹦極，綁上蹦極專用的橡皮繩后從跳臺縱身而下。游客從跳臺下落直到最低點過程中（　?。?br /> A．彈性勢能減小 B．重力勢能減小
C．機械能保持不變 D．繩一繃緊動能就開始減小
【答案】B
【詳解】游客從跳臺下落，開始階段橡皮繩未拉直，只受重力作用做勻加速運動，下落到一定高度時橡皮繩開始繃緊，游客受重力和向上的彈力作用，彈力從零逐漸增大，游客所受合力先向下減小后向上增大，速度先增大后減小，到最低點時速度減小到零，彈力達到最大值。
A．橡皮繩繃緊后彈性勢能一直增大，A錯誤；
B．游客高度一直降低，重力一直做正功，重力勢能一直減小，B正確；
C．下落階段橡皮繩對游客做負功，游客機械能減少，轉(zhuǎn)化為彈性勢能，C錯誤；
D．繩剛繃緊開始一段時間內(nèi)，彈力小于重力，合力向下做正功，游客動能在增加；當彈力大于重力后，合力向上對游客做負功，游客動能逐漸減小，D錯誤。
故選B。
2．（2022·福建·高考真題）福建土樓兼具居住和防御的功能，承啟樓是圓形土樓的典型代表，如圖（a）所示。承啟樓外樓共四層，各樓層高度如圖（b）所示。同一樓層內(nèi)部通過直徑約的圓形廊道連接。若將質(zhì)量為的防御物資先從二樓倉庫搬到四樓樓梯口M處，再用沿廊道運送到N處，如圖（c）所示。重力加速度大小取，則（　?。?br />
A．該物資從二樓地面被運送到四樓M處的過程中，克服重力所做的功為
B．該物資從M處被運送到N處的過程中，克服重力所做的功為
C．從M處沿圓形廊道運動到N處，位移大小為
D．從M處沿圓形廊道運動到N處，平均速率為
【答案】A
【詳解】A．該物資從二樓地面被運送到四樓M處的過程中，克服重力所做的功為

故A正確；
B．該物資從M處被運送到N處的過程中，由于M、N高度差為零，所以克服重力做功為零，故B錯誤；
C．從M處沿圓形廊道運動到N處，位移大小為，故C錯誤；
D．從M處沿圓形廊道運動到N處，平均速率為

故D錯誤。
故選A。
3．（2022·江蘇·高考真題）某滑雪賽道如圖所示，滑雪運動員從靜止開始沿斜面下滑，經(jīng)圓弧滑道起跳。將運動員視為質(zhì)點，不計摩擦力及空氣阻力，此過程中，運動員的動能與水平位移x的關(guān)系圖像正確的是（　　）

A． B．
C． D．
【答案】A
【詳解】設(shè)斜面傾角為θ，不計摩擦力和空氣阻力，由題意可知運動員在沿斜面下滑過程中根據(jù)動能定理有

即

下滑過程中開始階段傾角θ不變，Ek-x圖像為一條直線；經(jīng)過圓弧軌道過程中θ先減小后增大，即圖像斜率先減小后增大。
故選A。
4．（2022·江蘇·高考真題）如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與物塊A連接在一起，處于壓縮狀態(tài)，A由靜止釋放后沿斜面向上運動到最大位移時，立即將物塊B輕放在A右側(cè)，A、B由靜止開始一起沿斜面向下運動，下滑過程中A、B始終不分離，當A回到初始位置時速度為零，A、B與斜面間的動摩擦因數(shù)相同、彈簧未超過彈性限度，則（　　）

A．當上滑到最大位移的一半時，A的加速度方向沿斜面向下
B．A上滑時、彈簧的彈力方向不發(fā)生變化
C．下滑時，B對A的壓力先減小后增大
D．整個過程中A、B克服摩擦力所做的總功大于B的重力勢能減小量
【答案】B
【詳解】B．由于A、B在下滑過程中不分離，設(shè)在最高點的彈力為F，方向沿斜面向下為正方向，斜面傾角為θ，AB之間的彈力為FAB，摩擦因素為μ，剛下滑時根據(jù)牛頓第二定律對AB有

對B有

聯(lián)立可得

由于A對B的彈力FAB方向沿斜面向上，故可知在最高點F的方向沿斜面向上；由于在最開始彈簧彈力也是沿斜面向上的，彈簧一直處于壓縮狀態(tài)，所以A上滑時、彈簧的彈力方向一直沿斜面向上，不發(fā)生變化，故B正確；
A．設(shè)彈簧原長在O點，A剛開始運動時距離O點為x1，A運動到最高點時距離O點為x2；下滑過程AB不分離，則彈簧一直處于壓縮狀態(tài)，上滑過程根據(jù)能量守恒定律可得

化簡得

當位移為最大位移的一半時有

帶入k值可知F合=0，即此時加速度為0，故A錯誤；
C．根據(jù)B的分析可知

再結(jié)合B選項的結(jié)論可知下滑過程中F向上且逐漸變大，則下滑過程FAB逐漸變大，根據(jù)牛頓第三定律可知B對A的壓力逐漸變大，故C錯誤；
D．整個過程中彈力做的功為0，A重力做的功為0，當A回到初始位置時速度為零，根據(jù)功能關(guān)系可知整個過程中A、B克服摩擦力所做的總功等于B的重力勢能減小量，故D錯誤。
故選B。
5．（2022·湖北·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，質(zhì)量分別為m和2m的小物塊Р和Q，用輕質(zhì)彈簧連接后放在水平地面上，Р通過一根水平輕繩連接到墻上。P的下表面光滑，Q與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。用水平拉力將Q向右緩慢拉開一段距離，撤去拉力后，Q恰好能保持靜止。彈簧形變始終在彈性限度內(nèi)，彈簧的勁度系數(shù)為k，重力加速度大小為g。若剪斷輕繩，Р在隨后的運動過程中相對于其初始位置的最大位移大小為（　?。?br />
A．μmgk B． C． D．
【答案】C
【詳解】Q恰好能保持靜止時，設(shè)彈簧的伸長量為x，滿足

若剪斷輕繩后，物塊P與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，彈簧的最大壓縮量也為x，因此Р相對于其初始位置的最大位移大小為

故選C。
6．（2022·浙江·統(tǒng)考高考真題）小明用額定功率為、最大拉力為的提升裝置，把靜置于地面的質(zhì)量為的重物豎直提升到高為的平臺，先加速再勻速，最后做加速度大小不超過的勻減速運動，到達平臺的速度剛好為零，取，則提升重物的最短時間為（　?。?br /> A．13.2s B．14.2s C．15.5s D．17.0s
【答案】C
【詳解】為了以最短時間提升重物，一開始先以最大拉力拉重物做勻加速上升，當功率達到額定功率時，保持功率不變直到重物達到最大速度，接著做勻速運動，最后以最大加速度做勻減速上升至平臺速度剛好為零，重物在第一階段做勻加速上升過程，根據(jù)牛頓第二定律可得

當功率達到額定功率時，設(shè)重物的速度為，則有

此過程所用時間和上升高度分別為


重物以最大速度勻速時，有

重物最后以最大加速度做勻減速運動的時間和上升高度分別為


設(shè)重物從結(jié)束勻加速運動到開始做勻減速運動所用時間為，該過程根據(jù)動能定理可得

又

聯(lián)立解得

故提升重物的最短時間為

C正確，ABD錯誤；
故選C。
7．（2022·浙江·統(tǒng)考高考真題）風力發(fā)電已成為我國實現(xiàn)“雙碳”目標的重要途徑之一。如圖所示，風力發(fā)電機是一種將風能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某風力發(fā)電機在風速為時，輸出電功率為，風速在范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)化效率可視為不變。該風機葉片旋轉(zhuǎn)一周掃過的面積為，空氣密度為，風場風速為，并保持風正面吹向葉片。下列說法正確的是（　?。?br />
A．該風力發(fā)電機的輸出電功率與風速成正比
B．單位時間流過面積的流動空氣動能為
C．若每天平均有的風能資源，則每天發(fā)電量為
D．若風場每年有風速在范圍內(nèi)，則該發(fā)電機年發(fā)電量至少為
【答案】D
【詳解】AB．單位時間流過面積的流動空氣體積為

單位時間流過面積的流動空氣質(zhì)量為

單位時間流過面積的流動空氣動能為

風速在范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)化效率可視為不變，可知該風力發(fā)電機的輸出電功率與風速的三次方成正比，AB錯誤；
C．由于風力發(fā)電存在轉(zhuǎn)化效率，若每天平均有的風能資源，則每天發(fā)電量應滿足

C錯誤；
D．若風場每年有風速在的風能資源，當風速取最小值時，該發(fā)電機年發(fā)電量具有最小值，根據(jù)題意，風速為時，輸出電功率為，風速在范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)化效率可視為不變，可知風速為時，輸出電功率為

則該發(fā)電機年發(fā)電量至少為

D正確；
故選D。
8．（2022·全國·統(tǒng)考高考真題）固定于豎直平面內(nèi)的光滑大圓環(huán)上套有一個小環(huán)，小環(huán)從大圓環(huán)頂端P點由靜止開始自由下滑，在下滑過程中，小環(huán)的速率正比于（　?。?br />
A．它滑過的弧長
B．它下降的高度
C．它到P點的距離
D．它與P點的連線掃過的面積
【答案】C
【詳解】如圖所示

設(shè)圓環(huán)下降的高度為，圓環(huán)的半徑為，它到P點的距離為，根據(jù)機械能守恒定律得

由幾何關(guān)系可得


聯(lián)立可得

可得

故C正確，ABD錯誤。
故選C。

9．（2022·浙江·統(tǒng)考高考真題）某節(jié)水噴灌系統(tǒng)如圖所示，水以的速度水平噴出，每秒噴出水的質(zhì)量為2.0kg。噴出的水是從井下抽取的，噴口離水面的高度保持H=3.75m不變。水泵由電動機帶動，電動機正常工作時，輸入電壓為220V，輸入電流為2.0A。不計電動機的摩擦損耗，電動機的輸出功率等于水泵所需要的輸入功率。已知水泵的抽水效率（水泵的輸出功率與輸入功率之比）為75%，忽略水在管道中運動的機械能損失，則（　　）

A．每秒水泵對水做功為75J
B．每秒水泵對水做功為225J
C．水泵輸入功率為440W
D．電動機線圈的電阻為10
【答案】D
【詳解】AB．每秒噴出水的質(zhì)量為,抽水增加了水的重力勢能和動能，則每秒水泵對水做功為

故AB錯誤；
C．水泵的輸出能量轉(zhuǎn)化為水的機械能，則

而水泵的抽水效率（水泵的輸出功率與輸入功率之比）為75%，則

故C錯誤；
D．電動機的輸出功率等于水泵所需要的輸入功率，則電動機的機械功率為

而電動機的電功率為

由能量守恒可知

聯(lián)立解得

故D正確；
故選D。
10．（2021·重慶·高考真題）如圖所示，豎直平面內(nèi)有兩個半徑為R，而內(nèi)壁光滑的圓弧軌道，固定在豎直平面內(nèi)，地面水平，、O'為兩圓弧的圓心，兩圓弧相切于N點。一小物塊從左側(cè)圓弧最高處靜止釋放，當通過N點時，速度大小為（重力加速度為g）（　　）

A． B． C． D．
【答案】D
【詳解】圖中連線與水平方向的夾角，由幾何關(guān)系可得

可得

設(shè)小物塊通過N點時速度為v，小物塊從左側(cè)圓弧最高點靜止釋放，由機械能守恒定律可知

解得

故D正確，ABC錯誤。
故選D。
11．（2021·海南·高考真題）水上樂園有一末段水平的滑梯，人從滑梯頂端由靜止開始滑下后落入水中。如圖所示，滑梯頂端到末端的高度，末端到水面的高度。取重力加速度，將人視為質(zhì)點，不計摩擦和空氣阻力。則人的落水點到滑梯末端的水平距離為（　?。?br />
A． B． C． D．
【答案】A
【詳解】人從滑梯由靜止滑到滑梯末端速度為，根據(jù)機械能守恒定律可知

解得

從滑梯末端水平飛出后做平拋運動，豎直方向做自由落體運動，根據(jù)可知落水時間為

水平方向做勻速直線運動，則人的落水點距離滑梯末端的水平距離為

故選A。
12．（2021·湖北·統(tǒng)考高考真題）如圖（a）所示，一物塊以一定初速度沿傾角為30°的固定斜面上滑，運動過程中摩擦力大小f恒定，物塊動能Ek與運動路程s的關(guān)系如圖（b）所示。重力加速度大小取10 m/s2，物塊質(zhì)量m和所受摩擦力大小f分別為（　?。?br />
A．m=0.7 kg，f=0.5 N B．m=0.7 kg，f=1.0N
C．m=0.8kg，f=0.5 N D．m=0.8 kg，f=1.0N
【答案】A
【分析】本題結(jié)合圖像考查動能定理。
【詳解】0~10m內(nèi)物塊上滑，由動能定理得

整理得

結(jié)合0~10m內(nèi)的圖像得，斜率的絕對值

10~20 m內(nèi)物塊下滑，由動能定理得

整理得

結(jié)合10~20 m內(nèi)的圖像得，斜率

聯(lián)立解得


故選A。
13．（2021·北京·高考真題）如圖所示，高速公路上汽車定速巡航（即保持汽車的速率不變）通過路面abcd，其中ab段為平直上坡路面，bc段為水平路面，cd段為平直下坡路面。不考慮整個過程中空氣阻力和摩擦阻力的大小變化。下列說法正確的是（　　）

A．在ab段汽車的輸出功率逐漸減小 B．汽車在ab段的輸出功率比bc段的大
C．在cd段汽車的輸出功率逐漸減小 D．汽車在cd段的輸出功率比bc段的大
【答案】B
【詳解】AB．在ab段，根據(jù)平衡條件可知，牽引力

所以在ab段汽車的輸出功率

不變，在bc段牽引力

bc段的輸出功率

故A錯誤B正確；
CD．在cd段牽引力

汽車的輸出

在cd段汽車的輸出功率不變，且小于bc段，故CD錯誤。
故選B。
14．（2021·山東·高考真題）如圖所示，粗糙程度處處相同的水平桌面上有一長為L的輕質(zhì)細桿，一端可繞豎直光滑軸O轉(zhuǎn)動，另一端與質(zhì)量為m的小木塊相連。木塊以水平初速度出發(fā)，恰好能完成一個完整的圓周運動。在運動過程中，木塊所受摩擦力的大小為（　　）

A． B． C． D．
【答案】B
【詳解】在運動過程中，只有摩擦力做功，而摩擦力做功與路徑有關(guān)，根據(jù)動能定理

可得摩擦力的大小

故選B。
15．（2021·浙江·高考真題）中國制造的某一型號泵車如圖所示，表中列出了其部分技術(shù)參數(shù)。已知混凝土密度為，假設(shè)泵車的泵送系統(tǒng)以的輸送量給高處輸送混凝土，則每小時泵送系統(tǒng)對混凝土做的功至少為（　?。?br />
發(fā)動機最大輸出功率（）
332
最大輸送高度（m）
63
整車滿載質(zhì)量（）

最大輸送量（）
180

A． B． C． D．
【答案】C
【詳解】泵車的泵送系統(tǒng)以的輸送量給高處輸送混凝土，每小時泵送系統(tǒng)對混凝土做的功

故選C。
16．（2021·河北·高考真題）一半徑為R的圓柱體水平固定，橫截面如圖所示，長度為、不可伸長的輕細繩，一端固定在圓柱體最高點P處，另一端系一個小球，小球位于P點右側(cè)同一水平高度的Q點時，繩剛好拉直，將小球從Q點由靜止釋放，當與圓柱體未接觸部分的細繩豎直時，小球的速度大小為（重力加速度為g，不計空氣阻力）（　?。?br />
A． B． C． D．
【答案】A
【詳解】小球下落的高度為
h = πR - R + R = R
小球下落過程中，根據(jù)動能定理有
mgh = mv2
綜上有
v =
故選A。
17．（2021·全國·高考真題）如圖，光滑水平地面上有一小車，一輕彈簧的一端與車廂的擋板相連，另一端與滑塊相連，滑塊與車廂的水平底板間有摩擦。用力向右推動車廂使彈簧壓縮，撤去推力時滑塊在車廂底板上有相對滑動。在地面參考系（可視為慣性系）中，從撤去推力開始，小車、彈簧和滑塊組成的系統(tǒng)（　　）

A．動量守恒，機械能守恒
B．動量守恒，機械能不守恒
C．動量不守恒，機械能守恒
D．動量不守恒，機械能不守恒
【答案】B
【詳解】因為滑塊與車廂水平底板間有摩擦，且撤去推力后滑塊在車廂底板上有相對滑動，即摩擦力做功，而水平地面是光滑的；以小車、彈簧和滑塊組成的系統(tǒng)，根據(jù)動量守恒和機械能守恒的條件可知撤去推力后該系統(tǒng)動量守恒，機械能不守恒。
故選B。
18．（2021·浙江·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，同學們坐在相同的輪胎上，從傾角相同的平直雪道先后由同高度靜止滑下，各輪胎與雪道間的動摩擦因數(shù)均相同，不計空氣阻力。雪道上的同學們（　?。?br />
A．沿雪道做勻速直線運動 B．下滑過程中機械能均守恒
C．前后間的距離隨時間不斷增大 D．所受重力沿雪道向下的分力相同
【答案】C
【詳解】A．同學坐在輪胎上從靜止開始沿雪道下滑，做加速運動，受力分析如圖

根據(jù)牛頓第二定律可知加速度

又因為相同，所以同學們做勻加速直線運動，A錯誤；
B．下滑過程中摩擦力做負功，雪道上的同學們機械能減小，B錯誤；
C．根據(jù)勻加速直線運動位移與時間的關(guān)系，可知同學們前后距離隨著時間不斷增大，也可以從速度的角度分析，同學們做勻加速直線運動，隨著時間的增加，速度越來越大，相等時時間內(nèi)通過的位移越來越大，所以同學們前后距離隨著時間不斷增大，C正確；
D．各同學質(zhì)量可能不同，所以重力沿雪道向下的分力也可能不相同，D錯誤。
故選C。
19．（2021·浙江·統(tǒng)考高考真題）一輛汽車在水平高速公路上以80km/h的速度勻速行駛，其1s內(nèi)能量分配情況如圖所示則汽車（　?。?br />
A．發(fā)動機的輸出功率為70kW
B．每1s消耗的燃料最終轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能是5.7×104J
C．每1s消耗的燃料最終轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能是6.9×104J
D．每1s消耗的燃料最終轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能是7.0×104J
【答案】C
【詳解】A．由圖可知，發(fā)動機1s內(nèi)克服轉(zhuǎn)動阻力做功為1.7×104J，則輸出功率為

選項A錯誤；????????????????
BCD．每1s消耗的燃料有6.9×104J進入發(fā)動機，則最終轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能的量為6.9×104J，選項C正確，BD錯誤。
故選C。
20．（2021·浙江·統(tǒng)考高考真題）如圖所示是我國自主研發(fā)的全自動無人值守望遠鏡，它安裝在位于南極大陸的昆侖站，電力供應僅為1×103W。若用國際單位制基本單位的符號來表示W(wǎng)，正確的是（　　）

A．N?s B．N?m/s C．kg?m/s D．kg?m2/s3
【答案】D
【詳解】A．不是國際單位制基本單位，根據(jù)沖量的定義可知，是沖量的的單位，A錯誤；
B．根據(jù)功率的計算公式可知功率的單位可以表示為，但不是國際單位制基本單位，B錯誤；
C．根據(jù)動量的定義可知，是動量的單位，C錯誤；
D．根據(jù)可知功率的單位可以表示為，結(jié)合可知，則功率得單位，D正確。
故選D。
21．（2020·北京·統(tǒng)考高考真題）在無風的環(huán)境，某人在高處釋放靜止的籃球，籃球豎直下落；如果先讓籃球以一定的角速度繞過球心的水平軸轉(zhuǎn)動（如圖）再釋放，則籃球在向下掉落的過程中偏離豎直方向做曲線運動。其原因是，轉(zhuǎn)動的籃球在運動過程中除受重力外，還受到空氣施加的阻力和偏轉(zhuǎn)力。這兩個力與籃球速度的關(guān)系大致為：，方向與籃球運動方向相反；，方向與籃球運動方向垂直。下列說法正確的是（　?。?br />
A．、是與籃球轉(zhuǎn)動角速度無關(guān)的常量
B．籃球可回到原高度且角速度與釋放時的角速度相同
C．人站得足夠高，落地前籃球有可能向上運動
D．釋放條件合適，籃球有可能在空中持續(xù)一段水平直線運動
【答案】C
【詳解】A．籃球未轉(zhuǎn)動時，籃球豎直下落，沒有受到偏轉(zhuǎn)力的作用，而籃球轉(zhuǎn)動時，將受到偏轉(zhuǎn)力的作用，所以偏轉(zhuǎn)力中的與籃球轉(zhuǎn)動角速度有關(guān)，故A錯誤；
B．空氣阻力一直對籃球做負功，籃球的機械能將減小，籃球的角速度也將減小，所以籃球沒有足夠的能量回到原高度，故B錯誤；
C．籃球下落過程中，其受力情況如下圖所示

籃球下落過程中，由受力分析可知，隨著速度不斷增大，籃球受到和的合力沿豎直方向的分力可能比重力大，可使籃球豎直方向的分速度減小為零或變成豎直向上，所以籃球可能向上運動，故C正確；
D．如果籃球的速度變成水平方向，則空氣阻力的作用會使籃球速度減小，則籃球受到的偏轉(zhuǎn)力將變小，不能保持與重力持續(xù)等大反向，所以不可能在空中持續(xù)一段水平直線運動，故D錯誤。
故選C。
22．（2020·江蘇·統(tǒng)考高考真題）質(zhì)量為的汽車在水平路面上勻速行駛，速度為，受到的阻力大小為。此時，汽車發(fā)動機輸出的實際功率是（　?。?br /> A． B． C． D．
【答案】C
【詳解】汽車勻速行駛，則牽引力與阻力平衡

汽車發(fā)動機的功率

故選C。
23．（2020·江蘇·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，一小物塊由靜止開始沿斜面向下滑動，最后停在水平地面上。斜面和地面平滑連接，且物塊與斜面、物塊與地面間的動摩擦因數(shù)均為常數(shù)。該過程中，物塊的動能與水平位移x關(guān)系的圖象是（　　）

A． B．
C． D．
【答案】A
【詳解】由題意可知設(shè)斜面傾角為θ，動摩擦因數(shù)為μ，則物塊在斜面上下滑距離在水平面投影距離為x，根據(jù)動能定理，有

整理可得

即在斜面上運動時動能與x成線性關(guān)系；
當小物塊在水平面運動時,根據(jù)動能定理由

即

為物塊剛下滑到平面上時的動能，則即在水平面運動時物塊動能與x也成線性關(guān)系。
故選A。
24．（2020·全國·統(tǒng)考高考真題）行駛中的汽車如果發(fā)生劇烈碰撞，車內(nèi)的安全氣囊會被彈出并瞬間充滿氣體。若碰撞后汽車的速度在很短時間內(nèi)減小為零，關(guān)于安全氣囊在此過程中的作用，下列說法正確的是（　　）
A．增加了司機單位面積的受力大小
B．減少了碰撞前后司機動量的變化量
C．將司機的動能全部轉(zhuǎn)換成汽車的動能
D．延長了司機的受力時間并增大了司機的受力面積
【答案】D
【詳解】A．因安全氣囊充氣后，受力面積增大，故減小了司機單位面積的受力大小，故A錯誤；
B．有無安全氣囊司機初動量和末動量均相同，所以動量的改變量也相同，故B錯誤；
C．因有安全氣囊的存在，司機和安全氣囊接觸后會有一部分動能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能，不能全部轉(zhuǎn)化成汽車的動能，故C錯誤；
D．因為安全氣囊充氣后面積增大，司機的受力面積也增大，在司機擠壓氣囊作用過程中由于氣囊的緩沖故增加了作用時間，故D正確。
故選D。
25．（2019·全國·高考真題）從地面豎直向上拋出一物體，物體在運動過程中除受到重力外，還受到一大小不變、方向始終與運動方向相反的外力作用．距地面高度h在3m以內(nèi)時，物體上升、下落過程中動能Ek隨h的變化如圖所示．重力加速度取10m/s2．該物體的質(zhì)量為

A．2kg B．1.5kg C．1kg D．0.5kg
【答案】C
【詳解】對上升過程，由動能定理，，得，即F+mg=12N；下落過程，，即N，聯(lián)立兩公式，得到m=1kg、F=2N．

二、多選題
26．（2022·廣東·高考真題）如圖所示，載有防疫物資的無人駕駛小車，在水平段以恒定功率、速度勻速行駛，在斜坡段以恒定功率、速度勻速行駛。已知小車總質(zhì)量為，，段的傾角為，重力加速度g取，不計空氣阻力。下列說法正確的有（　?。?br />
A．從M到N，小車牽引力大小為 B．從M到N，小車克服摩擦力做功
C．從P到Q，小車重力勢能增加 D．從P到Q，小車克服摩擦力做功
【答案】ABD
【詳解】A．小車從M到N，依題意有

代入數(shù)據(jù)解得

故A正確；
B．依題意，小車從M到N，因勻速，小車所受的摩擦力大小為

則摩擦力做功為

則小車克服摩擦力做功為800J，故B正確；
C．依題意，從P到Q，重力勢能增加量為

故C錯誤；
D．依題意，小車從P到Q，摩擦力為f2，有

摩擦力做功為


聯(lián)立解得

則小車克服摩擦力做功為700J，故D正確。
故選ABD。
27．（2022·河北·統(tǒng)考高考真題）如圖，輕質(zhì)定滑輪固定在天花板上，物體和用不可伸長的輕繩相連，懸掛在定滑輪上，質(zhì)量，時刻將兩物體由靜止釋放，物體的加速度大小為。時刻輕繩突然斷開，物體能夠達到的最高點恰與物體釋放位置處于同一高度，取時刻物體所在水平面為零勢能面，此時物體的機械能為。重力加速度大小為，不計摩擦和空氣阻力，兩物體均可視為質(zhì)點。下列說法正確的是（　?。?br />
A．物體和的質(zhì)量之比為 B．時刻物體的機械能為
C．時刻物體重力的功率為 D．時刻物體的速度大小
【答案】BCD
【詳解】A．開始釋放時物體Q的加速度為，則


解得


選項A錯誤；
B．在T時刻，兩物體的速度

P上升的距離

細線斷后P能上升的高度

可知開始時PQ距離為

若設(shè)開始時P所處的位置為零勢能面，則開始時Q的機械能為

從開始到繩子斷裂，繩子的拉力對Q做負功，大小為

則此時物體Q的機械能

此后物塊Q的機械能守恒，則在2T時刻物塊Q的機械能仍為，選項B正確；??
CD．在2T時刻，重物P的速度

方向向下；此時物體P重力的瞬時功率

選項CD正確。
故選BCD。
28．（2022·全國·統(tǒng)考高考真題）質(zhì)量為的物塊在水平力F的作用下由靜止開始在水平地面上做直線運動，F(xiàn)與時間t的關(guān)系如圖所示。已知物塊與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2，重力加速度大小取。則（　?。?br />
A．時物塊的動能為零
B．時物塊回到初始位置
C．時物塊的動量為
D．時間內(nèi)F對物塊所做的功為
【答案】AD
【詳解】物塊與地面間的摩擦力為

AC．對物塊從s內(nèi)由動量定理可知

即

得

3s時物塊的動量為

設(shè)3s后經(jīng)過時間t物塊的速度減為0，由動量定理可得

即

解得

所以物塊在4s時速度減為0，則此時物塊的動能也為0，故A正確，C錯誤；
B．s物塊發(fā)生的位移為x1，由動能定理可得

即

得

過程中，對物塊由動能定理可得

即

得

物塊開始反向運動，物塊的加速度大小為

發(fā)生的位移為

即6s時物塊沒有回到初始位置，故B錯誤；
D．物塊在6s時的速度大小為

拉力所做的功為

故D正確。
故選AD。
29．（2021·重慶·高考真題）額定功率相同的甲、乙兩車在同一水平路面上從靜止啟動，其發(fā)動機的牽引力隨時間的變化曲線如圖所示。兩車分別從和時刻開始以額定功率行駛，從和時刻開始牽引力均視為不變。若兩車行駛時所受的阻力大小與重力成正比，且比例系數(shù)相同，則（　?。?br />
A．甲車的總重比乙車大 B．甲車比乙車先開始運動
C．甲車在時刻和乙車在時刻的速率相同 D．甲車在時刻和乙車在時刻的速率相同
【答案】ABC
【詳解】A．根據(jù)題述，兩車額定功率P相同，勻速運動后牽引力等于阻力，因此甲車阻力大于乙車阻力，根據(jù)甲車時刻后和乙車時刻后兩車牽引力不變，甲車牽引力大于乙車可知

可知甲車的總重比乙車大，故A正確；
B．如圖所示

甲車在A點所對應的時刻牽引力與阻力瞬間相等，所以甲車從這個時刻開始，做加速運動；乙車在B點所對應的時刻牽引力與阻力瞬間相等，乙車從這個時刻開始加速，所以甲車比乙車先開始運動，故B正確；
C．兩車分別從和時刻開始以額定功率行駛，這兩個時刻，兩車的牽引力等大，由

可知，甲車在時刻和乙車在時刻的速率相同，故C正確；
D．時刻甲車達到最大速度，時刻乙車達到最大速度，根據(jù)汽車的額定功率

可知由于甲車的總重比乙車大，所以甲車在時刻的速率小于乙車在時刻的速率，故D錯誤。
故選ABC。
30．（2021·遼寧·統(tǒng)考高考真題）冰滑梯是東北地區(qū)體驗冰雪運動樂趣的設(shè)施之一、某冰滑梯的示意圖如圖所示，螺旋滑道的摩擦可忽略：傾斜滑道和水平滑道與同一滑板間的動摩擦因數(shù)μ相同，因滑板不同μ滿足。在設(shè)計滑梯時，要確保所有游客在傾斜滑道上均減速下滑，且滑行結(jié)束時停在水平滑道上，以下L1、L2的組合符合設(shè)計要求的是（　?。?br />
A．， B．，
C．， D．，
【答案】CD
【詳解】設(shè)斜面傾角為，游客在傾斜滑道上均減速下滑，則需滿足

可得

即有

因，所有游客在傾斜滑道上均減速下滑，可得

滑行結(jié)束時停在水平滑道上，由全程的動能定理有

其中，可得
，
代入，可得
，
綜合需滿足
和
故選CD。
31．（2021·全國·高考真題）一質(zhì)量為m的物體自傾角為的固定斜面底端沿斜面向上滑動。該物體開始滑動時的動能為，向上滑動一段距離后速度減小為零，此后物體向下滑動，到達斜面底端時動能為。已知，重力加速度大小為g。則（　　）
A．物體向上滑動的距離為
B．物體向下滑動時的加速度大小為
C．物體與斜面間的動摩擦因數(shù)等于0.5
D．物體向上滑動所用的時間比向下滑動的時間長
【答案】BC
【詳解】AC．物體從斜面底端回到斜面底端根據(jù)動能定理有

物體從斜面底端到斜面頂端根據(jù)動能定理有

整理得
；
A錯誤，C正確；
B．物體向下滑動時的根據(jù)牛頓第二定律有

求解得出

B正確；
D．物體向上滑動時的根據(jù)牛頓第二定律有

物體向下滑動時的根據(jù)牛頓第二定律有

由上式可知
a上 > a下
由于上升過程中的末速度為零，下滑過程中的初速度為零，且走過相同的位移，根據(jù)公式

則可得出

D錯誤。
故選BC。
32．（2021·湖南·高考真題）如圖，兩端開口、下端連通的導熱汽缸，用兩個輕質(zhì)絕熱活塞（截面積分別為和）封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。在左端活塞上緩慢加細沙，活塞從下降高度到位置時，活塞上細沙的總質(zhì)量為。在此過程中，用外力作用在右端活塞上，使活塞位置始終不變。整個過程環(huán)境溫度和大氣壓強保持不變，系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)，重力加速度為。下列說法正確的是（　?。?br />
A．整個過程，外力做功大于0，小于
B．整個過程，理想氣體的分子平均動能保持不變
C．整個過程，理想氣體的內(nèi)能增大
D．整個過程，理想氣體向外界釋放的熱量小于
E．左端活塞到達位置時，外力等于
【答案】BDE
【詳解】A. 根據(jù)做功的兩個必要因素有力和在力的方向上有位移，由于活塞沒有移動，可知整個過程，外力F做功等于0，A錯誤；
BC. 根據(jù)汽缸導熱且環(huán)境溫度沒有變，可知汽缸內(nèi)的溫度也保持不變，則整個過程，理想氣體的分子平均動能保持不變，內(nèi)能不變，B正確，C錯誤；
D. 由內(nèi)能不變可知理想氣體向外界釋放的熱量等于外界對理想氣體做的功：

D正確；
E. 左端活塞到達 B 位置時，根據(jù)壓強平衡可得：

即：

E正確。
故選BDE。
33．（2020·天津·統(tǒng)考高考真題）復興號動車在世界上首次實現(xiàn)速度350km/h自動駕駛功能，成為我國高鐵自主創(chuàng)新的又一重大標志性成果。一列質(zhì)量為m的動車，初速度為，以恒定功率P在平直軌道上運動，經(jīng)時間t達到該功率下的最大速度，設(shè)動車行駛過程所受到的阻力F保持不變。動車在時間t內(nèi)（????）

A．做勻加速直線運動 B．加速度逐漸減小
C．牽引力的功率 D．牽引力做功
【答案】BC
【詳解】AB．動車的功率恒定，根據(jù)可知動車的牽引力減小，根據(jù)牛頓第二定律得

可知動車的加速度減小，所以動車做加速度減小的加速運動，A錯誤，B正確；
C．當加速度為0時，牽引力等于阻力，則額定功率為

C正確；
D．動車功率恒定，在時間內(nèi)，牽引力做功為

根據(jù)動能定理得

D錯誤。
故選BC。
34．（2020·山東·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，質(zhì)量為M的物塊A放置在光滑水平桌面上，右側(cè)連接一固定于墻面的水平輕繩，左側(cè)通過一傾斜輕繩跨過光滑定滑輪與一豎直輕彈簧相連。現(xiàn)將質(zhì)量為m的鉤碼B掛于彈簧下端，當彈簧處于原長時，將B由靜止釋放，當B下降到最低點時（未著地），A對水平桌面的壓力剛好為零。輕繩不可伸長，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，物塊A始終處于靜止狀態(tài)。以下判斷正確的是（　?。?br />
A．M