2024届高考物理第一轮复习：功和能

更新时间：2023-09-15 浏览次数：44 类型：一轮复习

一、选择题

1. (2023高一下·郴州期末) 两个互成 $\text{[math]}$ 的力分别对物体做了 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的功，则这两力的合力做功为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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2. (2023高一下·宁蒗期末) 如图所示，一个箱子在与水平方向成α角的恒力F作用下，由静止开始，沿水平面向右运动了一段距离x ，所用时间为t ，在此过程中，恒力F对箱子做功的平均功率为(　　)

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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3. (2023高二下·顺义期末) 一电动小车在平直的路面上从静止开始运动，经过时间t前进距离x。若小车保持牵引力恒定，电动机的功率达到额定功率P时速度为v，小车的质量为m，所受阻力恒为f，那么这段时间内（）

A . 小车受到的牵引力为 $\text{[math]}$ B . 电动机对小车所做的功为 $\text{[math]}$ C . 电动机对小车所做的功为 $\text{[math]}$ D . 小车做加速度逐渐减小的加速运动

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4. (2023高一下·建设期末) 下列公式书写正确的是（）

A . 功 $\text{[math]}$ B . 动能 $\text{[math]}$ C . 线速度 $\text{[math]}$ D . 角速度 $\text{[math]}$

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5. (2023高一下·郑州期末) 如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上， $\text{[math]}$ 时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力 $\text{[math]}$ 随时间 $\text{[math]}$ 变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，则下列选项正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 时刻小球动能最大 B . $\text{[math]}$ 时刻小球动能最大 C . $\text{[math]}$ 这段时间内，小球的动能先增加后减少 D . $\text{[math]}$ 这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能

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6. (2023高一下·铜仁期末) 如图所示，小球滑离水平桌面到落地前，它的机械能E、动能 $\text{[math]}$ ，重力势能 $\text{[math]}$ ，速率v随下降高度h的变化关系，不计空气阻力，取水平地面为零势能面，正确的是（）

A . B . C . D .

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7. (2023高一下·满洲里期末) 质量为m的物体（可看作质点）从倾角θ＝37°的斜面顶端由静止下滑至斜面底端。已知斜面高为h ，物体下滑的加速度大小为 $\text{[math]}$ 。在此过程中（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）（　　）

A . 物体重力势能增加mgh B . 物体动能增加 $\text{[math]}$ mgh C . 物体机械能减少 $\text{[math]}$ mgh D . 摩擦力做功 $\text{[math]}$

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8. (2022高二上·驻马店月考) 如图所示是一种新型节能路灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。关于节能路灯的设计解释合理的是（　　）

A . 太阳能电池板将太阳能转化为电能 B . 小风扇是用来给太阳能电池板散热的 C . 小风扇是风力发电机，将电能转化为机械能 D . 蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能

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9. (2023高二上·郴州期末) 关于能源，下列说法正确的是（　　）

A . 根据能量守恒定律，我们不需要节约能源 B . 化石能源、水能和风能都是不可再生的能源 C . 华龙一号（核电技术电站）工作时，它能把核能转化为电能 D . 能量的转化、转移没有方向性

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10. (2020高二上·泸县期中) 关于动量下列说法正确的是（）

A . 一个物体不可能具有机械能而无动量 B . 一个物体可能具有机械能而无动量 C . 一个物体可能具有动能而无动量 D . 一个物体可能具有动量而无动能

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11. (2022高一下·昆明期末) 如图所示，是一条罐头生产线的部分示意图，电动机带动传送带以恒定的速率沿顺时针方向运动。机器手臂将一瓶罐头无初速地放到传送带底端，一段时间后罐头与传送带共速，然后匀速向上运动。在罐头随传送带匀速向上运动的过程中（）

A . 罐头的机械能守恒 B . 罐头受到的摩擦力方向沿传送带向下 C . 罐头受到的摩擦力对它做正功 D . 罐头受到的支持力对它做正功

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12. (2023高一下·开封月考) 如图所示，在边长为 $\text{[math]}$ 的正方形竖直平面内固定一光滑四分之一圆环， $\text{[math]}$ 点固定一光滑轻质小滑轮。质量均为 $\text{[math]}$ 的小球用不可伸长的细线连接， $\text{[math]}$ 穿在环上位于A点，细线搭在滑轮上，现将小球由静止释放，重力加速度为 $\text{[math]}$ ，不计空气阻力， $\text{[math]}$ 在环上运动过程中，下列描述正确的是（）

A . 两小球组成的系统的机械能先减小后增大 B . 细线的拉力对两球做功的功率大小始终相等 C . $\text{[math]}$ 的最大动能为 $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ 运动到 $\text{[math]}$ 点时的速度为 $\text{[math]}$

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13. (2023高一下·丹阳期中) 一物体在竖直向上的恒力作用下，由静止开始向上运动，在某一高度时撤去该力，不计空气阻力，则在整个上升过程中，物体的机械能E、动能 $\text{[math]}$ 、重力势能 $\text{[math]}$ 随时间t或位移x变化的关系图像可能正确的是（　　）

A . B . C . D .

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二、多项选择题

14. (2023高二下·永胜期末) 如图所示，三小球a、b、c的质量都是m ，都放于光滑的水平面上，小球b、c与水平轻弹簧相连且静止，小球a以速度v₀冲向小球b ，碰后与小球b黏在一起运动。在整个运动过程中，下列说法中正确的是（　　）

A . 三球与弹簧组成的系统总动量守恒，总机械能不守恒 B . 三球与弹簧组成的系统总动量守恒，总机械能也守恒 C . 当小球b、c速度相等时，弹簧弹性势能最大 D . 当弹簧第一次恢复原长时，小球c的动能一定最大，小球b的动能一定不为零

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15. (2022·广东模拟) 如图所示，生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带M和N，传送带M、N做匀速直线运动的速度大小分别为0.6m/s、0.8m/s，方向均已在图中标出，一小煤块（视为质点）离开传送带M前已经与传送带M的速度相同，并平稳地传送到传送带N上。小煤块的质量为1kg，与传送带N的动摩擦因数为0.2，取重力加速度大小 $\text{[math]}$ ，传送带N的宽度足够大。下列说法正确的是（）

A . 小煤块传送到传送带N前的瞬间，相对传送带N的速度大小为1.4m/s B . 小煤块传送到传送带N上后，经0.5s与传送带N保持相对静止 C . 小煤块在传送带N上滑动的划痕是直线，其长度为0.25m D . 小煤块在传送带N上滑动的过程中，因摩擦产生的热量为1J

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16. (2022高二下·开封期末) 如图甲所示，一根轻弹簧放在倾角为 $\text{[math]}$ 的光滑斜面上，弹簧下端与斜面底端的固定挡板连接，质量为1kg的物块从斜面上的P点由静止释放，物块从与弹簧接触后加速度的大小与弹簧的压缩量x关系如图乙所示，开始时P点到弹簧上端距离为40cm，重力加速度为 $\text{[math]}$ ，则（）

A . 斜面的倾角 $\text{[math]}$ B . 弹簧的劲度系数为100N/m C . 物块与弹簧接触后，弹簧弹性势能与物块重力势能之和先增大后减小 D . 物块向下运动的最大速度为 $\text{[math]}$

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17. (2023高一下·腾冲期末) 如图所示，弹簧固定在地面上，一小球从它的正上方A处自由下落，到达B处开始与弹簧接触，到达C处速度为0，不计空气阻力，则在小球从B到C的过程中（）

A . 弹簧的弹性势能不断增加 B . 弹簧的弹性势能不断减少 C . 小球和弹簧组成的系统机械能不断减少 D . 小球和弹簧组成的系统机械能保持不变

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18. (2023高二下·叙州期末) 如图所示，水平光滑轨道的宽度和弹簧自然长度均为d． m₂的左边有一固定挡板，m₁由图示位置静止释放．当m₁与m₂第一次相距最近时m₁速度为v₁ ，在以后的运动过程中

A . m₁的最小速度可能是0 B . m₁的最小速度可能是 $\text{[math]}$ v₁ C . m₂的最大速度可能是v₁ D . m₂的最大速度可能是 $\text{[math]}$ v₁

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三、非选择题

19. (2023高一下·满洲里期末) 如图所示，用F=8N的水平拉力，使物体从A点由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动到达B点，已知物体的质量为2千克，AB过程所用时间为2秒。求：
1. （1）拉力F在此过程中所做的功；
2. （2） AB过程中力F做功平均功率为多大？
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20. (2023高一下·丽水期末) 在学校组织的趣味运动会上，某科技小组为大家提供了一个寓学于乐的游戏。如图所示，轨道模型中A点左侧的水平面光滑，右侧AE及EF由同种材料制成，AE长L=1m，小球与AE、EF的动摩擦因数均为μ=0.3，其余轨道阻力不计。足够长的倾斜轨道EF与水平面的夹角为37°，ABCDA'是与A、A’点相切的半径R=0.2m的竖直圆形光滑轨道（A、A'相互靠近且错开，ABC 是圆管，圆管的直径略大于小球的直径且远小于圆轨道半径）。现将一质量m=0.2kg的小球放在P点，用弹簧装置将小球从静止弹出使其沿着轨道运动，运动过程中小球始终不能脱离轨道，不考虑AE与EF连接处的能量损失，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。
1. （1）当弹簧的弹性势能Ep=0.6J，求小球运动到圆心等高处B点时对轨道压力的大小；
2. （2）当弹簧的弹性势能Ep=2J，判断小球最终停止的位置；
3. （3）若弹性势能可在0到2J范围内任意调节，在保证小球始终不脱离轨道的情况下，讨论小球运动过程中上升的最大高度h和弹性势能Ep之间的关系。
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21. (2023高一下·华坪期末) 如图所示，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁光滑、半径为r的 $\text{[math]}$ 细圆管CD ，管口D端正下方直立一根劲度系数为k的轻弹簧，轻弹簧下端固定，上端恰好与管口D端齐平，质量为m的小球在曲面上距BC的高度为2r处从静止开始下滑，进入管口C端时与管壁间恰好无作用力，通过CD后压缩弹簧，在压缩弹簧过程中速度最大时弹簧的弹性势能为E_p ，已知小球与BC间的动摩擦因数μ＝0.5求：
1. （1）小球达到B点时的速度大小v_B；
2. （2）水平面BC的长度s；
3. （3）在压缩弹簧过程中小球的最大速度v_m。
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22. (2023高一下·成都期末) 如图，在固定光滑水平平台上有一个质量为 $\text{[math]}$ 的物块（可视为质点）压缩弹簧后被锁扣K（图中未画出）锁住，弹簧储存的弹性势能为 $\text{[math]}$ 。现打开锁扣K，物块与弹簧分离后，以一定的水平速度 $\text{[math]}$ 向左滑离平台末端A点，并恰好从B点沿切线方向进入半径为 $\text{[math]}$ 的粗糙竖直圆弧轨道BC，B点和圆心O的连线与水平方向的夹角为 $\text{[math]}$ ，下端点C为圆弧轨道的最低点且与光滑水平面上的木板上表面相切，木板长度为L。距离木板右端 $\text{[math]}$ 处有一个侧面具有黏性的长度为 $\text{[math]}$ 的固定台阶，台阶上表面与木板上表面齐平。物块经过C点后滑上木板，木板运动到台阶处将与台阶牢固粘连。A、B两点的高度差为 $\text{[math]}$ ，木板的质量为 $\text{[math]}$ ，物块经过C点时所受圆弧轨道的支持力大小为 $\text{[math]}$ ，物块与木板间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，物块与台阶间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，重力加速度大小取 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。求：
1. （1）弹簧储存的弹性势能 $\text{[math]}$ ；
2. （2）物块从B点运动到C点的过程中克服摩擦力所做的功 $\text{[math]}$ ；
3. （3）若物块能停在台阶上，求木板长度L的取值范围。
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23. (2023高一下·湖州期末) 小王将如图所示的装置放在水平地面上，该装置由水平轨道 AB、竖直小圆轨道BCDB'、水平轨道B'F、竖直大圆轨道FGHF 和水平轨道FI 平滑连接而成，其中B 和B'、F和F 相互靠近且错开，FGH 部分是圆管轨道，轨道EF 段粗糙，其余均光滑。已知轨道 BCDB '半径Ri=0.1m 和FGHF '的半径R=0.2m，轨道EF 长度L=1m，轨道FI 足够长。一质量m=0.1kg小滑块被压缩的轻弹簧锁定在A 处，滑块的尺寸略小于圆管的直径，将锁定装置解除可把滑块弹出，滑块与轨道EF 间动摩擦因数μ=0.2，弹簧的形变始终在弹性限度内。
1. （1）若压缩的弹簧具有的弹性势能Ep=0.05J，求滑块通过小圆轨道最低点B 时速度大小和 · 轨道对其弹力的大小；
2. （2）能使滑块到达E 处，求弹簧弹性势能的最小值；
3. （3）要使滑块始终没有脱离轨道，求弹簧弹性势能的取值范围。
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24. (2021高三上·广东月考) 某实验小组用如图甲所示装置验证机械能守恒定律。光电门1、光电门2固定在铁架台上，两光电门分别与数字计时器连接。当地的重力加速度为g。
1. （1）实验前先用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图乙所示，则小球直径为d=cm；
2. （2）让小球从光电门1正上方某位置由静止释放，小球通过光电门1和光电门2时，小球的挡光时间分别为t₁、t₂ ，则小球通过光电门1时的速度大小为v₁=（用物理量的符号表示）；要验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量是（写出物理量的名称和符号）；
3. （3）改变小球在光电门1上方释放的位置，重复实验多次，测得多组通过光电门1和光电门2的挡光时间t₁、t₂ ，作 $\text{[math]}$ - $\text{[math]}$ 图象，如果图象的斜率为，图线与纵轴的交点为（用题目中相关物理量符号表示），则机械能守恒定律得到验证。
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