专题7 功和能-2021年高考物理各地市模拟题专题汇编

专题7 功和能(原卷版)

一、单选题（本大题共20小题）

1.[来源:2021年河南省濮阳一中高考物理摸底试卷（3月份）]如图所示，长为l的细线吊着一个小球，静止时处于P点，细线竖直．第一次用一个水平力缓慢拉小球到Q点，此时细线与竖直方向的夹角为，此过程中拉力的最大值为；第二次用一个水平恒力拉小球，使小球运动到Q点时速度刚好为零，则为

A. 3 B.  C. 1 D.

2.[来源:2021年江苏省盐城市、南京市高考物理一模试卷]图甲为2020年中国排球联赛的某个场景，排球飞行过程可简化为乙图运动员某次将飞来的排球从a点水平击出，球击中b点；另一次将飞来的排球从a点的正下方且与b点等高的c点斜向上击出，也击中b点，排球运动的最高点d，与a点的高度相同不计空气阻力下列说法正确的是

A. 两个过程中，排球在空中飞行的时同相等
B. 两个过程中，排球击中b点时的动能相等
C. 运动员两次击球对排球所做的功可能相等
D. 排球两次击中b点前瞬间，重力的功率一定不相等

3.[来源:2021年四川省泸州市高考物理二诊试卷]一滑块在水平地面上沿直线滑行，时其速度为从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图和图所示．设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力F对滑块做的功分别为、、，则以下关系式正确的是 

A.  B.  C.  D.

4.[来源:2021年黑龙江省实验中学高考物理模拟试卷（2月份）]如图是滑板运动的轨道。质量为的运动员从轨道上的A点以水平速度冲上质量为的静止滑板后，又一起滑向光滑固定DE轨道，到达E点时速度减为零，然后返回，已知。设运动员和滑板可看成质点，滑板与水平地面的摩擦力不计。取，则下列说法正确的是

A. 运动员和滑板一起滑向光滑DE轨道，到达E点的过程中机械能不守恒
B. 运动员冲上滑板的过程中机械能守恒
C. 刚冲上DE轨道时，运动员和滑板的速度大小是
D. 运动员的初速度

5.[来源:2021年安徽省马鞍山市高考物理一模试卷]一辆质量为m的汽车在水平路面上以速度v匀速行驶，此时发动机功率为P，汽车运动中所受阻力恒定不变。当汽车功率突然变为的瞬间，此时加速度大小为

A. 0 B.  C.  D.

6.[来源:2021年江西省重点中学协作体高考物理第一次联考试卷（2月份）]如图所示，将一小物块从倾斜轨道上的M点自由释放，滑至水平轨道上的N点停下。现将倾斜轨道的倾角调大，为使物块从斜轨上某处释放后仍然在N点停下，则释放处应该是已知小物块与倾斜轨道、水平轨道的动摩擦因数相同，且能平顺滑过轨道拼接处

A. J点 B. Q点 C. K点 D. K点下方某点

7.[来源:2021年山东省聊城一中高考物理模拟试卷（2月份）]如图，倾角分别为和的两个斜面顶端相连接置于水平面上，左侧斜面光滑，右侧斜面粗糙，斜面顶端装有光滑轻小滑轮，物块A与轻弹簧连接，物块B通过细线跨过滑轮与弹簧相连，两物块分别置于斜面上。用手托住物块A，使弹簧处于自然状态且细线刚好伸直，此时物块B刚好能在斜面上保持静止；然后释放A，当A到达斜面上最低点时，物块B恰好将要沿斜面滑动。则物块A的质量与物块B的质量应满足的关系为   

A.  B.  C.  D.

8.[来源:2021年河北省新高考“八省联考”高考物理适应性试卷]螺旋千斤顶由带手柄的螺杆和底座组成，螺纹与水平面夹角为，如图所示。水平转动手柄，使螺杆沿底座的螺纹槽相当于螺母缓慢旋进而顶起质量为m的重物，如果重物和螺杆可在任意位置保持平衡，称为摩擦自锁。能实现自锁的千斤顶，的最大值为。现用一个倾角为的千斤顶将重物缓慢顶起高度h后，向螺纹槽滴入润滑油使其动摩擦因数减小，重物回落到起点。假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计螺杆和手柄的质量及螺杆与重物间的摩擦力，转动手柄不改变螺纹槽和螺杆之间的压力。下列说法正确的是

A. 实现摩擦自锁的条件为
B. 下落过程中重物对螺杆的压力等于mg
C. 从重物开始升起到最高点摩擦力做功为mgh
D. 从重物开始升起到最高点转动手柄做功为2mgh

9.[来源:2021年重庆市新高考“八省联考”高考物理适应性试卷]一质量为m的物块仅在重力作用下运动，物块位于和时的重力势能分别为和。若物块位于时速度为0，则位于时其速度大小为

A.  B.  C.  D.

10.[来源:2021年上海市金山区高考物理一模试卷]小球做自由落体运动，其动能与离地高度h的关系图象是

A.  B.  C.  D.

11.[来源:2021浙江省模拟题]光滑斜面上物块A被平行斜面的轻质弹簧拉住静止于O点，如图所示，现将A沿斜面拉到B点无初速释放，物块在BC范围内做简谐运动，则下列说法正确的是

A. 在振动过程中，物块A机械能守恒
B. 物块A在C点时，弹簧性势能最小
C. 物块A在O点时，系统势能最小
D. 物块A在B点时机械能最大

12.[来源:2021年湖北省新高考“八省联考”高考物理适应性试卷]如图所示，两倾角均为的光滑斜面对接后固定在水平地面上，O点为斜面的最低点。一个小物块从右侧斜面上高为H处由静止滑下，在两个斜面上做往复运动。小物块每次通过O点时都会有动能损失，损失的动能为小物块当次到达O点时动能的。小物块从开始下滑到停止的过程中运动的总路程为

A.  B.  C.  D.

13.[来源:2021年上海市奉贤区高考物理一模试卷]如图，质量不同的A、B两小球分别用细线悬挂在等高的悬点、处。将两球拉至与悬点同一高度，使细线水平伸直，由静止释放。已知，设悬点所在水平面为零势能面，不计空气阻力，则两球运动到最低点时

A. A球动能大于B球动能 B. A球机械能与B球机械能不相等
C. A球加速度大于B球加速度 D. A球向心力等于B球向心力

14.[来源:2021年上海市杨浦区高考物理一模试卷]如图，一物体以某一初速度由斜面底端沿斜面向上滑动，其动能和重力势能随位移的变化图线如图。根据图象所给信息，可求出

A. 斜面的倾角 B. 物体所受的重力
C. 物体上滑的初速度 D. 物体与斜面间的滑动摩擦力

15.[来源:2021年上海市杨浦区高考物理一模试卷]某同学在100米短跑时采用蹲踞式起跑，发令枪响后，向前加速的同时提升身体重心。设该同学质量为m，在起跑前进的这段距离内重心上升高度为h，获得速度为v，克服阻力做功为，重力加速度为g。则在此过程中

A. 该同学的重力势能减小量为mgh
B. 该同学的动能增加量为
C. 该同学的机械能增加量为
D. 该同学自身提供的能量至少为

16.[来源:2021年上海市杨浦区高考物理一模试卷]质量为m的砝码挂于弹簧下端，当弹簧处于原长时将砝码由静止释放，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。重力加速度为g。当砝码下降到最低点时未到地面

A. 砝码在最低点时弹簧拉力大小为mg
B. 下降过程中砝码始终处于失重状态
C. 下降到最低点时砝码的加速度大于g
D. 下降过程中砝码克服弹簧弹力做的功等于砝码机械能的减少量

17.[来源:2021年上海市虹口区高考物理一模试卷]图中物块A静止在水平地面上，受到水平拉力F的作用，F与时间t的关系如图所示。设物块与地面间的最大静摩擦力的大小与滑动摩擦力的大小相等，则

A. 时刻物块的速度为零
B. 时刻物块的速度最大
C. 时刻F的功率为零
D. 时间内F对物块先做正功后做负功

18.[来源:2021年上海市虹口区高考物理一模试卷]下列物理量中，负号表示其方向的是

A. 温度 B. 位移
C. 重力势能 D. 电量

19.[来源:2021广东省模拟题]起重机将的重物匀速提升5m，在此过程中，起重机对重物做的功是

A.  B.  C.  D.

20.[来源:2021年上海市松江区高考物理一模试卷]如图所示，质量为m的物体静止于粗糙水平地面上，物体与地面的动摩擦因数为，物体右侧与一轻弹簧相连，初始时弹簧为原长，现用水平力缓慢向右拉弹簧，使物体向右通过一段位移s，该过程中手的拉力做功一定

A. 等于 B. 大于 C. 小于 D. 大于

二、多选题（本大题共10小题）

21.[来源:2021年云南省昆明一中高考物理第六次复习试卷]跳蹦床是孩子们非常喜欢的一项娱乐活动。某次跳蹦床时，从小朋友下落到离地面高处开始计时，其动能与离地高度h的关系如图所示。在阶段图象为直线，其余部分为曲线，对应图象的最高点，小朋友的质量为m，小朋友未接触蹦床时，蹦床弹簧势能为零。重力加速度为g，不计空气阻力和一切摩擦。下列关于小朋友运动过程的说法正确的是

A. 下降到h3时，蹦床开始发生形变
B. 从h2运动到h5的过程中，蹦床的弹性势能不断增大
C. 处于h4高度时，蹦床的弹性势能为Ep＝mg（h2-h4）
D. 下降到h5时，到达最低点

22.[来源:2021年河南省新乡市高考物理摸底试卷（2月份）]如图所示，质量为的物块恰好能静止在粗糙的固定斜面上，在水平向左的恒定拉力F作用下物块沿斜面上滑的过程中，拉力F做了的功。已知物块与斜面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。则在此过程中物块

A. 加速度大小为 B. 用时
C. 机械能增加 D. 克服摩擦力做功为

23.[来源:2021年安徽省马鞍山市高考物理一模试卷]如图所示，小滑块P、Q的质量均为m，P套在固定光滑竖直杆上，Q放在光滑水平面上。P、Q间通过铰链用长为L的轻杆连接，轻杆与竖直杆的夹角为，一水平轻弹簧左端与Q相连，右端固定在竖直杆上。当时，弹簧处于原长，P由静止释放，下降到最低点时变为，整个运动过程中，P、Q始终在同一竖直平面内，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g。则P下降过程中

A. 弹簧弹性势能最大值为
B. 竖直杆对滑块P的弹力始终大于弹簧弹力
C. 滑块P的动能达到最大前，P的机械能一直在减少
D. 滑块P的动能达到最大时，Q受到地面的支持力大于2 mg

24.[来源:2021年安徽省蚌埠市高考物理二模试卷]从地面竖直向上抛出一质量为的物体，物体运动时所受空气阻力大小不变。以地面为零势能面，物体在上升过程中动能与重力势能的关系如图所示，重力加速度取，则下列结论正确的是

A. 空气阻力的大小为
B. 空气阻力的大小为
C. 物体重力势能和动能相等时的高度为
D. 物体重力势能和动能相等时的高度为

25.[来源:2021湖北省模拟题]一质量的平板小车静止在光滑的水平地面上，如图所示，现有质量均为的小物块A和均可视为质点，由车上某点P处开始，A以初速度向左运动，B同时以向右运动，最终A、B两物块恰好停在小车两端没有脱离小车。已知两物块与小车间的动摩擦因数均为，取。则下列说法中正确的是   
 

A. 小车最终将静止在水平地面上
B. 小物块B在小车上滑动的过程中产生的热量为
C. 小车的总长L为
D. 整个过程系统产生的总热量为

26.[来源:2021年广东省韶关市高考物理一模试卷]如图所示为运动员参加撑杆跳高比赛的示意图，对运动员在撑杆跳高过程中的能量变化描述正确的是   

A. 加速助跑过程中，运动员的机械能不断增大
B. 运动员越过横杆正上方时，动能为零
C. 起跳上升过程中，运动员的机械能守恒
D. 起跳上升过程中，杆的弹性势能先增大后减小

27.[来源:2021年山东省高考物理模拟试卷]如下图所示，有两个物块，质量分别为、，是的两倍，用轻绳将两个物块连接在滑轮组上，滑轮的质量不计，轻绳与滑轮的摩擦也不计．现将两滑块从静止释放，上升一小段距离h高度．在这一过程中，下列说法正确的是

A. 和重力势能之和不变
B. 上升到h位置时的速度为
C. 轻绳的拉力大小为
D. 轻绳对和的功率大小不相等

28.[来源:2021年陕西省安康市高考物理第二次质检试卷]如图所示，长为2L的轻杆一端可绕O点自由转动，杆的中点和另一端分别固定两个质量均为m的小球A、B。让轻杆从水平位置由静止释放，在转动至竖直位置的过程中，不计空气阻力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是

A. 重力对A球做功的功率一直增大
B. 杆对B球做的功为
C. 杆转动至竖直位置时，B球的速度大小为
D. 杆转动至竖直位置时，O点对杆的弹力大小为

29.[来源:2021年陕西省安康市高考物理第二次质检试卷]如图所示，一固定斜面的倾角为，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于为重力加速度大小。物块上升的最大高度为H，则此过程中

A. 物块的重力势能减少了mgH B. 物块的动能损失了
C. 物块的机械能损失了 D. 物块克服摩擦力做功

30.[来源:2021年江苏省淮安市清江浦区淮阴中学高考物理模拟试卷]如图所示，质量为M表面光滑的斜面体放在粗糙的水平面上，其倾角为，斜面顶端与劲度系数为k自然长度为L的轻质弹簧相连，弹簧的下端连接着质量为m的物块．压缩弹簧使其长度为时将物块由静止开始释放，且物块在以后的运动中斜面体始终处于静止状态，重力加速度为则下列说法正确的是

A. 物块下滑的过程中弹簧的弹性势能一直增大
B. 物块下滑到速度最大时其重力势能减少
C. 物块下滑过程中，地面对斜面体的摩擦力最大值为
D. 斜面体与地面的摩擦因数

三、计算题（本大题共5小题）

31.[来源:2021年江苏省淮安市清江浦区淮阴中学高考物理模拟试卷]如图所示，从A点以某一水平速度抛出质量的小物块可视为质点，当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入圆心角的光滑圆弧轨道BC，经圆孤轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上，圆弧轨道C端切线水平。已知长木板的质量，A、B两点距C点的高度分别为、，圆弧轨道半径，物块与长木板之间的动摩擦因数，长木板与地面间的动摩擦因数，，，求：

小物块在B点时的速度大小；
小物块滑动至C点时，对圆弧轨道C点的压力；
长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板？设最大静摩擦力等于滑动摩擦力

32.[来源:2021年陕西省安康市高考物理第二次质检试卷]在一些影视剧中经常能看到一些特技表演。如图所示，有一高台离地面的高度，一特技演员骑摩托车从坡底由静止出发，冲上高台后以某一速度水平飞出，在水平地面上的落点到高台边沿的水平距离。已知摩托车从坡底冲上高台的过程历时，人和车的总质量，发动机的功率恒为，不计空气阻力，取重力加速度大小。求：
 

摩托车水平飞出高台时的速度大小；

摩托车在冲上高台的过程中克服摩擦阻力所做的功。

33.[来源:2021年四川省成都七中高考物理一诊试卷]如图所示，在竖直平面内倾角的粗糙斜面AB粗糙水平地面BC、光滑半圆轨道CD平滑对接，CD为半圆轨道的竖直直径。BC长为l，斜面最高点A与地面高度差，轨道CD的半径。质量为m的小滑块P从A点静止释放，P与轨道间的滑动摩擦因数为，在C点静止放置一个质量也为m的小球Q，P如果能与Q发生碰撞，二者没有机械能损失。已知重力加速度为g，，。求：
滑块P与Q碰撞前瞬间速度的大小；
碰后小球Q运动到D点时对轨道压力的大小；
如果小球Q的质量变为为正数，小球Q通过D点后能够落在斜面AB上，求k的最大值。

34.[来源:2021山西省吕梁市模拟题]随着人们生活水平的提高，冬季滑雪成为人们休闲娱乐的一项主要运动，某滑雪场的冲关滑道如图所示，粗糙的直轨道AB与半径为的光滑圆弧轨道BCD在B处平滑连接，O为圆弧轨道BCD的圆心，C点为圆弧轨道的最低点，半径OB、OD与OC的夹角分别为和，距D点的竖直高度为米处有一空中平台。小明质量为30kg，从直轨道AB上距B点5m的位置以一定的初速度下滑，经圆弧轨道从D点冲出，刚好沿空中平台的边缘水平滑上平台冲关成功，已知小明与直轨道AB间的动摩擦因数重力加速度，，，，。求：
小明滑上空中平台时的速度大小；
小明滑到C点时对轨道的压力大小；
小明开始下滑时的速度大小。

35.[来源:2021山东省模拟题]2020年第38届美国公开赛单板滑雪U形场地比赛在美国结束，中国选手蔡雪桐夺得冠军，这是中国运动员首次获得美国公开赛金牌。单板滑雪U形池如图所示，由两个完全相同的圆弧滑道AB、CD和水平滑道BC构成，圆弧滑道的半径R为20m，B、C分别为圆弧滑道的最低点，质量M为45kg的运动员从轨道A处由静止滑下，由于在A到B向下滑行过程中运动员做功，运动员在D点竖直向上滑出轨道上升的最高点离D点高度H为10m，滑板的质量m为5kg，不计轨道摩擦和空气阻力，重力加速度g取，求：
在圆弧滑道的B点运动员对滑板的压力；
从A到B的过程中运动员所做的功。