2025年高考物理復(fù)習(xí)分類訓(xùn)練：功（解析卷）

專題19功

一、多選題

1.（2023?湖北）如圖所示，原長為/的輕質(zhì)彈簧，一端固定在。點，另一端與一質(zhì)量為根的小球相連。小

球套在豎直固定的粗糙桿上，與桿之間的動摩擦因數(shù)為0.5。桿上M、N兩點與。點的距離均為/,P點到。

點的距離為。尸與桿垂直。當(dāng)小球置于桿上尸點時恰好能保持靜止。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，

重力加速度大小為g。小球以某一初速度從M點向下運動到N點，在此過程中，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。

下列說法正確的是（）

'M

、//

O'ww嶗尸

7、\\

A.彈簧的勁度系數(shù)為半

B.小球在尸點下方g/處的加速度大小為（30-4）g

C.從M點到N點的運動過程中，小球受到的摩擦力先變小再變大

D.從M點到尸點和從尸點到N點的運動過程中，小球受到的摩擦力做功相同

【答案】AD

【解析】A.小球在尸點受力平衡，則有

mg=f,f=叫,品=（/一修

聯(lián)立解得

k,4mg

I

A正確；

C.在PM之間任取一點4令A(yù)。與之間的夾角為6,則此時彈簧的彈力為

小球受到的摩擦力為

<=〃Fsind

化簡得

klsin3——

〃在MP之間增大在PN減變小，即摩擦力先變大后變小，C錯誤；

D.根據(jù)對稱性可知在任意關(guān)于P點對稱的點摩擦力大小相等，因此由對稱性可知M到尸和P到N摩擦力

做功大小相等；D正確；

B.小球運動到尸點下方;時6=45。，此時摩擦力大小為

,kl}

t,=ukl----------

l乙22乙）

由牛頓第二定律

mg+Fcos45°—/=ma

聯(lián)立解得

B錯誤。

故選AD。

2.（2023?山西）一質(zhì)量為1kg的物體在水平拉力的作用下，由靜止開始在水平地面上沿?zé)o軸運動，出發(fā)點

為x軸零點，拉力做的功卬與物體坐標(biāo)尤的關(guān)系如圖所示。物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)為04,重力加

速度大小取10m/s2o下列說法正確的是（）

八初J

181—7—

III

12—才V-；

?/1??

6—：-----：

01234x/m

A.在x=lm時，拉力的功率為6W

B.在x=4m時，物體的動能為2J

C.從x=0運動到x=2m,物體克服摩擦力做的功為8J

D.從x=0運動到x=4的過程中，物體的動量最大為2kgTn/s

【答案】BC

【解析】由于拉力在水平方向，則拉力做的功為

W=Fx

可看出W—x圖像的斜率代表拉力F。

AB.在物體運動的過程中根據(jù)動能定理有

I2

W-jumgx=-mv

則x=lm時物體的速度為

vi=2m/s

尤二Im時，拉力為

F=—=6N

Ax

則此時拉力的功率

P=Fvi=12W

x=4m時物體的動能為

Ek=2J

A錯誤、B正確；

C.從x=0運動到x=2m,物體克服摩擦力做的功為

Wf=jLimgx=8J

c正確；

D.根據(jù)W—尤圖像可知在0—2m的過程中B=6N,2Tm的過程中尸2=3N,由于物體受到的摩擦力恒為

/=4N,則物體在x=2m處速度最大，且根據(jù)選項AB分析可知此時的速度

v2=y/8m/s

則從尤=0運動到x=4的過程中，物體的動量最大為

p=mv=2?m/s

D錯誤。

故選BC。

3.（2022?廣東）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200W、速度5m/s勻

速行駛，在斜坡PQ段以恒定功率570W、速度2m/s勻速行駛。已知小車總質(zhì)量為50kg,MN=PQ=20m,

PQ段的傾角為30。，重力加速度g取10m/不計空氣阻力。下列說法正確的有（）

A.從M到N,小車牽引力大小為40NB.從M到N,小車克服摩擦力做功800J

C.從P到。，小車重力勢能增加IxlO,JD.從P到。，小車克服摩擦力做功700J

【答案】ABD

【解析】A.小車從M到N,依題意有

Pl=Fvi=200W

代入數(shù)據(jù)解得

F=40N

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

fl=F=40N

則摩擦力做功為

=-40x20J=-800J

則小車克服摩擦力做功為800J,故B正確；

C.依題意，從尸到。，重力勢能增加量為

AEp=mgxA/z=500Nx20m*sin30°=5000J

故C錯誤；

D.依題意，小車從P到。，摩擦力為及，有

力+mgsin30°=—

匕

摩擦力做功為

W2=-f2xs2

s2=20m

聯(lián)立解得

叼=-700J

則小車克服摩擦力做功為700J,故D正確。

故選ABD?

4.（2022?全國）質(zhì)量為1kg的物塊在水平力產(chǎn)的作用下由靜止開始在水平地面上做直線運動，尸與時間，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g=10m/s2。則（）

?！?，一“〃s

-4------：------：

A.4s時物塊的動能為零

B.6s時物塊回到初始位置

C.3s時物塊的動量為12kg?m/s

D.0~6s時間內(nèi)P對物塊所做的功為40J

【答案】AD

【解析】物塊與地面間的摩擦力為

f="mg=2N

AC.對物塊從。?3s內(nèi)由動量定理可知

(F-/X=mv3

(4一2)x3=1x匕

3s時物塊的動量為

p=mv3=6kg-m/s

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

-(F+f)t=0-mv3

—(4+2)，=0—1x6

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.0?3s物塊發(fā)生的位移為用，由動能定理可得

即

1,

(4-2)%=-xlx62

得

%=9m

3s?4s過程中，對物塊由動能定理可得

1,

-(F+f)x2^0--mv3

即

1,

-(4+2)X2=0——xlx6"

得

x2=3m

4s?6s物塊開始反向運動，物塊的加速度大小為

a=―—―=2m/s2

m

發(fā)生的位移為

F=gx2x22m=4m〈龍1+x,

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

V6=2X2m/s=4in/s

。?6s拉力所做的功為

W=(4X9-4X3+4X4)J=40J

故D正確。

故選AD。

5.(2021?全國)水平桌面上，一質(zhì)量為機(jī)的物體在水平恒力/拉動下從靜止開始運動，物體通過的路程等

于s0時，速度的大小為％,此時撤去F,物體繼續(xù)滑行2so的路程后停止運動，重力加速度大小為g,貝聯(lián))

A.在此過程中/所做的功為gmv；

B.在此過中廠的沖量大小等于萬加%

c.物體與桌面間的動摩擦因數(shù)等于其

4s°g

D.F的大小等于物體所受滑動摩擦力大小的2倍

【答案】BC

【解析】CD.外力撤去前，由牛頓第二定律可知

F-/nmg=m4①

由速度位移公式有

%=2als0②

外力撤去后，由牛頓第二定律可知

(3)

-jLimg=ma2

由速度位移公式有

一片二2〃2(2$0)④

由①②③④可得，水平恒力

4so

動摩擦因數(shù)

4gs。

滑動摩擦力

Pmvg

F=/umg=—^-

f4so

可知P的大小等于物體所受滑動摩擦力大小的3倍，

故C正確，D錯誤；

A.在此過程中，外力尸做功為

3

W=Fs0=—mvl

故A錯誤；

B.由平均速度公式可知，外力方作用時間

_%_2%

1°+%%

2

在此過程中，尸的沖量大小是

I=Ft1=—mv0

故B正確。

故選BC。

6.（2020?浙江）如圖所示，系留無人機(jī)是利用地面直流電源通過電纜供電的無人機(jī)，旋翼由電動機(jī)帶動。

現(xiàn)有質(zhì)量為20kg、額定功率為5kW的系留無人機(jī)從地面起飛沿豎直方向上升，經(jīng)過200s到達(dá)100m高處后

懸停并進(jìn)行工作。己知直流電源供電電壓為400V,若不計電纜的質(zhì)量和電阻，忽略電纜對無人機(jī)的拉力,

則（）

A.空氣對無人機(jī)的作用力始終大于或等于200N

B.直流電源對無人機(jī)供電的額定電流為12.5A

C.無人機(jī)上升過程中消耗的平均功率為100W

D.無人機(jī)上升及懸停時均有部分功率用于對空氣做功

【答案】BD

【解析】A.無人機(jī)先向上加速后減速，最后懸停，則空氣對無人機(jī)的作用力先大于200N后小于200N,

最后等于200N,選項A錯誤；

B.直流電源對無人機(jī)供電的額定電流

/=￡=您A=12.5A

U400

選項B正確；

C.無人機(jī)的重力為

F=mg=200N

則無人機(jī)上升過程中克服重力做功消耗的平均功率

-=nz=200X100=100W

t200

但是由于空氣阻力的作用，故對無人機(jī)向上的作用力不等于重力，則無人機(jī)上升過程中消耗的平均功率大

于100W,則選項C錯誤；

D.無人機(jī)上升及懸停時，螺旋槳會使周圍空氣產(chǎn)生流動，則會有部分功率用于對空氣做功，選項D正確。

故選BD。

7.（2016?全國）如圖，小球套在光滑的豎直桿上，輕彈簧一端固定于。點，另一端與小球相連?，F(xiàn)將小球

從M點由靜止釋放，它在下降的過程中經(jīng)過了N點。已知M、N兩點處，彈簧對小球的彈力大小相等，且

TT

ZONM<ZOMN<~.在小球從M點運動到N點的過程中（）

A.彈力對小球先做正功后做負(fù)功

B.有兩個時刻小球的加速度等于重力加速度

C.彈簧長度最短時，彈力對小球做功的功率為零

D.小球到達(dá)N點時的動能等于其在M、N兩點的重力勢能差

【答案】BCD

【解析】A.因M和N兩點處彈簧對小球的彈力大小相等，S.ZONM<ZOMN<-,可知M處的彈簧處于

2

壓縮狀態(tài)，N處的彈簧處于伸長狀態(tài)，則在小球從/點運動到N點的過程中，彈簧的彈性勢能先增大，后

減小再增大；彈簧的彈力對小球先做負(fù)功，后做正功再做負(fù)功，故A錯誤；

B.當(dāng)彈簧水平時，豎直方向的力只有重力，小球受到的合力為重力，小球的加速度為重力加速度；當(dāng)彈簧

恢復(fù)到原長時，小球只受重力作用，小球的加速度為重力加速度；故有兩個時刻小球的加速度等于重力加

速度，故B正確；

C.彈簧長度最短時，即彈簧處于水平方向，此時彈簧彈力與速度方向垂直，則彈力對小球做功的功率為零，

故C正確；

D.由于M和N兩點處彈簧對小球的彈力大小相等，可知M和N兩點處彈簧的壓縮量等于伸長量，M和N

兩點處彈簧的彈性勢能相等，根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒可知，小球到達(dá)N點時的動能等于其在M、N兩點的重

力勢能差，故D正確。

故選BCD。

8.（2016?全國）兩實心小球甲和乙由同一種材料制成，甲球質(zhì)量大于乙球質(zhì)量。兩球在空氣中由靜止下落，

假設(shè)它們運動時受到的阻力與球的半徑成正比，與球的速率無關(guān)。若它們下落相同的距離，則（）

A.甲球用的時間比乙球長

B.甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小

C.甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小

D.甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功

【答案】BD

44

【解析】C.設(shè)小球的密度為。，半徑為廣，則小球的質(zhì)量為加=。丫=0與%，，重力6=m8=］為?夕一,小

球的加速度

_G-f_mg-kr_3k

a———g2

mm4兀pv

可知，小球的質(zhì)量越大，半徑越大，則下降的加速度越大，所以甲的加速度比較大，c錯誤；

B.根據(jù)2分=y可知，加速度比較大的甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小，故B正確；

A.兩個小球下降的距離是相等的，根據(jù)x=可知，加速度比較大的甲運動的時間短。故A錯誤；

D.它們運動時受到的阻力與球的半徑成正比，所以甲的阻力大，根據(jù)卬=后可知，甲球克服阻力做的功

大乙甲球克服阻力做的功，故D正確。

故選BD。

二、單選題

9.（2023?全國）小車在水平地面上沿軌道從左向右運動，動能一直增加。如果用帶箭頭的線段表示小車在

軌道上相應(yīng)位置處所受合力，下列四幅圖可能正確的是（）

【答案】D

【解析】AB.小車做曲線運動，所受合外力指向曲線的凹側(cè)，故AB錯誤；

CD.小車沿軌道從左向右運動，動能一直增加，故合外力與運動方向夾角為銳角，C錯誤，D正確。

故選D。

10.（2023?山東）《天工開物》中記載了古人借助水力使用高轉(zhuǎn)筒車往稻田里引水的場景。引水過程簡化如

下：兩個半徑均為R的水輪，以角速度。勻速轉(zhuǎn)動。水筒在筒車上均勻排布，單位長度上有見個，與水輪

間無相對滑動。每個水筒離開水面時裝有質(zhì)量為根的水，其中的60%被輸送到高出水面X處灌入稻田。當(dāng)

地的重力加速度為g,則筒車對灌入稻田的水做功的功率為（）

2nmgco1RH3nmga)RHC.駟誓"D.nmgcoRH

A.----------B.---------

55

【答案】B

【解析】由題知，水筒在筒車上均勻排布，單位長度上有〃個，且每個水筒離開水面時裝有質(zhì)量為％的水、

其中的60%被輸送到高出水面H處灌入稻田，則水輪轉(zhuǎn)■圈灌入農(nóng)田的水的總質(zhì)量為

=2nRnmx60%=1.2jiRnm

則水輪轉(zhuǎn)一圈灌入稻田的水克服重力做的功

W=1.27iRmngH

則筒車對灌入稻田的水做功的功率為

丁=生

（D

聯(lián)立有

p_3nmg①RH

~5

故選B。

11.（2023?江蘇）滑塊以一定的初速度沿粗糙斜面從底端上滑，到達(dá)最高點B后返回到底端。利用頻閃儀分

別對上滑和下滑過程進(jìn)行拍攝，頻閃照片示意圖如圖所示。與圖乙中相比，圖甲中滑塊（）

B.經(jīng)過A點的動能較小

C.在A、8之間的運動時間較短D.在A、8之間克服摩擦力做的功較小

【答案】C

【解析】A.因為頻閃照片時間間隔相同，對比圖甲和乙可知圖甲中滑塊加速度大，是上滑階段；根據(jù)牛頓

第二定律可知圖甲中滑塊收到的合力較大；故A錯誤；

B.從圖甲中的A點到圖乙中的A點，先上升后下降，重力做功為0,摩擦力做負(fù)功；根據(jù)動能定理可知圖

甲經(jīng)過A點的動能較大，故B錯誤；

C.由于圖甲中滑塊加速度大，根據(jù)

v2-Vg=2ax

可知圖甲在A、8之間的運動時間較短，故C正確；

D.由于無論上滑或下滑均受到滑動摩擦力大小相等，故圖甲和圖乙在A、B之間克服摩擦力做的功相等,

故D錯誤；

故選Co

12.（2022?福建）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50m的圓形廊道連接。若將質(zhì)量為100kg

的防御物資先從二樓倉庫搬到四樓樓梯口M處，再用100s沿廊道運送到N處，如圖（c）所示。重力加速

度大小取lOm/s?,貝!I（）

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5400J

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78500J

C.從M處沿圓形廊道運動到N處，位移大小為78.5m

D.從M處沿圓形廊道運動到N處，平均速率為0.5m/s

【答案】A

【解析】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

Wa=mgAh=100x10x(2.7+2.7)J=5400J

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50m,故C錯誤；

D.從M處沿圓形廊道運動到N處，平均速率為

3.14x—

v=—=—=---------m/s=0.785m/s

tt100

故D錯誤。

故選Ao

13.（2022?北京）我國航天員在“天宮課堂”中演示了多種有趣的實驗，提高了青少年科學(xué)探索的興趣。某同

學(xué)設(shè)計了如下實驗：細(xì)繩一端固定，另一端系一小球，給小球一初速度使其在豎直平面內(nèi)做圓周運動。無

論在“天宮”還是在地面做此實驗（

O

vo-

A.小球的速度大小均發(fā)生變化B.小球的向心加速度大小均發(fā)生變化

C.細(xì)繩的拉力對小球均不做功D.細(xì)繩的拉力大小均發(fā)生變化

【答案】C

【解析】AC.在地面上做此實驗，忽略空氣阻力，小球受到重力和繩子拉力的作用，拉力始終和小球的速

度垂直，不做功，重力會改變小球速度的大??；在“天宮”上，小球處于完全失重的狀態(tài)，小球僅在繩子拉力

作用下做勻速圓周運動，繩子拉力仍然不做功，A錯誤，C正確；

BD.在地面上小球運動的速度大小改變，根據(jù)。=止和尸="豈（重力不變）可知小球的向心加速度和拉力

rr

的大小發(fā)生改變，在“天宮”上小球的向心加速度和拉力的大小不發(fā)生改變，BD錯誤。

故選C。

14.（2022?浙江）單位為J/m的物理量是（）

A.力B.功C.動能D.電場強(qiáng)度

【答案】A

【解析】根據(jù)功的定義式W=及可知

J=N-m

則有

mm

因N是力的單位，故單位為J/m的物理量是力。

故選Ao

15.（2018?海南）某大瀑布的平均水流量為5900m3/s,水的落差為50m,已知水的密度為LOOxlC^kg/nP,

在大瀑布水流下落過程中，重力做功的平均功率約為（）

A.3xl06wB.3xl07wC.3xl08wD.3xl09w

【答案】D

【解析】由平均功率定義得

尸=：=早=^^=Qpg/725900x1*1（）3*i0x50W。6000x1x1（）3xl0x50W=3xl（）9w

故選D。

16.（2018?浙江）用國際單位制的基本單位表示能量的單位，下列正確的是（）

A.kg-m2/s2B.kg-m/s2C.N/mD.N-m

【答案】A

【解析】AB.根據(jù)

W=Fs=mas

可得

J=kgjTPm=kgm2/s2

s

故A正確，B錯誤；

CD.N不是國際單位制基本單位而是導(dǎo)出單位，故CD錯誤。

故選A?

17.（2017?全國）如圖，一光滑大圓環(huán)固定在桌面上，環(huán)面位于豎直平面內(nèi)，在大圓環(huán)上套著一個小環(huán)。小

環(huán)由大圓環(huán)的最高點從靜止開始下滑，在小環(huán)下滑的過程中，大圓環(huán)對它的作用力（）

A.一直不做功

B.一直做正功

C.始終指向大圓環(huán)圓心

D.始終背離大圓環(huán)圓心

【答案】A

【解析】AB.大圓環(huán)光滑，則大圓環(huán)對小環(huán)的作用力總是沿半徑方向，與速度方向垂直，故大圓環(huán)對小環(huán)

的作用力一直不做功，A正確，B錯誤；

CD.小環(huán)在運動過程中，在大環(huán)的上半部分運動時，大環(huán)對小環(huán)的支持力背離大環(huán)圓心，運動到大環(huán)的下

半部分時，支持力指向大環(huán)的圓心，CD錯誤。

故選A?

三、解答題

18.(2019?浙江)小明以初速度no=lOm/s豎直向上拋出一個質(zhì)量機(jī)=O.lkg的小皮球，最后在拋出點接住，

假設(shè)小皮球在空氣中所受阻力大小為重力的0.1倍，求小皮球

(1)上升的最大高度；

(2)從拋出到接住的過程中重力和空氣阻力所做的功；

(3)上升和下降的時間。

501010

Tf、八

【答火案電】、(，1八)7Tm；(2)0；-—JT：(S3)、—s,-l-o-V--T--T-s

11111133

【解析】(1)小球上升過程，根據(jù)牛頓第二定律有

mg+Ff=m%

代入數(shù)據(jù)解得

q=llm/s2

上升的高度

(2)從拋出小球到接住的過程中，重力做功

%=0

空氣阻力做功

ff11

(3)小球上升的時間

f-%-l°s

1%11

下降過程，根據(jù)牛頓第二定律有

mg—Ff=ma2

解得

2

a2=9m/s

根據(jù)

712

/z=~aJ2

解得

IOVTT

lr?-S

233

19.(2015?天津)某快遞公司分揀郵件的水平傳輸裝置示意如圖，皮帶在電動機(jī)的帶動下保持v=lm/s的恒

定速度向右運動，現(xiàn)將一質(zhì)量為，"=2kg的郵件輕放在皮帶上，郵件和皮帶間的動摩擦因數(shù)力=05設(shè)皮帶

足夠長，取g=10m/s2,在郵件與皮帶發(fā)生相對滑動的過程中，求：

(1)郵件滑動的時間f;

⑵郵件對地的位移大小X;

(3)郵件與皮帶間的摩擦力對皮帶做的功W.

【答案】⑴0.2s；(2)00m；(3)-2J

【解析】(1)郵件放到皮帶上與皮帶發(fā)生相對滑動過程中受到的滑動摩擦力，據(jù)牛頓第二定律有:

]nmg=nia

取向右為正方向，由運動學(xué)公式得：