2025届高三物理试题功和能强化训练（含解析）

2025届高三物理试题功和能强化训练
一、单选题（本大题共6小题）
1．取一支按压式圆珠笔，将笔的按压式小帽朝下按压在桌面上，如图所示。将手放开后，笔会向上弹起一定的高度，忽略一切阻力。下列说法正确的是（　　）
A．从笔外壳开始运动到最高点，笔做匀变速直线运动
B．当笔外壳刚要离开桌面时，笔克服重力的功率达到最大
C．从放开手至笔运动到最高点，笔克服重力的功率先增大后减小
D．从笔外壳开始运动到小帽刚要离开桌面，桌面对笔的作用力对笔做正功
2．如图所示，一儿童坐在雪橇上，雪橇在与水平面成角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离，此过程中拉力F对雪橇做的功为（　　）
A． B． C． D．
3．如图所示，由于空气阻力的影响，炮弹实际飞行轨道不再是抛物线，而是按“弹道曲线”飞行，下列说法正确的是（　　）
A．炮弹在上升过程中动能减小
B．炮弹在下落过程中机械能增加
C．炮弹到达最高点时速度为零
D．炮弹到达最高点时加速度为零
4．某同学在水平地面上做立定跳远，从位置②起跳，到位置⑤落地，位置③是他在空中的最高点，以下说法正确的是（　　）
A．该同学下蹲过程中先超重后失重
B．该同学起跳过程中支持力对他做正功
C．②位置到③位置过程中重力做功功率先增大后减小
D．该同学在最高点③位置时重力的瞬时功率最大
5．如图所示．质量的物体在斜向下的推力作用下，沿水平面以的速度匀速前进，已知F与水平方向的夹角，重力加速度，则　　
A．推力F做的功为100J
B．推力F的功率为100W
C．物体克服摩擦力做功为50J
D．物体与水平面间的动摩擦因数为
6．橡皮擦从桌面边缘掉落，若要将其在空中运动的过程视为机械能守恒，则应忽略（ ）
A．橡皮擦所受的空气阻力 B．橡皮擦的质量
C．橡皮擦下落的时间 D．橡皮擦的重力
二、多选题（本大题共4小题）
7．如图所示，质量为1kg的小球（视为质点）从距桌面高度为1.2m处的A点下落到水平地面上的B点，与地面碰撞后恰好能上升到与桌面等高的C点，C点距地面的高度为0.8m。取重力加速度大小。下列说法正确的是（　　）
A．在小球从A点经B点运动到C点的过程中，重力对小球做的功为28J
B．在小球从B点运动到C点的过程中，重力对小球做的功为
C．以桌面为重力势能的参考平面，小球在A点时的重力势能为12J
D．以桌面为重力势能的参考平面，小球在B点时的重力势能为零
8．如图甲所示，将物块从倾角为的斜面顶端由静止释放，取地面为零势能面，物块在下滑过程中的动能、重力势能与下滑位移x间的关系如图乙所示，取，下列说法正确的是（ ）
A．下滑全程摩擦力对物块做功
B．物块的质量是0.2kg
C．物块与斜面间的动摩擦因数为
D．物块从静止释放到动能和重力势能相等时，机械能损失了0.6J
9．如图所示，倾角为的固定斜面AB段粗糙，BP段光滑，一轻弹簧下端固定于斜面底端P点，弹簧处于原长时上端位于B点，质量为m的物体（可视为质点）从A点由静止释放，第一次将弹簧压缩后恰好能回到AB的中点Q。已知A、B间的距离为x，重力加速度为g，则（ ）
A．物体最终停止于Q点
B．物体由A点运动至最低点的过程中，加速度先不变后减小为零，再反向增大直至速度减为零
C．物体与AB段的动摩擦因数
D．整个运动过程中物体与斜面间摩擦生热为
10．(多选)水平桌面上,一质量为m的物体在水平恒力F拉动下从静止开始运动。物体通过的路程等于s0时,速度的大小为v0,此时撤去F,物体继续滑行2s0的路程后停止运动。重力加速度大小为g。则 (　　)
A．在此过程中F所做的功为m
B．在此过程中F的冲量大小等于mv0
C．物体与桌面间的动摩擦因数等于
D．F的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的2倍
三、实验题（本大题共2小题）
11．如图所示．小王同学利用自己设计的弹簧弹射器探究“弹簧弹性势能与形变量关系”，弹射器水平放置，弹簧被压缩x后释放，将质量为m、直径为d的小球弹射出去．测出小球通过光电门的时间为t.请回答下列问题：
（1）为减少实验误差，弹射器出口端距离光电门应该 （选填“近些”或“远些”）．
（2）小球通过光电门的速度大小v＝ ；小球未弹出前弹簧的弹性势能Ep＝ .（用m、d、t表示）
（3）该同学在实验中测出多组数据，并发现x与t成反比的关系，则弹簧弹性势能Ep与形变量x的关系式，正确的是 ．（选填字母代号即可）
A．Ep∝x B．Ep∝ C．Ep∝x2 D．Ep∝
12．某物理活动小组想利用一根压缩的弹簧弹开带有遮光片的滑块来探究弹簧的弹性势能与形变量之间的关系，装置如图（a）所示，将带有刻度尺的长木板水平固定在桌面上，弹簧的左端固定在挡板上，弹簧左端对应刻度尺位置坐标为零，右端与滑块刚好接触（但不连接，弹簧为原长），记录弹簧原长位置，现让滑块压缩弹簧至P点并锁定，P点位置坐标记为，然后在木板上弹簧原长位置处固定光电门，位置坐标记为。实验步骤如下：
（1）用游标卡尺测量遮光片的宽度d，其示数如图（b）所示， ；
（2）将光电门连接计时器，解除弹簧锁定，滑块被弹开并沿木板向右滑动，计时器记录遮光片通过光电门的时间，再测量滑块停止时的位置坐标记为，若已知遮光片与滑块总质量为m，则弹簧的弹性势能 （用物理量符号表示）；
（3）改变P点的位置，记录弹簧形变量的数值，多次重复步骤（2），通过计算得到多组值，选择合适标度在坐标纸上描点作图，即可得到弹簧弹性势能与形变量的关系；
（4）若在实验过程中，某同学用图像法处理数据，以为纵坐标，以x为横坐标得图像如图（c）所示，设重力加速度为g，则该同学选择的横坐标x为 ，由图线可得滑块与木板间的动摩擦因数
（用物理量的符号表示）。
四、解答题（本大题共2小题）
13．如图所示，从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1 kg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∠BOC=37°的固定光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面上的长木板上，圆弧轨道C端的切线水平。已知长木板的质量M=4 kg，A、B两点距C点的高度分别为H=0.6 m、h=0.15 m，R=0.75 m，物块与长木板之间的动摩擦因数μ1=0.7，长木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.2，g=10 m/s2求：（sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）
（1）小物块的初速度v0及在B点时的速度大小；
（2）小物块滑至C点时，对圆弧轨道的压力大小；
（3）长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板。
14．如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道AB竖直放置，最低点B与粗糙水平面BC相切，现让某物体从A点无初速度滑下，物体最终滑至水平面上的C点处停下。已知圆弧半径为5m，物体的质量为1kg，物体与水平面间的动摩擦因数为0.4，重力加速度取，求：
（1）物体滑至曲面最低点B时受到支持力的大小；
（2）物体在水平面上滑行的距离；
（3）滑行过程中因摩擦产生的热量。
参考答案
1．【答案】C
【详解】A：从笔开始运动到最高点，笔除受到重力外，还受到的弹簧弹力及桌面的作用，可知笔受到的合力为变力，所以笔做的是非匀变速直线运动，A错误；
BC：圆珠笔开始时先向上运动时，弹簧弹力大于外壳重力，外壳向上加速运动，当弹簧弹力等于外壳重力时，外壳的速度最大，之后弹簧弹力小于外壳重力，外壳向上减速运动，直到与内芯碰撞后一起离开桌面时，继续向上做减速运动，可知当笔刚要离开桌面时，速度不是最大，笔克服重力的功率不是最大；从笔外壳与内芯碰撞结束到笔运动到最高点，笔向上做减速运动，则从放开手至笔运动到最高点，笔克服重力的功率先增大后减小，B错误，C正确；
D：从笔开始运动到笔刚要离开桌面，由于桌面对笔的作用力未发生位移，所以桌面对笔不做功，D错误。选C。
2．【答案】D
【详解】根据功的定义式，功等于力乘以在力的方向上运动的位移， 有，选D。
3．【答案】A
【详解】A．炮弹在上升过程中，重力、空气阻力都做负功，动能减小，机械能减小，A正确；
B．炮弹在下落过程中，空气阻力做负功，机械能减小，B错误；
C．炮弹到达最高点时竖直方向的速度为零，而水平方向的速度不为零，C错误；
D．炮弹到达最高点时受重力和空气阻力，合力不为零，加速度不为零，D错误。选A。
4．【答案】C
【详解】A．该同学下蹲过程中，先做加速运动，后做减速运动，先处于失重状态，后处于超重状态，A错误；
B．该同学起跳过程中，支持力的作用点是脚底，脚底没有在力的方向上发生位移，所以支持力不做功，B错误；
C．根据，可知②位置到③位置过程中该同学竖直方向速度从0先增大然后再减小到0，重力做功功率先增大后减小，C正确；
D．该同学在最高点③位置时竖直方向速度为零，所以重力的瞬时功率为零，D错误。选C。
5．【答案】D
【详解】推力做功，A错误；，B错误；匀速，说明克服摩擦力做功等于拉力做功，为，C错误；根据受力分析力的平衡条件知，解得，D正确；选D．
6．【答案】A
【详解】ABCD．机械能守恒条件是只有重力（或弹力）做功，所以应忽略橡皮擦所受的空气阻力，A符合题意，BCD不符合题。选A。
7．【答案】BC
【详解】AB．重力做功与路径无关，根据，在小球从A点运动到C点的过程中，重力对小球做的功，在小球从B点运动到C点的过程中，重力对小球做的功，A错误，B正确。
CD．以桌面为重力势能的参考平面，根据，小球在A、B两点时的重力势能分别为，，C正确，D错误。选BC。
8．【答案】ABD
【详解】A．摩擦力对物块做功等于物块机械能的变化量，为，A正确；
B．由图可知，小球下滑的最大位移为，在最高点时，小球的重力势能，解得小球的质量，B正确；
C．摩擦力对物块做功为，物块与斜面间的动摩擦因数为，C错误；
D．由图可知，，物块从静止释放到动能和重力势能相等时，解得，，，机械能损失，D正确。选ABD。
9．【答案】CD
【详解】A．从A点由静止释放，物体能够滑下，说明重力的分力大于滑动摩擦力，所以物体不能停止于Q点，A错误；
B．物体接触弹簧前，由牛顿第二定律可得，解得，加速度保持不变，刚接触弹簧时，因BP段光滑，没有摩擦，加速度突然增大为，接触弹簧后，由牛顿第二定律，随着压缩量x的增大，加速度a减小，当满足，加速度为零，之后，随着压缩量x的增大，加速度a增大，直至速度为零，综上所述可知，物体由A点运动至最低点的过程中加速度先不变后突然增大，再减小为零，最后反向增大直至速度减为零，B错误；
C．物体从A开始运动到上滑到Q点的过程，由能量守恒得：解得，C正确；
D．由于物体在AB段运动时会有机械能损失，物体每次反弹后上升的高度逐渐较少，最终物体以B点为最高点做往复运动，之后不会产生热量，由功能关系可得，物体在从开始到最终停止的整个运动过程中摩擦生热为，D正确。选CD。
10．【答案】BC　
【解析】设物体与桌面间的动摩擦因数为μ,力F作用时,有W-μmgs0=m,撤去力F后物体继续运动,对物体运动全程分析有W-3μmgs0=0,解得μ=,W=m,A错误,C正确;由W=Fs0,解得F=3μmg,即力F的大小是物体所受滑动摩擦力大小的3倍,D错误;设力F作用的时间为t,根据动量定理有3μmgt-μmgt=mv0,力F的冲量大小IF=3μmgt=mv0,B正确。
11．【答案】近些； ；；C
【详解】（1）弹射出后小球做平抛运动，只有距离光电门近些才能减小速度引起的误差；
（2）利用平均速度代替瞬时速度，则v，弹性势能转化为了动能，根据动能定理可知
（3）由于x，，Ep∝x2，C正确
12．【答案】1.30；；；
【详解】（1）[1]游标卡尺主尺读数为，游标尺读数为，则；
（2）[2]位置的速度为
根据功能关系有
根据动能定理有
解得
（3）[3] [4]的过程中，根据动能定理有
可得
则横坐标应为，根据图象斜率可知
解得
13．【答案】（1）4 m/s，5 m/s （2）47.3 N （3）2.0 m
【详解】（1）从A点到B点的过程中，小物块做平抛运动，则有，设小物块到达B点时竖直分速度为，则有，代入数据，联立解得，又因为此时小物块的速度方向与水平方向的夹角为，则有，可得小物块的初速，
则小物块在B点时的速度大小。
（2）小物块从A点至C点的过程中，由动能定理可得，设物块在C点受到的支持力为，则有，解得，。根据牛顿第三定律得，物块在C点时对圆弧轨道的压力大小为47.3 N
（3）小物块与长木板间的滑动摩擦力，长木板与地面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，因为，所以小物块在长木板上滑动时，长木板静止不动，小物块在长木板上做匀减速运动，则长木板的长度至少为。
14．【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）物体从A点到B点过程，根据动能定理可得，解得，物体经过B点时，根据牛顿第二定律可得，解得
（2）设物体在水平面上滑行的距离为，根据动能定理可得，解得
（3）根据功能关系可知，滑行过程中因摩擦产生的热量为
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