2023年高三物理二輪練習(xí)30 有關(guān)功率、動(dòng)能、機(jī)械能的功能圖像（解析版）

2023年高三物理二輪高頻考點(diǎn)沖刺突破

專題30有關(guān)功率、動(dòng)能、機(jī)械能的功能圖像

專練目標(biāo)______________________________專練內(nèi)容______________________________

目標(biāo)1高考真題(IT—3T)

目標(biāo)2F-X力位移圖像(4T—6T)

目標(biāo)3P-t功率時(shí)間圖像(7T—9T)

目標(biāo)4Ek-X動(dòng)能位移圖像(IOT—12T)

目標(biāo)5EP-X機(jī)械能位移圖像(13T—15T)

目標(biāo)5E-X機(jī)械能位移圖像(16T—18T)

目標(biāo)6E-t機(jī)械能時(shí)間圖像(19T—21T)

【典例專練】

一、高考真題

1.某滑雪賽道如圖所示，滑雪運(yùn)動(dòng)員從靜止開始沿斜面下滑，經(jīng)圓弧滑道起跳。將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)

摩擦力及空氣阻力，此過程中，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能線與水平位移X的關(guān)系圖像正確的是()

【答案】A

【詳解】設(shè)斜面傾角為。不計(jì)摩擦力和空氣阻力，由題意可知運(yùn)動(dòng)員在沿斜面下滑過程中根據(jù)動(dòng)能定理有

E

4=機(jī)gxtan，即」=Wgtane下滑過程中開始階段傾角9不變，Ek-x圖像為一條直線；經(jīng)過圓弧軌道過程中

￡先減小后增大，即圖像斜率先減小后增大。故選A。

2.一物塊以初速度％自固定斜面底端沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后回到斜面底端。該物體的動(dòng)能Ek隨位移

X的變化關(guān)系如圖所示，圖中不、E”、Ek2均已知。根據(jù)圖中信息可以求出的物理量有（）

A.重力加速度大小B.物體所受滑動(dòng)摩擦力的大小

C.斜面的傾角D.沿斜面上滑的時(shí)間

【答案】BD

【詳解】ABC.由動(dòng)能定義式得4=，/：，則可求解質(zhì)量用；上滑時(shí)，由動(dòng)能定理Ek-J=-（mgsin。+/）X

下滑時(shí)，由動(dòng)能定理與=（mgsin。-/）（Xo-X）,X。為上滑的最遠(yuǎn)距離；由圖像的斜率可知

機(jī)gsin<9+/="1,ZngSin，-/=生兩式相加可得gsin。=；（丸?+生）相減可知/=色■旦?即可求解

x0x02mx0x02x0

gsin，和所受滑動(dòng)摩擦力/的大小，但重力加速度大小、斜面的傾角不能求出，故AC錯(cuò)誤，B正確；

D.根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系得mgsinθ+∕=wα,f=為故可求解沿斜面上滑的時(shí)間，D正確。

a

故選BD.

3.一物塊在高3.0m、長5.0m的斜面頂端從靜止開始沿斜面下滑，其重力勢(shì)能和動(dòng)能隨下滑距離S的變化

如圖中直線I、H所示，重力加速度取IOm/S2。則（）

012345s∕m

A.物塊下滑過程中機(jī)械能不守恒

B.物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5

C.物塊下滑時(shí)加速度的大小為6.0m∕s2

D.當(dāng)物塊下滑2.0m時(shí)機(jī)械能損失了12J

【答案】AB

【詳解】A.下滑5m的過程中，重力勢(shì)能減少30J,動(dòng)能增加10J,減小的重力勢(shì)能并不等與增加的動(dòng)能，

所以機(jī)械能不守恒，A正確：

B.斜面高3m、長5m,則斜面傾角為0=37。。令斜面底端為零勢(shì)面，則物塊在斜面頂端時(shí)的重力勢(shì)能

Wgz）=30J可得質(zhì)量/M=Ikg下滑5m過程中，由功能原理，機(jī)械能的減少量等于克服摩擦力做的功

W"g?cos0?s=20J求得"=0.5,B正確；

C.由牛頓第二定律"igsinJ-w∏gcoSJ=Zna求得α=2m∕s2,C錯(cuò)誤；

D.物塊下滑2.0m時(shí)，重力勢(shì)能減少12J,動(dòng)能增加4J,所以機(jī)械能損失了8J,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。

故選AB。

二、F-X力位移圖像

4.如圖甲所示，在水平地面上固定一豎直輕彈簧，彈簧上端與一個(gè)質(zhì)量為0.1kg的木塊A相連，質(zhì)量也為

0.1kg的木塊B疊放在A上，A、B都靜止.在B上作用一個(gè)豎直向下的力尸使木塊緩慢向下移動(dòng)，力尸大

小與移動(dòng)距離X的關(guān)系如圖乙所示，整個(gè)過程彈簧都處于彈性限度內(nèi).下列說法正確的是（）

l

?8

?U

s

i

甲

A.木塊下移Qlm過程中，彈簧的彈性勢(shì)能增加2.5J

B.彈簧的勁度系數(shù)為500N∕m

C.木塊下移0.1m時(shí)，若撤去尸，則此后B能達(dá)到的最大速度為4m∕s

D,木塊下移0.1m時(shí)，若撤去凡則A、B分離時(shí)的速度為5m∕s

【答案】B

【詳解】A.由圖可知，f-X圖像中，尸與橫坐標(biāo)之間的"面積"表示力/做的功，所以這個(gè)過程中力產(chǎn)做功

少=mx0.1J=2.5J而彈簧彈性勢(shì)能的增加量等于力F做的功與木塊重力勢(shì)能的減少量之和，故彈簧的彈性

勢(shì)能增加量大于2.5J,A錯(cuò)誤；

B.彈簧的形變量增大0.1m的過程中，壓力增大50N,根據(jù)胡克定律可得％=——=500N∕m,B正確；

C.若撤去凡則A與B整體將以開始時(shí)的位置為平衡位置做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，所以當(dāng)AB回到平衡位置時(shí)速度最

大，由于開始階段壓力做功2.5J,所以A與B的速度最大時(shí)，二者動(dòng)能的和是2.5J,即2x；加∕=2.5J

解得4=5π√s,C錯(cuò)誤；

D.由C的分析可知，當(dāng)B的速度是5m∕s時(shí)，二者仍然在平衡位置，所以二者的加速度都等于O,B受到的

A對(duì)B的彈力等于重力，所以二者沒有分離，D錯(cuò)誤。故選B。

5.如圖甲所示，在水平地面上放置一個(gè)質(zhì)量為m=4kg的物體，讓它在隨位移均勻減小的水平推力尸作用

下運(yùn)動(dòng)，水平推力F隨位移X變化的圖象如圖乙所示（x=4.0m后無推力存在）。已知物體與地面之間的動(dòng)摩

擦因數(shù)"=0.5,g=10m∕s2o則下列說法正確的是（)

A.運(yùn)動(dòng)過程中物體的最大加速度為20m∕s2

B.在距出發(fā)點(diǎn)3.0m位置時(shí)物體的速度達(dá)到最大

C.推力對(duì)物體做的功為18OJ

D.物體在水平地面上運(yùn)動(dòng)的最大位移是Iom

【答案】AD

【詳解】A.由牛頓第二定律得F—"/Mg=Ma則推力E=IOoN時(shí)，物體所受合力最大，加速度最大，代入

解得α=20m/s?選項(xiàng)A正確；

B.由圖象可得推力/隨位移X變化的數(shù)學(xué)關(guān)系式為尸=100-25x（0α?≤4.0m）物體的速度最大時(shí)，加速度為

零，即此時(shí)F=W〃g,代入解得x=3.2m即在距出發(fā)點(diǎn)3.2m位置時(shí)物體的速度達(dá)到最大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.由F-X圖象可知推力對(duì)物體做的總功等于RX圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積，即WF=^F-Xo,其中F=IooN,

XO=4.0m,解得%F=200J選項(xiàng)C錯(cuò)誤：

D.由動(dòng)能定理得WF-μιngxmax=Q代入數(shù)據(jù)得XmaΛ?=10m即物體在水平地面上運(yùn)動(dòng)的最大位移是10m,選

項(xiàng)D正確。故選ADo

6.甲乙兩個(gè)質(zhì)量均為Ikg的物塊，在光滑的水平面上分別受到一個(gè)水平力作用，由靜止開始加速，甲物塊

所受的力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系和乙物塊所受的力T隨位移X的變化關(guān)系如圖所示，當(dāng)水平力分別按各自的

規(guī)律從O增大到ION的過程中，下列說法正確的是（）

A.當(dāng)水平力均為IoN時(shí)，甲和乙的動(dòng)量均為IOkgm/s

B.甲所受力F對(duì)物塊的沖量為IONs,乙所受力T對(duì)物塊所做的功為IOJ

C.甲在此過程中的位移為IOm

D.當(dāng)水平力均為ION時(shí)，甲的動(dòng)能為50J,乙的動(dòng)量為2√^g?m∕s

【答案】BD

【詳解】由甲圖可知，圖線與t軸圍成的面積表示沖量，則當(dāng)水平力為F=IoN時(shí)，沖量為

∕=∣Fz=∣×10×2=107√?s,根據(jù)動(dòng)理定理/=△尸=%-0,得此時(shí)甲的動(dòng)量為4=∕=10Ag?m∕s,則此時(shí)甲

的速度為所=量=10m∕s,則甲的動(dòng)能為%=:∕w4=!xlxl02=50J,因F是變力，故無法求出甲運(yùn)動(dòng)

的位移；由乙圖可知，圖線與X軸圍成的面積表示拉力T做的功，則當(dāng)水平力T=ION時(shí)，則拉力T做的功

為序=,7k=LIOx2=107,根據(jù)動(dòng)能定理有：W=]-mvl,解得：V=—=J≥12=2^5m∕s,此時(shí)

222ymVl

乙的動(dòng)量為P=WV乙=2j^gτπ∕s,故AC錯(cuò)誤，BD正確；故選BD.

三、P-t功率時(shí)間圖像

7.將一小球從地面以一定的初速度豎直向上拋出并落回地面，小球所受阻力始終與速度成正比，則整個(gè)過

程中小球的重力的瞬時(shí)功率大小P與時(shí)間人機(jī)械能E與路程S的關(guān)系圖像可能正確的是（）

【答案】B

【詳解】AB.小球上升過程中受到重力和阻力的作用，方向均向下，速度逐漸減小，則阻力逐漸減小，加

速度逐漸減小，下降過程中重力方向向下，阻力方向向上，速度逐漸增大，則阻力逐漸增大，加速度逐漸

減小，且上升過程的平均速度大于卜降過程的平均速度，上升過程的時(shí)間小于下降過程的時(shí)間，所以M圖

CD.小球上升過程中速度逐漸減小，則阻力逐漸減小，經(jīng)過相同路程阻力做功逐漸減小，機(jī)械能損失逐漸

減小；小球下降過程中速度逐漸增大，則阻力逐漸增大，經(jīng)過相同路程阻力做功逐漸增大，機(jī)械能損失逐

漸增大，且上升過程中阻力做功大于下降過程中阻力做功，則上升過程中損失的機(jī)械能大于下降過程中損

8.如圖所示，高速公路上定速巡航（即汽車的運(yùn)動(dòng)速率保持不變）的汽車通過路面油cd,其中浦段為平

直下坡路面，6c段為水平路面，Cd段為上坡路面。整個(gè)過程中汽車所受的阻力大小不變，且阻力大于汽車

重力沿斜坡向下的分力。如汽車在三段路面行駛的路程相同，關(guān)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率隨時(shí)間變化的圖

像，下列能正確反映是（）

木PN

---'--:---!-?

OtIt3tt/s

【答案】A

【詳解】假設(shè)時(shí)段與水平面的夾角為α,則凸=/而gsinɑ可知牽引力不變，由P=BV知在M段發(fā)動(dòng)機(jī)的輸

出功率保持不變，在be段時(shí)有巳=/所以P2=fi＞假設(shè)cd與水平面的夾角為仇則B=∕?zgsin(9則

P3=(√+∕Mgsin^)M可知在ah段發(fā)動(dòng)機(jī)的輸Hd功率最小，Cd段曲面傾角先增大后減小，所以凡先增大后減小。

故選Ao

9.放在粗糙水平地面上一物體受到水平拉力的作用，在0~6s內(nèi)其速度與時(shí)間的關(guān)系圖像和該拉力的功率與

時(shí)間的關(guān)系圖象分別如圖甲、乙所示。下列說法中正確的是()

A.0-6s內(nèi)拉力做的功為140J

B.物體的摩擦力為3N

C.物體質(zhì)量為0.8kg

D.物體在0~2s內(nèi)所受的拉力為6N

【答案】ACD

【詳解】A.功率與時(shí)間的關(guān)系圖像中，圖線與坐標(biāo)軸所圍圖形的面積，在數(shù)量上等于功，所以0~6s內(nèi)拉

力做的功為少=絲型J+20x4J=140J故A正確；

2

B.由圖甲可知2~6s內(nèi)物體勻速運(yùn)動(dòng)，受到摩擦力與拉力瞪大反向，結(jié)合圖乙可知P=&=加解得

P20

/=—=夕N=2N故B錯(cuò)誤：

VIO

i

C.在0~2s內(nèi)，由動(dòng)能定理可得小1-%=g∕∏v即等0-2xW^=；”102解得機(jī)=OSkg故C正確；

D.物體在0~2s內(nèi)，由牛頓第二定律結(jié)合圖甲尸-F=解得尸=wα+∕=0.8x5N+2N=6N故D正確。

故選ACD。

四、Ek-X動(dòng)能位移圖像

10.如圖，一小滑塊以某一初動(dòng)能沿固定斜面向下滑動(dòng)，最后停在水平面上?；瑝K與斜面間、滑塊與水平

面間的動(dòng)摩擦因素相等，忽略斜面與水平面連接處的機(jī)械能損失。則該過程中，滑塊的動(dòng)能EK、機(jī)械能E

【答案】D

【詳解】AB.設(shè)滑塊的初動(dòng)能為紇0，斜面的傾角為。，斜面水平長度為L,在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)由動(dòng)能定理

Ek-EM=mgxtanθ-μmgcosθ■—^―整理得Ek=Ek°-（"-tan。）/MgX在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)

COS，

ZW

線一線O=gLtan°—gc。Se.—μtng（x-L?整理得Ek=Eko+mgLtanθ-μmgx??tanθ>μ,則

COSe

紜-不圖像有可能如下圖

若tane<",則因?yàn)?4-ta∏e)<M,故Ek-X圖像的斜率在斜面上運(yùn)動(dòng)的要小于在水平面上運(yùn)動(dòng)的，如下

圖

故A、B錯(cuò)誤；

CD.設(shè)滑塊開始時(shí)的機(jī)械能為E。，斜面的傾角為6,斜面水平長度為工，在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)

?/,一、_L

E=E-jumgcos0×―:-=&)在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)E=E-μmgcosθ×-----μmg(x-L?=E-μmgx

0cosθ0cosθ0

綜上所述可得E=EO-MWgr顯然，整個(gè)過程E與X成線性關(guān)系，且直線斜率保持不變。故C錯(cuò)誤，D正確。

故選D。

11.如圖1所示，水平面光滑，空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，輕彈簧一端固定在墻面上，另一端自由伸

長，將帶正電絕緣小球由彈簧左側(cè)某一位置靜止釋放。以小球出發(fā)位置為原點(diǎn)，水平向右為X軸正方向，規(guī)

定。點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn)，在小球第一次運(yùn)動(dòng)到最右端的過程中，小球的電勢(shì)能與、動(dòng)能Ek隨位移變化的關(guān)系圖

像分別如圖2、3所示。彈簧始終在彈性限度內(nèi)，彈簧彈性勢(shì)能表達(dá)式6∣=gK?xY(Ax為彈簧的形變量)

A.電場(chǎng)強(qiáng)度大小為8N/CB.圖3中a=4.0

C.圖3中b=0.55D.彈簧的勁度系數(shù)為￠=號(hào)N/m

【答案】B

48

【詳解】A.由圖2知，Ep-x圖像的斜率大小表示小球所受電場(chǎng)力的大小7?=?^N=8N小球電荷量未知，所

以電場(chǎng)強(qiáng)度大小未知，A錯(cuò)誤；

BD.由圖3知，在0~0.5m內(nèi)，Et線性增大，則在0~0.5m內(nèi)只有電場(chǎng)力對(duì)小球做正功，由動(dòng)能定理得

/xθ.5m=α=4.0J在0.5m-0.6m內(nèi)除了電場(chǎng)力對(duì)小球做正功，還有彈簧彈力對(duì)小球做負(fù)功，在0~0.6m內(nèi)

O=EP+/(以丫

根據(jù)能量守恒定律得，?x=0?6m-0.5m=0.1m解得％=960N∕m,B正確，D錯(cuò)誤；

Ep=-4.8J

C.圖3中，當(dāng)x=b時(shí)，小球動(dòng)能最大，則此時(shí)電場(chǎng)力和彈簧彈力大小相等陵e-0.5m)=∕?=8N解得

b=0.5083m,C錯(cuò)誤。故選B。

12.如圖甲所示，跳跳桿底部裝有一根彈簧，小孩和桿的總質(zhì)量為加，某次小孩從最低點(diǎn)彈起，以小孩運(yùn)

動(dòng)的最低點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，豎直向上為X軸正方向，小孩與桿整體的動(dòng)能與其坐標(biāo)位置的關(guān)系如圖乙所示，

圖像O-W之間為曲線，X2為其最高點(diǎn)，Z-Z為直線，不計(jì)彈簧質(zhì)量和空氣阻力的影響，重力加速度

g=10m∕s2。則（）

彈簧勁度系數(shù)理

A.k=B.小孩和桿的最大加速度

X3-X2

C.在々處的速度為J2gk-χ3)D.在七處的彈性勢(shì)能為“g(x2-xj

【答案】BC

【詳解】由動(dòng)能定理知圖線切線的斜率表示合外力，由圖像可以看出當(dāng)X=X3時(shí)彈簧彈力減小為零。

Wg

A.有圖像可得當(dāng)X=X2時(shí)，整體的合外力為零，有左(七-％)="7g得%=,A錯(cuò)誤;

Xsf

B.當(dāng)整體在最低點(diǎn)即X=O時(shí)加速度最大，此時(shí)彈簧的壓縮量為X3,由牛頓第二定律M=-i-g=-1-g

mx3-X2

B正確；

C.4處動(dòng)能等于覆處動(dòng)能，X=丐時(shí)整體離開彈簧，》3~匕過程中，由機(jī)械能守恒片=；加片=Mg(Z-W)

得W=^2g(x4-X3),C正確；

D.x∣~x<,系統(tǒng)機(jī)械能守恒/+"?g(X4-X3)+”?gX|="期4得/=mg(x「X1)，D錯(cuò)誤。故選BC。

五、EP-X機(jī)械能位移圖像

13.如圖所示，一均勻帶正電圓環(huán)水平放置，環(huán)心為。點(diǎn)，一帶正電的小球從。點(diǎn)正下方的/點(diǎn)以某一初

速度向上拋出，并穿過帶電環(huán)，取。點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，豎直向上為正方向，取無限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，關(guān)于小球

從4到?過程中(C%=。?),加速度“、重力勢(shì)能紇0、機(jī)械能￡、電勢(shì)能4電隨位置變化的圖像可能正確

的是()

A,?

I

AQ

I

【答案】A

【詳解】A.從4到。的過程，靜電力向下，由牛頓第二定律得，加速度大小。=組幽方向向下，加速

tn

度為負(fù)值。從4到。的過程，電場(chǎng)強(qiáng)度大小可能先增大再減小，加速度大小可能先增大再減小。從。到H

的過程，電場(chǎng)力方向豎直向上，當(dāng)重力大于電場(chǎng)力時(shí)，由牛頓第二定律得，加速度大小”當(dāng)電場(chǎng)

m

力大于重力時(shí)，由牛頓第二定律得，加速度大小。=這二里從。到H的過程，電場(chǎng)強(qiáng)度可能先增大后減小,

加速度可能先向下即加速度為負(fù)值，大小減小，后向上即加速度為正值，大小可能先增大后減小。A正確；

B.小球從4到H過程中，重力一直在做負(fù)功，重力勢(shì)能一直在增加，由ElIC-無圖像可知重力勢(shì)能一直在

減小。B錯(cuò)誤：

C.小球從4到4過程中，靜電力先做負(fù)功后做正功，由功能關(guān)系可知，靜電力做功附也和機(jī)械能變化反之

間的關(guān)系”=反小球的機(jī)械能先減小后增大。E-X圖像某點(diǎn)切線的斜率大小表示靜電力大小從4

到。的過程，由于電場(chǎng)強(qiáng)度可能先增大后減小或不斷減小，圖線斜率大小可能先增大后減小或不斷減小。

E-X圖像可知，從/到。的過程，E-X圖像斜率大小不斷增大，C錯(cuò)誤；

D.小球從Z到⑷過程中，靜電力先做負(fù)功后做正功，電勢(shì)能先增加后減小，由。電-X圖像可知電勢(shì)能先

減小后增大。D錯(cuò)誤。故選A。

14.物體做自由落體，EA代表動(dòng)能，他代表重力勢(shì)能，/H弋表下落的距離，以水平地面為零勢(shì)能面，下列

所示圖像中，能正確反映各物理量之間關(guān)系的是（）

【詳解】A.設(shè)物體的質(zhì)量為〃?，初始時(shí)離地高度為H,根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，下落的速度為

v=gf下落的高度為力=；g/在物體由釋放到下落;1高度的過程中，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有沖力=J”7

2.Z

21

重力勢(shì)能￡/,隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間/的變化關(guān)系為與=〃吆（，-/?）="磔7-$91=mgH-^mv=mgH-Etl由此可知,

E.與/呈二次函數(shù)關(guān)系，其圖像為一條拋物線，且開口向下，故A錯(cuò)誤；

B.3與V呈二次函數(shù)關(guān)系，其圖像為條拋物線，且開口向下，故B正確；

C.心與。呈一次函數(shù)關(guān)系，其圖像為一條向下傾斜的直線，故C錯(cuò)誤；

D.心與&呈一次函數(shù)關(guān)系，其圖像為一條向下傾斜的直線，故D正確。

故選BD0

15.如圖（a）所示，傾角9=30。的光滑固定斜桿底端固定一電荷量為。=2χl（Γ4C的正點(diǎn)電荷，將一帶正

電的絕緣小球（可視為點(diǎn)電荷）從斜桿的底端（但與0未接觸）靜止釋放，小球沿斜桿向上滑動(dòng)過程中能

量隨位移的變化圖像如圖（b）所示，其中線1為重力勢(shì)能隨位移變化圖像，線2為動(dòng)能隨位移變化圖像，

取桿上離底端3m處為電勢(shì)零點(diǎn)，重力加速度g=10π√s2,靜電力常量k=9x109N?n∕∕C2,則（）

A.小球的質(zhì)量為2kg

B.小球的電荷量約為4=1.11x10-5c

C.斜桿底端至小球速度最大處由底端正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)的電勢(shì)差U=4.0x106V

D.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到S=Im處時(shí)具有的電勢(shì)能為13J

【答案】BD

【詳解】A.根據(jù)重:力勢(shì)能隨位移的變化關(guān)系有。="gssin。根據(jù)圖像口?知當(dāng)小球上升3m時(shí)，重力勢(shì)能為

60J,則小球的質(zhì)量為"7=—芻+=TJ。,J.kg=4kg故A錯(cuò)誤；

gssin。1n0×3×sm3υ

B.由圖線2可知，當(dāng)位移為S=Im時(shí)，小球的動(dòng)能達(dá)到最大值，電場(chǎng)力與重力沿桿的分力相等，則有

"嚕5出。=《緝解得421.1以1（）5（：故8正確；

S

C.斜桿底端至小球速度最大處，由能量守恒可知貝/=線”,+4代入數(shù)據(jù)解得U=4.23X106V故C錯(cuò)誤；

D.從S=Im到最高點(diǎn)的過程中，根據(jù)能量守恒可知減少的電勢(shì)能和減少的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，則有

Λpq+ΔEk=ΔEp代入數(shù)據(jù)解得當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到S=Im處時(shí)具有的電勢(shì)能為EPq=I3J故D正確。故選BD。

六、E-X機(jī)械能位移圖像

16.對(duì)靜止在水平地面上的物體施加一豎直向上的恒力產(chǎn)，物體上升4.8m時(shí)撤去力產(chǎn)，物體的機(jī)械能E隨

距離地面高度力的變化關(guān)系如圖所示，已知物體所受阻力大小恒定，重力加速度g取Iom∕s"以地面為參考

平面。則（)

A.物體的質(zhì)量為0.4kg

B.物體所受阻力的大小為4N

C.力產(chǎn)的最大功率為96W

D.物體回到地面前瞬間的速度大小為4√3m∕s

【答案】C

【詳解】AB.由功能關(guān)系結(jié)合圖像可知(F-∕)?4.8m=48J;/(7.2m-4.8m+7.2m)=48J-28.8J解得了=2N,

尸=12N由題意可知，撤去尸至最高點(diǎn)過程有/(7.2m-4.8m)=48J-4M解得，最高點(diǎn)時(shí)候的機(jī)械能為

Esw=43.2J在最高點(diǎn)動(dòng)能為0,此時(shí)機(jī)械能只有重力勢(shì)能，所以加g?7.2m=?ffl=43.2J解得拓=0.6kg故AB

錯(cuò)誤；

C.當(dāng)物體向上運(yùn)動(dòng)4.8m時(shí)速度最大，此時(shí)力F的功率最大，則有(尸-機(jī)8-7)-4.8111=；"八』-0解得丫=801/5

所以力尸的最大功率為P=FV=I2x8W=96W故C正確；

D.物體回到地面前瞬間，重力勢(shì)能為0,此時(shí)機(jī)械能只有動(dòng)能，則gmv"=28.8J解得1∕=4遙m/s故D錯(cuò)誤。

故選C。

17.從地面豎直向上拋出一物體(可視為質(zhì)點(diǎn))，以地面為重力勢(shì)能零勢(shì)面，上升過程中，該物體的機(jī)械能

E隨離開地面的高度人的變化如圖所示，物體上升的最大高度為4m,重力加速度g取IomZS2。由圖中數(shù)據(jù)

可得()

A.物體的質(zhì)量為4kg

B.物體拋出時(shí)的速度大小為2萬談

C.物體上升過程中，所受空氣阻力的大小為IoN

D.物體上升過程中，加速度的大小為7.5m∕s2

【答案】AC

【詳解】A.由圖可知〃=4m時(shí)，E=160J,由EP=Wg力，可得m=4kg,A正確；

B.拋出時(shí)Ek=E=200J,由Ek=；機(jī)V?可得V=IOm∕s,B錯(cuò)誤：

C.由圖可知，由動(dòng)能定理可知，圖線斜率的絕對(duì)值在數(shù)值上等于空氣阻力的大小，可得/=學(xué)=ION

△h

即所受空氣阻力大小為IoN,C正確；

D.物體上升過程中，根據(jù)牛頓第二定律得mg+/=機(jī)。解得α=12.5m∕s2,D錯(cuò)誤。

故選ACo

18.如圖所示，豎直輕彈簧下端固定在水平地面上，將輕彈簧正上方質(zhì)量機(jī)=1版的小球由靜止釋放，小球

下落過程中受到恒定的空氣阻力作用。以小球開始下落的位置為原點(diǎn)，豎直向下為N軸正方向，取地面處

為重力勢(shì)能零點(diǎn)，在小球第一次下落到最低點(diǎn)的過程中，彈簧的彈性勢(shì)能、小球的重力勢(shì)能與2、小球

的動(dòng)能Ek、小球的機(jī)械能E隨小球位移變化的關(guān)系圖像分別如圖甲乙、丙、丁所示，彈簧始終在彈性限度

范圍內(nèi)，取重力加速度g=10m∕s2,下列說法正確的是（）

甲乙丙丁

A.圖乙中a=3B.圖丙中6=4

C.圖丙中方處的彈簧彈力為8ND.圖丁中c=9,"=4

【答案】BCD

【詳解】A.由圖可知，小球到最低點(diǎn)時(shí)，高度下降0.6m,則重力勢(shì)能減少"Pl=mg%raχ=6J重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化

為摩擦熱和彈簧的彈性勢(shì)能，根據(jù)。=/町a(chǎn)x=%2解得/=2N則圖乙中。=4故A錯(cuò)誤；

B.結(jié)合圖甲和圖丙，可知小球高度下降0.5m內(nèi)，只有重力做功，根據(jù)Wg4-"=&解得V=O?5m時(shí)的動(dòng)

能Ek=4J故B正確；

C.當(dāng)小球動(dòng)能最大時(shí)，小球加速度為零，根據(jù)平衡條件與+∕=mg解得4M=8N故C正確；

D.根據(jù)功能關(guān)系可知，小球高度下降0.5m時(shí)，機(jī)械能的減少量等于克服阻力所做的功為Δ^=10-c=?A

解得c=9根據(jù)能量守恒定律可知，小球高度下降0.6m時(shí)，動(dòng)能為零，則小球減少的重力勢(shì)能等于減少的機(jī)

械能為6J,則d=4故D正確。故選BCD。

七、E-t機(jī)械能時(shí)間圖像

19.某次演習(xí)中，戰(zhàn)士居高臨下向防御工事內(nèi)投擲手榴彈，如圖所示。忽略空氣阻力，手榴彈運(yùn)動(dòng)看作平

拋運(yùn)動(dòng)，以下關(guān)于手榴彈下落過程中的重力勢(shì)能紇（以地面為零勢(shì)能面）、動(dòng)能變化量"k，動(dòng)能的變化率

【詳解】D.手榴彈下落過程中只有重力做功，機(jī)械能守恒，即ET圖線為水平直線，D錯(cuò)誤；

A.設(shè)初始高度為小重力勢(shì)能可表示為「=〃?gS-；gf2）,ET圖線為開口向下的拋物線，A錯(cuò)誤；

B.據(jù)動(dòng)能定理可得，動(dòng)能變化量可表示為?^k=WgggF,"k-圖線為過原點(diǎn)開口向上拋物線，B錯(cuò)誤;

C.動(dòng)能的變化率可表示為畋=1wg）,絲LT圖線為過原點(diǎn)的傾斜直線，C正確。故選C。

△/2Δ/

20.踢楚子是人們喜愛的娛樂運(yùn)動(dòng)。假設(shè)在無風(fēng)的天氣里，下落的鍵子受到的空氣阻力與其下落的速度大

小成正比，一毯子從高處豎直向下落向地面，此過程中鍵子的機(jī)械能為E,鏈子落地前過程中的ET圖像

可能正確的有（圖中實(shí)線為曲線，虛線為直線）（）

【答案】BD

【詳解】根據(jù)牛頓第二定律可知加α=,"g-h則隨速度增加，加速度減小，當(dāng)加速度減為零時(shí)，鍵子勻速卜

落。若在勻速之前落地，則健子一直做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)。以下落前鍵子的高度作為重力勢(shì)