2020-2024年高考物理試題分類訓(xùn)練：功和能

專題06功和能

一、單選題

1.（2024?全國(guó)?統(tǒng)考高考真題）小車在水平地面上沿軌道從左向右運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能始終增

加。假如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（）

c-D-“

【答案】D

【詳解】AB.小車做曲線運(yùn)動(dòng)，所受合外力指向曲線的凹側(cè)，故AB錯(cuò)誤；

CD.小車沿軌道從左向右運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能始終增加，故合外力與運(yùn)動(dòng)方向夾角為銳角，C錯(cuò)

誤，D正確。

故選Do

2.（2024?全國(guó)?統(tǒng)考高考真題）一同學(xué)將排球自。點(diǎn)墊起，排球豎直向上運(yùn)動(dòng)，隨后

下落回到。點(diǎn)。設(shè)排球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受空氣阻力大小和速度大小成正比。則該排球

（）

A.上升時(shí)間等于下落時(shí)間B.被墊起后瞬間的速度最大

C.達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)加速度為零D.下落過(guò)程中做勻加速運(yùn)動(dòng)

【答案】B

【詳解】A.上升過(guò)程和下降過(guò)程的位移大小相同，上升過(guò)程的末狀態(tài)和下降過(guò)程的初

狀態(tài)速度均為零。對(duì)排球受力分析，上升過(guò)程的重力和阻力方向相同，下降過(guò)程中重力

和阻力方向相反，依據(jù)牛頓其次定律可知，上升過(guò)程中隨意位置的加速度比下降過(guò)程中

對(duì)應(yīng)位置的加速度大，則上升過(guò)程的平均加速度較大。由位移與時(shí)間關(guān)系可知，上升時(shí)

間比下落時(shí)間短，A錯(cuò)誤；

B.上升過(guò)程排球做減速運(yùn)動(dòng)，下降過(guò)程排球做加速運(yùn)動(dòng)。在整個(gè)過(guò)程中空氣阻力始終

做負(fù)功，小球機(jī)械能始終在減小，下降過(guò)程中的最低點(diǎn)的速度小于上升過(guò)程的最低點(diǎn)的

速度，故排球被墊起時(shí)的速度最大，B正確；

C.達(dá)到最高點(diǎn)速度為零，空氣阻力為零，此刻排球重力供應(yīng)加速度不為零，C錯(cuò)誤；

D.下落過(guò)程中，排球速度在變，所受空氣阻力在變，故排球所受的合外力在變更，排

球在下落過(guò)程中做變加速運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤。

故選Bo

3.（2024?全國(guó)?統(tǒng)考高考真題）一同學(xué)將鉛球水平推出，不計(jì)空氣阻力和轉(zhuǎn)動(dòng)的影響，

鉛球在平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（）

A.機(jī)械能始終增加B.加速度保持不變

C.速度大小保持不變D.被推出后瞬間動(dòng)能最大

【答案】B

【詳解】A.鉛球做平拋運(yùn)動(dòng)，僅受重力，故機(jī)械能守恒，A錯(cuò)誤；

B.鉛球的加速度恒為重力加速度保持不變，B正確；

CD.鉛球做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向速度不變，豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，依據(jù)運(yùn)動(dòng)的合

成可知鉛球速度變大，則動(dòng)能越來(lái)越大，CD錯(cuò)誤。

故選Bo

4.（2024?山東?統(tǒng)考高考真題）《天工開物》中記載了古人借助水力運(yùn)用高轉(zhuǎn)筒車往

稻田里引水的場(chǎng)景。引水過(guò)程簡(jiǎn)化如下：兩個(gè)半徑均為斤的水輪，以角速度。勻速轉(zhuǎn)

動(dòng)。水筒在筒車上勻整排布，單位長(zhǎng)度上有〃個(gè)，與水輪間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)。每個(gè)水筒離開

水面時(shí)裝有質(zhì)量為0的水，其中的60%被輸送到高出水面〃處灌入稻田。當(dāng)?shù)氐闹亓?/p>

速度為g,則筒車對(duì)灌入稻田的水做功的功率為（）

A.2股鍛；"B_3nmg;RH3nmg^RHnmgaRH

【答案】B

【詳解】由題知，水筒在筒車上勻整排布，單位長(zhǎng)度上有A個(gè)，且每個(gè)水筒離開水面時(shí)

裝有質(zhì)量為m的水、其中的60%被輸送到高出水面〃處灌入稻田，則水輪轉(zhuǎn)一圈灌入農(nóng)

田的水的總質(zhì)量為

m總二2兀RnmX60%=1.2兀Rnm

則水輪轉(zhuǎn)一圈灌入稻田的水克服重力做的功

眸1.2nRnmgH

則筒車對(duì)灌入稻田的水做功的功率為

T

聯(lián)立有

故選Bo

5.（2024?江蘇?統(tǒng)考高考真題）滑塊以確定的初速度沿粗糙斜面從底端上滑，到達(dá)最

高點(diǎn)2?后返回原委端。利用頻閃儀分別對(duì)上滑和下滑過(guò)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（）

甲

A.受到的合力較小B.經(jīng)過(guò)/點(diǎn)的動(dòng)能較小

C.在4、8之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間較短D.在48之間克服摩擦力做的功較小

【答案】C

【詳解】A.因?yàn)轭l閃照片時(shí)間間隔相同，對(duì)比圖甲和乙可知圖甲中滑塊加速度大，是

上滑階段；依據(jù)牛頓其次定律可知圖甲中滑塊收到的合力較大；故A錯(cuò)誤；

B.從圖甲中的/點(diǎn)到圖乙中的4點(diǎn)，先上升后下降，重力做功為0,摩擦力做負(fù)功；

依據(jù)動(dòng)能定理可知圖甲經(jīng)過(guò)/點(diǎn)的動(dòng)能較大，故B錯(cuò)誤；

C.由于圖甲中滑塊加速度大，依據(jù)

2

v-VQ=2ax

可知圖甲在/、8之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間較短，故C正確；

D.由于無(wú)論上滑或下滑均受到滑動(dòng)摩擦力大小相等，故圖甲和圖乙在4、6之間克服摩

擦力做的功相等，故D錯(cuò)誤；

故選Co

6.（2024?北京?統(tǒng)考高考真題）如圖所示，一物體在力廠作用下沿水平桌面做勻加速

直線運(yùn)動(dòng)。已知物體質(zhì)量為加加速度大小為a,物體和桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃，

重力加速度為g,在物體移動(dòng)距離為x的過(guò)程中（）

77777777777777777777777~

A.摩擦力做功大小與戶方向無(wú)關(guān)B.合力做功大小與廠方向有關(guān)

C.6為水平方向時(shí)，尸做功為〃“zgxD.尸做功的最小值為“2辦

【答案】D

【詳解】A.設(shè)力尸與水平方向的夾角為Q,則摩擦力為

f=〃(mg-FsinO')

摩擦力的功

Wf=gng-Fsin0)x

即摩擦力的功與廠的方向有關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.合力功

W=F^x=ma-x

可知合力功與力尸方向無(wú)關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.當(dāng)力尸水平常，則

F=ma+"mg

力廠做功為

WF=Fx=(ma+jLimg)x

選項(xiàng)c錯(cuò)誤；

D.因合外力功為儂x大小確定，而合外力的功等于力尸與摩擦力/'做功的代數(shù)和，而

當(dāng)尸sin6=%g時(shí)，摩擦力二0,則此時(shí)摩擦力做功為零，此時(shí)力尸做功最小，最小值為

max,選項(xiàng)D正確。

故選Do

7.(2024?山西?統(tǒng)考高考真題)無(wú)風(fēng)時(shí)，雨滴受空氣阻力的作用在地面旁邊會(huì)以恒定

的速率豎直下落。一質(zhì)量為〃的雨滴在地面旁邊以速率-下落高度力的過(guò)程中，克服空

氣阻力做的功為(重力加速度大小為g)()

11

A.0B.mghC.—mv2~-mghD.-mv~2+mgh

【答案】B

【詳解】在地面旁邊雨滴做勻速運(yùn)動(dòng)，依據(jù)動(dòng)能定理得

mgh-Wf=0

故雨滴克服空氣阻力做功為，咫/7o

故選B。

8.(2024?浙江?統(tǒng)考高考真題)鉛球被水平推出后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，不計(jì)空氣阻力，下

列關(guān)于鉛球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小a、速度大小八動(dòng)能Ek和機(jī)械能￡隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間

力的變更關(guān)系中，正確的是（）

【答案】D

【詳解】A.由于不計(jì)空氣阻力，鉛球被水平推出后只受重力作用，加速度等于重力加

速度，不隨時(shí)間變更，故A錯(cuò)誤;

B.鉛球被水平推出后做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向有

vy=gt

則拋出后速度大小為

可知速度大小與時(shí)間不是一次函數(shù)關(guān)系，故B錯(cuò)誤；

C.鉛球拋出后的動(dòng)能

筑=：根丫2=；根[說(shuō)+（g0[

可知?jiǎng)幽芘c時(shí)間不是一次函數(shù)關(guān)系，故C錯(cuò)誤；

D.鉛球水平拋出后由于忽視空氣阻力，所以拋出后鉛球機(jī)械能守恒，故D正確。

故選Do

9.（2024?湖北?統(tǒng)考高考真題）兩節(jié)動(dòng)車的額定功率分別為A和鳥，在某平直鐵軌上

能達(dá)到的最大速度分別為匕和V2。現(xiàn)將它們編成動(dòng)車組，設(shè)每節(jié)動(dòng)車運(yùn)行時(shí)受到的阻力

在編組前后不變，則該動(dòng)車組在此鐵軌上能達(dá)到的最大速度為（）

?匕+―。>?+-%（一+一）匕4（一+⑷匕險(xiǎn)

【答案】D

【詳解】由題意可知兩節(jié)動(dòng)車分別有

4=加

5=flV2

當(dāng)將它們編組后有

聯(lián)立可得

1=（一+:），%

4V2+￡匕

故選Do

10.（2024?山東?統(tǒng)考高考真題）質(zhì)量為〃的玩具動(dòng)力小車在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引

力廠和受到的阻力F均為恒力，如圖所示，小車用一根不行伸長(zhǎng)的輕繩拉著質(zhì)量為小的

物體由靜止起先運(yùn)動(dòng)。當(dāng)小車拖動(dòng)物體行駛的位移為每時(shí)，小車達(dá)到額定功率，輕繩從

物體上脫落。物體接著滑行一段時(shí)間后停下，其總位移為口。物體與地面間的動(dòng)摩擦因

數(shù)不變，不計(jì)空氣阻力。小車的額定功率弓為（）

2產(chǎn)(尸-/)(邑-5弱2尸GF_/)(S「Sjd

-(M+m)S-MS-

2l(M+m)S2-mSx

「2尸(尸一了)(邑U瓶

C2"-f)(SS)S2

'M(M+m)S2-MS1

(M+m)S2+mSx

【答案】A

【詳解】設(shè)物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為凡當(dāng)小車拖動(dòng)物體行駛的位移為S的過(guò)程

中有

F—f—nmg=(卬+勵(lì)a

/-2asi

Po=Fv

輕繩從物體上脫落后

a2=J^g

v=2a2(Sz-Si)

聯(lián)立有

2F2(F-f)6-S)S\

A二(M+用電-g

故選Ao

11.（2024?遼寧?統(tǒng)考高考真題）如圖（a）,從高處〃點(diǎn)到地面N點(diǎn)有I、II兩條光

滑軌道。兩相同小物塊甲、乙同時(shí)從〃點(diǎn)由靜止釋放，沿不同軌道滑到“點(diǎn)，其速率-

與時(shí)間t的關(guān)系如圖（b）所示。由圖可知，兩物塊在離開〃點(diǎn)后、到達(dá)"點(diǎn)前的下滑

過(guò)程中（）

A.甲沿I下滑且同一時(shí)刻甲的動(dòng)能比乙的大

B.甲沿II下滑且同一時(shí)刻甲的動(dòng)能比乙的小

C.乙沿I下滑且乙的重力功率始終不變

D.乙沿II下滑且乙的重力功率始終增大

【答案】B

【詳解】AB.由圖乙可知，甲下滑過(guò)程中，甲做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則甲沿II下滑，乙做

加速度慢慢減小的加速運(yùn)動(dòng)，乙沿I下滑，隨意時(shí)刻甲的速度都小于乙的速度，可知同

一時(shí)刻甲的動(dòng)能比乙的小，A錯(cuò)誤，B正確；

CD.乙沿I下滑，起先時(shí)乙速度為0,到N點(diǎn)時(shí)乙豎直方向速度為零，依據(jù)瞬時(shí)功率公

式尸=mgvy可知重力瞬時(shí)功領(lǐng)先增大后減小，CD錯(cuò)誤。

故選B。

12.（2024?浙江?高考真題）一位游客正在體驗(yàn)蹦極，綁上蹦極專用的橡皮繩后從跳

臺(tái)縱身而下。游客從跳臺(tái)下落直到最低點(diǎn)過(guò)程中（）

A.彈性勢(shì)能減小B.重力勢(shì)能減小

C.機(jī)械能保持不變D.繩一繃緊動(dòng)能就起先減小

【答案】B

【詳解】游客從跳臺(tái)下落，起先階段橡皮繩未拉直，只受重力作用做勻加速運(yùn)動(dòng)，下落

到確定高度時(shí)橡皮繩起先繃緊，游客受重力和向上的彈力作用，彈力從零慢慢增大，游

客所受合力先向下減小后向上增大，速度先增大后減小，到最低點(diǎn)時(shí)速度減小到零，彈

力達(dá)到最大值。

A.橡皮繩繃緊后彈性勢(shì)能始終增大，A錯(cuò)誤；

B.游客高度始終降低，重力始終做正功，重力勢(shì)能始終減小，B正確；

C.下落階段橡皮繩對(duì)游客做負(fù)功，游客機(jī)械能削減，轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能，C錯(cuò)誤；

D.繩剛繃緊起先一段時(shí)間內(nèi)，彈力小于重力，合力向下做正功，游客動(dòng)能在增加；當(dāng)

彈力大于重力后，合力向上對(duì)游客做負(fù)功，游客動(dòng)能慢慢減小，D錯(cuò)誤。

故選Bo

13.（2024?福建?高考真題）福建土樓兼具居住和防衛(wèi)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(guò)直徑約50m的圓形廊道連接。若將質(zhì)量為100kg的防衛(wèi)物資先從二樓倉(cāng)庫(kù)搬到

四樓樓梯口〃處，再用100s沿廊道運(yùn)輸?shù)健疤帲鐖D（c）所示。重力加速度大小取lOm/sZ,

則（）

（b）剖面圖

A.該物資從二樓地面被運(yùn)輸?shù)剿臉恰ㄌ幍倪^(guò)程中，克服重力所做的功為5400J

B.該物資從〃處被運(yùn)輸?shù)健疤幍倪^(guò)程中，克服重力所做的功為78500J

C.從〃處沿圓形廊道運(yùn)動(dòng)到從處，位移大小為78.5m

D.從〃處沿圓形廊道運(yùn)動(dòng)到N處，平均速率為0.5m/s

【答案】A

【詳解】A.該物資從二樓地面被運(yùn)輸?shù)剿臉恰ㄌ幍倪^(guò)程中，克服重力所做的功為

%=mg\h=100xl0x(2.7+2.7)J=5400J

故A正確；

B.該物資從〃處被運(yùn)輸?shù)健疤幍倪^(guò)程中，由于K%高度差為零，所以克服重力做功為

零，故B錯(cuò)誤；

C.從〃處沿圓形廊道運(yùn)動(dòng)到及處，位移大小為50m,故C錯(cuò)誤；

D.從〃處沿圓形廊道運(yùn)動(dòng)到及處，平均速率為

V----=-------—m/s=0.785m/s

tt100

故D錯(cuò)誤。

故選A。

14.（2024?北京?高考真題）我國(guó)航天員在“天宮課堂”中演示了多種好玩的試驗(yàn)，

提高了青少年科學(xué)探究的愛(ài)好。某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下試驗(yàn)：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(yùn)動(dòng)。無(wú)論在“天宮”還是在地面做此試

驗(yàn)（）

O

vo-

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

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

【答案】C

【詳解】AC.在地面上做此試驗(yàn)，忽視空氣阻力，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(huì)變更小球速度的大?。辉凇疤鞂m”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(yùn)動(dòng)，繩子拉力照舊不做功，

A錯(cuò)誤，C正確；

BD.在地面上小球運(yùn)動(dòng)的速度大小變更，依據(jù)。=匕和尸="，匕（重力不變）可知小球

rr

的向心加速度和拉力的大小發(fā)生變更，在“天宮”上小球的向心加速度和拉力的大小不

發(fā)生變更，BD錯(cuò)誤。

故選Co

15.（2024?江蘇?高考真題）如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與物塊A連接在

一起，處于壓縮狀態(tài)，A由靜止釋放后沿斜面對(duì)上運(yùn)動(dòng)到最大位移時(shí)，馬上將物塊B輕

放在A右側(cè)，A、B由靜止起先一起沿斜面對(duì)下運(yùn)動(dòng)，下滑過(guò)程中A、B始終不分別，當(dāng)

A回到初始位置時(shí)速度為零，A、B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同、彈簧未超過(guò)彈性限度，

則（）

A.當(dāng)上滑到最大位移的一半時(shí)，A的加速度方向沿斜面對(duì)下

B.A上滑時(shí)、彈簧的彈力方向不發(fā)生變更

C.下滑時(shí)，B對(duì)A的壓力先減小后增大

D.整個(gè)過(guò)程中A、B克服摩擦力所做的總功大于B的重力勢(shì)能減小量

【答案】B

【詳解】B.由于A、B在下滑過(guò)程中不分別，設(shè)在最高點(diǎn)的彈力為凡方向沿斜面對(duì)下

為正方向，斜面傾角為9,AB之間的彈力為與，摩擦因素為u,剛下滑時(shí)依據(jù)牛頓其

次定律對(duì)AB有

F+(mA+mB)gsin0-//(mA+mB)gcos0=(mA+m6)a

對(duì)B有

m^gsvaO-/uin^gcosO—Ff^=m^a

聯(lián)立可得

F::FAB

mK+H%mB

由于A對(duì)B的彈力4B方向沿斜面對(duì)上，故可知在最高點(diǎn)尸的方向沿斜面對(duì)上；由于在

最起先彈簧彈力也是沿斜面對(duì)上的，彈簧始終處于壓縮狀態(tài)，所以A上滑時(shí)、彈簧的彈

力方向始終沿斜面對(duì)上，不發(fā)生變更，故B正確；

A.設(shè)彈簧原長(zhǎng)在。點(diǎn)，A剛起先運(yùn)動(dòng)時(shí)距離。點(diǎn)為石，A運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)距離。點(diǎn)為

北；下滑過(guò)程AB不分別，則彈簧始終處于壓縮狀態(tài)，上滑過(guò)程依據(jù)能量守恒定律可得

；履：=；kx；+(mgsin0+f^xA-x2)

化簡(jiǎn)得

為+x2

當(dāng)位移為最大位移的一半時(shí)有

心=(%一%^)一(機(jī)gsin0+f)

帶入次值可知/第0,即此時(shí)加速度為0,故A錯(cuò)誤；

C.依據(jù)B的分析可知

mA+mBmB

再結(jié)合B選項(xiàng)的結(jié)論可知下滑過(guò)程中戶向上且慢慢變大，則下滑過(guò)程蜃慢慢變大，依

據(jù)牛頓第三定律可知B對(duì)A的壓力慢慢變大，故C錯(cuò)誤；

D.整個(gè)過(guò)程中彈力做的功為0,A重力做的功為0,當(dāng)A回到初始位置時(shí)速度為零，依

據(jù)功能關(guān)系可知整個(gè)過(guò)程中A、B克服摩擦力所做的總功等于B的重力勢(shì)能減小量，故

D錯(cuò)誤。

故選B。

16.（2024?江蘇?高考真題）某滑雪賽道如圖所示，滑雪運(yùn)動(dòng)員從靜止起先沿斜面下

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(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員

的動(dòng)能穌與水平位移x的關(guān)系圖像正確的是（）

【答案】A

【詳解】設(shè)斜面傾角為夕，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(guò)程中依據(jù)動(dòng)能定理有

Ek=mgxland

即

E

—k=mgtanU

x

下滑過(guò)程中起先階段傾角d不變，瓦-X圖像為一條直線；經(jīng)過(guò)圓弧軌道過(guò)程中d先減

小后增大，即圖像斜領(lǐng)先減小后增大。

故選Ao

17.（2024?湖北?統(tǒng)考高考真題）如圖所示，質(zhì)量分別為?和2〃的小物塊P和Q,

用輕質(zhì)彈簧連接后放在水平地面上，P通過(guò)一根水平輕繩連接到墻上。P的下表面光滑,

Q與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為P,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。用水平拉力將Q向右緩

慢拉開一段距離，撤去拉力后，Q恰好能保持靜止。彈簧形變始終在彈性限度內(nèi)，彈簧

的勁度系數(shù)為4，重力加速度大小為外若剪斷輕繩，P在隨后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中相對(duì)于其

初始位置的最大位移大小為（）

--------P-wwwvwQ

勿〃〃〃力〃/〃〃〃〃/〉〃〃）〃〃

…mgkB.2鱉C.空整D.如鱉

kkk

【答案】C

【詳解】Q恰好能保持靜止時(shí)，設(shè)彈簧的伸長(zhǎng)量為心滿足

kx=2jumg

若剪斷輕繩后，物塊P與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，彈簧的最大壓縮量也為X,因此

P相對(duì)于其初始位置的最大位移大小為

S=2X=3

k

故選Co

18.（2024?浙江?統(tǒng)考高考真題）小明用額定功率為1200W、最大拉力為300N的提

升裝置，把靜置于地面的質(zhì)量為20kg的重物豎直提升到高為85.2m的平臺(tái)，先加速再

勻速，最終做加速度大小不超過(guò)5m/s2的勻減速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)平臺(tái)的速度剛好為零，g取

10m/s2,則提升重物的最短時(shí)間為（）

A.13.2sB.14.2sC.15.5sD.17.Os

【答案】C

【詳解】為了以最短時(shí)間提升重物，一起先先以最大拉力拉重物做勻加速上升，當(dāng)功率

達(dá)到額定功率時(shí)，保持功率不變直到重物達(dá)到最大速度，接著做勻速運(yùn)動(dòng)，最終以最大

加速度做勻減速上升至平臺(tái)速度剛好為零，重物在第一階段做勻加速上升過(guò)程，依據(jù)牛

頓其次定律可得

T-mg300-20x10,_,

4=-------=----------------m/s2=5m/s2

m20

當(dāng)功率達(dá)到額定功率時(shí)，設(shè)重物的速度為匕，則有

^=1200m/s=4m/s

Tm300

此過(guò)程所用時(shí)間和上上升度分別為

tx=-=—s=0.8s

ax5

工工m“6m

2q2x5

重物以最大速度勻速時(shí)，有

v=^=^=^m/s=6m/s

mTmg200

重物最終以最大加速度做勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和上上升度分別為

t=—=—s=1.2s

35

v262

h,=——=-----m=3.6m

32am2x5

設(shè)重物從結(jié)束勻加速運(yùn)動(dòng)到起先做勻減速運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間為々，該過(guò)程依據(jù)動(dòng)能定理可得

1212

又

4=85.2m-1.6m-3.6m=80m

聯(lián)立解得

t2=13.5s

故提升重物的最短時(shí)間為

tmin=.+.+.=0.8s+13.5s+1.2s=15.5s

C正確，ABD錯(cuò)誤；

故選Co

19.（2024?浙江?統(tǒng)考高考真題）風(fēng)力發(fā)電已成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要途徑

之一。如圖所示，風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一種將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)速為

9m/s時(shí)，輸出電功率為405kW,風(fēng)速在5~10m/s范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)化效率可視為不變。該

風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)一周掃過(guò)的面積為A,空氣密度為夕，風(fēng)場(chǎng)風(fēng)速為v,并保持風(fēng)正面吹向

葉片。下列說(shuō)法正確的是（）

A.該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電功率與風(fēng)速成正比

B.單位時(shí)間流過(guò)面積A的流淌空氣動(dòng)能為:"4"

C.若每天平均有1.0xl08kW的風(fēng)能資源，則每天發(fā)電量為2.4xl（）9kW-h

D.若風(fēng)場(chǎng)每年有5000h風(fēng)速在6~10m/s范圍內(nèi)，則該發(fā)電機(jī)年發(fā)電量至少為

6.0xl05kW-h

【答案】D

【詳解】AB.單位時(shí)間流過(guò)面積A的流淌空氣體積為

%=Av

單位時(shí)間流過(guò)面積A的流淌空氣質(zhì)量為

加0=0%=PAv

單位時(shí)間流過(guò)面積A的流淌空氣動(dòng)能為

113

~mov2=萬(wàn)網(wǎng)4

風(fēng)速在5~10m/s范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)化效率可視為不變，可知該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電功率與風(fēng)

速的三次方成正比，AB錯(cuò)誤；

C.由于風(fēng)力發(fā)電存在轉(zhuǎn)化效率，若每天平均有1.0xl08kW的風(fēng)能資源，則每天發(fā)電量

應(yīng)滿足

E<1.0xl08x24kW-h=2.4xl09kW-h

C錯(cuò)誤；

D.若風(fēng)場(chǎng)每年有5000h風(fēng)速在6~10m/s的風(fēng)能資源，當(dāng)風(fēng)速取最小值6m/s時(shí)，該發(fā)

電機(jī)年發(fā)電量具有最小值，依據(jù)題意，風(fēng)速為9m/s時(shí)，輸出電功率為405kW,風(fēng)速在

5~10m/s范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)化效率可視為不變，可知風(fēng)速為6m/s時(shí)，輸出電功率為

尸=6釀羋kW=120kW

93

則該發(fā)電機(jī)年發(fā)電量至少為

E=Pt=120x5000kW-h=6.0xl05kW-h

D正確；

故選Do

20.（2024?山東?統(tǒng)考高考真題）我國(guó)多次成功運(yùn)用“冷放射”技術(shù)放射長(zhǎng)征十一號(hào)

系列運(yùn)載火箭。如圖所示，放射倉(cāng)內(nèi)的高壓氣體先將火箭豎直向上推出，火箭速度接近

零時(shí)再點(diǎn)火飛向太空。從火箭起先運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)火的過(guò)程中（）

火

箭

高

壓

r

'氣

體

發(fā)

射

倉(cāng)

大

動(dòng)能最

時(shí)，

為零

速度

的加

火箭

A.

能

箭的動(dòng)

化為火

全部轉(zhuǎn)

的能量

體釋放

高壓氣

B.

增加量

動(dòng)量的

于火箭

沖量等

推力的

對(duì)火箭

壓氣體

C.高

加量

能的增

火箭動(dòng)

和等于

做功之

對(duì)火箭

氣阻力

力和空

體的推

高壓氣

D.

】A

【答案

和豎直

氣阻力

下的空

豎直向

力、

的重

向下

豎直

，受

出來(lái)

放射

射倉(cāng)

從放

火箭

】A.

【詳解

的推力

壓氣體

時(shí)候高

向上的

剛起先

小，

斷減

小不

力大

，且推

力作用

體的推

高壓氣

向上的

壓

上的高

，當(dāng)向

運(yùn)動(dòng)

加速

小的