人教版2022年高中物理功和能基础知识手册

(每日一练)人教版2022年高中物理功和能基础知识手册
单选题
1、在亚运会男篮比赛中，周琦持球暴扣，篮球在空中运行过程中（）
A．篮球的机械能守恒
B．篮球的速度大小保持不变
C．篮球受到的作用力为重力、空气阻力
D．篮球受到的作用力为重力、空气阻力、周琦对篮球的作用力
答案：D
解析：
BCD．篮球受到的作用力为重力、空气阻力、周琦对篮球的作用力，故D正确，BC错误；
A．除了重力之外，还有空气阻力和周琦对篮球的作用力对篮球做功，所以篮球机械能不守恒，故A错误。

故选D。

2、如图所示，用轻绳拴一物体，以加速度a向下做加速运动。

关于物体受力的做功情况，下列说法正确的是（）
A．重力做正功，拉力做正功，合外力做正功
B ．重力做正功，拉力做负功，合外力做负功
C ．重力做正功，拉力做负功，合外力做正功
D ．重力做负功，拉力做负功，合外力做负功
答案：C
解析：
重力向下，与物体的位移方向相同，重力做正功；绳上的拉力沿绳且指向绳收缩的方向，因此绳对物体的拉力向上，物体向下运动，拉力做负功；由于物体向下做加速运动，合外力向下，与位移方向相同，因此合外力做正功，故C 正确，ABD 错误。

故选C 。

3、竖直上抛物体的初速度大小与返回抛出点时速度大小的比值为k ，物体返回抛出点时速度大小为v ，若在运动过程中空气阻力大小不变，重力加速度为g ，则物体从抛出到返回抛出点所经历的时间为（ ）
A ．(k 2−1)v (k 2+1)g
B ．(k 2+1)v (k 2−1)g
C ．
(k+1)(k 2+1)v 2kg D ．(k 2−1)2v 2kg
答案：C
解析： 设空气阻力大小为f ，在上升过程中由动能定理，得
−(mg +f )ℎ=0−12
mv 02
在下降过程中由动能定理得
(mg −f )ℎ=12
mv 2 且
v 0=kv
解得
mg+f
mg−f
=k2
设向下为正方向，在上升过程中，由动量定理得
(mg+f)t1=0−(−mv0)在下降过程中，由动量定理得
(mg−f)t2=mv
二式联立代入mg+f
mg−f
=k2
解得
t2=kt1
且
t1=(k2+1)v
2gk
则物体从抛出到返回抛出点所经历的时间为
t=t1+t2=(k+1)t1=(k+1)(k2+1)v
2kg
故C正确，ABD错误。

故选C。

4、如图所示，一小球以一定的初速度从图示位置进入光滑的轨道，小球先进入圆轨道1，再进入圆轨道2，圆
轨道1的半径为R，圆轨道2的半径是轨道1的1.8倍，小球的质量为m，若小球恰好能通过轨道2的最高点B，则小球在轨道1上经过其最高点A时对轨道的压力大小为（重力加速度为g）（）
A．2mg B．3mg C．4mg D．5mg
答案：C
解析：
小球恰好能通过轨道2的最高点B时，有
mg＝mv B2
1.8R
小球在轨道1上经过其最高点A时，有
F N＋mg＝mv A2
R
根据机械能守恒定律，有
1.6mgR=1
2
mv A2−
1
2
mv B2
解得
F N＝4mg
结合牛顿第三定律可知，小球在轨道1上经过其最高点A时对轨道的压力大小为4mg，ABD错误，C正确。

故选C。

5、如图所示，某段滑雪雪道倾角为30°，总质量m=50kg的滑雪运动员从距底端高为ℎ=10m处的雪道上由静止开始匀加速下滑，所受阻力为f=150N，g取10m/s2，运动员从上向下滑到底端的过程中，下滑过程各力对运动员做的总功为（）
A．1500 JB．3300 JC．2000 JD．2500 J
答案：C
解析：
对运动员受力分析可知，运动员受到的合力为
F
合
=mgsin30°−f=100N 根据题意可知，运动员的位移为
x=
ℎ
sin30°
=20m
则下滑过程各力对运动员做的总功为
W=F
合
x=2000J
故ABD错误C正确。

故选C。

6、关于动能定理，下列说法中正确的是（）
A．某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和
B．只要合外力对物体做功，物体的动能就一定改变
C．在物体动能不改变的过程中，动能定理不适用
D．动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程
答案：B
解析：
A．某过程中外力的总功等于各力做功的代数之和，故A错误；
B．只要合外力对物体做了功，由动能定理知，物体的动能就一定改变。

故B正确；C．动能不变，只能说明合外力的总功W＝0，动能定理仍适用，故C错误；
D．动能定理既适用于恒力做功，也可适用于变力做功，故D错误。

故选B。

7、如图所示，从斜面体ABC的底端用一沿斜面向上的恒力F从静止向上推一个物体，推到AB的中点D时，撤
去F，物体恰好运动到斜面顶端A点并开始返回。

物体从底端到顶端所需时间为t，从顶端滑到底端返回时所
需时间也为t，则以下说法中正确的是（）
A．物体上滑过程中从B点到D点的加速度大小大于从D点到A点的加速度大小
B．物体上滑过程到D点时的速率和物体返回到B点的速率相等
C．推力F与物体所受摩擦力F f大小之比为2：1
D．推力F做的功与整个过程中物体克服摩擦力F f做的功相等
答案：B
解析：
A．由于上升时两个阶段中第一上升过程初速度是0，末速度为v，第二上升过程，初速是v，末速度是0，两
个阶段位移大小相同，根据v2=2ax和v=at可以知道两个阶段的加速度大小相等，运动时间相等，故A错误；B．对上升过程，有
x=v D 2
t
对下降过程，有
x=v B 2
t
联立解得
v B=v D 故B正确；
C．第一上升过程，根据牛顿第二定律，有
F−F f−mgsinθ=ma1第二上升过程，根据牛顿第二定律，有
F f+mgsinθ=ma2下降过程，根据牛顿第二定律，有
mgsinθ−F f=ma 设斜面长为2s，上升时间为2t，对上升第一过程
s=1
2
a1t2
对下降过程
2s=1
2
a(2t)2
联立解得
a1:a=2:1联立解得
F:F f=8:1故C错误；
D．推力F做的功
W F=F⋅s 克服摩擦力做功
W f=F f⋅(4s)由于F:F f=8:1，故
W F:W f=2:1故D错误。

故选B 。

多选题
8、质量为m 的物体从距地面H 高处自由下落，经历时间t ，则下列说法中正确的是（ ）
A ．t 秒内重力对物体做功为12mg 2t 2
B ．t 秒内重力的平均功率为mg 2
t
C ．t 2秒末重力的瞬时功率与t 秒末重力的瞬时功率之比为1∶2
D ．前t 2秒内重力做功的平均功率与后t 2秒内重力做功的平均功率之比为1∶3
答案：ACD
解析：
A ．物体自由下落，t 秒内物体下落的高度为 h =12gt 2
则重力对物体做功为 W =mgh =12mg 2t 2
故A 正确；
B ．t 秒内重力的平均功率为
P ＝W t =12mg 2t 2t =12mg 2
t 故B 错误；
C ．从静止开始自由下落，根据
v ＝gt
可知前t 2秒末与后t 2秒末的速度之比为1∶2，根据
P ＝Fv ＝mgv ∝v
故前t 2秒末与后t 2秒末功率瞬时值之比为 P 1∶P 2＝1∶2
C 正确；
D ．根据匀变速直线运动的规律，可知前t 2秒与后t 2秒下落的位移之比为1∶3，则重力做功之比为1∶3，故重力做功的平均功率之比为1∶3，D 正确。

故选ACD 。

9、关于能源的利用和节能，下列说法正确的是（ ）
A ．根据能量守恒定律，能源的利用率应该是100%
B ．节约能源只要提高节能意识就行，与科学进步无关
C ．能量的总量不变，在自然界存在的形式不同
D ．在能源的利用中，总会有一部分能源未被利用而损失掉
答案：CD
解析：
AD ．能源的使用在任何情况下都不可能达到理想状态，做到没有任何损失。

虽然遵从能量守恒定律，但它指的是损失部分和被利用部分总和与原来能源总量相等，故A 错误，D 正确；
B ．根据能量转化的方向性可知，能量经转化后，可利用的能，只可能减少，不可能增加，因此节能的意义重大；同时，只有节能意识是不够的，必须利用科技进步提高能源的利用率，不断开发新能源，以满足人类社会可持续发展的需要，故B 错误。

C ．能量的总量不变，在自然界存在的形式不同，故C 正确；
故选CD 。

10、如图甲所示，一.倾角为30°的斜面固定在水平地而上。

t =0时刻，质量为m =0.2kg 的小物块自斜面底端以
一定的初速度v0沿斜面向上做匀减速直线运动，其在斜面上运动的速度—时间（v-t）图像如图乙所示。

已知小物块由其轨迹最高点下滑x=1.25m后到达斜面底端，此时速度大小为v1=2.5m/s，小物块与斜面及地面之间的动摩擦因数均为μ，取g=10m/s2，斜面底端与地面平滑连接。

则（）
A．μ=√3
6
B．v0=7.5m/s
C．小物块在水平地面上滑行的距离为0.625m
D．小物块运动过程中，克服摩擦力做的总功为1.875J
答案：AD
解析：
A．对下滑过程，根据牛顿第二定律得
mgsin30∘−μmgcos30∘=ma2
对下滑过程，根据速度位移公式
v12=2a2x
联立并代入数据解得
μ=√3 6
故A正确；
B．对上滑过程，根据牛顿第二定律得
mgsin30∘+μmgcos30∘=ma1根据速度位移公式
v02=2a1x
联立并代入数据解得
v0=5√3
2m/s
故B错误；
C．在水平面滑动过程，根据牛顿第二定律得
μmg=ma3根据速度位移公式
v12=2a3x′解得小物块在水平地面上滑行的距离为
x′=5√3 8m
故C错误；
D．对于整个滑过程，由动能定理得
W f=0−1
2
mv02
解得
W f=−1.875J
所以小物块运动过程中，克服摩擦力做的总功为1.875J，故D正确。

故选AD。

填空题
11、如图所示，水平地面士的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图甲所示，物体的速度v与时间t的关系如图乙所示。

则0-2s物体没有被推动，此时物体受到的阻力为______N。

4~6s内推力F对物体所做的功为______J。

答案： 1 16
解析：
[1]由图乙的v-t图象可以知道，在0～2s内，物体速度为零，物体处于静止状态，则物体处于静止状态受到静摩擦力，阻力和推力是平衡力，物体受到的阻力等于推力；由F-t图像可知，在0～2s内，推力为1N，阻力是1N。

[2]由图乙的v-t图象可知，在4～6s内物体处于匀速直线运动状态，由平衡条件可知，物体所受到的滑动摩擦力f与推力F是一对平衡力，此时滑动摩擦力等于推力
f=F=2N
在4～6s内物体运动的路程
s=vt=4m/s×2s=8m
4~6s内推力F对物体所做的功为
W=Fs=2N×8m=16J
12、功率
（1）意义：功率是表示做功的_____的物理量。

（2）定义：功W与完成这些功所用_____之比。

单位：____，简称____，符号是___。

（3）定义式：P=W
t
（4）功率是____（填“标”或“矢”）量。

答案：快慢时间t瓦特瓦W标解析：
略。