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图像题 02 摩擦力、浮力、功和机械能
1．（2023•娄底）如图甲所示，将一圆柱体木块用细线拴在没有水的容器底部，然后向容器中逐渐
加水。图乙是木块所受浮力随容器中水的深度变化的图象。下列说法正确的是（ ）
①木块的重力为10N
②木块的底面积为100cm2
③木块刚好浸没时，液体对容器底的压强为1600Pa
④木块的密度为0.8×103kg/m3
A．①② B．②③ C．②④ D．③④
【解答】解：①由题意和图象可知，当容器中水的深度在6cm～12cm时，木块处于漂浮状态，
受到的浮力和重力大小相等，因此木块的重力G＝F浮 ＝6N，故①错误；
②由图象可知，木块全部浸没时，受到的浮力为10N，
F 10N
由F浮 ＝ 水gV排 可知，木块的体积V＝V排 =
ρ
浮
g
=
1.0×103kg/m3×10N/kg
= 1×10﹣3m3＝
水
ρ
1000cm3．
由图象知物体在 0﹣6cm 和 12﹣16cm 时浮力改变，即浸入深度改变，因而物体的高度为
6cm+（16﹣12）cm＝10cm；
V 1000cm3
木块的底面积S= = =100cm2．故②正确；
h 10cm
③木块刚好浸没时，h＝16cm＝0.16m，
液体对容器底的压强p＝ gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m＝1600Pa，故③正确；
ρ G 6N
④木块的重力G＝6N，木块的质量m= = =0.6kg；
g 10N/kg
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V＝1×10﹣3m3；
m 0.6kg
= = = 0.6×103kg/m3；故④错误。
V 1×10−3m3
ρ
综上所述，②③正确。
故选：B。
2．（2023•常州）为拯救濒危物种中华鲟，生物学家在放养的中华鲟身上拴上定位硬壳胶囊。数天
后，胶囊与潜入水中的中华鲟脱离，最终漂浮于江面发射定位信号。脱离后，胶囊受到的浮力
随时间变化的关系为下列图中的（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：当胶囊未露出液面时，排开水的体积不变，根据阿基米德原理知，该过程胶囊所
受浮力大小不变；
当胶囊露出水面且静止前，排开水的体积不断变小，由阿基米德原理知该过程中胶囊所受浮力
不断变小；
胶囊露出水面且静止后排开水的体积不变，根据阿基米德原理知，该过程胶囊所受浮力大小不
变。
即ABC错误，D正确，
故选：D。
3．（2023•株洲）投出的铅球在空中飞行，它在整个运动过程中的动能E 与距离地面的高度h的关
k
系如图所示。已知铅球出手高度h为2m，铅球落到地面时重力势能为零，不计空气阻力，由图
可知，铅球出手时其重力势能为（ ）
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A．80J B．100J C．180J D．280J
【解答】解：由图可知，铅球的最大动能为280J，即机械能的总量为280J，当铅球距离地面高
度为2.5m时，动能的大小为180J，此时的重力势能为280J﹣180J＝100J，因为铅球出手高度h
为2m，低于2.5m，所以铅球出手时其重力势能小于100J，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选：A。
4．（2023•达州）如图所示，A、B两个粗糙程度相同的物体以甲、乙两种不同的方式叠放在同一
水平地面上，分别用水平方向的拉力F甲 和F乙 使AB一起向右运动，甲运动的s﹣t图象和乙运
动的v﹣t图象分别如图丙、丁所示，已知F甲 ＝10N，下列说法正确的是（ ）
A．F甲 ＜F乙
B．甲、乙两图中AB之间的摩擦力均为10N
C．拉力F甲 与拉力F乙 的功率相等
D．甲、乙两图中地面受到的摩擦力相等
【解答】解：
AD、对整体受力分析，甲、乙中整体在水平方向上做匀速直线运动，则整体在水平方向上受力
平衡，受到的摩擦力等于拉力；甲、乙中整体对水平地面的压力相同，接触面的粗糙程度相同，
所以受到的摩擦力大小相同，则拉力大小相同，即F甲 ＝F乙 ，故A错误、D正确；
B、甲图中AB一起向右做匀速直线运动，A和B之间没有发生相对滑动，也没有发生相对滑动
的趋势，所以A受到的摩擦力大小为0N；乙图中，B向右做匀速直线运动，B受到的摩擦力等
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于拉力，拉力为10N，所以摩擦力为10N，由于物体间力的作用是相互的，所以A受到的摩擦
力为10N，故B错误；
s 6m
C、由题意和图像可知，甲中物体运动的速度为 v= = =3m/s，乙中物体的运动速度为
t 2s
W Fs
6m/s；由于两种情况下的拉力相同，根据 P= = =Fv可知，拉力F甲 与拉力F乙 的功率不相
t t
等，故C错误。
故选：D。
（多选）5．（2023•株洲）某建筑工地上，一台起重机将两种材料同时从地面竖直匀速起吊送至两
个不同的高度，整个过程中起重机提升材料所做的功W与提升高度h的关系如图所示。由图可
知（g＝10N/kg）（ ）
A．两种材料总质量为1.5t
B．两种材料总质量为3t
C．吊到40m高处的材料质量为1t
D．吊到40m高处的材料质量为1.5t
【解答】解：AB、由图可知，起重机将两种材料同时从地面竖直匀速起吊送至 10m高处时，提
升材料所做的功为：W ＝300kJ＝3×105J，
1
由W＝Gh得，两种材料的总重力为：
W 3×105J
G总 =
h
1=
10m
= 3×104N，
1
由G＝mg得，两种材料的总质量为：
G 3×104N
m总 =
g
总=
10N/kg
=3×103kg＝3t，故A错误，B正确；
CD、由图可知，起重机将吊到40m高处的材料从10m高处吊送至40m高处时，提升材料所做
的功为：W ＝600kJ﹣300kJ＝300kJ＝3×105J，
2
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由W＝Gh得，吊到40m高处的材料的总重力为：
W 3×105J
G= 2= =1×104N，
h 40m−10m
2
由G＝mg得，吊到40m高处的材料质量为：
G 1×104N
m= = =1×103kg＝1t，故C正确，D错误。
g 10N/kg
故选：BC。
6．（2023•贵州）如图甲所示水平面AB段光滑，B点右侧粗糙，一轻质弹簧左端固定于竖直墙面。
用小木块P压缩弹簧至A点由静止释放，木块离开弹簧后，动能随位置变化关系的大致图像如
图乙所示。若换另一相同底面的小木块Q（m ＞m ）将弹簧同样压缩至A点由静止释放，弹簧
Q P
形变均在弹性限度内。请在同一坐标系中画出小木块Q从离开弹簧至静止的过程中，动能随位
置 变 化 关 系 的 大 致 图 像 。
【解答】解：将弹簧同样压缩至A点由静止释放，由于弹簧形变程度相同，弹性势能转化为动
能大小相同，即小木块Q和小木块P具有相同的动能，由于水平面AB段光滑，动能不变，故在
AB段小木块Q和小木块P动能随位置变化关系的图像相同；
由于水平面B点右侧粗糙，小木块在滑行过程中需要克服摩擦做功，而滑动摩擦力与压力和接
触面粗糙程度有关，因小木块具有相同底面，且m ＞m ，所以小木块Q受到的摩擦力大于小木
Q P
块P，由于两木块具有的动能相同，对外做的功应该相同，根据W＝fs可知，过了B点后，小木
块Q在水平面滑行的距离应该小于小木块P，故小木块Q从离开弹簧至静止的过程中，动能随
位置变化关系的大致图像如下图所示：
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。
故答案为：见解答图。
7．（2023•东营）2023年5月，世界智能大会在天津的成功举办，将进一步推动我国人工智能技术
的研发和应用。图甲为某款智能机器人，质量为30kg，底部轮与地面接触总面积为150cm2，它
在某次引领接待工作中沿直线行走的速度随时间变化的图象如图乙所示。（g取10N/kg）
（1）求智能机器人静止在水平地面上时，对地面产生的压强。
（2）求智能机器人在0～6s内行走的距离和0～10s内的平均速度。
（3）在0～6s内，智能机器人受到的水平阻力为重力的0.05倍，求此段时间内智能机器人牵引
力做功的功率。
【解答】解：（1）机器人的重力：G＝mg＝30kg×10N/kg＝300N，
机器人对地面的压力：F压 ＝G＝300N，
F 300N
对地面产生的压强：p= 压= =2×104Pa；
S 150×10−4m2
（2）由图乙可知，0～6s匀速运动，速度为1.2m/s，
智能机器人在0～6s内行走的距离：s ＝v t ＝1.2m/s×6s＝7.2m，
1 11
由图乙可知，6～10s匀速运动，速度为1.0m/s，
智能机器人在6～10s内行走的距离：s ＝v t ＝1.0m/s×4s＝4m，
2 22
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s s +s 7.2m+4m
0～10s内的平均速度：v= = 1 2= =1.12m/s；
t t 10s
（3）在0～6s内，智能机器人受到的水平阻力：f＝0.05G＝0.05×300N＝15N，
机器人匀速运动，牵引力和阻力是平衡力，牵引力：F＝f＝15N，
W Fs
此段时间内智能机器人牵引力做功的功率：P= = =Fv ＝15N×1.2m/s＝18W。
t t 1
8．（2023•湖北）如图甲是中国海军十堰舰停泊在港湾时的情景，相关参数如下表。执行任务过程
中，该舰以恒定最大推进功率航行。（g取10N/kg）求：
排水量 1220t
吃水深度 4m
最大航速 12.5m/s
最大推动功率 12500kW
（1）十堰舰满载停泊在港湾时所受浮力大小；
（2）若十堰舰从静止出发，加速航行0.96km时达到最大航速，图乙是本次航行的v﹣t图像，
求加速阶段的平均速度；
（3）十堰舰以最大航速水平匀速直线航行时，十堰舰所受阻力大小。
【解答】解：（1）十堰舰满载停泊在港湾时所受浮力大小为：
F浮 ＝G排 ＝m排g＝1220×103kg×10N/kg＝1.22×107N；
（2）由图乙知十堰舰到达最大航速的时间为120s，则加速阶段的平均速度为：
s 0.96×103m
v= = =8m/s；
t 120s
W Fs
（3）根据P= = =Fv得十堰舰以最大航速水平匀速直线航行时的牵引力为：
t t
P 12500×103W
F= = =106N，
v 12.5m/s
由于十堰舰匀速行驶，所以其受到的阻力等于牵引力，即f＝F＝105N。
9．（2020•甘孜州）如图甲所示，小聪课余时间用弹簧测力计做浮力实验。他用弹簧测力计挂着实
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心圆柱体，圆柱体浸没在水中且不与容器壁接触，然后将其缓慢拉出水面，弹簧测力计示数随
圆柱体上升距离的变化情况如图乙，g取10N/kg，则圆柱体的重力为 2 N，圆柱体受到的最
大浮力是 0. 4 N。
【解答】解：
（1）由图乙可知，当上升高度在20cm以上，圆柱体脱离水面，弹簧测力计示数F示1 ＝2N，此
时圆柱体处于空气中，圆柱体的重力G＝F示1 ＝2N；
（2）由图乙可知，圆柱体上升高度在0～10cm时，圆柱体浸没水中，此时弹簧测力计示数F示2
＝1.6N，此时圆柱体受到的浮力最大，其大小为F浮最大 ＝G﹣F示2 ＝2N﹣1.6N＝0.4N。
故答案为：2；0.4。
10．（2022•雅安）如图甲所示，物体A是边长为10cm的正方体，硬杆B一端固定在容器底，另
一端紧密连接物体A。现缓慢向容器中加水至A刚好浸没，硬杆B受到物体A的作用力F的大
小随水深h变化的图像如图乙所示，不计硬杆B的质量和体积（水的密度为1.0×103kg/m3，g取
10N/kg）。下列判断正确的是（ ）
A．硬杆B长为6cm
B．物体A所受的重力为5N
C．当水深h为11cm时，物体A受到的浮力为6N
D．当物体A刚好浸没时，硬杆B对物体A的拉力为10N
【解答】解：A、由题图乙可知，当水深在0～5cm时，硬杆B受到物体A的作用力不变，该作
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用力等于A的重力；水深在 5 cm～11cm时，硬杆B受到物体A的作用力逐渐变小，原因是物
体A受到水的浮力变大，据此可知，硬杆B的长度L＝5cm，故A错误；
B、C、当水深为11cm时硬杆B受到物体A的作用力为零，此时物体A受到的重力和浮力相等，
且其处于漂浮状态，此时物体A浸入水中深度为h浸 ＝11cm﹣5cm＝6cm，物体A排开水的体积：
V 排 ＝S A h 浸 ＝（10cm）2×6cm＝600cm3，物体 A 受到水的浮力：F 浮 ＝ 水 gV 排 ＝
1.0×103kg/m3×10N/kg×600×10﹣6m3＝6N，故C正确； ρ
则物体A的重：G＝F浮 ＝6N，故B错误；
D、当水深为15cm时，物体A恰好浸没此时排开水的体积 V排'＝V
A
＝（10cm）3＝1000cm3＝
1000×10﹣6m3，
由F浮 ＝ 水gV排 可知此时物体A受到的浮力为：
F浮 ′＝ρ水gV排 ′＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1000×10﹣6m3＝10N，
则硬杆Bρ对物体A的拉力为：
F拉 ＝F浮 ′﹣G＝10N﹣6N＝4N，故D错误。
故选：C。
11．（2023•顺德区校级一模）如图甲所示，一块质量为0.2kg的铁块被吸附在竖直放置且足够长的
磁性平板上，在竖直方向上拉力F＝3N的作用下向上运动，铁块运动速度v与时间t的关系图象
如图乙所示。则下列说法正确的是（取g＝10N/kg）（ ）
A．物体在5s内上升的距离为10m
B．物体所受摩擦力为1N
C．拉力F与物体的重力是一对平衡力
D．物体所受摩擦力为3N
【解答】解：A．由乙图可知，铁块向上运动的速度为0.2m/s，物体在5s内上升的距离为：
s＝vt＝0.2m/s×5s＝1m，
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故A错误；
BCD．铁块在竖直方向上运动时，速度保持不变，因此铁块做匀速直线运动，铁块受到平衡力
的作用。在竖直方向上受到竖直向下的重力G、竖直向下的摩擦力f和竖直向上的拉力F，根据
平衡力的特点，故铁块受到摩擦力大小
f＝F﹣G＝3N﹣0.2kg×10N/kg＝1N，
故B正确，CD错误。
故选：B。
12．（2023•叶集区校级模拟）如图甲，是消防队员小王进行爬杆训练的示意图。在某次爬杆训练
中，小王沿杆竖直向上运动的v﹣t图像如图乙所示，下列判断正确的是（ ）
A．0～6s时间内，小王沿杆匀速向上运动
B．6～15s时间内，小王沿杆上爬的距离是5.4m
C．15～18s时间内，小王受到的摩擦力方向向下
D．0～18s时间内，小王的平均速度是0.6m/s
【解答】解：
A、由乙图知，0﹣6s时间内，小王沿杆加速向上运动，故A错误；
B、由乙图知，6s至15s时间内，小王沿杆向上做匀速直线运动，速度为0.6m/s，则6s至15s时
间内上爬的距离：s＝vt＝0.6m/s×9s＝5.4m，故B正确；
C、由图象知，15s至18s时间内，小王向上做减速运动，人爬杆时由于受到重力的作用，相对
于杆来说有向下运动的趋势，所以此过程中他受到竖直向上的摩擦力，故C错误；
D、由图象乙可知，小王先做加速运动，然后做匀速直线运动，在做减速运动，整个过程中的最
大速度为0.6m/s，所以整个过程中的平均速度要小于0.6m/s，故D错误。
故选：B。
13．（2023•高密市三模）我们乘动车出行时，行李往往要安检。行李放到水平传送带上后，其速
度随时间变化的图像如图所示，则下列说法正确的是（ ）
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A．0～t 内，行李受到向前的摩擦力
1
B．0～t 内，行李受到平衡力的作用
1
C．t ～t 内，行李受到的拉力与摩擦力是一对平衡力
1 2
D．t ～t 内，行李受到的重力与支持力是一对相互作用力
1 2
【解答】解：A、行李刚刚放到水平传送带上后，相对于传送带，有向后运动的趋势，所以 0～
t 内，行李受到向前的摩擦力，故A正确；
1
B、0～t 内，行李速度增大，处于非平衡状态，所以受到非平衡力的作用，故B错误；
1
C、t ～t 内，行李随传送带做匀速直线运动，在水平方向不受的拉力，也不受摩擦力，故 C错
1 2
误；
D、t ～t 内，行李受到的重力与支持力作用在同一物体上，不是一对相互作用力，故D错误。
1 2
故选：A。
14．（2023•邗江区二模）如图1所示，水平路面由三段粗糙程度不同的区域组成。物块（体积忽
略不计）在F＝2N的水平拉力作用下从区域①的最左端由静止开始运动，在刚进入区域③时撤
去拉力，物块最终停在区域③的最右端。图2为物块运动的v﹣t图象，下列说法正确的是（
）
A．区域①路面的粗糙程度比区域②路面的粗糙程度大
B．物块在区域①路面上所受的摩擦力等于2N
C．拉力在区域①中做的功比区域②的小
D．区域③的长度大于区域②的长度
【解答】解：由图知：
AB、物块运动时，在水平方向上受到向右的拉力和向左的摩擦力的作用；由图知：物体在 0～
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2s内做加速运动，此时的拉力要大于摩擦力；在2s～3s内做匀速运动，则拉力和摩擦力是一对
平衡力，大小相同；滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，压力大小不变，
由于拉力大小一直不变，所以区域①路面的粗糙程度比区域②路面的粗糙程度小；故AB错误；
C、由图可知，物体在0～2s内图象与2s～3s内图象与坐标轴围成的面积相同，则这两段时间内
通过的路程是相同的；由于拉力相同，距离也相同，则根据 W＝Fs可知，拉力在区域①中做的
功和区域②中所做的功是相同的，故C错误；
D、由图可知，物体在2s～3s内图象与坐标轴围成的面积要小于物体在3s～6s内图象与坐标轴
围成的面积，即区域③的长度大于区域②的长度，故D正确。
故选：D。
15．（2023•宁德模拟）水平传送带以0.1m/s的速度匀速向右运动，行李箱放到传送带上后，其速
度随时间变化的关系如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．0～t 内，行李箱受到平衡力的作用
1
B．0～t 内，行李箱受到向右的摩擦力
1
C．t ﹣t 内，行李箱受到向右的摩擦力
1 2
D．t ～t 内，行李箱受到合力的方向水平向右
1 2
【解答】解：图象的横坐标表示时间，纵坐标表示速度，根据图象判断物体的运动情况：
A、0～t 内，物体的速度随时间增大，行李箱做加速运动，受到非平衡力的作用，故A错误；
1
B、0～t 内，行李箱向右加速运动，行李箱在摩擦力的作用下运动，因此受到摩擦力的方向向右，
1
故B正确；
CD、t ～t 内，传动带和行李箱水平向右匀速运动，水平方向没有外力作用，行李箱不受摩擦力，
1 2
故CD错误；
故选：B。
16．（2023•荆州一模）小华用如图甲所示进行实验“探究影响浮力大小的因素”，A是实心圆柱
体，根据数据作出的弹簧测力计示数F与物体浸入水中的深度h的关系图像如图乙，从图乙可知
（ ）
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A．物体受到的重力为2N
B．当物体浸没在水中时受到的浮力为2N
C．该物体的密度为1.0×103kg/m3
D．浸入液体的物体所受的浮力大小与深度成正比
【解答】解：A、由图示图像可知，物体没有浸入液体时测力计示数为4N，则物体重力：G＝
4N，故A错误；
B、由图示图像可知，物体完全浸没在水中时受到的浮力：F浮 ＝G﹣F＝4N﹣2N＝2N，故B正
确；
C、由浮力公式：F浮 ＝ gV排 可知，物体的体积：V＝V排= F
浮 =
2N
=
ρ g 1×103kg/m3×10N/kg
水
ρ
2×10﹣4m3，
G 4N
由 G ＝ mg 可 知 ， 物 体 的 质 量 ： m= = =0.4kg ， 物 体 的 密 度 ： 物 体
g 10N/kg
ρ
m 0.4
= = = 2×103kg/m3，故C错误；
V 2×10−4m3
D、由图示图像可知，物体没有完全浸没在液体中前受到的浮力与物体浸入液体的深度成正比，
物体完全进入液体后受到的浮力不变，故D错误；
故选：B。
17．（2023•海淀区校级模拟）在图甲中，石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降，
直至全部没入水中。图乙是钢绳拉力随时间变化的图象。若不计水的阻力，则下面计算出的石
料有关物理量错误的是（ ）
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A．石料的质量为250kg
B．浸没水中后受到的浮力为1000N
C．石料的密度为1.5×103kg/m3
D．当石料浸没水中后，所受浮力不变
【解答】解：
A、由图象知，AB段拉力大小不变，此时石料未接触水面，根据二力平衡条件可得石料的重力
G＝F＝2500N，
G 2500N
则石料的质量m= = =250kg，故A项说法正确；
g 10N/kg
B、BC段拉力逐渐减小，说明石料慢慢浸入水中，且浸入水中的体积逐渐变大，受到的浮力逐
渐变大，在C点恰好完全浸没，此时钢绳的拉力为1500N，
则浸没水中后受到的浮力：F浮 ＝G﹣F′＝2500N﹣1500N＝1000N，故B项说法正确；
C、石料的体积V＝V排= F
浮 =
1000N
=
0.1m3
ρ g 1.0×103kg/m3×10N/kg
水
m 250kg
则石料的密度 = = = 2.5×103kg/m3，故C项说法错误；
V 0.1m3
ρ
D、当石料浸没水中后，排开水的体积不变，根据F浮 ＝ 水gV排 ，受到的浮力不变，故D项说
法正确。 ρ
故选：C。
18．（2023•宜兴市模拟）将一实心圆柱体悬挂于弹簧测力计下，物体下表面刚好与水面接触，从
此处匀速下放物体，直至浸没（物体未与容器底接触）的过程中，弹簧测力计示数F与物体下
表面浸入水中深度h的关系如图所示，则下列说法正确的是（ ）
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A．物体重力为20N
B．物体浸没时受到的浮力为20N
C．物体的密度为3×103kg/m3
D．匀速下放物体，从刚好与水面接触到浸没的过程中下表面受到的液体压强大小不变
【解答】解：A．根据图象可知，物体下表面刚好与水面接触时，即浸入水中深度为0，则物体
重力的大小等于测力计示数，即为30N，故A错误；
B．根据图示可知，当物体下表面浸入水中深度达到4cm时物体浸没在水中，之后浮力不再变化，
即F＝20N，则F浮 ＝G﹣F＝30N﹣20N＝10N，故B错误；
C．由F浮 ＝ 水gV排 可得，物体的体积：V＝V排= F
浮 =
10N
=
1×10﹣
ρ g 1.0×103kg/m3×10N/kg
水
ρ
3m3，
G 30N
由G＝mg可得，物体的质量：m= = =3kg，
g 10N/kg
m 3kg
则物体的密度： = = = 3×103kg/m3，故C正确；
V 1×10−3m3
ρ
D．从刚好与水面接触到浸没的过程中，下表面所处的深度变大，根据 p＝ gh可得下表面受到
的液体压强变大，故D错误。 ρ
故选：C。
19．（2023•安次区校级模拟）小新用弹簧测力计挂着实心圆柱体，并将其浸没在水中，然后将其
缓慢拉出水面，忽略水面高度变化。弹簧测力计示数随圆柱体上升高度的变化情况如图乙所示，
圆柱体不吸水。下列说法中正确的是（ ）
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A．圆柱体浸没在水中时受到的浮力为4N
B．圆柱体的高度为20cm
C．当h＝20cm时，圆柱体上表面与水面相平
D．圆柱体的密度为5×103kg/m3
【解答】解：
AD、由图乙知，当上升高度大于20cm时，圆柱体脱离水面，弹簧测力计示数F＝5N，此时圆
柱体处于空气中，圆柱体的重力：G＝F＝5N；
由图乙知，圆柱体上升高度在0～10cm时，圆柱体浸没在水中，根据称重法可知，圆柱体浸没
在水中时受到的浮力：F浮 ＝G﹣F
1
＝5N﹣4N＝1N，故A错误；
由F浮 ＝ 水gV排 可得，圆柱体的体积：V＝V排= F
浮 =
1N
=
1×10﹣
ρ g 1×103kg/m3×10N/kg
水
ρ
4m3，
G 5N
圆柱体的质量：m= = =0.5kg，
g 10N/kg
m 0.5kg
圆柱体的密度： = = = 5×103kg/m3，故D正确；
V 1×10−4m3
ρ
BC、当上升高度为20cm时，圆柱体刚脱离水面，所以圆柱体的高度为：h′＝20cm﹣10cm＝
10cm，此时圆柱体下表面与水面相平，故BC错误。
故选：D。
20．（2023•南山区校级二模）如图甲所示，弹簧测力计下挂着一个物体，将物体从盛有适量水的
烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中，弹簧测力计示数F与物体下降
高度h的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
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A．物体的体积为1200cm3
B．物体受到的最大浮力是12N
C．物体的密度是3×103kg/m3
D．当h＝7cm时，物体下表面受到水的压力为8N
【解答】解：B、由图象知，G＝12N，当物体完全浸没时，拉力F＝4N，
则该物体受到的最大浮力：F浮 ＝G﹣F＝12N﹣4N＝8N，故B错误；
A、当物体完全浸没时排开液体的体积等于物体的体积，
由F浮 ＝ 液gV排 得物体的体积：V＝V排= F
浮 =
8N
=
8×10﹣4m3＝
ρ g 1.0×103kg/m3×10N/kg
水
ρ
800cm3，故A错误；
G 12N
C、由G＝mg可知，物体的质量：m= = =1.2kg，
g 10N/kg
m 1.2kg
物体的密度： = = = 1.5×103kg/m3，故C错误；
V 8×10−4m3
ρ
D、由图象知，当h＝7cm时，物体刚好浸没，由A可知，此时物体受到的浮力F浮 ＝8N，
由于此时物体上表面刚好与水面相平，所以物体上表面受到水的压力：F向下 ＝0N，
由浮力产生的原因可知，下表面受到水的压力：F向上 ＝F浮 ﹣F向下 ＝8N﹣0N＝8N，故D正确；
故选：D。
21．（2023•涪城区一模）如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属
小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放。小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性
限度内），然后又被弹起离开弹簧。上升到最大高度后又下落，如此反复……不计空气阻力。
通过安装在弹簧下端的压力传感器，可测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图象如图所示，
则（ ）
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A．此运动过程中，小球的机械能守恒
B．t ～t 这段时间内，小球的动能在逐渐减小
1 2
C．t ～t 这段时间内，小球的动能与重力势能之和逐渐增大
2 3
D．在t 时刻，小球的动能最大
2
【解答】解：A、由图看出，弹簧的弹力F在变化，说明在运动过程中弹簧的弹性势能在变化，
而小球和弹簧组成的系统机械能守恒，则知小球的机械能不守恒。故A错误。
B、t ～t 这段时间内，小球向下运动，弹簧的弹力先小于重力，后大于重力，小球的合力先向
1 2
下后向上，小球先加速后减速，所以小球的动能先增加后减小，故B错误。
C、t ～t 这段时间内，小球向上运动，弹簧的弹性势能逐渐减小，根据系统的机械能守恒知：
2 3
小球的动能与重力势能之和逐渐增大，故C正确。
D、t ～t 这段时间内，小球向上运动，弹簧的弹力先大于重力，后小于重力，小球的合力先向
2 3
上后向下，小球先加速后减速，当弹力等于重力时速度最大，所以 t ～t 时间内某时刻速度最大，
2 3
动能最大。故D错误。
故选：C。
22．（2023•白云区一模）如图1的物体在同一水平地面先后做直线运动。当物体运动的路程和时
间图像如图2时，受到的水平推力为F ；当物体运动的速度和时间图像如图3时，受到的水平推
1
力为F ，两次推力的功率分别为P 、P 。则下列关系正确的是（ ）
2 1 2
A．F ＜F B．P ＜P C．F ＞F D．P ＞P
1 2 1 2 1 2 1 2
【解答】解：由图像甲可知，物体做匀速直线运动，速度大小为v甲= s
甲=
4m
=
2m/s；
t 2s
甲
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由图像乙可知，物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动，速度大小为v乙 ＝4m/s；
因为两次都是匀速直线运动，根据二力平衡条件可知，推力都等于摩擦力，物体对地面的压力
不变，接触面的粗糙程度不变，则物体受到的摩擦力不变，故受到的水平推力为：F ＝F ；
1 2
W Fs
已知v甲 ＜v乙 ，由P= = =Fv可得，两次推力的功率P
1
＜P
2
。
t t
故选：B。
23．（2023•莱西市一模）一个篮球从A点由静止下落，下落的速度与时间图象如图甲所示。篮球
相继经过B、C两个位置，且AB＝BC，如图乙所示。在篮球从A下落到C过程中，考虑空气阻
力的影响，下列说法正确的是（ ）
A．重力在BC段做功比在AB段做功快
B．重力在BC段做功比在AB段做功多
C．篮球在A点的重力势能小于在B点的重力势能
D．在运动过程中，篮球的机械能不变
【解答】解：AB.由W＝Gh可得，重力在BC段和AB段减小的高度相等，因此做功一样多；
W
由于小球做加速运动，通过BC段的时间较小，根据P= 得，重力在BC段比在AB段的功率
t
大，做功快；故A正确，B错误；
C.A点的高度大于B点，因此篮球在A点的重力势能大于在B点的重力势能，故C错误；
D.由于空气阻力不能忽略，则篮球由A到C的过程中，由于受到空气摩擦，有一部分机械能转
化为内能，机械能减少，故D错误；
故选：A。
24．（2023•绵阳模拟）某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高处O点开始下落，A点是弹性绳
的自由长度，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点。运动员
所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示（蹦极过程视为在竖直方向的运动）。
下 列 判 断 错 误 的 是 （ ）
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A．运动员在B点的动能大于在C点动能
B．从B点到C点绳的弹性势能增大
C．运动员重力大小大于F
0
D．t 时刻运动员动能为0
0
【解答】解：由题知，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点；
A、运动员从B点到C点过程中，由于弹力大于重力，所以人的运动速度减小，动能减小，因此
运动员在B点的动能大于在C点动能，故A正确；
B、从B点到C点过程中，绳子的长度越来越长，形变程度越来越大，则绳的弹性势能越来越大，
故B正确；
C、由图乙可知，最后绳的弹力几乎不变，说明此时运动员已经静止下来，此时弹力与重力平衡，
由图象可知，运动员的重力小于F ，故C错误；
0
D、由图乙可知，t 时刻弹力最大，则绳子的弹性形变是最大的，所以运动员应达到了最低点，
0
此时速度为零，动能最小为零，故D正确。
故选：C。
25．（2023•越秀区校级模拟）低空跳伞是一种极限运动。一名跳伞运动员背着伞包从某高层建筑
顶层跳下，且一直沿竖直方向下落，整个运动过程的v﹣t图像如图所示，10s末时打开了降落伞。
下列说法正确的是 （ ）
A．前10s内，运动员减少的重力势能全部转化为动能
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B．10～15s，运动员和降落伞受到的空气阻力大于其总重力
C．15～30s，运动员和降落伞的动能增大
D．10～30s，运动员和降落伞的机械能总量保持不变
【解答】解：
A、前10s内，运动员会克服空气阻力做功，减少的重力势能转化为内能和运动员的动能，故 A
错误；
B、10～15s，运动员和降落伞做减速运动，受到的空气阻力大于其总重力，故B正确；
C、15～30s，运动员和降落伞的质量不变，速度不变，动能不变，故C错误；
D、10～30s，运动员和降落伞克服空气的阻力做功，机械能会减小，故D错误。
故选：B。
26．（2023•宜州区一模）一车在平直的公路上做直线运动，其v﹣t图像如图所示，汽车在第10s
时已行驶了150m，速度达到了20m/s，随后匀速前进.若汽车在行驶过程中所受阻力大小始终为
2000N，以下说法正确的是（ ）
A．在0～20s内汽车的平均速度为15m/s
B．在10～20s内汽车的牵引力做的功为4×105J
C．在0～10s内汽车牵引力大小恒为2000N
D．在10～20s内汽车牵引力做功的功率为4×105W
【解答】解：A、由题意可知，汽车在0～10s内通过的路程s ＝150m，
1
在10～20s内的速度是20m/s，汽车做匀速运动，所以在 10～20s内汽车行驶的路程s ＝vt ＝
2 2
20m/s×10s＝200m，
在0～20s内汽车行驶的路程 s＝s +s ＝150m+200m＝350m，在0～20s内汽车的平均速度 v
1 2
s 350m
= = =17.5m/s，故A错误；
t 20s
B、由于在10～20s内汽车做匀速运动，所以汽车的牵引力与汽车受到的阻力是一对平衡力，所
以汽车的牵引力的大小F＝f＝2000N，
在10～20s内汽车的牵引力做的功W＝Fs＝2000N×200m＝4×105J，故B正确；
C、在0～10s内汽车的速度不断变大，根据物体受非平衡力作用时其运动状态不断改变可知在0
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～10s内汽车的牵引力大于汽车受到的阻力，而阻力大小恒定不变，所以在0～10s内汽车的牵引
力大于2000N，故C错误；
D、由于在 10～20s 内汽车的牵引力做的功 W＝4×105J，汽车牵引力做功的功率 P
W 4×105J
= = =4×104W，故D错误。
t 10s
故选：B。
27．（2023•让胡路区模拟）质量m＝200kg的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图像甲表
示汽车运动的速度与时间的关系，图像乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动
过程中阻力为车重的k倍，在18s末汽车的速度恰好达到最大。g取10N/kg。则下列说法正确的
是（ ）
A．k＝5
B．8s到18s过程中汽车牵引力做的功为8×104J
C．汽车在8s到18s内的平均速度大小为9m/s
D．第8s末内汽车的牵引力为800N
P 8000W
【解答】解：A、当牵引力等于阻力时，速度取到最大值，则 f = = = 800N，汽车在
v 10m/s
m
f 800N
运动过程中阻力为车重的k倍，k= = =0.4，故A错误；
mg 200kg×10N/kg
B、8s﹣18s过程中汽车牵引力已达到最大功率，所以牵引力做的功为：W＝Pt＝8×103×10J＝
8×104J，故B正确；
C、如图所示：
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1 s 90m
汽车匀加速运动时，通过的路程s= ×（8+10）×10m＝90m，平均速度v= = =9m/s，由
2 t 10s
图可知，实际汽车的平均速度大于9m/s，故C错误；
P 8000W
D、0～8s 汽车做匀加速运动，汽车做匀加速运动的牵引力最大，则有 F = = =
v 8m/s
1
1000N，故D错误。
故选：B。
28．（2023•潍坊一模）完全相同的甲、乙两物体在水平拉力的作用下沿同一水平面做匀速直线运
动，其运动的s﹣t图像如图所示。下列判断正确的是（ ）
A．甲、乙两物体的运动速度大小相等
B．0～6s拉力对甲物体做的功大于乙物体
C．0～6s物体甲物体的动能等于乙物体的动能
D．0～6s拉力对甲、乙两物体做功的功率相等
【解答】解：A、由图像可知，相同时间内甲通过的路程大于乙通过的路程，所以甲的速度大于
乙的速度，故A错误。
B、甲、乙两物体均沿同一水平面做匀速直线运动，受到的拉力和摩擦力是平衡力，大小相等，
而两物体完全相同，对水平面的压力大小相等，接触面的粗糙程度相同，则两物体受到的摩擦
力大小相等，所以两物体受到的拉力相等；由图像可知，0～6s内甲物体通过的路程大于乙通过
的路程，根据W＝Fs可知，拉力对甲物体做的功大于乙物体。故B正确。
C、两物体完全相同，则质量相等。0～6s甲物体的速度大于乙物体的速度，所以甲物体的动能
大于乙物体的动能，故C错误。
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W
D、由B知，0～6s拉力对甲物体做的功大于乙物体，则根据P= 可知，0～6s拉力对甲物体做
t
功的功率大于乙物体，故D错误。
故选：B。
29．（2023•资兴市二模）如图甲，大小相同的水平拉力 F分别拉着物体M、N在不同的水平地面
上做直线运动。此过程M、N的动能随时间变化的关系如图乙所示。用m 和m 、f 、f 、v
M N M N M
和v 分别表示M、N的质量、摩擦力和运动速度的大小，下列判断一定正确的是（ ）
N
A．m ＜m B．f ＝f C．f ＜f D．v ＞v
M N M N M N M N
【解答】解：由图可知，M和N的动能随时间大小不变，运动过程中，M和N的质量不变，所
以速度不变，即大小相同的水平拉力 F分别拉着物体M、N在不同的水平地面上做匀速直线运
动，则物体在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以两个物体受
到的摩擦力是相同的，即：f ＝f ；由图乙可知，M的动能大于N的动能，由于不知道两个物
M N
体运动速度的大小，所以无法判定两个物体的质量大小关系，故B正确，ACD错误。
故选：B。
30．（2023•绿园区模拟）把篮球抛向空中，忽略空气阻力，球离手后至落回地面前，下列选项中
能正确表示机械能（E）与篮球离地面高度（h）的关系的是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：把篮球抛向空中，球离手后，先是动能转化为重力势能，后来是重力势能转化为
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动能，因为忽略空气阻力，在动能和势能转化过程中，机械能保持不变。
故BCD错误，A正确。
故选：A。
25
