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专题 11 功和机械能
【2022年】
一、多选题
1．（2022·湖南长沙）如图为小庆滑雪时的情景，他收起雪杖加速下滑的过程中（ ）
A．动能增大 B．重力势能减小 C．机械能增大 D．动能转化为重力势能
二、单选题
2．（2022·安徽）如图，在2022年北京冬奥会开幕式上，质量约为 的奥运五环缓缓升起。若将升起过程
看成匀速直线运动，则该过程中奥运五环的（ ）
A．重力势能不变 B．动能增大
C．机械能不变 D．机械能增大
3．（2022·四川成都）在北京冬奥会的跳台滑雪比赛中（如图），运动员从陡坡下滑、加速、起跳，然后
在落差100多米的山地上自由“飞翔”。针对从陡坡加速下滑的过程，下列说法正确的是（ ）
A．运动员的动能不变 B．运动员的重力势能不变
C．运动员的重力势能减小 D．运动员的动能转化为重力势能
4．（2022·河北）2022年5月14日，一架国产C919大飞机（如图所示）从浦东机场起飞，经过3个多小
时的飞行后安全降落，这标志着即将交付的首架C919大飞机首飞试验成功。下列说法正确的是（ ）A．飞机在升空过程中，飞行员的重力势能逐渐增大
B．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞行员的动能一直保持不变
C．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞机的机械能一直保持不变
D．飞机降落后，在水平道上滑行过程中，飞机的动能转化为重力势能
5．（2022·山西）2022年北京冬奥会，山西运动员苏翊鸣在男子单板滑雪大跳台比赛中夺得金牌。如图所
示，是他在比赛中的情景。下列对他加速下滑过程分析正确的是（ ）
A．运动状态始终保持不变 B．相对于地面他是静止的
C．高度下降重力势能减小 D．受到惯性作用持续下滑
6．（2022·浙江杭州）现有甲、乙、丙三个质量不同的物体（m ＞m ＞m ），在相等的恒力F作用下，
甲 乙 丙
分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s。如图所示。F在三种情况下做的功分别为W
、W 、W ，三者大小判断正确的是（ ）
甲 乙 丙
A．W ＞W ＞W B．W ＜W ＜W
甲 乙 丙 甲 乙 丙
C．W ＝W ＝W D．W ＝W ＜W
甲 乙 丙 甲 乙 丙
7．（2022·海南）2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在减速下
降过程中（ ）
A．动能增加 B．重力势能增加 C．机械能增加 D．机械能减少三、填空题
8．（2022·重庆）如图所示，是我国神舟13号载人飞船返回舱于2022年4月16日返回地面下落的情景。
在此过程中返回舱的重力势能___________（选填“增大”或“减小”）。若以地面为参照物，坐在返回
舱里的航天员王亚平是___________（选填“运动”或“静止”）的。
9．（2022·天津）如图所示，在做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验时，用弹簧测力计水平拉动木
块，使它沿水平长木板匀速滑动了0.5m，弹簧测力计的示数为4N，该过程中，木块所受的摩擦力为
______N，拉力做功为______J。
10．（2022·广东广州）如图，小芳设想利用升降台让球越弹越高。将球从M点竖直向下以某速度抛出，
球经静止在位置a的台面反弹后，到达的最高点为N。经台面反弹后上升过程球的动能___________（选填
“增大”“不变”“减小”），N___________ 比M高（选填“可能”“不可能”）。球从N点下降时，
台面己升至合适的位置b并保持静止，球再次经反弹后，到达的最高点P___________比N高（选填“可
能”“不可能”）。
11．（2022·福建）福厦高铁预计明年6月建成运营。若高铁列车以350km/h的设计时速行驶210km，需用
时______h；列车减速进站时，动能变______。
12．（2022·广东）图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C，D、E点
的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在___________点最大，B点重力势能的大小
___________E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是___________（选填“变化”或“不
变”）的。
四、计算题13．（2022·重庆）某品牌国产电动汽车匀速通过长约1800m的朝天门长江大桥用时120s，整个过程中汽
车牵引力的功率恒为9.0×103W。求：
（1）整个过程中汽车行驶的速度；
（2）整个过程中汽车牵引力所做的功。
14．（2022·重庆）“共建卫生城市，构建美好家园”，如图所示是“雾炮车”喷洒水雾以减少扬尘的情段。
某次喷酒完后，该车在 的牵引力作用下，匀速通过200m的平直道路用时20s。求：
（1）此过程中该车的速度；
（2）此过程中该车牵引力的功率。
15．（2022·安徽）在一次跳伞表演中，运动员在 的时间内竖直向下匀速降落了 。若运动员和降落
伞作为整体受到的重力为 ，求这个整体在该过程中：
（1）所受阻力的大小；
（2）所受重力做功的功率。
16．（2022·山西）频闪拍摄是研究物体运动的最好方式之一、如图所示，是小亮用相机每隔0.5s曝光一次，
拍摄的汽车在平直公路上行驶时的频闪照片。拍摄过程中汽车的总质量约为1.6t，所受阻力约为车重的0.3
倍。搜集汽车信息得知车身长3m，静止时车轮与地面的总接触面积为 .求：（g取10N/kg）
（1）汽车静止时对水平地面的压强；
（2）拍摄过程中汽车的输出功率。
17．（2022·河南）小明在科技博览会上参加义务劳动，需要把一个质量为12kg的展品从地面搬到高1.2m
的展台上，如图所示。g取10N/kg。
（1）要把展品从地面搬到展台上，他至少需要对展品做多少功？
（2）展台台面承受的压强不能超过40kPa，如果把展品放到水平台面上，展品与台面的接触面积是
40cm2，台面会不会被压坏？请通过计算说明。
（3）展品展示时，要求台面水平。请你简述一种检验台面是否水平的操作方法。18．（2022·广东）图中某智能机器人的质量为80kg，其轮子与水平地面接触的总面积为5×10-4m2。在水平
地面上工作时，该机器人匀速直线移动的速度为1m/s，所受阻力是机器人重力的0.05倍。求：（取
g=10N/kg）
（1）机器人对水平地面的压强；
（2）机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力；
（3）机器人在水平地面上匀速直线移动30s，此过程中牵引力做的功。
19．（2022·福建）如图是一款能自动浮沉的潜水玩具，正方体潜水器内装有智能电磁铁，将它放入装有水
的圆柱形薄壁容器中，容器放置在水平铁板上，不计容器的重力。潜水器启动后通过传感器测出其底部与
铁板间的距离l，自动调节电磁铁电流大小，改变潜水器与铁板间的吸引力F的大小。闭合开关前，潜水
器处于漂浮状态。闭合开关，潜水器启动后先匀速下沉，完全浸入水中后，变为加速下沉直至容器底部，
下沉全过程F随l变化的关系保持不变，水深变化的影响忽略不计。已知潜水器的边长为10cm，重为
5N，容器的底面积为1000cm2，水深为25cm。求：
（1）潜水器漂浮时受到的浮力；
（2）下沉全过程潜水器重力所做的功；
（3）潜水器沉底静止后容器对铁板的压强。
【2021年】
一、多选题
1．（2021·湖南长沙）2020年7月23日，“天问一号”探测器成功发射，迈出了我国自主开展行星探测的
第一步，对探测器在离地加速上升的过程中能量的变化，说法正确的是（ ）
A．动能减小 B．重力势能增大C．重力势能转化为动能 D．机械能增加
二、单选题
2．（2021·安徽）图示为游乐场中在竖直面内转动的摩天轮，小红乘坐该摩天轮时速度大小不变，则她从
最低点上升到最高点的过程中（ ）
A．动能减少 B．重力势能不变 C．机械能增大 D．机械能不变
3．（2021·四川成都）牛顿坐在苹果树下深思，一个熟透的苹果掉在地上。关于苹果加速下落的过程，下
列分析正确的是（ ）
A．重力势能转化为动能，动能增加
B．动能转化为重力势能，动能减小
C．动能转化为重力势能，重力势能增加
D．无能量的转化，重力势能和动能不变
4．（2021·江苏）2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏，晋级奥运会。如图是足球落地后又弹起的示意图
分析可知，足球
（ ）
A．在B点时受力平衡
B．在A、D两点动能可能相等
C．在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不断改变
D．在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化
5．（2021·北京）在体育课上，小康用胳膊将排球向上垫起后，排球上升过程中运动得越来越慢。下列说
法中正确的是（ ）
A．排球在脱离胳膊后能继续上升，是由于排球所受的重力小于排球的惯性
B．排球在脱离胳膊后的上升过程中，受到方向向上的力C．排球在脱离胳膊后的上升过程中，重力势能逐渐减小
D．排球在脱离胳膊后的上升过程中，动能逐渐减小
6．（2021·山东临沂）2021年4月7日，我国自主研发的深海钻探“利剑”——“海牛Ⅱ号”抵达2060m
的海底，并成功下钻231m，刷新了深海海底钻机的世界纪录。在海面下匀速竖直下潜的“海牛Ⅱ号”（
）
A．重力不做功 B．机械能不变
C．所受压强减小 D．排开海水的质量不变
7．（2021·山东烟台）如图所示，跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，关于运动员（不包含降落伞
和绳）下列说法正确的是（ ）
A．动能不变，重力势能不变，机械能不变
B．动能变大，重力势能变小，机械能不变
C．动能不变，重力势能交小，机械能变小
D．动能变小，重力势能变小，机械能变小
三、实验题
8．（2021·天津）兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？
【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟______有关；
由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟______有关。
【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始
滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。
物块被撞得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越______；
【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：______；
【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车______（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。
四、填空题
9．（2021·重庆）中国的高铁已成为亮丽的“中国名片”。我们听见列车鸣笛声是通过______传播的；列
车减速进站时动能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
10．（2021·上海）火箭加速上升过程中，相对于地面是______；火箭的重力势能______，惯性______。
11．（2021·海南）中学生要养成文明的行为习惯，严禁高空抛物。如果一个重0.5N的鸡蛋从20m高处自
由下落，不计空气阻力，下落过程中鸡蛋的重力势能转化为______能，重力对鸡蛋所做的功为______J。
12．（2021·辽宁）为了庆祝建党一百周年，某地用无人机编队在空中组成了“不忘初心，牢记使命”、
“党徽”、“100”等图案，组成各图案的无人机之间应相对______。当无人机匀速升空时，无人机的机械
能将______，现场观众的惊叹声通过______传播到直播的话筒。
五、计算题
13．（2021·安徽）如图所示，小明在单杠上做引体向上运动，每次引体向上身体上升的高度为握拳时手臂
的长度。已知小明的体重为500N，握拳时手臂的长度为0.6m，完成4次引体向上所用的时间为10s。求：
（1）小明完成1次引体向上所做的功；
（2）10s内小明做引体向上的功率。
14．（2021·重庆）2020年12月8日，中尼两国共同宜布珠峰的最新高程为8848.86m。体重为500N的小
海同学想一睹珠峰的雄伟魅力，从重庆坐火车经过约40h行驶了约3080km到达拉萨，然后坐汽车到达珠
峰大本营。
（1）求火车的平均速度；
（2）从拉萨到珠峰大本营海拔升高了1600m，求该过程中克服小海重力做的功。
15．（2021·广东广州）如图，吊机将重为5000N的货物从地面A处竖直匀速提升40s到达B处再水平匀速
运送到C处，最后竖直放到楼项D处。货物从C到D用时50s，路程随时间变化图象如图所示，g取10N/
kg。（1）求货物的质量。
（2）求BC段吊机对货物的拉力做的功。
（3）求CD段货物所受重力做功的功率。
（4）在图中作出货物从A到B的速度随时间变化图象（仅作图，不用写出计算过程）。
【2020年】
一、多选题
1．（2020·北京）如图所示为游乐园的过山车运行的情境，下列说法正确的是（ ）
A．过山车从高处加速滑下的过程中，动能增加
B．过山车从高处加速滑下是由于受到惯性的作用
C．过山车从低处上升的过程中，重力势能增加
D．过山车从低处上升的过程中，重力势能转化为动能
二、单选题
2．（2020·安徽）一人造地球卫星沿椭圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球最近的一点叫近地点，
最远的一点叫远地点（如图所示）。已知卫星在运行过程中机械能保持不变，那么
A．卫星在远地点的势能最大、动能为零
B．卫星在近地点的动能最大、势能为零C．卫星从近地点向远地点运动过程中，势能增大，动能减小
D．卫星以近地点向远地点运动过程中，动能增大，势能减小
3．（2020·四川成都）图是过山车向下“俯冲”的情景，对过山车加速下降过程中的机械能，下列分析正
确的是（ ）
A．动能增大，重力势能增大
B．动能减小，重力势能增大
C．动能减小，重力势能减小
D．动能增大，重力势能减小
4．（2020·福建）疫情期间，某快递公司用无人机进行无接触配送包裏。无人机携带包裏匀速上升时，包
裏的（ ）
A．动能减少，重力势能增加 B．动能不变，重力势能增加
C．动能不变，重力势能不变 D．动能增加，重力势能减少
5．（2020·河南）频闪照相机是研究物体运动的重要手段之一，如图所示的频闪照片记录了竖直下落的小
球每隔相等时间的位置，不计空气阻力，在小球下落的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球的重力势能逐渐增大 B．小球的机械能逐渐减小
C．小球的重力在 ab 段做功比在cd 段多 D．小球的重力在 ab 段做功比在 cd 段慢
6．（2020·山东枣庄）一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上，如果对木块施加的水平拉力为F，如图甲
所示；F的大小与时间t的关系如图乙所示；木块的运动速度v与时间t的关系如图丙所示。以下说法正确
的是（ ）A．当t=1s时，木块受到的摩擦力是0
B．当t在2~4s内，木块做匀速直线运动，受到的摩擦力为5N
C．当t在4~6s内，拉力F的功率为6W
D．当t在2~6s内，木块的机械能保持不变
7．（2020·天津）2020年6月23日，我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星发射成功｡若某卫
星沿椭圆轨道从远地点向近地点运动时速度增大了，由此可知其动能（ ）
A．减小 B．增大 C．不变 D．消失
8．（2020·江苏南京）如图所示是荡秋千的简化模型，摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两
点等高，下列说法正确的是（ ）
A．球在B、C两点的动能相等
B．球在A、D两点的机械能相等
C．球从B点到O点的过程中机械能减少
D．球从O点到C点的过程中重力势能减少
9．（2020·北京）如图所示的情境中，人对物体做功的是（ ）
A． 用力搬石头没有搬动B． 人将重物从地面拉到高处
C． 人推一块大石头没推动D． 人使箱子沿水平方向做匀速直线运动
10．（2020·湖北荆门）如图甲所示，物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动，0~6s内拉
力随时间变化的规律如图乙，速度随时间变化的规律如图丙，则在2~4s内，物体克服摩擦力所做的功为（
）A．10J B．30J C．50J D．80J
11．（2020·湖北武汉）滑跃式起飞是一种航母舰载机的起飞方式。飞机跑道的前一部分是水平的，跑道尾
段向上翘起。如图所示，飞行员驾驶舰载机从图示位置由静止开始一直加速直至离舰的过程中，下列说法
正确的是（ ）
A．飞行员的动能先增加后减少 B．飞行员的机械能一直减少
C．飞行员的机械能一直增加 D．飞行员的机械能先不变后增加
12．（2020·广东深圳）2020年6月30日，北斗三号最后一颗全球组网卫星成功定点地球同步轨道。对卫
星在加速上升的过程中能量的变化，说法正确的是（ ）
A．动能增大，势能不变，机械能增大 B．动能增大，势能增大，机械能增大
C．动能增大，势能增大，机械能不变 D．动能减小，势能增大，机械能不变
三、填空题
13．（2020·天津）小明在超市购物时，用10N的力沿水平方向推着购物车在水平地面上前进10m，用时
10s，则推力做的功等于______J，推力的功率等于______W｡
14．（2020·河北）蹦极是一种运动游戏。如图中A点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，B点是游戏者所
能到达的最低点。当游戏者离开跳台向A点运动的过程中（忽略空气阻力），其重力势能逐渐转化为
______能；游戏者从A点到B点的过程中，绳子具有的______能逐渐增加；到达B点时游戏者受到的弹力
大于重力，所以游戏者在B点时______（选填“是”或“不是”）处于平衡状态。
四、实验题15．（2020·福建）用钢球、木块和带有斜槽的长木板，探究物体的动能跟哪些因素有关。
(1)如图甲，让钢球从斜槽上的某一高度由______开始运动，撞击水平面上的木块。钢球撞击木块时具有的
动能大小可通过木块移动的距离来反映；
(2)如图乙，将钢球置于斜槽上更高的位置重复上述实验。实验表明，钢球质量一定时，从斜槽越高的位置
开始运动，撞击木块的速度越大，钢球的动能越______；
(3)探究动能跟质量的关系时，应选择让质量______的钢球从斜糟______高度的位置开始运动。（选填“相
同”或“不同”）。
五、计算题
16．（2020·上海）物体在50牛的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动，10秒内前进了20米，求此
过程中拉力做的功W和拉力的功率P．
17．（2020·广东）某轿车在平直公路上行驶的45s内，其速度v与时间t、动力F与时间t的关系图像分别
如图甲、乙所示。已知前10s轿车运动的路程为100m。求：
(1)前10s轿车运动的平均速度；
(2)轿车在匀速直线运动阶段通过的路程；
(3)动力F做的总功。
