专题06 功和能—备战2022年高考物理母题题源解密（全国通用）（原卷版）

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专题 06 功和能

【母题来源一】2021 年高考湖南卷

【母题题文】（2021·湖南高考真题）“复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质

量为的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为，若

动车组所受的阻力与其速率成正比（，为常量），动车组能达到的最大速度为。下列说法正

确的是（　　）

A．动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变

B．若四节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动

C．若四节动力车厢输出的总功率为，则动车组匀速行驶的速度为

D．若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间达到最大速度，则这一过程

中该动车组克服阻力做的功为

【母题来源二】2021 年高考全国卷

【母题题文】（2021·全国高考真题）（多选）一质量为 m的物体自倾角为的固定斜面底端沿斜面向上

滑动。该物体开始滑动时的动能为，向上滑动一段距离后速度减小为零，此后物体向下滑动，到达斜面

底端时动能为。已知，重力加速度大小为 g。则（　　）

A．物体向上滑动的距离为

B．物体向下滑动时的加速度大小为

C．物体与斜面间的动摩擦因数等于 0.5

D．物体向上滑动所用的时间比向下滑动的时间长

【母题来源三】2021 年高考全国卷

【母题题文】（2021·全国高考真题）如图，一倾角为的光滑斜面上有 50 个减速带（图中未完全画出），

相邻减速带间的距离均为 d，减速带的宽度远小于 d；一质量为 m的无动力小车（可视为质点）从距第一

个减速带 L处由静止释放。已知小车通过减速带损失的机械能与到达减速带时的速度有关。观察发现，小

车通过第 30 个减速带后，在相邻减速带间的平均速度均相同。小车通过第 50 个减速带后立刻进入与斜面

光滑连接的水平地面，继续滑行距离 s后停下。已知小车与地面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为

g。

（1）求小车通过第 30 个减速带后，经过每一个减速带时损失的机械能；

（2）求小车通过前 30 个减速带的过程中在每一个减速带上平均损失的机械能；

（3）若小车在前 30 个减速带上平均每一个损失的机械能大于之后每一个减速带上损失的机械能，则 L应

满足什么条件？

【母题来源四】2021 年高考山东卷

【母题题文】（2021·山东高考真题）如图所示，三个质量均为 m的小物块 A、B、C，放置在水平地面上，

A紧靠竖直墙壁，一劲度系数为 k的轻弹簧将 A、B连接，C紧靠 B，开始时弹簧处于原长，A、B、C均

静止。现给 C施加一水平向左、大小为 F的恒力，使 B、C一起向左运动，当速度为零时，立即撤去恒力，

一段时间后 A离开墙壁，最终三物块都停止运动。已知 A、B、C与地面间的滑动摩擦力大小均为 f，最大

静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终在弹性限度内。（弹簧的弹性势能可表示为：，k为弹簧的

劲度系数，x为弹簧的形变量）

（1）求 B、C向左移动的最大距离和 B、C分离时 B的动能；

（2）为保证 A能离开墙壁，求恒力的最小值；

（3）若三物块都停止时 B、C间的距离为，从 B、C分离到 B停止运动的整个过程，B克服弹簧弹力

做的功为 W，通过推导比较 W与的大小；

（4）若，请在所给坐标系中，画出 C向右运动过程中加速度 a随位移 x变化的图像，并在坐标轴

上标出开始运动和停止运动时的 a、x值（用 f、k、m表示），不要求推导过程。以撤去 F时C的位置为坐

标原点，水平向右为正方向。

【命题意图】本类题通常主要考查对摩擦力、向心力、功、动能等基本运动概念的理解，以及对摩擦

力做功、动能定理、能量守恒等物理概念与规律的理解与简单的应用。

【考试方向】从近几年高考来看，关于功和能的考查，多以选择题的形式出现，有时与电流及电磁感

应相结合命题。动能定理多数题目是与牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动以及电磁学等知识相结合的综

合性试题；动能定理仍将是高考考查的重点，高考题注重与生产、生活、科技相结合，将对相关知识的考

查放在一些与实际问题相结合的情境中。机械能守恒定律，多数是与牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动

以及电磁学等知识相结合的综合性试题；高考题注重与生产、生活、科技相结合，将对相关知识的考查放

在一些与实际问题相结合的情境中

【得分要点】

（1）变力做功的计算方法

①用动能定理W=ΔEk或功能关系求。

②当变力的功率 P一定时，可用 W＝Pt 求功，如机车恒功率启动时。

③当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，这类力做的功等于力和路程（不是位移）

的乘积．如滑动摩擦力做功等。

④当力的方向不变，大小随位移做线性变化时，可先求出力的平均值

F1+F2

，再由W＝Flcos α

计算。

⑤ 作出变力 F随位移 l变化的图象，图象与位移所在轴所围的“面积”即为变力做的功。

（2）计算功率的基本方法

首先判断待求的功率是瞬时功率还是平均功率。

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