2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 考前復(fù)習(xí)方略 專題五 功、功率與動(dòng)能定理及應(yīng)用限時(shí)訓(xùn)練

2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 考前復(fù)習(xí)方略 專題五 功、功率與動(dòng)能定理及應(yīng)用限時(shí)訓(xùn)練一、選擇題1(xx·沈陽(yáng)一模)如圖所示，質(zhì)量m1 kg、長(zhǎng)L0.8 m的均勻矩形薄板靜止在水平桌面上，其右端與桌子邊緣相齊板與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4.現(xiàn)用F5 N的水平力向右推薄板，使它翻下桌子，力F做的功至少為(g取10 m/s2)() A1 JB1.6 JC2 J D4 J解析：選B.木板中心到達(dá)桌子邊緣時(shí)即可翻下，則WFmg·0.4×1×10× J1.6 J，故B正確2(xx·襄陽(yáng)一模)用豎直向上大小為30 N的力F，將2 kg 的物體由沙坑表面靜止提升1 m時(shí)撤去力F，經(jīng)一段時(shí)間后，物體落入沙坑，測(cè)得落入沙坑的深度為20 cm.若忽略空氣阻力，g取10 m/s2.則物體克服沙坑的阻力所做的功為()A20 J B24 JC34 J D54 J解析：選C.對(duì)全程應(yīng)用動(dòng)能定理得：F·hmgdWf0即30×1 J2×10×0.2 JWf0Wf34 J，故C正確3(xx·白山一模)一個(gè)質(zhì)量為m的物塊，在幾個(gè)共點(diǎn)力的作用下靜止在光滑水平面上現(xiàn)把其中一個(gè)水平方向的力從F突然增大到3F，并保持其他力不變，則從這時(shí)開始t s末，該力的瞬時(shí)功率是()A. B.C. D.解析：選B.由題意知，物塊受到的合力為2F，根據(jù)牛頓第二定律有2Fma，在合力作用下，物塊做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，速度vat，該力大小為3F，則該力的瞬時(shí)功率P3Fv，解以上各式得P，B正確4.(多選)(xx·華中師大附中一模)開口向上的半球形曲面的截面如圖所示，直徑AB水平一小物塊在曲面內(nèi)A點(diǎn)以某一速率開始下滑，曲面內(nèi)各處動(dòng)摩擦因數(shù)不同，因摩擦作用物塊下滑時(shí)速率不變，則下列說(shuō)法正確的是()A物塊運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中加速度始終為零B物塊所受合外力大小不變，方向時(shí)刻在變化C在滑到最低點(diǎn)C以前，物塊所受摩擦力大小逐漸變小D滑到最低點(diǎn)C時(shí)，物塊所受重力的瞬時(shí)功率達(dá)到最大解析：選BC.由于物塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所受合外力大小不變，方向時(shí)刻指向圓心，提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，產(chǎn)生向心加速度，A錯(cuò)誤，B正確；在下滑的過(guò)程中，物塊受力如圖所示，則摩擦力等于重力沿切線方向的分力，即Ffmgcos ，隨著物塊下滑，角越來(lái)越大，物塊所受摩擦力越來(lái)越小，C正確；滑到最低點(diǎn)時(shí)，速度沿水平方向，此時(shí)重力的瞬時(shí)功率Pmgvcos ，由于速度的方向與重力方向垂直，因此重力的瞬時(shí)功率恰好等于零，D錯(cuò)誤5.一人用恒定的力F，通過(guò)圖示裝置拉著物體沿光滑水平面運(yùn)動(dòng)，A、B、C是其運(yùn)動(dòng)路徑上的三個(gè)點(diǎn)，且ACBC.若物體從A到C、從C到B的過(guò)程中，人拉繩做的功分別為WFA、WFB，物體動(dòng)能的增量分別為EA、EB，不計(jì)滑輪質(zhì)量和摩擦，下列判斷正確的是()AWFAWFB，EAEBBWFAWFB，EAEBCWFAWFB，EAEBDWFAWFB，EAEB解析：選B.如圖，F(xiàn)做的功等于F1做的功，物體由A向B運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，F(xiàn)1逐漸減小，又因?yàn)锳CBC，由WF1l知WFAWFB；對(duì)物體只有F做功，由動(dòng)能定理知EAEB，故B正確6(多選)一輛汽車在平直公路上以速度v0開始加速行駛，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間t，前進(jìn)距離l，此時(shí)恰好達(dá)到其最大速度vm，設(shè)此過(guò)程中汽車發(fā)動(dòng)機(jī)始終以額定功率P工作，汽車所受阻力恒為Ff，則在這段時(shí)間里，發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功為()AFfvmt BPtC.mvFflmv DFft解析：選ABC.發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力為變力，而牽引力的功率恒定，則可用WPt求變力做功，選項(xiàng)B正確；根據(jù)PF牽vFfvm，所以WFfvmt，選項(xiàng)A正確；根據(jù)動(dòng)能定理，WFflmvmv，解得WmvmvFfl，選項(xiàng)C正確7.(xx·高考全國(guó)卷，T17，6分)一汽車在平直公路上行駛從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P隨時(shí)間t的變化如圖所示假定汽車所受阻力的大小f恒定不變下列描述該汽車的速度v隨時(shí)間t變化的圖線中，可能正確的是()解析：選A.由題中Pt圖象知：0t1內(nèi)汽車以恒定功率P1行駛，t1t2內(nèi)汽車以恒定功率P2行駛設(shè)汽車所受牽引力為F，則由PFv得，當(dāng)v增加時(shí)，F(xiàn)減小，由a知a減小，又因速度不可能突變，所以選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤，選項(xiàng)A正確8.(xx·高考全國(guó)卷，T17，6分)如圖，一半徑為R、粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置，直徑POQ水平一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)上方高度R處由靜止開始下落，恰好從P點(diǎn)進(jìn)入軌道質(zhì)點(diǎn)滑到軌道最低點(diǎn)N時(shí)，對(duì)軌道的壓力為4mg，g為重力加速度的大小用W表示質(zhì)點(diǎn)從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中克服摩擦力所做的功則()AWmgR，質(zhì)點(diǎn)恰好可以到達(dá)Q點(diǎn)BW>mgR，質(zhì)點(diǎn)不能到達(dá)Q點(diǎn)CWmgR，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)Q點(diǎn)后，繼續(xù)上升一段距離DW<mgR，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)Q點(diǎn)后，繼續(xù)上升一段距離解析：選C.設(shè)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)N點(diǎn)的速度為vN，在N點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)受到軌道的彈力為FN，則FNmg，已知FNFN4mg，則質(zhì)點(diǎn)到達(dá)N點(diǎn)的動(dòng)能為EkNmvmgR.質(zhì)點(diǎn)由開始至N點(diǎn)的過(guò)程，由動(dòng)能定理得mg·2RWfEkN0，解得摩擦力做的功為WfmgR，即克服摩擦力做的功為WWfmgR.設(shè)從N到Q的過(guò)程中克服摩擦力做功為W，則W<W.從N到Q的過(guò)程，由動(dòng)能定理得mgRWmvmv，即mgRWmv，故質(zhì)點(diǎn)到達(dá)Q點(diǎn)后速度不為0，質(zhì)點(diǎn)繼續(xù)上升一段距離選項(xiàng)C正確9(xx·河北衡水中學(xué)三模)如圖所示，質(zhì)量為0.1 kg的小物塊在粗糙水平桌面上滑行4 m后以3.0 m/s的速度飛離桌面，最終落在水平地面上，已知物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，桌面高0.45 m，若不計(jì)空氣阻力，取g10 m/s2，則()A小物塊的初速度是5 m/sB小物塊的水平射程為1.2 mC小物塊在桌面上克服摩擦力做8 J的功D小物塊落地時(shí)的動(dòng)能為0.9 J解析：選D.小物塊在桌面上克服摩擦力做功WfmgL2 J，C錯(cuò)在水平桌面上滑行，由動(dòng)能定理得Wfmv2mv，解得v07 m/s，A錯(cuò)小物塊飛離桌面后做平拋運(yùn)動(dòng)，有xvt、hgt2，解得x0.9 m，B錯(cuò)設(shè)小物塊落地時(shí)動(dòng)能為Ek，由動(dòng)能定理得mghEkmv2，解得Ek0.9 J，D正確10.(xx·山西模擬)用傳感器研究質(zhì)量為2 kg的物體由靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí)，在計(jì)算機(jī)上得到06 s內(nèi)物體的加速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示下列說(shuō)法正確的是()A06 s內(nèi)物體先向正方向運(yùn)動(dòng)，后向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)B06 s內(nèi)物體在4 s時(shí)的速度最大C物體在24 s內(nèi)速度不變D04 s內(nèi)合力對(duì)物體做的功等于06 s內(nèi)合力做的功解析：選D.由vat可知，題中at圖象中，圖線與坐標(biāo)軸所圍面積表示質(zhì)點(diǎn)的速度，06 s內(nèi)物體的速度始終為正值，故一直為正方向，A項(xiàng)錯(cuò)；t5 s時(shí)，速度最大，B項(xiàng)錯(cuò)；24 s內(nèi)加速度保持不變，速度一定變化，C項(xiàng)錯(cuò)；04 s內(nèi)與06 s內(nèi)圖線與坐標(biāo)軸所圍面積相等，故物體4 s末和6 s末速度相同，由動(dòng)能定理可知，兩段時(shí)間內(nèi)合力對(duì)物體做功相等，D項(xiàng)正確二、非選擇題11(xx·北京海淀區(qū)一模)如圖所示，水平軌道與豎直平面內(nèi)的圓弧軌道平滑連接后固定在水平地面上，圓弧軌道B端的切線沿水平方向質(zhì)量m1.0 kg的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))在水平恒力F10.0 N的作用下，從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)的位移x0.50 m時(shí)撤去力F.已知A、B之間的距離x01.0 m，滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.10，g取10 m/s2.求：(1)在撤去力F時(shí)，滑塊的速度大?。?2)滑塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能；(3)滑塊通過(guò)B點(diǎn)后，能沿圓弧軌道上升的最大高度h0.35 m，求滑塊沿圓弧軌道上升過(guò)程中克服摩擦力做的功解析：(1)滑動(dòng)摩擦力Ffmg設(shè)撤去力F前滑塊的加速度為a1，根據(jù)牛頓第二定律得：Fmgma1解得：a19.0 m/s2設(shè)滑塊運(yùn)動(dòng)位移為0.50 m時(shí)的速度大小為v，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：v22a1x解得：v3.0 m/s.(2)設(shè)滑塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為EkB，從A到B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由動(dòng)能定理得：FxFfx0EkB解得：EkB4.0 J.(3)設(shè)滑塊沿圓弧軌道上升過(guò)程中克服摩擦力做功為WFf，由動(dòng)能定理得：mghWFf0EkB解得：WFf0.50 J.答案：(1)3.0 m/s(2)4.0 J(3)0.50 J12(xx·福建廈門質(zhì)檢)如圖所示，在豎直方向上A、B兩物體通過(guò)勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連，A放在水平地面上；B、C兩物體通過(guò)細(xì)線繞過(guò)輕質(zhì)定滑輪相連，C放在固定的光滑斜面上用手拿住C，使細(xì)線剛剛拉直但無(wú)拉力作用，并保證ab段的細(xì)線豎直、cd段的細(xì)線與斜面平行已知A、B的質(zhì)量均為m，斜面傾角為37°，重力加速度為g，滑輪的質(zhì)量和摩擦不計(jì)，開始時(shí)整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)C釋放后沿斜面下滑，當(dāng)A剛要離開地面時(shí)，B的速度最大，(sin 37°0.6，cos 37°0.8)求：(1)從開始到物體A剛要離開地面的過(guò)程中，物體C沿斜面下滑的距離；(2)C的質(zhì)量；(3)A剛要離開地面時(shí)，C的動(dòng)能解析：(1)設(shè)開始時(shí)彈簧壓縮的長(zhǎng)度為xB，則有kxBmg設(shè)當(dāng)物體A剛要離開地面時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為xA，則有kxAmg當(dāng)物體A剛要離開地面時(shí)，物體B上升的距離與物體C沿斜面下滑的距離相等，為：hxAxB解得：h.(2)物體A剛要離開地面時(shí)，以B為研究對(duì)象，物體B受到重力mg、彈簧的彈力kxA、細(xì)線的拉力FT三個(gè)力的作用，設(shè)物體B的加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律：對(duì)B有：FTmgkxAma對(duì)C有：mCgsin FTmCaB獲得最大速度時(shí)，有：a0解得：mC.(3)法一：由于xAxB，彈簧處于壓縮狀態(tài)和伸長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)的彈性勢(shì)能相等，彈簧彈力做功為零，且物體A剛要離開地面時(shí)，B、C兩物體的速度相等，設(shè)為v0，由動(dòng)能定理得：mCghsin mghW彈(mmC)v0其中W彈0解得：v所以EkCmCv.法二：根據(jù)動(dòng)能定理，對(duì)C：mCghsin WTEkC0對(duì)B：WTmghW彈EkB0其中W彈0又EkCEkB103解得：EkC.答案：(1)(2)(3)