2019高考物理二輪小題狂做專練 十一 功和功率、動(dòng)能定理的應(yīng)用 含解析

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1、 1．【河北省邢臺市2018學(xué)年高考模擬】如圖所示。質(zhì)量m=10kg的物體在F=100N斜向下的推力作用下，沿水平面以v=1m/s的速度勻速前進(jìn)x=1m，已知F與水平方向的夾角θ=30°，重力加速度g=10m/s2，則(　　) A．推力F做的功為100J B．推力F的功率為100W C．物體克服摩擦力做功為50J D．物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為33 2．【浙江省嘉興市2019屆高三普通高校招生選考科目教學(xué)測試物理試題】某電動(dòng)汽車電池組電能儲存容量為9kwh，以90km/h勻速行駛的續(xù)航總里程為400km。假設(shè)汽車行駛時(shí)受到的阻力與其速度平方成正比，則該

2、車以 A．90km/h勻速行駛時(shí)的輸出功率約為30kW B．90km/h勻速行駛時(shí)的牽引力約為700N C．108km/h勻速行駛時(shí)的輸出功率約為35kW D．108km/h勻速行駛時(shí)的牽引力約為810N 3．【云南省曲靖市第一中學(xué)2019屆高三9月高考復(fù)習(xí)質(zhì)量監(jiān)測卷二物理試題】如圖所示,物體在斜向上的恒定拉力F作用下,從靜止開始沿粗糙水平路面運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是 A．物體的動(dòng)能與位移成正比 B．物體的速度與位移成正比 C．物體獲得的動(dòng)能大于克服摩擦力所做的功 D．物體獲得的動(dòng)能等于拉力做的功 4．【山西省柳林縣聯(lián)盛中學(xué)2019高考模擬】伽利略曾利用對接斜面研究“力與

3、運(yùn)動(dòng)”的關(guān)系。如圖所示，固定在水平地面上的傾角均為θ的兩斜面，以光滑小圓弧相連接。左側(cè)斜面頂端的小球與兩斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ。小球從左側(cè)頂端滑到最低點(diǎn)的時(shí)間為t1，滑到右側(cè)最高點(diǎn)的時(shí)間為t2。規(guī)定兩斜面連接處所在水平面為參考平面，則小球在這個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中速度的大小υ、加速度的大小a、動(dòng)能Ek及機(jī)械能E隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線正確的是( ) A． B． C．D． 5．【北京市第十九中學(xué)2019屆高三上學(xué)期10月月考物理試題】一個(gè)小球從高處由靜止開始落下，從釋放小球開始計(jì)時(shí)，規(guī)定豎直向上為正方向，落地點(diǎn)為重力勢能零點(diǎn)。小球在接觸地面前、后的動(dòng)能保持不變，且忽略小球與地面發(fā)生碰撞的

4、時(shí)間以及小球運(yùn)動(dòng)過程中受到的空氣阻力，圖分別是小球在運(yùn)動(dòng)過程中的位移x,速度ν,動(dòng)能EK和重力勢能EP隨時(shí)間t變化的圖象，其中正確的是( ) A． B． C． D． 6．【安徽省阜陽三中2019學(xué)年高三第一學(xué)期第二次模擬考試】將小球以10 m/s的初速度從地面豎直向上拋出，取地面為零勢能面，小球在上升過程中的動(dòng)能Ek、重力勢能Ep與上升高度h間的關(guān)系分別如圖中兩直線所示．取g＝10 m/s2，下列說法正確的是( ) A．小球的質(zhì)量為0.2 kg B．小球受到的阻力(不包括重力)大小為0.25 N C．小球動(dòng)能與重力勢能相等時(shí)的高度為201

5、3m D．小球上升到2 m時(shí)，動(dòng)能與重力勢能之差為0.5 J 7．【湖北省三市2018學(xué)年大聯(lián)考】如圖，質(zhì)量為m的物塊從半徑為R的半球形的碗口沿內(nèi)壁從靜止開始滑下，滑到最低點(diǎn)時(shí)速度大小為v，若物塊與球殼之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，則在物塊從靜止滑到最低點(diǎn)的過程中下列說法正確的是(　　) A．合外力對物塊做負(fù)功且W合=-12mv2 B．物塊重力勢能減少了mgR C．物塊機(jī)械能減少了mgR-12mv2 D．物塊克服摩擦力做的功為μmgR 8．【全國百強(qiáng)校內(nèi)蒙古杭錦后旗奮斗中學(xué)2019屆高三上學(xué)期第二次調(diào)研考試物理試題】如圖所示，一輕彈簧固定于O點(diǎn)，另一端系一重物，將重物

6、從 與懸點(diǎn)O在同一水平面且彈簧保持原長的A點(diǎn)無初速度地釋放，讓它自由擺下，不計(jì)空氣阻力，在重物由A點(diǎn)擺向最低點(diǎn)的過程中（ ） A．重物的機(jī)械能減少 B．系統(tǒng)的機(jī)械能不變 C．系統(tǒng)的機(jī)械能增加 D．系統(tǒng)的機(jī)械能減少 9．【湖北省2018學(xué)年大聯(lián)考】滑板運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)驚險(xiǎn)刺激的運(yùn)動(dòng)，深受青少年的喜愛。如圖是滑板運(yùn)動(dòng)的軌道，AB和CD是兩段圓弧形軌道，BC是一段長x=7m的水平軌道，其與圓弧AB、CD分別相切于B、C兩點(diǎn)。某次一運(yùn)動(dòng)員從AB軌道上P點(diǎn)以v0的速度下滑，經(jīng)BC軌道后沖上CD軌道的最大高度H=2.0m。已知運(yùn)動(dòng)員和滑板的總質(zhì)量m=60kg，滑板與BC軌道的動(dòng)

7、摩擦因數(shù)為μ=0.2，h=1.6m，不計(jì)圓弧軌道上的摩擦。(計(jì)算時(shí)，將運(yùn)動(dòng)員和滑板簡化為質(zhì)點(diǎn)，g=10m/s2)求： (1)運(yùn)動(dòng)員的初速度大小； (2)運(yùn)動(dòng)員在BC軌道上因摩擦產(chǎn)生的熱量是多少？在BC軌道上運(yùn)動(dòng)的總路程是多少米？ 10．【吉林省長春市田家炳實(shí)驗(yàn)中學(xué)2018學(xué)年高考模擬】光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的圓形導(dǎo)軌在B點(diǎn)連接，導(dǎo)軌半徑R＝0.5 m，一個(gè)質(zhì)量m＝2 kg的小球在A處壓縮一輕質(zhì)彈簧，彈簧與小球不拴接。用手擋住小球不動(dòng)，此時(shí)彈簧彈性勢能Ep＝49 J，如圖所示。放手后小球向右運(yùn)動(dòng)脫離彈簧，沿圓形軌道向上運(yùn)動(dòng)恰能通過最高點(diǎn)C，g取10 m

8、/s2。求： (1)小球脫離彈簧時(shí)的速度大?。? (2)小球從B到C克服阻力做的功； (3)小球離開C點(diǎn)后落回水平面時(shí)的動(dòng)能大小。 1．【解析】推力做功W=Fxcos30°=100132=503J，故A錯(cuò)誤；P=Fvcos30°=503W，故B錯(cuò)誤；勻速，說明克服摩擦力做功等于拉力做功，為503J，故C錯(cuò)誤；根據(jù)受力分析力的平衡條件知μ(mg+Fsin30°)=Fcos30°，解得μ=33，故D正確；故選D。 【答案】D 2．【解析】A項(xiàng)：E=Pt=Pxv，解得：P=Evx=90

9、90400W=20.25kW，故A錯(cuò)誤； B項(xiàng)：由能量守恒可知，901033600=400103F，解得：F=810N，故B錯(cuò)誤； C、D項(xiàng)：由f=kv2 可知，當(dāng)速度為90km/h時(shí)，得出k=810252，所以當(dāng)速度為108km/h時(shí)，牽引力為F=kv2=1166.4N，此時(shí)輸出功率為： p=Fv=1166.430W=34992W≈35kW，故C正確， 故D錯(cuò)誤。 【答案】C 3．【解析】根據(jù)動(dòng)能定理：Ek=F合x，可知物體的動(dòng)能與位移成正比，即速度的平方與位移成正比，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理：Ek=WF-Wf可知，物體獲得的動(dòng)能小于拉力做的功，但是無法比較物體獲得的動(dòng)能與

10、克服摩擦力所做的功的關(guān)系，選項(xiàng)CD錯(cuò)誤；故選A。 【答案】A 4．【解析】A、B、由牛頓第二定律可知，小球在兩斜面的運(yùn)動(dòng)都是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，兩階段的加速度都恒定不變，小球在左側(cè)斜面下滑時(shí)的加速度：a1=gsinθ-μgcosθ,小球在右側(cè)斜面下滑時(shí)的加速度：a2=gsinθ+μgcosθ，小球在左側(cè)斜面下滑時(shí)的加速度較小;故A錯(cuò)誤，B正確. C、小球的動(dòng)能與速率的二次方成正比，即Ek=12mv2，因此，動(dòng)能與時(shí)間關(guān)系圖象是曲線；故C錯(cuò)誤. D、由于小球在兩斜面運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小不相等，因此，小球機(jī)械能與時(shí)間的關(guān)系圖象不是連續(xù)曲線；故D錯(cuò)誤。故選B。 【答案】B 5．【解析】位移x=

11、12gt2，所以開始下落過程中位移隨時(shí)間應(yīng)該是拋物線，A錯(cuò)誤；速度v=gt，與地面發(fā)生碰撞反彈速度與落地速度大小相等，方向相反，B正確；重力勢能Ep=mgH-X=mgH-12mg2t2，H小球開始時(shí)離地面的高度，為拋物線，C錯(cuò)誤；小球自由落下，在與地面發(fā)生碰撞的瞬間，反彈速度與落地速度大小相等。若從釋放時(shí)開始計(jì)時(shí)，動(dòng)能Ek=12mv2=12mg2t2，所以開始下落過程中動(dòng)能隨時(shí)間應(yīng)該是拋物線，D錯(cuò)誤。 【答案】B 6．【解析】在最高點(diǎn)，Ep=mgh，得：m=Epgh=4104=0.1kg。故A錯(cuò)誤；由除重力以外其他力做功W其=△E可知：-fh=E高-E低，解得：f=0.25N．

12、故B正確；設(shè)小球動(dòng)能和重力勢能相等時(shí)的高度為H，此時(shí)有：mgH=12mv2，由動(dòng)能定理：-fH-mgH=12mv2-12mv02，得：H=20/9 m．故C錯(cuò)誤；由圖可知，在h=2m處，小球的重力勢能是2J，動(dòng)能是52J=2.5J，所以小球上升到2m時(shí)，動(dòng)能與重力勢能之差為2.5J-2J=0.5J．故D正確；故選BD。 【答案】BD 7．【解析】物塊的動(dòng)能增加，根據(jù)動(dòng)能定理得知：合外力對物塊做正功，且W合=12mv2-0=12mv2.故A錯(cuò)誤。物塊重力做功為mgR，則物塊重力勢能減少了mgR，故B正確。取最低點(diǎn)為零電勢能點(diǎn)，則初態(tài)物塊的機(jī)械能為E1=mgR，末態(tài)機(jī)械能為E2=12mv2，則

13、機(jī)械能減少量為△E=E1-E2=mgR-12mv2.故C正確。摩擦力是變力，不能根據(jù)功的公式計(jì)算物塊克服摩擦力做功。應(yīng)根據(jù)動(dòng)能定理或功能原理求物塊克服摩擦力做的功。根據(jù)功能關(guān)系知，物塊克服摩擦力做的功W克=△E=mgR-12mv2.故D錯(cuò)誤。故選BC。 【答案】BC 8．【解析】重物自由擺下的過程中，彈簧拉力對重物做負(fù)功，重物的機(jī)械能減少，選項(xiàng)A正確；對系統(tǒng)而言，除重力，彈力外，無其他外力做功，故系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，選項(xiàng)B正確，CD錯(cuò)誤；故選AB。 【答案】AB 9．【解析】(1)對運(yùn)動(dòng)員和滑板，由A到D根據(jù)動(dòng)能定理得：mgh-μmgx-mgH=0-12mv02代人數(shù)據(jù)得：v

14、0=6m/s (2)運(yùn)動(dòng)員最終停在BC軌道上，設(shè)運(yùn)動(dòng)員在BC軌道上運(yùn)動(dòng)的總路程是s，對運(yùn)動(dòng)員和滑板，根據(jù)能量定恒得：Q=mgh+12mv02 代人數(shù)據(jù)得：Q=2040J 摩擦產(chǎn)生的熱量：Q=μmgs 則s=17m 10．【解析】(1)小球從A點(diǎn)開始至小球脫離彈簧的過程中根據(jù)彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系有： W彈=-△EP彈=-(0-Ep)=49J 對小球而言，此過程只有彈力做功，故有：W彈=12mv2-0 得小球脫離彈簧時(shí)的速度為：v=2W彈m=2492m/s=7m/s (2)小球恰好能通過最高點(diǎn)C，故在最高點(diǎn)小球只受重力作用， 根據(jù)牛頓第二定律有：F合=mg=mv

15、C2R 得小球在C點(diǎn)時(shí)的速度為：vC=gR=100.5m/s=5m/s 因?yàn)锳B段光滑，小球在B點(diǎn)時(shí)的速度等于小球脫離彈簧時(shí)的速度即：vB=v=7m/s 在從B至C的過程中只有重力和阻力做功，根據(jù)動(dòng)能定理有：WG+Wf=12mvC2-12mvB2 得阻力做功為： Wf=12mvC2-12mvB2-WG=-24J 所以從B至C的過程中小球克服阻力做功24J； (3)小球離開C點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，此過程中只有重力做功， 根據(jù)動(dòng)能定理有：2mgR=Ek-12mvC2 得小球落地時(shí)的動(dòng)能：Ek=2mgR+12mvC2=25J