(新課標(biāo))2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 主題五 能量和動(dòng)量 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練20

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1、(新課標(biāo))2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 主題五 能量和動(dòng)量 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練201(2017全國卷)如圖,一光滑大圓環(huán)固定在桌面上,環(huán)面位于豎直平面內(nèi),在大圓環(huán)上套著一個(gè)小環(huán)小環(huán)由大圓環(huán)的最高點(diǎn)從靜止開始下滑,在小環(huán)下滑的過程中,大圓環(huán)對它的作用力()A一直不做功B一直做正功C始終指向大圓環(huán)圓心D始終背離大圓環(huán)圓心解析大圓環(huán)是光滑的,小環(huán)下滑的過程中,速度方向始終沿大圓環(huán)切線方向,大圓環(huán)對小環(huán)的作用力方向始終與速度方向垂直,因此作用力不做功,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;小環(huán)剛下滑時(shí),大圓環(huán)對小環(huán)的作用力背離大圓環(huán)圓心,小環(huán)滑到大圓環(huán)圓心以下的位置時(shí),大圓環(huán)對小環(huán)的作用力指向大圓環(huán)圓心,C、D項(xiàng)錯(cuò)誤答案A2起

2、重機(jī)以1 m/s2的加速度將質(zhì)量為1000 kg的貨物由靜止開始勻加速向上提升,g取10 m/s2,則在1 s內(nèi)起重機(jī)對貨物做的功是()A500 J B4500 JC5000 J D5500 J解析貨物的加速度向上,由牛頓第二定律有:Fmgma,起重機(jī)的拉力Fmgma11000 N.貨物的位移是lat20.5 m,做功為WFl5500 J,故D正確答案D3如圖所示,質(zhì)量為m的小球用長為L的輕繩懸掛于O點(diǎn),用水平恒力F拉著小球從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到使輕繩與豎直方向成角的位置,求此過程中,各力對小球做的總功為()AFLsinBmgL(1cos)CFLsinmgL(1cos)DFLsinmgLcos解析如圖

3、,小球在F方向的位移為CB,方向與F同向,則WFFCBFLsin小球在重力方向的位移為AC,方向與重力反向,則WGmgACcos180mgL(1cos)繩的拉力FT時(shí)刻與運(yùn)動(dòng)方向垂直,則WFT0故W總WFWGWFTFLsinmgL(1cos)所以選項(xiàng)C正確答案C4如圖所示,質(zhì)量為m2 kg的木塊在傾角37的斜面上由靜止開始下滑,木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,已知:sin370.6,cos370.8,g取10 m/s2,則前2 s內(nèi)重力的平均功率和2 s末的瞬時(shí)功率分別為()A48 W24 W B24 W48 WC24 W12 W D12 W24 W解析木塊所受的合外力F合mgsinmgco

4、smg(sincos)210(0.60.50.8) N4 N木塊的加速度a m/s22 m/s2前2 s內(nèi)木塊的位移xat2222 m4 m所以,重力在前2 s內(nèi)做的功為Wmgxsin2100.64 J48 J.重力在前2 s內(nèi)的平均功率為 W24 W.木塊在2 s末的速度vat22 m/s4 m/s2 s末重力的瞬時(shí)功率Pmgsinv2100.64 W48 W.故選項(xiàng)B正確答案B5一滑塊在水平地面上沿直線滑行,t0時(shí)其速度為1 m/s,從此刻開始在滑塊運(yùn)動(dòng)方向上再施加一水平作用力F,力F和滑塊的速度v隨時(shí)間t的變化規(guī)律分別如圖甲、乙所示,則以下說法正確的是()A第1 s內(nèi),F(xiàn)對滑塊做的功為3

5、 JB第2 s內(nèi),F(xiàn)對滑塊做功的平均功率為4 WC第3 s末,F(xiàn)對滑塊做功的瞬時(shí)功率為1 WD前3 s內(nèi),F(xiàn)對滑塊做的總功為零解析由題圖可知,第1 s內(nèi),滑塊位移為1 m,F(xiàn)對滑塊做的功為2 J,A錯(cuò)誤第2 s內(nèi),滑塊位移為1.5 m,F(xiàn)做的功為4.5 J,平均功率為4.5 W,B錯(cuò)誤第3 s末,F(xiàn)對滑塊做功的瞬時(shí)功率PFv1 W,C正確前3 s內(nèi),F(xiàn)對滑塊做的總功為8 J,D錯(cuò)誤答案C6(多選)如圖所示為某汽車啟動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)功率P隨時(shí)間t變化的圖象,圖中Pe為發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率,若已知汽車的最大速度為vm,據(jù)此可知()A汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力f等于Pe/vmB0t1時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)做功為Pet1C

6、t1t2時(shí)間內(nèi)汽車做勻速運(yùn)動(dòng)D0t2時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)做功為Pe解析由Pefvm可知,汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力fPe/vm,選項(xiàng)A正確根據(jù)功率P隨時(shí)間t變化的圖象(即Pt圖象)與橫軸圍成的面積表示功W可知,0t1時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)做功為Pet1,選項(xiàng)B錯(cuò)誤t1t2時(shí)間內(nèi)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率恒定,汽車先做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤根據(jù)功率P隨時(shí)間t變化的圖象(即Pt圖象)與橫軸圍成的面積表示功W可知,0t2時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)做功為Pet1Pe(t2t1)Pe,選項(xiàng)D正確答案AD7如圖甲所示,靜止于光滑水平面上坐標(biāo)原點(diǎn)處的小物塊,在水平拉力F作用下,沿x軸方向運(yùn)動(dòng),拉力F隨物塊所在位置坐標(biāo)x的變化關(guān)

7、系如圖乙所示,圖線為半圓則小物塊運(yùn)動(dòng)到x0處時(shí)F做的總功為()A0 B.Fmx0C.Fmx0 D.x解析F為變力,根據(jù)Fx圖象包圍的面積在數(shù)值上等于F做的總功來計(jì)算圖線為半圓,由圖線可知在數(shù)值上Fmx0,故WFFmx0Fmx0.答案C8一臺(tái)起重機(jī)從靜止開始將一質(zhì)量m1.0103 kg的貨物勻加速豎直吊起,在2 s末貨物的速度v4 m/s.求起重機(jī)在這2 s內(nèi)的平均輸出功率及2 s末的瞬時(shí)功率(g取10 m/s2)解析貨物運(yùn)動(dòng)的加速度a m/s22 m/s2設(shè)起重機(jī)吊繩的拉力為F,根據(jù)牛頓第二定律,有Fmgma所以Fm(ga)1.0103(102) N1.2104 N貨物上升的位移lat24 m

8、則拉力做的功WFl1.21044 J4.8104 J故2 s內(nèi)的平均功率2.4104 W2 s末的瞬時(shí)功率PFv1.21044 W4.8104 W.答案2.4104 W4.8104 W素能培養(yǎng)9(多選)(2017江西師大附中模擬)如圖甲所示,一個(gè)質(zhì)量m2 kg的物塊靜止放置在粗糙水平地面O處,物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5,在水平拉力F作用下物塊由靜止開始向右運(yùn)動(dòng),經(jīng)過一段時(shí)間后,物塊回到出發(fā)點(diǎn)O處,取水平向右為速度的正方向,物塊運(yùn)動(dòng)過程中其速度v隨時(shí)間t變化規(guī)律如圖乙所示,取g10 m/s2,則()A物塊經(jīng)過4 s時(shí)間到出發(fā)點(diǎn)B4.5 s時(shí)水平力F的瞬時(shí)功率為24 WC05 s內(nèi)摩擦力對物

9、塊先做負(fù)功,后做正功,總功為零D05 s內(nèi)物塊所受合力的平均功率為1.8 W解析由圖象可知,前4 s內(nèi)速度方向始終為正方向,故前4 s時(shí)間內(nèi)沒有回到出發(fā)點(diǎn),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)vt圖線的斜率表示加速度,可知35 s內(nèi),加速度a m/s23 m/s2,4.5 s時(shí)的速度vat3(4.54) m/s1.5 m/s,根據(jù)牛頓第二定律有Fmgma,得F16 N,負(fù)號表示力的方向水平向左,水平力F的瞬時(shí)功率PFv24 W,選項(xiàng)B正確;滑動(dòng)摩擦力的方向始終與速度方向相反,摩擦力始終做負(fù)功,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;35 s內(nèi)合力為恒力,物塊的位移為零,合力做的功為零,03 s內(nèi),物塊的加速度a1 m/s21 m/s2,位移

10、s1132 m4.5 m,合力做的功Wma1s19 J,05 s內(nèi)合力的平均功率 W1.8 W,選項(xiàng)D正確答案BD10(多選)(2017山西四校聯(lián)考)如圖所示,擺球質(zhì)量為m,懸繩長為L,把懸線拉到水平位置后放手設(shè)在擺球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中空氣阻力F阻的大小不變,重力加速度大小為g.則下列說法正確的是()A重力做功為mgLB繩的拉力做功為mgLC空氣阻力F阻做功為mgLD空氣阻力F阻做功為F阻L解析小球下落L的過程中,重力做功為mgL,A正確;繩的拉力始終與速度方向垂直,拉力做功為0,B錯(cuò)誤;空氣阻力F阻大小不變,方向始終與速度方向相反,故空氣阻力F阻做功為F阻L,C錯(cuò)誤,D正確答案AD11

11、(2017廣東七校聯(lián)考)如圖所示,水平傳送帶長為L,始終以速度v保持勻速運(yùn)動(dòng),把質(zhì)量為m的貨物無初速度地放到A點(diǎn),當(dāng)貨物運(yùn)動(dòng)到AC的中點(diǎn)B時(shí)速度恰為v,而后被傳送到C點(diǎn)貨物與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,重力加速度大小為g.則貨物從A點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中()A摩擦力對貨物做的功為mgLB摩擦力對貨物做功的平均功率為mgvC傳送帶克服摩擦力做功為mgLD傳送帶克服摩擦力做功的平均功率為mgv解析由于貨物在運(yùn)動(dòng)過程中,當(dāng)速度達(dá)到v時(shí),不再受摩擦力,故摩擦力所做的功Wfmg,故A錯(cuò)誤;在貨物加速過程中,摩擦力做功Wfmg,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有t,由WPt可得,從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程摩擦力對貨物做功的平均功率為Pmg

12、mgv;到達(dá)B點(diǎn)之后摩擦力不再做功,故總的平均功率要小于該值,故B錯(cuò)誤;貨物在加速過程中平均速度為,而傳送帶的速度為v,貨物加速運(yùn)動(dòng)的位移為,則傳送帶前進(jìn)的位移一定為L,故傳送帶克服摩擦力所做的功為WfmgL,故C正確;A點(diǎn)到C點(diǎn)用時(shí)t,故傳送帶克服摩擦力做功的平均功率應(yīng)為mgv,故D錯(cuò)誤答案C12在檢測某種汽車性能的實(shí)驗(yàn)中,質(zhì)量為3103 kg的汽車由靜止開始沿平直公路行駛,達(dá)到的最大速度為40 m/s,利用傳感器測得此過程中不同時(shí)刻該汽車的牽引力F與對應(yīng)速度v,并描繪出如右圖所示的F圖象(圖線ABC為汽車由靜止到達(dá)到最大速度的全過程,AB、BO均為直線)假設(shè)該汽車行駛中所受的阻力恒定,根據(jù)

13、圖線ABC:(1)求該汽車的額定功率(2)該汽車由靜止開始運(yùn)動(dòng),經(jīng)過35 s達(dá)到最大速度40 m/s,求其在BC段的位移解析(1)由圖線分析可知:圖線AB表示牽引力F不變即F8000 N,阻力f不變,汽車由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng);圖線BC的斜率表示汽車的功率P不變,達(dá)到額定功率后,汽車所受牽引力逐漸減小,汽車做加速度減小的變加速直線運(yùn)動(dòng),直至達(dá)到最大速度40 m/s,此后汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)由圖可知:當(dāng)最大速度vmax40 m/s時(shí),牽引力為Fmin2000 N由平衡條件fFmin可得f2000 N由公式PFminvmax得額定功率P8104 W.(2)勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度vB,代入數(shù)據(jù)解得vB10 m/s汽車由A到B做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為a2 m/s2設(shè)汽車由A到B所用時(shí)間為t1,由B到C所用時(shí)間為t2,位移為s,則t15 s,t235 s5 s30 sB點(diǎn)之后,對汽車由動(dòng)能定理可得Pt2fsmvmv代入數(shù)據(jù)可得s75 m.答案(1)8104 W(2)75 m

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