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  • 2021-06-02 发布

2020版高考物理二轮复习专题过关检测四功和功率动能定理

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高考总复习 专题过关检测(四)功和功率 动能定理 一、单项选择题 ‎1.(2019·盐城模拟)如图所示,做匀速直线运动的列车受到的阻力与它速率的平方成正比。如果列车运行速率提升为原来的2倍,则列车发动机的输出功率变为原来的(  )‎ A.倍         B.2倍 C.4倍 D.8倍 解析:选D 根据P=Fv=fv=kv2·v=kv3可知,如果列车运行速率提升为原来的2倍,则列车发动机的输出功率变为原来的8倍,故选D。‎ ‎2.(2019·淮安联考)如图所示,一个质量为m的小球用一根不可伸长的绳子系着,将球拉到水平位置由静止释放,则小球运动到最低点的过程中,小球所受重力的功率(  )‎ A.一直增大 B.一直减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大 解析:选C 因为重力的功率等于重力与物体竖直速度的乘积,在初位置时,速度为零,重力功率为零,在最低点,速度水平,竖直分速度为零,重力功率为零,而在小球运动过程中重力功率不为零,所以重力的功率先增大后减小,A、B、D项错误,C项正确。‎ ‎3.(2019·常州期末)一小孩站在岸边向湖面依次抛出三个石子,三次的轨迹如图所示,最高点在同一水平线上。假设三个石子质量相同,忽略空气阻力的影响,下列说法中正确的是(  )‎ A.三个石子在最高点时速度相等 B.沿轨迹3运动的石子落水时速度最小 C.沿轨迹1运动的石子在空中运动时间最长 D.沿轨迹3运动的石子在落水时重力的功率最大 解析:选B 设任一石子初速度的竖直分量为vy0,水平分量为vx0,上升的最大高度为h,运动时间为t,取竖直向上为正方向,石子竖直方向上做匀减速直线运动,加速度为a=-g,由0-vy02=-2gh,得:vy0=,h相同,vy0相同,则三个石子初速度的竖直分量相同。根据0-vy0=-gt,从抛出到最高点所用时间相同,但水平位移不同,所以水平速度不同,到最高点,竖直速度为零,只有水平速度,所以三个石子在最高点时速度不相等,v3x,故选项A错误,C正确。‎ 三、计算题 ‎10.如图甲所示,长为4 m的水平轨道AB与半径为R=0.6 m的竖直半圆弧轨道BC在B处相连接,有一质量为1 kg的滑块(大小不计),从A处由静止开始受水平向右的力F作用,F的大小随位移变化的关系如图乙所示,滑块与AB间的动摩擦因数为μ=0.3,与BC间的动摩擦因数未知,取g=10 m/s2。求:‎ - 6 -‎ 高考总复习 ‎(1)滑块到达B处时的速度大小;‎ ‎(2)若到达B点时撤去力F,滑块沿半圆弧轨道内侧上滑,并恰好能到达最高点C,则 ‎①滑块到达C处时的速度vC大小?‎ ‎②滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少?‎ ‎③滑块落在轨道上的位置与B点的水平距离为多少?‎ 解析:(1)对滑块从A到B的过程,由动能定理得 F1x1+F3x3-μmgx=mvB2‎ 代入数据解得:vB=6 m/s。‎ ‎(2)①当滑块恰好能到达最高点C时,重力提供向心力:mg=m 代入数据解得:vC= m/s。‎ ‎②对滑块从B到C的过程,由动能定理得:‎ W-mg·2R=mvC2-mvB2‎ 代入数据得:W=-3 J,即克服摩擦力做的功为3 J。‎ ‎③滑块离开C后,做平抛运动,在水平方向:x′=vC t 在竖直方向:2R=gt2‎ 联立解得:x′=1.2 m。‎ 答案:(1)6 m/s (2)① m/s ②3 J ③1.2 m ‎11.(2019·南京模拟)如图所示,桌子靠墙固定放置,用一块长L1=1.0 m的木板在墙和桌面间架设斜面,桌面距地面H=0.8 m,桌面总长L2=1.5 m,斜面与水平桌面的倾角θ可在 ‎0~60°间调节后固定。将质量m=0.2 kg的小物块(可视为质点)从斜面顶端由静止释放,物块与斜面间的动摩擦因数μ1=0.05,物块与桌面间的动摩擦因数μ2未知,忽略物块在斜面与桌面交接处的机械能损失,不计空气阻力。(重力加速度取g=10 m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)‎ ‎(1)求当θ=30°时,物块在斜面上下滑的加速度的大小;(可以用根号表示)‎ ‎(2)当θ增大到37°时,物块恰能停在桌面边缘,求物块与桌面间的动摩擦因数μ2;‎ ‎(3)μ2取第(2)问中的数值,当θ角为多大时物块落地点与墙面的距离最大,最大距离xm是多少。‎ 解析:(1)物块沿斜面下滑时,由牛顿第二定律得 mgsin θ-μ1mgcos θ=ma 代入数据得a=(5-0.25)m/s2。‎ ‎(2)从释放到停下,由动能定理得 - 6 -‎ 高考总复习 mgL1sin θ-μ1mgL1cos θ-μ2mg(L2-L1cos θ)=0-0‎ 代入数据得μ2=0.8。‎ ‎(3)物块从释放到滑离桌面的过程,由动能定理得mgL1sin θ-μ1mgL1cos θ-μ2mg(L2-L1cos θ)=mv2,‎ 整理得20=v2‎ 由数学关系可知,当θ=53°时vmax=1 m/s 由于H=gt2 解得t=0.4 s 水平位移:x1=vt=0.4 m 最大距离:xm=x1+L2=1.9 m。‎ 答案:(1)(5-0.25)m/s2 (2)0.8 (3)53° 1.9 m - 6 -‎