2020届高考物理二轮复习专题冲刺考前基础回扣练六功功率动能定理含解析

2020届高考物理二轮复习专题冲刺考前基础回扣练六功功率动能定理含解析

高考物理总复习 六　功　功率　动能定理 ‎1. 坐落在镇江新区的摩天轮高88 m，假设乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是(　　)‎ A．在摩天轮转动的过程中，乘客机械能始终保持不变 B．在最低点时，乘客所受重力大于座椅对他的支持力 C．在摩天轮转动一周的过程中，合力对乘客做功为零 D．在摩天轮转动的过程中，乘客重力的功率保持不变 答案　C 解析　机械能等于重力势能和动能之和，摩天轮运动过程中，做匀速圆周运动，乘客的速度大小不变，则动能不变，但高度变化，所以机械能在变化，A错误；圆周运动过程中，在最低点，由重力和支持力的合力提供向心力F，方向向上指向圆心，所以F＝N－mg，则支持力N＝mg＋F，所以重力小于支持力，B错误；在摩天轮转动一周的过程中，动能变化量为零，由动能定理知，合力对乘客做功为零，C正确；运动过程中，乘客重力的功率P＝Gvcosθ，乘客的重力大小不变，速度大小不变，但是速度方向时刻在变化，所以重力的瞬时功率在变化，D错误。故选C。‎ ‎2．如图所示，游乐场中，从高处A到水平面B处有两条长度相同的轨道Ⅰ和Ⅱ，其中轨道Ⅰ光滑，轨道Ⅱ粗糙。质量相等的小孩甲和乙分别沿轨道Ⅰ和Ⅱ从A处滑向B处，两人重力做功分别为W1和W2，则(　　)‎ A．W1＞W2‎ B．W1＜W2‎ C．W1＝W2‎ D．因小孩乙与轨道Ⅱ的动摩擦因数未知，故无法比较重力做功的大小 答案　C 解析　‎ - 4 -‎ 高考物理总复习 重力做功等于重力乘以物体沿竖直方向的位移，与路径及轨道粗糙与否无关。质量相等的两个小孩甲、乙分别沿轨道Ⅰ和Ⅱ从A处滑向B处，重力做功相等，C正确。‎ ‎3．某汽车以恒定功率P、初速度v0冲上倾角一定的斜坡时，汽车受到的阻力恒定不变，则汽车上坡过程的vt图象不可能是下图中的(　　)‎ 答案　A 解析　根据P＝Fv，F－f＝ma，若a＞0，则汽车加速运动，v增大，F减小，加速度会减小，当加速度减为零时，速度达到最大，故C项可能，A项不可能；若a＝0，则物体速度不变，做匀速运动，故B项可能；若a＜0，即加速度沿斜面向下，物体减速，F增大，故加速度会减小，故D项可能；本题选不可能的，故选A项。‎ ‎4．A、B两物体分别在水平恒定拉力F1和F2的作用下沿水平面运动，先后撤去F1、F2后，两物体最终停下，它们的vt图象如图所示。已知两物体与水平面间的滑动摩擦力大小相等，则下列说法正确的是(　　)‎ A．F1、F2大小之比为1∶2‎ B．F1、F2对A、B做功之比为1∶2‎ C．A、B质量之比为2∶1‎ D．全过程中A、B克服摩擦力做功之比为2∶1‎ 答案　C 解析　由速度—时间图象可知，两个匀减速运动的加速度大小之比为1∶2，A、B受摩擦力大小相等，由牛顿第二定律可知：A、B的质量之比是2∶1，C正确；由速度—时间图象可知，A、B两物体的总位移相等，且匀加速运动位移之比为1∶2，匀减速运动的位移之比为2∶1，由动能定理可得，A物体的拉力与摩擦力的关系：F1·x－f1·3x＝0－0，B物体的拉力与摩擦力的关系：F2·2x－f2·3x＝0－0，因此可得：F1＝3f1，F2＝f2，f1＝f2，所以F1＝2F2，F1∶F2＝2∶1，A错误；全过程中摩擦力对A、B做功相等，故F1、F2对A、B做功相等，故B、D错误。‎ ‎5. 某物体在水平变力F作用下沿水平方向做直线运动，物体的质量m＝10 kg，F随物体的坐标x - 4 -‎ 高考物理总复习 的变化情况如图所示。若物体从坐标原点由静止出发，不计一切摩擦。借鉴教科书中学习直线运动时由vt图象求位移的方法，结合其他所学知识，根据图示的Fx图象可求出物体运动到x＝16 m处时的速度大小为(　　)‎ A．3 m/s B．4 m/s C．2 m/s D.m/s 答案　C 解析　力F在运动过程中所做的总功WF＝×10×(4＋8) J－×10×(16－12) J＝40 J，由动能定理得：WF＝mv2－0，解得物块运动到x＝16 m处的速度大小为v＝2 m/s，C正确。‎ ‎6. 质量为2 kg的物块放在粗糙水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，物块动能Ek与其发生位移x之间的关系如图所示。已知物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g取10 m/s2，则下列说法正确的是(　　)‎ A．x＝1 m时速度大小为2 m/s B．x＝3 m时物块的加速度大小为2.5 m/s2‎ C．在前4 m位移过程中拉力对物块做的功为9 J D．在前4 m位移过程中物块所经历的时间为2.8 s 答案　D 解析　对物块由动能定理得F合Δx＝ΔEk，则F合＝，即图线的斜率等于合外力。在0～2 m内，F合＝＝2 N，设x＝1 m时速度大小为v，由动能定理得F合x＝mv2－0，v＝ m/s，A错误；由图线知2～4 m内加速度恒定，a′＝＝＝ m/s2＝ m/s2，B错误；在前4 m位移过程中由动能定理得W－μmgx′＝9 J，W＝9 J＋0.2×2×10×4 J＝25 J，C错误；在x＝2 m时，mv＝4 J，v1＝2 m/s，在0～2 m内，2 m＝t1，t1＝2 s，在x＝4 m时，mv - 4 -‎ 高考物理总复习 eq oal(2,2)＝9 J，v2＝3 m/s，在2～4 m内，2 m＝t2，t2＝0.8 s，故t1＋t2＝2.8 s，D正确。‎ ‎7．如图甲所示，一足够长、与水平面夹角θ＝53°的倾斜轨道与竖直面内的光滑圆轨道相接，圆轨道的半径为R，其最低点为A，最高点为B。可视为质点的物块与斜轨间有摩擦，物块从斜轨上某处由静止释放，到达B点时与轨道间压力的大小F与释放的位置距最低点的高度h的关系图象如图乙所示。忽略轨道相接处距最低点的高度，且不计物块通过轨道相接处时的能量损失，取重力加速度g＝10 m/s2，sin53°＝，cos53°＝，求：‎ ‎(1)物块与斜轨间的动摩擦因数μ；‎ ‎(2)物块的质量m。‎ 答案　(1)　(2)0.2 kg 解析　(1)由题图乙可知，当h1＝5R时，物块到达B点时与轨道间压力的大小为0，设此时物块在B点的速度大小为v1，则 mg＝ 对物块从释放至到达B点的过程，由动能定理有 mg(h1－2R)－μmgcosθ＝mv 解得μ＝。‎ ‎(2)设物块从距最低点高为h处释放后到达B点时速度的大小为v，则F＋mg＝ 物块从释放至到达B点的过程中，由动能定理有 mg(h－2R)－μmgcosθ＝mv2，‎ 解得F＝－5mg，‎ 此解析式为乙图中的图线的表达式，‎ 则Fh图线的斜率k＝ 由题图乙可知k＝，解得m＝0.2 kg。‎ - 4 -‎