2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題二 動(dòng)量與能量 第1講 功能關(guān)系的應(yīng)用課后演練強(qiáng)化提能

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2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題二 動(dòng)量與能量 第1講 功能關(guān)系的應(yīng)用課后演練強(qiáng)化提能_第1頁(yè)
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1、第1講功能關(guān)系的應(yīng)用 (建議用時(shí):30分鐘)一、單項(xiàng)選擇題1假設(shè)摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率如果摩托艇發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,則摩托艇的最大速率變?yōu)樵瓉?lái)的()A4倍B2倍C.倍 D.倍解析:選D.設(shè)Ffkv,當(dāng)阻力等于牽引力時(shí),速度最大,輸出功率變化前,有PFvFfvkvvkv2,變化后有2PFvkvvkv2,聯(lián)立解得vv,D正確2(2018邯鄲模擬)某人用同一水平力先后兩次拉同一物體,第一次使此物體沿光滑水平面前進(jìn)距離s,第二次使此物體沿粗糙水平面也前進(jìn)距離s,若先后兩次拉力做的功為W1和W2,拉力做功的功率是P1和P2,則正確的是()AW1W2,P1P2 BW1W2,P1P

2、2CW1W2,P1P2 DW1W2,P1P2解析:選B.由WFs可知兩次拉力做功相同,但由于地面光滑時(shí)不受摩擦力,加速度較大,運(yùn)動(dòng)時(shí)間較短,由P可知P1P2,B正確3.(2018高考天津卷)滑雪運(yùn)動(dòng)深受人民群眾喜愛(ài)某滑雪運(yùn)動(dòng)員(可視為質(zhì)點(diǎn))由坡道進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓弧形滑道AB,從滑道的A點(diǎn)滑行到最低點(diǎn)B的過(guò)程中,由于摩擦力的存在,運(yùn)動(dòng)員的速率不變,則運(yùn)動(dòng)員沿AB下滑過(guò)程中()A所受合外力始終為零 B所受摩擦力大小不變C合外力做功一定為零 D機(jī)械能始終保持不變解析:選C.運(yùn)動(dòng)員做勻速圓周運(yùn)動(dòng),所受合外力指向圓心,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由動(dòng)能定理可知,合外力做功一定為零,C項(xiàng)正確;運(yùn)動(dòng)員所受滑動(dòng)摩擦力大小隨運(yùn)動(dòng)

3、員對(duì)滑道壓力大小的變化而變化,B項(xiàng)錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)員動(dòng)能不變,重力勢(shì)能減少,所以機(jī)械能減少,D項(xiàng)錯(cuò)誤4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(kāi)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)BWmgR,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DWmgR,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

4、FNFN4mg,則質(zhì)點(diǎn)到達(dá)N點(diǎn)的動(dòng)能為EkNmvmgR.質(zhì)點(diǎn)由開(kāi)始至N點(diǎn)的過(guò)程,由動(dòng)能定理得mg2RWfEkN0,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WW.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5.(2018杭州模擬)如圖所示,質(zhì)量為m的物塊從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下落,加速度是,下落高度H到B點(diǎn)后與一輕質(zhì)彈簧接觸,又下落h后到達(dá)最低點(diǎn)C,在由A運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中,空氣阻力恒定,則()A物塊機(jī)械能守恒B物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒C物塊機(jī)械能減少mg(

5、Hh)D物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少mg(Hh)解析:選D.對(duì)于物塊來(lái)說(shuō),從A到C要克服空氣阻力做功,從B到C又將一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能,因此機(jī)械能肯定減少,故A錯(cuò)誤;對(duì)于物塊和彈簧組成的系統(tǒng)來(lái)說(shuō),物塊減少的機(jī)械能等于克服空氣阻力所做的功和彈簧彈性勢(shì)能之和,因此整個(gè)系統(tǒng)機(jī)械能減少量即為克服空氣阻力所做的功,故B錯(cuò)誤;由A運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中,物塊的動(dòng)能變化為零,重力勢(shì)能減少量等于機(jī)械能的減少量,所以物塊機(jī)械能減少mg(Hh),故C錯(cuò)誤;物塊從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下落,加速度是g,根據(jù)牛頓第二定律得fmgmamg,所以空氣阻力所做的功Wfmg(Hh),整個(gè)系統(tǒng)機(jī)械能減少量即為克服空氣阻力所做的

6、功,所以物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少mg(Hh),故D正確6(2018上海靜安教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))物體在平行于斜面向上的拉力作用下,分別沿傾角不同的斜面的底端,勻速運(yùn)動(dòng)到高度相同的頂端,物體與各斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,則 ()A沿傾角較小的斜面拉,拉力做的功較多B沿傾角較大的斜面拉,克服重力做的功較多C無(wú)論沿哪個(gè)斜面拉,拉力做的功均相同D無(wú)論沿哪個(gè)斜面拉,克服摩擦力做的功相同解析:選A.設(shè)斜面傾角為,高度為h,則斜面長(zhǎng)度L.物體勻速被拉到頂端,根據(jù)動(dòng)能定理WFmghmgcos Lmghmg,則h相同時(shí),傾角較小則拉力做的功較多,選項(xiàng)A正確,C錯(cuò)誤;克服重力做功為WGmgh,則克服重力做功相同,選項(xiàng)

7、B錯(cuò)誤;克服摩擦力做的功Wfmgcos Lmg,所以?xún)A角越大,克服摩擦力做功越小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤7.如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán)套在一根固定的水平直桿上,桿足夠長(zhǎng),環(huán)與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,現(xiàn)給環(huán)一個(gè)向右的初速度v0,如果環(huán)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中還受到一個(gè)方向始終豎直向上的力F,且Fkv(k為常數(shù),v為環(huán)的速率),則環(huán)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力所做的功不可能為()A.mv B.mvC0 D.mv解析:選B.當(dāng)環(huán)受到的合力向下時(shí),隨著環(huán)做減速運(yùn)動(dòng),向上的力F逐漸減小,環(huán)最終將靜止;當(dāng)環(huán)所受合力向上時(shí),隨著環(huán)速度的減小,豎直向上的力F逐漸減小,當(dāng)環(huán)向上的拉力減至和重力大小相等時(shí),環(huán)所受合力為0,桿不再給環(huán)阻力,

8、環(huán)將保持此時(shí)速度不變做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);當(dāng)環(huán)在豎直方向所受合力為0時(shí),環(huán)將一直做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),分三種情況應(yīng)用動(dòng)能定理求出阻力對(duì)環(huán)做的功即可當(dāng)Fkv0mg時(shí),圓環(huán)不受桿的支持力和摩擦力,克服摩擦力做的功為零;當(dāng)Fkv0mg時(shí),圓環(huán)先做減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)Fmg時(shí),圓環(huán)不受摩擦力,做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),由Fkvmg得v,根據(jù)動(dòng)能定理得Wmv2mv,解得Wmv.綜上所述,答案為B.二、多項(xiàng)選擇題8(2016高考浙江卷)如圖所示為一滑草場(chǎng)某條滑道由上、下兩段高均為h,與水平面傾角分別為45和37的滑道組成,滑草車(chē)與草地之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.質(zhì)量為m的載人滑草車(chē)從坡頂由靜止開(kāi)始自由下滑,經(jīng)過(guò)上、下兩段滑道后,最后恰好靜止于

9、滑道的底端(不計(jì)滑草車(chē)在兩段滑道交接處的能量損失,sin 370.6,cos 370.8)則()A動(dòng)摩擦因數(shù)B載人滑草車(chē)最大速度為 C載人滑草車(chē)克服摩擦力做功為mghD載人滑草車(chē)在下段滑道上的加速度大小為g解析:選AB.由題意根據(jù)動(dòng)能定理有,2mghWf0,即2mghmgcos 45mgcos 370,得動(dòng)摩擦因數(shù),則A項(xiàng)正確;載人滑草車(chē)克服摩擦力做的功為Wf2mgh,則C項(xiàng)錯(cuò)誤;載人滑草車(chē)在上下兩段的加速度分別為a1g(sin 45cos 45)g,a2g(sin 37cos 37)g,則載人滑草車(chē)在上下兩段滑道上分別做加速運(yùn)動(dòng)和減速運(yùn)動(dòng),則在上段底端時(shí)達(dá)到最大速度v,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有2a1v

10、2得,v ,故B項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤9我國(guó)科學(xué)家正在研制航母艦載機(jī)使用的電磁彈射器艦載機(jī)總質(zhì)量為3.0104 kg,設(shè)起飛過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的推力恒為1.0105 N;彈射器有效作用長(zhǎng)度為100 m,推力恒定要求艦載機(jī)在水平彈射結(jié)束時(shí)速度大小達(dá)到80 m/s.彈射過(guò)程中艦載機(jī)所受總推力為彈射器和發(fā)動(dòng)機(jī)推力之和,假設(shè)所受阻力為總推力的20%,則()A彈射器的推力大小為1.1106 NB彈射器對(duì)艦載機(jī)所做的功為1.1108 JC彈射器對(duì)艦載機(jī)做功的平均功率為8.8107 WD艦載機(jī)在彈射過(guò)程中的加速度大小為32 m/s2解析:選ABD.對(duì)艦載機(jī)應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2022ax,即8022a100,得加速度a32

11、 m/s2,選項(xiàng)D正確;設(shè)總推力為F,對(duì)艦載機(jī)應(yīng)用牛頓第二定律可知:F20%Fma,得F1.2106 N,而發(fā)動(dòng)機(jī)的推力為1.0105 N,則彈射器的推力為F推(1.21061.0105)N1.1106 N,選項(xiàng)A正確;彈射器對(duì)艦載機(jī)所做的功為WF推l1.1108 J,選項(xiàng)B正確;彈射過(guò)程所用的時(shí)間為t s2.5 s,平均功率P W4.4107 W,選項(xiàng)C錯(cuò)誤10(2016高考全國(guó)卷)兩實(shí)心小球甲和乙由同一種材料制成,甲球質(zhì)量大于乙球質(zhì)量?jī)汕蛟诳諝庵杏伸o止下落,假設(shè)它們運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力與球的半徑成正比,與球的速率無(wú)關(guān)若它們下落相同的距離,則()A甲球用的時(shí)間比乙球長(zhǎng)B甲球末速度的大小大于乙球末

12、速度的大小C甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小D甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功解析:選BD.由于兩球由同一種材料制成,甲球的質(zhì)量大于乙球的質(zhì)量,因此甲球的體積大于乙球的體積,甲球的半徑大于乙球的半徑,設(shè)球的半徑為r,根據(jù)牛頓第二定律,下落過(guò)程中mgkrma,agg,可知,球下落過(guò)程做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),且下落過(guò)程中半徑大的球下落的加速度大,因此甲球下落的加速度大,由hat2可知,下落相同的距離,甲球所用的時(shí)間短,A、C項(xiàng)錯(cuò)誤;由v22ah可知,甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小,B項(xiàng)正確;由于甲球受到的阻力大,因此克服阻力做的功多,D項(xiàng)正確11.(2018高考全國(guó)卷 )地下礦井中的礦

13、石裝在礦車(chē)中,用電機(jī)通過(guò)豎井運(yùn)送到地面某豎井中礦車(chē)提升的速度大小v隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示,其中圖線(xiàn)分別描述兩次不同的提升過(guò)程,它們變速階段加速度的大小都相同;兩次提升的高度相同,提升的質(zhì)量相等不考慮摩擦阻力和空氣阻力對(duì)于第次和第次提升過(guò)程,()A礦車(chē)上升所用的時(shí)間之比為45B電機(jī)的最大牽引力之比為21C電機(jī)輸出的最大功率之比為21D電機(jī)所做的功之比為45解析:選AC.根據(jù)位移相同可得兩圖線(xiàn)與時(shí)間軸圍成的面積相等,v02t0v02t0t(t0t),解得tt0,則對(duì)于第次和第次提升過(guò)程中,礦車(chē)上升所用的時(shí)間之比為2t0(2t0t0)45,A正確;加速過(guò)程中的牽引力最大,且已知兩次加速時(shí)的加速度

14、大小相等,故兩次提升過(guò)程中最大牽引力相等,B錯(cuò)誤;由題知兩次提升的過(guò)程中礦車(chē)的最大速度之比為21,由功率PFv,得最大功率之比為21,C正確;兩次提升過(guò)程中礦車(chē)的初、末速度都為零,則電機(jī)所做的功等于克服重力做的功,重力做的功相等,故電機(jī)所做的功之比為11,D錯(cuò)誤12(2018江蘇啟東模擬)質(zhì)量為m的汽車(chē)在平直路面上啟動(dòng),啟動(dòng)過(guò)程的vt圖象如圖所示從t1時(shí)刻起牽引力的功率保持不變,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中汽車(chē)所受阻力恒為Ff,則()A0t1時(shí)間內(nèi),汽車(chē)的牽引力等于mBt1t2時(shí)間內(nèi),汽車(chē)的功率等于v1C汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的最大速度v2v1Dt1t2時(shí)間內(nèi),汽車(chē)的平均速度小于解析:選BC.由題圖可知,0t1階段,汽車(chē)

15、做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),a,F(xiàn)1Ffma,聯(lián)立得F1mFf,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在t1時(shí)刻汽車(chē)達(dá)到額定功率PF1v1v1,t1t2時(shí)間內(nèi),汽車(chē)保持額定功率不變,選項(xiàng)B正確;t2時(shí),速度達(dá)到最大值v2,此時(shí)F2Ff,PF2v2,v2v1,選項(xiàng)C正確;由vt圖線(xiàn)與t軸所圍面積表示位移的大小可知,t1t2時(shí)間內(nèi),汽車(chē)的平均速度大于,選項(xiàng)D錯(cuò)誤13(2016高考天津卷)我國(guó)高鐵技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平和諧號(hào)動(dòng)車(chē)組是由動(dòng)車(chē)和拖車(chē)編組而成的,提供動(dòng)力的車(chē)廂叫動(dòng)車(chē),不提供動(dòng)力的車(chē)廂叫拖車(chē)假設(shè)動(dòng)車(chē)組各車(chē)廂質(zhì)量均相等,動(dòng)車(chē)的額定功率都相同,動(dòng)車(chē)組在水平直軌道上運(yùn)行過(guò)程中阻力與車(chē)重成正比某列動(dòng)車(chē)組由8節(jié)車(chē)廂組成,其中第1、5節(jié)車(chē)廂

16、為動(dòng)車(chē),其余為拖車(chē),則該動(dòng)車(chē)組() A啟動(dòng)時(shí)乘客受到車(chē)廂作用力的方向與車(chē)運(yùn)動(dòng)的方向相反B做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),第5、6節(jié)與第6、7節(jié)車(chē)廂間的作用力之比為32C進(jìn)站時(shí)從關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)到停下來(lái)滑行的距離與關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的速度成正比D與改為4節(jié)動(dòng)車(chē)帶4節(jié)拖車(chē)的動(dòng)車(chē)組最大速度之比為 12解析:選BD.啟動(dòng)時(shí),動(dòng)車(chē)組做加速運(yùn)動(dòng),加速度方向向前,乘客受到豎直向下的重力和車(chē)廂對(duì)乘客的作用力,由牛頓第二定律可知,這兩個(gè)力的合力方向向前,所以啟動(dòng)時(shí)乘客受到車(chē)廂作用力的方向一定傾斜向前,選項(xiàng)A錯(cuò)誤設(shè)每節(jié)車(chē)廂質(zhì)量為m,動(dòng)車(chē)組在水平直軌道上運(yùn)行過(guò)程中阻力與車(chē)重成正比,則有每節(jié)車(chē)廂所受阻力fkmg.設(shè)動(dòng)車(chē)組勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度為

17、a,每節(jié)動(dòng)車(chē)的牽引力為F,對(duì)8節(jié)車(chē)廂組成的動(dòng)車(chē)組整體,由牛頓第二定律,2F8f8ma;設(shè)第5節(jié)車(chē)廂對(duì)第6節(jié)車(chē)廂的拉力為F5,隔離第6、7、8節(jié)車(chē)廂,把第6、7、8節(jié)車(chē)廂作為整體進(jìn)行受力分析,由牛頓第二定律得,F(xiàn)53f3ma,解得F5;設(shè)第6節(jié)車(chē)廂對(duì)第7節(jié)車(chē)廂的拉力為F6,隔離第7、8節(jié)車(chē)廂,把第7、8節(jié)車(chē)廂作為整體進(jìn)行受力分析,由牛頓第二定律得,F(xiàn)62f2ma,解得F6;第5、6節(jié)車(chē)廂與第6、7節(jié)車(chē)廂間的作用力之比為F5F632,選項(xiàng)B正確關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后,動(dòng)車(chē)組在阻力作用下滑行,由勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律,滑行距離x,與關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)速度的二次方成正比,選項(xiàng)C錯(cuò)誤設(shè)每節(jié)動(dòng)車(chē)的額定功率為P,當(dāng)有2節(jié)動(dòng)車(chē)帶

18、6節(jié)拖車(chē)時(shí),2P8fv1m;當(dāng)改為4節(jié)動(dòng)車(chē)帶4節(jié)拖車(chē)時(shí),4P8fv2m;聯(lián)立解得v1mv2m12,選項(xiàng)D正確14.(2018南京二模)如圖所示,半徑為R的豎直光滑圓軌道與光滑水平面相切,質(zhì)量均為m的小球A、B與輕桿連接,置于圓軌道上,A位于圓心O的正下方,B與O等高它們由靜止釋放,最終在水平面上運(yùn)動(dòng)下列說(shuō)法正確的是()A下滑過(guò)程中重力對(duì)B做功的功率先增大后減小B當(dāng)B滑到圓軌道最低點(diǎn)時(shí),軌道對(duì)B的支持力大小為3mgC下滑過(guò)程中B的機(jī)械能增加D整個(gè)過(guò)程中輕桿對(duì)A做的功為mgR解析:選AD.對(duì)AB小球組成的系統(tǒng),在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,機(jī)械能守恒,設(shè)B到達(dá)軌道最低點(diǎn)時(shí)速度為v,根據(jù)機(jī)械能守恒定律得:(mm)v

19、2mgR,解得:v.因?yàn)槌跷恢盟俣葹榱?,則重力的功率為0,最低點(diǎn)速度方向與重力的方向垂直,重力的功率為零,可知重力的功率先增大后減小,故A正確;在最低點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律得:FNmgm,解得:FN2mg,故B錯(cuò)誤;下滑過(guò)程中,B的重力勢(shì)能減小EpmgR,動(dòng)能增加量Ekmv2mgR,所以B球機(jī)械能減小mgR,故C錯(cuò)誤;整個(gè)過(guò)程中,輕桿對(duì)A做的功根據(jù)動(dòng)能定理得:Wmv2mgR,故D正確15.如圖所示,輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端與一質(zhì)量為m、套在粗糙豎直固定桿A處的圓環(huán)相連,彈簧水平且處于原長(zhǎng)圓環(huán)從A處由靜止開(kāi)始下滑,經(jīng)過(guò)B處的速度最大,到達(dá)C處的速度為零,ACh.圓環(huán)在C處獲得一豎直向上的速度v,恰

20、好能回到A.彈簧始終在彈性限度內(nèi),重力加速度為g.則圓環(huán)()A下滑過(guò)程中,加速度一直減小B下滑過(guò)程中,克服摩擦力做的功為mv2C在C處,彈簧的彈性勢(shì)能為mv2mghD上滑經(jīng)過(guò)B的速度大于下滑經(jīng)過(guò)B的速度解析:選BD.圓環(huán)下落時(shí),先加速,在B位置時(shí)速度最大,加速度減小至0.從B到C圓環(huán)減速,加速度增大,方向向上,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;圓環(huán)下滑時(shí),設(shè)克服摩擦力做功為Wf,彈簧的最大彈性勢(shì)能為Ep,由A到C的過(guò)程中,根據(jù)功能關(guān)系有mghEpWf.由C到A的過(guò)程中,有mv2EpWfmgh.聯(lián)立解得Wfmv2,Epmghmv2,選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;設(shè)圓環(huán)在B位置時(shí),彈簧彈性勢(shì)能為Ep,根據(jù)能量守恒,A到B的過(guò)程有mvEpWfmgh,B到A的過(guò)程有mvEpmghWf,比較兩式得vBvB,選項(xiàng)D正確8

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