2022年高三物理二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專題2 功和能 第1講 功 功率和動(dòng)能定理課時(shí)作業(yè)集訓(xùn)

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1、2022年高三物理二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專題2 功和能 第1講 功 功率和動(dòng)能定理課時(shí)作業(yè)集訓(xùn)一、選擇題(14題為單項(xiàng)選擇題，57題為多項(xiàng)選擇題)1.某次滑板表演如圖所示，軌道ab為豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧賽道，一滑板運(yùn)動(dòng)員以v1的初速度從圓弧賽道的a點(diǎn)下滑，運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)速度仍為v1，若他以小于v1的初速度v2(v2v1)仍由a點(diǎn)下滑，則他運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)的速度()A大于v2B等于v2C小于v2D可能為0解析：滑板運(yùn)動(dòng)員從圓弧賽道的a點(diǎn)下滑到b點(diǎn)的過程中，重力和摩擦力做功，當(dāng)初速度為v1時(shí)，由功能關(guān)系，運(yùn)動(dòng)員克服摩擦力做功等于減少的重力勢能而當(dāng)初速度變?yōu)関2時(shí)，運(yùn)動(dòng)員下滑的速度減小，在同一點(diǎn)時(shí)對軌道

2、的壓力減小，摩擦力減小，則運(yùn)動(dòng)員下滑過程中克服摩擦力做功減小，而重力勢能變化量不變，故運(yùn)動(dòng)員在b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能大于他在a點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能，到b點(diǎn)時(shí)的速度大于v2.答案：A2.如圖所示，在絕緣水平面上方存在著足夠大的水平向右的勻強(qiáng)電場，帶正電的小金屬塊以一定的初速度從A點(diǎn)開始沿水平面向左做直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)L長度到達(dá)B點(diǎn)，速度變?yōu)榱阍诖诉^程中，金屬塊損失的動(dòng)能有轉(zhuǎn)化為電勢能金屬塊繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到某點(diǎn)C(圖中未標(biāo)出)時(shí)的動(dòng)能和A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能相同，則金屬塊從A開始運(yùn)動(dòng)到C的整個(gè)過程中經(jīng)過的總路程為()A1.5LB2LC3LD4L解析：根據(jù)題述，小金屬塊從A運(yùn)動(dòng)到B，克服摩擦力做功WfEkFfL，克服電場力做功WEEkqEL

3、.設(shè)小金屬塊從B運(yùn)動(dòng)到C經(jīng)過的路程為x，由動(dòng)能定理qExFfxEk，解得x3L.金屬塊從A開始運(yùn)動(dòng)到C的整個(gè)過程中經(jīng)過的總路程為Lx4L，選項(xiàng)D正確答案：D3(xx邯鄲一模)以速度v飛行的子彈先后穿透兩塊由同種材料制成的平行放置的固定金屬板，若子彈穿透兩塊金屬板后的速度分別變?yōu)?.8v和0.6v，則兩塊金屬板的厚度之比為()A11B97C86D169解析：設(shè)金屬板厚度分別為d1、d2，子彈所受摩擦阻力為Ff，根據(jù)動(dòng)能定理得Ffd1m(0.8v)2mv2、Ffd2m(0.6v)2m(0.8v)2，解得d1d297，故B正確答案：B4(xx合肥模擬)一滑塊在水平地面上沿直線滑行，t0時(shí)速率為1 m

4、/s.從此刻開始在與速度平行的方向上對其施加一水平作用力F，力F和滑塊的速度v隨時(shí)間的變化規(guī)律分別如圖甲和圖乙所示，則(兩圖取同一正方向，取重力加速度g10 m/s2)()A滑塊的質(zhì)量為0.5 kgB滑塊與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5C第1 s內(nèi)摩擦力對滑塊做功為1 JD第2 s內(nèi)力F的平均功率為1.5 W解析：由圖甲得F11 N，F(xiàn)23 N，由圖乙知2 s內(nèi)滑塊的加速度不變，即為a m/s21 m/s2，根據(jù)牛頓第二定律有F1Ffma，F(xiàn)2Ffma，而Ffmg，解得Ff1 N，0.05，m2 kg，選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤；由vt圖象面積法得第1 s內(nèi)滑塊的位移x1(1)1 m0.5 m，第1 s

5、內(nèi)摩擦力對滑塊做功為W1Ff|x1|0.5 J，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；第2 s內(nèi)力F的平均功率為F23 W1.5 W，選項(xiàng)D正確答案：D5.(xx河北石家莊二模)如圖所示是質(zhì)量為1 kg的滑塊在水平面上做直線運(yùn)動(dòng)的vt圖象下列判斷正確的是()A在t1 s時(shí)，合力的瞬時(shí)功率為零B在46 s時(shí)間內(nèi)，滑塊的平均速度為2.5 m/sC在37 s時(shí)間內(nèi)，合力做功的平均功率為2 WD在56 s時(shí)間內(nèi)，滑塊受到的合力為2 N解析：03 s，滑塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a m/s22 m/s2，合力Fma12 N2 N,1 s時(shí)速度為零，合力的瞬時(shí)功率為零，所以選項(xiàng)A正確；46 s時(shí)間內(nèi)，滑塊的平均速度 m/s3 m/

6、s，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理，37 s時(shí)間內(nèi)，合力做的功Wmv2142 J8 J，所以平均功率P W2 W，選項(xiàng)C正確；56 s時(shí)間內(nèi)，加速度大小a m/s24 m/s2，滑塊受到的合力Fma14 N4 N，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：AC6(xx湖北天門四月調(diào)研)如圖所示，光滑的水平軌道AB與半徑為R的光滑的半圓形軌道BCD相切于B點(diǎn)，水平軌道AB部分存在水平向右的勻強(qiáng)電場E，半圓形軌道處于豎直平面內(nèi)，B為最低點(diǎn)，D為最高點(diǎn)一質(zhì)量為m、帶正電的小球從距B點(diǎn)x的位置在電場力的作用下由靜止開始沿AB向右運(yùn)動(dòng)，并能恰好通過最高點(diǎn)D，則下列物理量的變化對應(yīng)關(guān)系正確的是()A其他條件不變，R越大，x越大B其

7、他條件不變，m越大，x越大C其他條件不變，E越大，x越大D其他條件不變，R越大，小球經(jīng)過B點(diǎn)瞬間對軌道的壓力越大解析：小球在BCD部分做圓周運(yùn)動(dòng)，在D點(diǎn)，由牛頓第二定律有：mgm，小球由B到D的過程中機(jī)械能守恒：mvmg2Rmv，聯(lián)立解得：vB，R越大，小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度越大，則x越大，選項(xiàng)A正確；小球由A到B，由動(dòng)能定理得：qExmv，將vB代入得：qExmgR，知m越大，x越大，B正確；E越大，x越小，C錯(cuò)誤；在B點(diǎn)有：FNmgm，將vB代入得：FN6mg，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：AB7(xx衡水一模)質(zhì)量為2103 kg、發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為80 kW的汽車在平直公路上行駛；若汽車所受阻力大小恒為

8、4103 N，則下列判斷中正確的有()A汽車的最大動(dòng)能是4105 JB汽車以加速度2 m/s2勻加速啟動(dòng)，啟動(dòng)后第2 s末時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際功率是32 kWC汽車以加速度2 m/s2做初速度為0的勻加速運(yùn)動(dòng)中，達(dá)到最大速度時(shí)摩擦力做功為4105 JD若汽車保持額定功率啟動(dòng)，則當(dāng)汽車速度為5 m/s時(shí)，其加速度為6 m/s2解析：汽車的最大速度為vm20 m/s，最大動(dòng)能為Ekmmv4105 J，A正確；汽車以加速度2 m/s2勻加速啟動(dòng)，啟動(dòng)后第2 s末時(shí)的速度是4 m/s，此時(shí)的牽引力FFfma8103 N，功率為PFv32 kW，B正確；勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度為v110 m/s，位移x25 m，所以

9、摩擦力做功WFfx1105 J，C錯(cuò)誤；若汽車保持額定功率啟動(dòng)，當(dāng)汽車速度為5 m/s時(shí)，其牽引力大小是F1.6104 N，加速度a6 m/s2，D正確答案：ABD二、非選擇題8(xx四川理綜9)嚴(yán)重的霧霾天氣，對國計(jì)民生已造成了嚴(yán)重的影響汽車尾氣是形成霧霾的重要污染源“鐵腕治污”已成為國家的工作重點(diǎn)地鐵列車可實(shí)現(xiàn)零排放，大力發(fā)展地鐵，可以大大減少燃油公交車的使用，減少汽車尾氣排放若一地鐵列車從甲站由靜止啟動(dòng)后做直線運(yùn)動(dòng)，先勻加速運(yùn)動(dòng)20 s達(dá)最高速度72 km/h.再勻速運(yùn)動(dòng)80 s，接著勻減速運(yùn)動(dòng)15 s到達(dá)乙站停住設(shè)列車在勻加速運(yùn)動(dòng)階段牽引力為1106 N，勻速運(yùn)動(dòng)階段牽引力的功率為61

10、03 kW，忽略勻減速運(yùn)動(dòng)階段牽引力所做的功(1)求甲站到乙站的距離；(2)如果燃油公交車運(yùn)行中做的功與該列車從甲站到乙站牽引力做的功相同，求公交車排放氣態(tài)污染物的質(zhì)量(燃油公交車每做1焦耳功排放氣態(tài)污染物3106克)解析：(1)設(shè)列車勻加速直線運(yùn)動(dòng)階段所用的時(shí)間為t1；距離為x1；在勻速直線運(yùn)動(dòng)階段所用的時(shí)間為t2，距離為x2，速度為v：在勻減速直線運(yùn)動(dòng)階段所用的時(shí)間為t3，距離為x3；甲站到乙站的距離為x.則x1vt1x2vt2x3vt3xx1x2x3聯(lián)立式并代入數(shù)據(jù)得x1 950 m(2)設(shè)列車在勻加速直線運(yùn)動(dòng)階段的牽引力為F，所做的功為W1；在勻速直線運(yùn)動(dòng)階段的牽引力的功率為P，所做的

11、功為W2.設(shè)燃油公交車做與該列車從甲站到乙站相同的功W，將排放氣態(tài)污染物質(zhì)量為M.則W1Fx1W2Pt2WW1W2M(3109 kgJ1)W聯(lián)立式并代入數(shù)據(jù)得M2.04 kg答案：(1)1 950 m(2)2.04 kg9.(xx四川省攀枝花市二統(tǒng))如圖所示，在一傾角為37的絕緣斜面下端O，固定有垂直于斜面的絕緣擋板斜面ON段粗糙，長度s0.02 m，NM段光滑，長度L0.5 m在斜面的所在區(qū)域有豎直向下的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為2105 N/C.有一小滑塊質(zhì)量為2103 kg，帶正電，電荷量為1107 C，小滑塊與ON段表面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.75.將小滑塊從M點(diǎn)由靜止釋放，在運(yùn)動(dòng)過程中沒有電荷量損失

12、，與擋板相碰后原速返回已知sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2.求：(1)小滑塊第一次過N點(diǎn)的速度大??；(2)小滑塊最后停在距離擋板多遠(yuǎn)的位置解析：(1)小滑塊第一次過N點(diǎn)的速度為v，則由動(dòng)能定理有mv2mgLsin 37qELsin 37代入數(shù)據(jù)得：v2 m/s.(2)滑塊在ON段運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的摩擦力Ff(mgcos 37qEcos 37)2.4102 N滑塊所受重力、電場力沿斜面的分力F1mgsin 37qEsin 372.4102 N因此滑塊沿ON下滑時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，上滑時(shí)做勻減速運(yùn)動(dòng)，速度為零時(shí)可停下設(shè)小滑塊與擋板碰撞n次后停在距擋板距離為x處，則由動(dòng)能定理得：(mg

13、qE)(Lsx)sin 37(mgqE)(2n1)sxcos 370由0x0.02 m，得：12.5n13.5取n13得：x0.01 m答案：(1)2 m/s(2)0.01 m10.(xx河南省四市聯(lián)考)如圖所示，在豎直平面內(nèi)固定有兩個(gè)很靠近的同心圓形軌道，外圓ABCD光滑，內(nèi)圓ABCD的上半部分BCD粗糙，下半部分BAD光滑一質(zhì)量m0.1 kg的小球從軌道的最低點(diǎn)A，以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)，球的尺寸略小于兩圓間距，球運(yùn)動(dòng)的半徑R0.2 m，取g10 m/s2.(1)若v03 m/s，經(jīng)過一段時(shí)間小球到達(dá)最高點(diǎn)，內(nèi)軌道對小球的支持力FN1 N，則小球在這段時(shí)間內(nèi)克服摩擦力做的功是多少？(2)若v03 m/s，經(jīng)過足夠長的時(shí)間后，小球經(jīng)過最低點(diǎn)A時(shí)受到的支持力為多少？小球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中減少的機(jī)械能是多少？解析：(1)設(shè)小球到達(dá)最高點(diǎn)的速度為vC，克服摩擦力做的功為W，則mgFN2mgRWmvmv解得W0.05 J.(2)經(jīng)足夠長時(shí)間后，小球在下半圓軌道內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，設(shè)小球經(jīng)過最低點(diǎn)的速度為vA，受到的支持力為FNA，則有mgRmv，F(xiàn)NAmg解得FNA3 N設(shè)小球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中減少的機(jī)械能為E，由功能關(guān)系有EmvmgR解得E0.25 J.答案：(1)0.05 J(2)3 N0.25 J