《2021届高考物理尖子生双一流大学满分冲刺专题05 功、功率、动能定理（解析版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021届高考物理尖子生双一流大学满分冲刺专题05 功、功率、动能定理（解析版）（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2021届高考尖子生双一流大学冲刺满分练微专题 功 功率 动能定理一、选择题1车辆在行驶时，要克服的阻力有轮胎产生的滚动阻力（路阻）及空气阻力（风阻）。路阻恒为车重的，风阻与车速的平方成正比，即，b为风阻系数。一辆质量为的汽 车，牵引力的最大功率为P0为94.8 kW，在平直公路上运动时，最大速度可达60 m/s。则当该汽车的速度为20 m/s时，汽车的最大加速度值约为（取）（ ）ABCD【答案】B【解析】.当该汽车以最大速度行驶时，根据平衡条件有代入数据解得当汽车的速度为时，最大牵引力根据牛顿第二定律有代入数据解得故B正确ACD错误。2如图甲是建筑工地将桩料打入泥土中以加固地基的打夯机示意图
2、，打夯前先将桩料扶正立于地基上，桩料进入泥土的深度忽略不计。已知夯锤的质量为，桩料的质量为。每次打夯都通过卷扬机牵引将夯锤提升到距离桩顶处再释放，让夯锤自由下落，夯锤砸在桩料上后立刻随桩料一起向下运动。桩料进入泥土后所受阻力随打入深度的变化关系如图乙所示，直线斜率。取，则下列说法正确的是 A夯锤与桩料碰撞前瞬间的速度为B夯锤与桩料碰撞后瞬间的速度为C打完第一夯后，桩料进入泥土的深度为D打完第三夯后，桩料进入泥土的深度为【答案】C【解析】A、夯锤与桩料碰撞前瞬间的速度，得取向下为正方向，打击过程遵守动量守恒定律，则得：代入数据解得：，故选项AB错误；C、由乙图知，桩料下沉过程中所受的阻力是随距离
3、均匀变化，可用平均力求阻力做功，为打完第一夯后，对夯锤与桩料，由动能定理得：即：代入数据解得，故选项C正确；D、由上面分析可知：第二次夯后桩料再次进入泥土的深度为则对夯锤与桩料，由动能定理得：同理可以得到：第三次夯后桩料再次进入泥土的深度为则对夯锤与桩料，由动能定理得：则打完第三夯后，桩料进入泥土的深度为代入数据可以得到：，故选项D错误。3目前，我国在人工智能和无人驾驶技术方面已取得较大突破。为早日实现无人驾驶，某公司对某款汽车性能进行了一项测试，让质量为的汽车沿一山坡直线行驶。测试中发现，下坡时若关掉油门，则汽车的速度保持不变；若以恒定的功率上坡，则从静止启动做加速运动，发生位移时速度刚好达
4、到最大值。设汽车在上坡和下坡过程中所受阻力的大小分别保持不变，下列说法正确的是（）A关掉油门后的下坡过程，汽车的机械能守恒B关掉油门后的下坡过程，坡面对汽车的支持力做功不为零C上坡过程中，汽车速度由增至，所用的时间等于D上坡过程中，汽车从静止启动到刚好达到最大速度，所用时间一定小于【答案】D【解析】A关掉油门后的下坡过程，汽车的速度不变、动能不变，重力势能减小，则汽车的机械能减小，故选项A错误；B关掉油门后的下坡过程，坡面对汽车的支持力方向与汽车速度方向垂直，则支持力做功为零，故选项B错误；C上坡过程中，设汽车速度由增至，所用的时间为，所受阻力为，发生位移为，根据动能定理可得解得故选项C错误；
5、D上坡过程中，汽车从静止启动到刚好达到最大速度，功率不变，则速度增大、后期加速度减小，设所用时间为，则解得故选项D正确。4如图所示，高层住宅外安装空调主机时，电机通过缆绳牵引主机。为避免主机与阳台、窗户碰撞，通常会用一根拉绳拽着主机，地面上拽拉绳的人通过移动位置，使拉绳与竖直方向的夹角保持不变，在此过程中主机沿竖直方向匀速上升，则在提升主机过程中，下列说法正确的是 A缆绳拉力和拉绳拉力大小都不变B缆绳拉力和拉绳拉力大小都增大C缆绳与竖直方向的夹角a可能大于拉绳与竖直方向的夹角D缆绳拉力的功率保持不变【答案】B【解析】A主机竖直向上匀速运动故合力为零，受力分析如图： 在上升过程中，增大，而不变，
6、则三个力构成动态平衡，重力mg为恒力，F2保持方向不变，F1顺时针转动，由图解法可判断出缆绳拉力F1和拉绳拉力F2都增大，故A错误，B正确；C由三力平衡特点（任意两个力的合力与第三个力等大反向）可知，F1的方向始终在mg和F2所夹的的对角线的反向延长线上，则一定有缆绳与竖直方向的夹角小于角，故C错误；D对于主机向上做匀速直线运动，由动能定理可知：而拉力F2的功率为PF2=F2vcos，由于F2变大，而不变，则拉力F2的功率会增大，由可知F1的功率增大，故D错误。故选B。5（多选）如图所示，劲度数为的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为的物体接触（未连接），弹簧水平且无形变用水平力
7、F缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了，此时物体静止撤去F后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4物体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为则（ ） A撤去F后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动B撤去F后，物体刚运动时的加速度大小为C物体做匀减速运动的时间为D物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为【答案】BD【解析】A撤去F后，物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小，弹力先大于滑动摩擦力，后小于滑动摩擦力，则物体向左先做加速运动后做减速运动，随着弹力的减小，合外力先减小后增大，则加速度先减小后增大，故物体先做变加速运动
8、，再做变减速运动，最后物体离开弹簧后做匀减速运动，A错误；B刚开始时，由牛顿第二定律有：解得：B正确；C由题意知，物体离开弹簧后通过的最大距离为3x0，由牛顿第二定律得：将此运动看成向右的初速度为零的匀加速运动，则：联立解得：，C错误；D当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反时，速度速度最大时合力为零，则有解得，所以物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为：D正确。6（多选）如图所示，斜面ABC竖直固定放置，斜边AC与一光滑的圆弧轨道DEG相切，切点为D，AD长为L=，圆弧轨道圆心为O半径为R，DOE=，OG水平。现有一质量为m可看为质点的滑块从A点无初速下滑，滑块与斜面间的动
9、摩擦因数为，重力加速度为g，则 A滑块经过E点时对轨道的最小压力为mgB滑块下滑后将会从G点飞出C滑块第二次经过E点时对轨道的压力为3mgD滑块在斜面上经过的总路程为s=【答案】CD【解析】滑块从A点滑下后在AD部分轨道上要克服摩擦力做功，则返回到AD斜面上时的高度逐渐降低，最终滑块将在以E点为最低点，D为最高点来回滚动，此时经过E点时对轨道的压力最小，则从D到E点，由机械能守恒定律：，在E点：，联立解得N=mg(3-2cos) ，选项A错误；从A到G由动能定理： 其中 ，解得：，则滑块下滑后不能从G点飞出，选项B错误；滑块第一次到达E点时，根据动能定理： ，解得，第二次到达E点的速度与第一次
10、相同，则由牛顿第二定律：NE-mg=m，解得NE=3mg，选项C正确；由以上的分析可知，滑块最终 将在以E点为最低点，D为最高点来回滚动，则由动能定理：，解得，选项D正确；故选CD.7（多选）如图甲所示，质量为m=2kg的物体（可视为质点）在平行于斜面向上的拉力F作用下从粗糙斜面上的A点沿斜面向上运动，t=2s时撤去拉力F，其在斜面上运动的部分v-t图象如图乙所示已知斜面倾角=37，斜面固定且足够长，取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，下列说法中正确的是（） A拉力F的大小为50NB小物体在斜面上从A点运动到最高点的过程中，克服摩擦力做的功为850JCt=8s时，小物体
11、在A点上方且距A点的距离为15mD小物体返回时经过A点的动能为300J【答案】AD【解析】试题分析：根据速度时间图线求出匀加速直线运动和匀减速直线运动的加速度，根据牛顿第二定律求出物体与斜面间的动摩擦因数和拉力F的大小；根据图象求出拉力作用下的位移和总位移，由功的公式求的拉力做功和摩擦力的功等根据速度时间图线知，匀加速直线运动的加速度： ，匀减速直线运动的加速度，根据牛顿第二定律得，撤去F后，由牛顿第二定律得，解得，A正确；由图象的“面积”求得小物块上升的最大位移，摩擦力做的功，B错误；5-8s内物体的位移为，t=8s时，小物体在A点上方且距A点的距离为，C错误；物体向下运动的加速度，运动返回
12、到A点的速度，物体的动能，D正确8（多选）如图所示，长度、顶端距离地面的高度以及倾角均相同的传送带甲和乙以相同的速度向上匀速传动，两质量相同而材料不同的均可视为质点的物块A、B由传送带的底端无初速放上，其中物块A运动到传送带甲的顶端时的速度刚好为，物块B在运动到传送带乙的顶端之前速度已经达到。则（） A物块B与传送带乙的动摩擦因数大于物块A与传送带甲的动摩擦因数B传送带甲对物块A做的功等于传送带乙对物块B做的功C传送带甲和乙因传动物块所消耗的电能的量相同D传动过程中产生的内能的量相同【答案】AB【解析】A假设传送带的顶端距离地面的高度为，物块与传送带乙共速时距离顶端的高度为。根据公式，可知两物
13、块的加速度关系为，再由牛顿第二定律得知选项A正确；B传送带对物块做的功等于物块的机械能的增加量，动能增加量相等，重力势能的增加量也相等，故两传送带对物块做的功相等，B正确；CD对于甲传送带中有对于乙传送带中有解得根据能量守恒定律知，电动机传动物块所消耗的电能等于摩擦产生的热量与物块增加的机械能之和，因两物块从底端到顶端增加的机械能相同，所以将物块传送到顶端时，传送带甲消耗的电能多，CD错误。二、解答题9某电动机工作时输出功率P与拉动物体的速度v之间的关系如图（a）所示现用该电动机在水平地面拉动一物体（可视为质点），运动过程中轻绳始终处在拉直状态，且不可伸长，如图（b）所示已知物体质量m=1kg
14、，与地面的动摩擦因数，离出发点C左侧s距离处另有动摩擦因数为、长为d=0.5m的粗糙材料铺设的地面AB段（g取10m/s2） (1)若s足够长，电动机功率为2W时，物体在地面能达到的最大速度是多少？(2)若启动电动机，物体在C点从静止开始运动，到达B点时速度恰好达到0.5m/s，则BC间的距离s是多少？物体能通过AB段吗？如果不能停在何处？【答案】(1) (2) 不能，小物体最后停在AB中点位置【解析】(1) 电动机拉动物体后，物体速度最大时，加速度为零，则有水平方向受拉力F等于摩擦力 根据P=Fv则有：；(2) 当物体运动速度小于0.5m/s 时，绳子对物体的拉力恒力，物体为匀加速运动，拉力F= 由牛顿第二定律F =ma得 解得： 由得，则BC间的距离小物体过B点后，做减速运动，运动速度不会大于0.5m/s，拉力仍为恒力，物体做匀减速运动 解得： 小物体滑行 则小物体最后停在AB中点位置10如图所示，一质量m=1kg的小滑块(体积很小，可视为质点)静止在水平轨道上的A点，在水平向右的恒定拉力F=4N的作用下，从A点开始做匀加速直线运动，F作用一段时间t后撤去，滑块继续运动到B点进入
