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1、2022年高三物理二輪復習 專題限時練5 第1部分 專題5 功 功率 動能定理 一、選擇題(本題共8小題，每小題6分．在每小題給出的四個選項中，第1～5題只有一項符合題目要求，第6～8題有多項符合題目要求．全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有錯選的得0分) 1.如圖5-8所示，將一個傾角為θ的光滑斜面體放在水平面上，一根長為L的輕質(zhì)細繩懸掛著一個質(zhì)量為m的小球，開始時小球與斜面體剛剛接觸且細繩恰好豎直．現(xiàn)在用水平推力F緩慢向左推動斜面體，直至細繩與斜面體平行，則下列說法中正確的是 (　　) 圖5-8 A．由于小球受到斜面的彈力始終與斜面垂直，故對小球不做功 B．細繩對小球的

2、拉力始終與小球的運動方向垂直，故對小球不做功 C．小球受到的合外力對小球做功為零，故小球在該過程中機械能守恒 D．若水平面光滑，則推力做功為mgL(1－cos θ) 2．一質(zhì)量為m的物體，同時受幾個力的作用而處于靜止狀態(tài)．某時刻其中一個力F突然變?yōu)?，其他力不變．則經(jīng)過時間t，合力的功率的大小是(　　) A. B． C. D． 3．(xx·海南高考)如圖5-9所示，一半徑為R的半圓形軌道豎直固定放置，軌道兩端等高；質(zhì)量為m的質(zhì)點自軌道端點P由靜止開始滑下，滑到最低點Q時，對軌道的正壓力為2mg，g為重力加速度．質(zhì)點自P滑到Q的過程中，克服摩擦力所做的功為(　　) 圖5-9 A

3、.mgR B.mgR C.mgR D．mgR 4.a、b為緊靠著的、且兩邊固定的兩張相同薄紙，如圖5-10所示，一個質(zhì)量為1 kg的小球從距紙面高為60 cm的地方自由下落，恰能穿破兩張紙(即穿過后速度為零)．若將a紙的位置升高，b紙的位置不變，在相同條件下要使小球仍能穿破兩張紙，則a紙距離b紙不超過(　　) 圖5-10 A．15 cm B．20 cm C．30 cm D．60 cm 5．(xx·沈陽模擬)如圖5-11所示，一輛貨車利用跨過光滑定滑輪的輕質(zhì)纜繩提升一箱貨物，已知貨箱的質(zhì)量為M，貨物的質(zhì)量為m，貨車以速度v向左作勻速直線運動，重力加速度為g.則在將貨物提升到

4、圖示的位置時，下列給出的結(jié)論正確的是(　　) 圖5-11 A．貨箱向上運動的速度大于v B．纜繩中的拉力T等于(M＋m)g C．貨車對纜繩拉力做功的功率P大于(M＋m)gvcos θ D．貨物對貨箱底部的壓力小于mg 6. (xx·無錫模擬)如圖5-12所示，粗糙絕緣的水平面附近存在一個平行于水平面的電場，其中某一區(qū)域的電場線與x軸平行，在x軸上的電勢φ與坐標x的關(guān)系用圖中曲線表示，圖中斜線為該曲線過點(0.15，3)的切線．現(xiàn)有一質(zhì)量為0.20 kg、電荷量為＋2.0×10－8 C的滑塊P(可視為質(zhì)點)，從x＝0.10 m處由靜止釋放，其與水平面的動摩擦因數(shù)為0.02.取重力

5、加速度g＝10 m/s2.則下列說法正確的是(　　) 圖5-12 A．x＝0.15 m處的場強大小為2.0×106 N/C B．滑塊運動的加速度逐漸減小 C．滑塊運動的最大速度約為0.1 m/s D．滑塊最終停在0.3 m之前 7．(xx·金華模擬)下表列出了某品牌電動自行車及所用電動機的主要技術(shù)參數(shù)，不計其自身機械損耗，若該車在額定狀態(tài)下以最大運行速度行駛，則(　　) 自重 40 kg 額定電壓 48 V 載重 75 kg 額定電流 12 A 最大行駛速度 20 km/h 額定輸出功率 350 W A.電動機的輸入功率為576 W B．電動機的內(nèi)電

6、阻為4 Ω C．該車獲得的牽引力為104 N D．該車受到的阻力為63 N 8. (xx·南昌模擬) 如圖5-13所示，一個表面光滑的斜面體M置于水平地面上，它的兩個斜面與水平面的夾角分別為α、β，且α<β，M的頂端裝有一定滑輪，一輕質(zhì)細繩跨過定滑輪后連接A、B兩個小滑塊，細繩與各自的斜面平行，不計繩與滑輪間的摩擦，A、B恰好在同一高度處于靜止狀態(tài)．剪斷細繩后，A、B滑至斜面底端，M始終保持靜止．則(　　) 圖5-13 A．滑塊A的質(zhì)量大于滑塊B的質(zhì)量 B．兩滑塊到達斜面底端時的速度相同 C．兩滑塊到達斜面底端時，A滑塊重力的瞬時功率較大 D．在滑塊A、B下滑的過程中

7、，斜面體受到地面水平向左的摩擦力 二、計算題(本題共2小題，共計32分．解答過程要有必要的文字說明和解題步驟) 9．(16分)(xx·四川高考)嚴重的霧霾天氣，對國計民生已造成了嚴重的影響．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．地鐵列車可實現(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后做直線運動，先勻加速運動20 s達最高速度72 km/h，再勻速運動80 s，接著勻減速運動15 s到達乙站停?。O(shè)列車在勻加速運動階段牽引力為1×106 N，勻速運動階段牽引力的功率為6×103 kW，忽略勻減速運動階段牽引

8、力所做的功． (1)求甲站到乙站的距離； (2)如果燃油公交車運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 J功排放氣態(tài)污染物3×10－6g) 10．(16分)某課外探究小組的同學們用學校實驗室內(nèi)的細特質(zhì)材料自制了如圖5-14所示的導軌，其中，導軌的所有半圓形部分均光滑，水平部分均粗糙．圓半徑分別為R、2R、3R和4R，R＝0.5 m，水平部分長度L＝2 m，將導軌豎直放置，軌道最低點離水平地面高h＝1 m．將一個質(zhì)量為m＝0.5 kg、中心有孔的鋼球(孔徑略大于細導軌直徑)，套在導軌端點P處，鋼球與導軌水平部分的動摩擦因

9、數(shù)均為μ＝0.4.給鋼球一初速度v0＝13 m/s.取g＝10 m/s2.求： 圖5-14 (1)鋼球運動至第一個半圓形軌道最低點A時對軌道的壓力； (2)鋼球落地點到拋出點的水平距離． 【詳解答案】 1．B　小球受到斜面的彈力沿豎直方向有分量，故對小球做正功，A錯誤；細繩的拉力方向始終和小球的運動方向垂直，故對小球不做功，B正確；合外力對小球做的功等于小球動能的改變量，雖然合外力做功為零，但小球的重力勢能增加，故小球在該過程中機械能不守恒，C錯誤；若水平面光滑，則推力做功為mgL(1－sin θ)，D錯誤． 2．B　由于質(zhì)量為m的物體受幾個力的作用而處于靜

10、止狀態(tài)，合力為零，當某時刻其中一個力F突然變?yōu)闀r，物體所受合力變?yōu)镕合＝，物體在這個恒力作用下做勻加速直線運動，a＝，經(jīng)過時間t，速度v＝at＝，合力的功率P＝F合v＝，B正確． 3．C　已知Q點：FN＝FN′＝2mg， FN－mg＝m， 由P→Q，mgR－W＝mv2， 綜合解得W＝mgR. 4．C　穿過兩張紙時，根據(jù)動能定理mgh－2W＝0，將a紙向上移，若恰能穿過第一張紙時，則mgh′－W＝0，可求出下落的高度h′＝h，因此兩張紙間的距離不能超過h＝30 cm. 5．C　將v分解成沿繩子方向和垂直于繩子方向，則有vm＝vcos θ，A錯．貨車運動中θ減小，則vm增加，所以M、m

11、是有向上的加速度，有T－(M＋m)g＝(M＋m)a，B錯．P＝T·vm＝(M＋m)(g＋a)vcos θ，C對．對貨物有FN－mg＝ma，F(xiàn)N＝m(g＋a)>mg，由牛頓第三定律可知D錯． 6．ACD　電勢與位移x圖線的斜率表示電場強度，則x＝0.15 m處的場強E＝＝2.0×106 N/C，此時的電場力F＝qE＝2×10－8×2×106 N＝0.04 N，滑動摩擦力大小f＝μmg＝0.02×2 N＝0.04 N，在x＝0.15 m前，電場力大于摩擦力，滑塊做加速運動，加速度逐漸減小，x＝0.15 m后電場力小于摩擦力，滑塊做減速運動，加速度逐漸增大，故A正確，B錯誤．在x＝0.15 m時，

12、電場力等于摩擦力，速度最大，根據(jù)動能定理得qU－fx＝mv2，因為0.10 m和0.15 m處的電勢差大約為1.5×105 V，代入求解，最大速度大約為0.1 m/s，故C正確；滑塊最終在0.3 m處停下應(yīng)滿足qU ′－fx′＝0－0.因為0.10 m和0.30 m處的電勢差大約為3.0×105 V，代入得qU ′＝6.0×10－3 J，fx′＝8×10－3 J．由以上三式得，滑塊不能夠滑到x＝0.30 m處，故D正確． 7．AD　額定電壓為48 V，額定電流為12 A，故電動機的輸入功率為P＝UI＝576 W，故A正確；由表格數(shù)據(jù)得到電動機的輸出功率為350 W，根據(jù)能量守恒定律有P＝P出

13、＋I2R，代入數(shù)據(jù)解得R＝1.57 Ω，故B錯誤；根據(jù)P出＝Fv，有F＝＝63 N．電動自行車勻速行駛時，牽引力與阻力平衡，故阻力為63 N．故C錯誤，D正確． 8．AD　因兩物體靜止，所以mAgsin α＝mBgsin β，因sin αmB，故選項A正確；速度是矢量，兩滑塊到達底端時的速度方向不同，故選項B錯誤；由機械能守恒定律知到達底端時兩滑塊的速率相等，由P＝mgvsin θ及上面的分析可知，兩物塊重力的瞬時功率相等，故選項C錯誤；滑塊A、B下滑的過程對斜面體的壓力在水平方向的分力為NAx＝mAgcos αsin α，水平向右，NBx＝mBgcos βsin β

14、，水平向左，因mAgsin α＝mBgsin β，所以NAx>NBx，斜面體處于靜止狀態(tài)，所以受地面的靜摩擦力水平向左，故選項D正確． 9．解析：(1)設(shè)列車勻加速直線運動階段所用的時間為t1，距離為s1；在勻速直線運動階段所用的時間為t2，距離為s2，速度為v；在勻減速直線運動階段所用的時間為t3，距離為s3；甲站到乙站的距離為s.則 s1＝vt1① s2＝vt2② s3＝vt3③ s＝s1＋s2＋s3④ 聯(lián)立①②③④式并代入數(shù)據(jù)得 s＝1 950 m. (2)設(shè)列車在勻加速直線運動階段的牽引力為F，所做的功為W1；在勻速直線運動階段的牽引力的功率為P，所做的功為W2.設(shè)燃油

15、公交車與該列車從甲站到乙站做相同的功W，將排放氣態(tài)污染物的質(zhì)量為M.則 W1＝Fs1⑤ W2＝Pt2⑥ W＝W1＋W2⑦ M＝(3×10－9 kg·J－1)·W⑧ 聯(lián)立①⑤⑥⑦⑧式并代入數(shù)據(jù)得 M＝2.04 kg. 答案：(1)1 950 m　(2)2.04 kg 10．解析：(1)鋼球從P運動到A點過程，由動能定理得 mg·2R－μmg·L＝mv－mv 由牛頓第二定律有N－mg＝m 由牛頓第三定律有N＝－N′，解得N′＝－178 N．故對軌道壓力大小為178 N，方向豎直向下． (2)設(shè)鋼球到達軌道末端點速度為v2，對全程由動能定理得 －μmg·5L－4mgR＝mv－mv 解得v2＝7 m/s 由平拋運動規(guī)律得 h＋8R＝gt2 s＝v2t 解得s＝7 m. 答案：(1)178 N，方向豎直向下　(2)7 m