2022年高考物理复习专题二第讲功和功率动能定理.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 限训练 通高考 科学设题拿下高考高分45 分钟 一、单项挑选题 1.2022 高考全国卷 如图,某同学用绳子拉动木箱,使它 从静止开头沿粗糙水平路面运动至具有某一速度木箱获得 的动能肯定 A小于拉力所做的功 B等于拉力所做的功C等于克服摩擦力所做的功D大于克服摩擦力所做的功解析： 由题意知, W 拉W 阻Ek,就 W 拉Ek,A 对,B 错； W 阻与 Ek 的大小关系不确定, C、D 错答案： A 2如下列图,质量为 m 的汽车在某下坡的大路上,从速度 v0开头加速运动,经时间 t 速度达到最大值 vm.设在此过程中汽车发动机的功率恒为 P,

2、汽车所受的摩擦阻力为恒力对于该过程,以下说法正确选项 A该过程中汽车始终做匀加速直线运动B该过程中汽车所受阻力fP vmPt1 2mv2 mC该过程中汽车所受阻力做功的大小为D该过程中汽车做加速度不断减小的加速运动解析：汽车发动机的功率恒为 P,就汽车做加速度逐步减小的加速运动,A 错误,D 正确；汽车速度达到最大值 vm 时,汽车的牵引力 FP vm,故 f P vmmgsin ,B 错误；由于仍有重力做功,汽车所受阻力做的功无法求出,C 错误答案： D 3.如下列图, 质量为 m 的小球 可视为质点 用长为 L 的细线悬挂于名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 8 页精选

3、学习资料 - - - - - - - - - O 点,自由静止在 A 位置现用水平力F 缓慢地将小球从A 位置拉到 B 位置后静止,此时细线与竖直方向夹角为 60,细线的拉力为 F1,然后放手让小球从静止返回,到 A 点时细线的拉力为 F2,就 AF1F22mgB从 A 到 B,拉力 F 做的功为 F1LC从 B 到 A 的过程中,小球受到的合力大小不变D从 B 到 A 的过程中,小球重力的瞬时功率始终增大解析： 在 B 位置,依据平稳条件有F1sin 30mg,解得 F12mg.从 B 到 A,根据动能定理得 mgL1cos 601 2mv2,依据牛顿其次定律得2 F2mgmv L,联立两式

4、解得 F22mg,故 A 项正确；从A 到 B,小球缓慢移动,依据动能定理得 WFmgL1cos 60 0,解得 WF1 2mgL,故 B 项错误；从 B 到 A 的过程中,小球的速度大小在变化,沿径向的合力在变化,故C 项错误；在 B 位置,重力的功率为零,在最低点,重力的方向与速度方向垂直,重力的功率为零,可知从 B 到 A 的过程中,重力的功领先增大后减小,故 D 项错误答案： A 4.人与平稳车的总质量为m,在平直路面上行驶时, 所受阻力不变当平稳车加速度为 a,速度为 v 时,平稳车的功率为 P1,就当功率为P2 时,平稳车行驶的最大速度为 P2v P2vA. P1 B. P1mav

5、C.P1v P2 D. P2mav P1v解析： 对平稳车受力分析,设受到的阻力的大小为Ff,由牛顿其次定律可得, FFfma,所以 FFfma,所以功率 P1FvFfmav,解得 FfP1 vma,当功率恒为 P2 时,设最大速度为v,就 P2FvFfv,所以 vP2 FfP2v P1mav,选项 B 正确答案： B 5一滑块在水平地面上沿直线滑行,t0 时的速率为 1 m/s,从今刻开头在与初名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 速度相反的方向上施加一水平作用力F,力 F和滑块的速度 v 随时间的变化规律分别如图甲、

6、乙所示,两图取同一正方向,g 取 10 m/ s 2,就以下说法正确选项 A滑块的质量为 2 kg B第 1 s 内摩擦力对滑块做的功为1 J C第 2 s 末拉力 F 的瞬时功率为 0.3 W D第 2 s 内拉力 F 的平均功率为 0.15 W 解析：由题图乙可知滑块的加速度a1 m/s 2,依据牛顿其次定律,在第1 s 内有FFfma,第 2 s内有 FFfma,代入数据解得 Ff1 N,m2 kg,A 正确；第 1 s 内滑块的位移大小 x11 2 1 1 m0.5 m,就摩擦力对滑块做的功 WFf Ffx1 1 0.5 J 0.5 J,B 错误；第 2 s 末拉力的功率 PFv3 1

7、 W3 W,C 错误；第 2 s 内滑块的位移 x21 2 1 1 m0.5 m,就第 2 s内拉力的平均功率 PW tFt x23 0.5 1 W1.5 W,D 错误答案： A 6.质量为 500 kg的赛车在平直赛道上以恒定功率加速,受到的阻力不变,其加速度 a 和速度的倒数1 v的关系如下列图,就赛车 A做匀加速直线运动B功率为 20 kW C所受阻力大小为 2 000 N D速度大小为 50 m/s 时牵引力大小为 3 000 N 解析：由图象可知,汽车的加速度随速度的增大而减小,故汽车不做匀加速运动,名师归纳总结 选项 A 错误；依据 PFv,FFfma 可得 aP m1 vFf m

8、,由图象可知 Ff m4,P m第 3 页,共 8 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 400,解得 Ff2 000 N,P2 10 5 W,选项 B 错误, C 正确；速度大小为5 50 m/s 时牵引力大小为 FP v2 10答案： C N4 000 N,选项 D 错误72022 高考江苏卷 一小物块沿斜面对上滑动,然后滑回到原处物块初动能 为 Ek0,与斜面间的动摩擦因数不变,就该过程中,物块的动能 Ek 与位移 x 关系 的图线是 解析：物块上滑时,重力沿斜面的分力和摩擦力均沿斜面对下,下滑时,摩擦力沿斜面对上,依据动能定理W Ek 知,图象中

9、的斜率表示物块受到的合力,物块上滑时恒定的合力大于物块下滑时恒定的合力,所以 C 项正确答案： C 二、多项挑选题8.2022 湖南长沙高三一模 如下列图,内壁光滑半径大小为 R 的圆轨道竖直固定在桌面上, 一个质量为 m 的小球静止在轨道底部A 点现用小锤沿水平方向快速击打小球,击打后快速移开,使小球沿轨道在竖直面内运动 当小球回到 A 点时,再次用小锤沿运动方向击打小球, 必需经过两次击打, 小球才能运动到圆轨道的最高点已知小球在运动过程中始终未脱离轨道,在第一次击打过程中小锤对小球做功 W,第二次击打过程中小锤对小球做功4W,设两次击打过程中小锤对小球做的功全部用来增加小球的动能,就W

10、的值可能是 B.3 4mgRA.5 6mgRC.3 8mgRD.3 2mgR解析：第一次击打小球时, 小球运动的最大高度为R,即 WmgR.其次次击打小名师归纳总结 球,使小球运动到圆轨道的最高点,而小球能够通过最高点的条件为2 mgmv R,高第 4 页,共 8 页即 v 高 gR.小球从静止到到达最高点的过程中,由动能定理得W4Wmg2R- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 1 2mv 高0,得 W1 2mgR,所以 W 满意1 2mgRWmgR,选项 A、B 正确答案： AB 9.a、b 为紧靠着的且两边固定的两张相同薄纸,如下列图一个质量为 1 k

11、g 的小球从距纸面高为60 cm 的地方自由下落,恰能穿破两张纸如将 a 纸的位置上升, b 纸的位置不变, 在相同条件下要使小球仍能穿破两张纸,就a 纸距离 b 纸可能是 小球穿破两张纸时,克服阻力做功相同 B20 cm A15 cm C30 cm D60 cm 解析： 小球穿过两张纸时,由动能定理得mgh2W0,将 a 纸向上移,如恰能穿过第一张纸, 就 mgh W0,解得下落的高度 h1 2h,因此两张纸的距离不能超过1 2h30 cm,选项 A、B、C 正确答案： ABC 102022 福建福州高三质检 如下列图为某电动汽车在加速性能试验过程中的 v-t 图象为了简化运算,可近似认为：

12、汽车运动时受到的阻力恒定,在 030 s内做匀加速直线运动, 30 s 后汽车发动机的功率保持不变就 A15 s 末、 30 s末汽车的牵引力大小之比为 21 B15 s 末、 30 s末汽车的发动机功率之比为 12 C30 s末、 54 s末汽车的加速度大小之比为 43 D030 s 内、 3054 s 内汽车发动机做功之比为 58 解析：由题意可知汽车前 30 s做匀加速直线运动,就牵引力恒定,因此 A 错误；由图可知 15 s末、 30 s末的速度分别为 9 m/s、18 m/ s,由公式 PFv 可知, 15 s 末、 30 s末汽车的发动机功率之比为12,B 正确；由图可知 30 s

13、末、 54 s末名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - P 的加速度之比应为a1 a218Ff P 24Ff4 3 P18Ff P24Ff4 3,C 错误；030 s 内,汽车发动机做的功 W1Fx1P 18 30 18 J15PJ,3054 s内汽车发动机做功 W2P54 s30 s24PJ,因此W1 W25 8,D 正确答案： BD 三、非挑选题11一匹马拉着质量为 60 kg 的雪橇,从静止开头用80 s 的时间沿平直冰面跑完1 000 m设在运动过程中雪橇受到的阻力保持不变,已知雪橇在开头运动的 8 s时间内做匀加

14、速直线运动,从第8 s 末开头,马拉雪橇做功的功率保持不变,使雪橇连续做直线运动,最终一段时间雪橇做的是匀速直线运动,速度大小为15 m/s；开头运动的 8 s 内马拉雪橇的平均功率是8 s 后功率的一半求整个运动过程中马拉雪橇做功的平均功率和雪橇在运动过程中所受阻力的大小解析： 设 8 s 后马拉雪橇的功率为 P,就匀速运动时PFvFfv即运动过程中雪橇受到的阻力大小 FfP v对于整个过程运用动能定理得2t1Pt 总t1Ffx1 2mv 20代入数据,解得 P723 W,Ff48.2 N 再由动能定理可得 P t 总Ffx1 2mv 2解得 P 687 W. 答案： 687 W 48.2

15、N 12某课外探究小组自制了如下列图的导轨,其中,导轨的全部半圆形部分均光滑,水平部分均粗糙圆半径分别为R、2R、3R 和 4R,R0.5 m,水平部分长度 L2 m,将导轨竖直放置,轨道最低点离水平地面高 h1 m将一个质量为 m0.5 kg、中心有孔的钢球 孔径略大于细导轨直径 套在导轨端点 P 处,钢球与导轨水平部分的动摩擦因数均为0.4.给钢球一初速度 v013 m/s,g 取名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 10 m/ s 2.求：1钢球运动至第一个半圆形轨道最低点 2钢球落地点到抛出点的水平距离A 时对轨

16、道的压力；解析：1钢球从 P 点运动到 A 点的过程中, 由动能定理得 mg2R mgL1 2mv 211 2mv 202由牛顿其次定律有 FNmgmv R 1代入数据解得 FN178 N 由牛顿第三定律可知,钢球对轨道的压力大小为178 N,方向竖直向下2设钢球到达轨道末端点的速度为v2,对全程应用动能定理得 mg5Lmg4R1 2mv21 2mv2 0解得 v27 m/s 由平抛运动规律得h8R1 2gt2,sv2t解得 s7 m. 答案： 1178 N,方向竖直向下 27 m 132022 重庆高三一诊 如下列图,绝缘轨道CDGH 位于竖直平面内,圆弧段DG 的圆心角为 37,DG 与水

17、平段 CD、倾斜段 GH 分别相切于 D 点和 G 点,CD 段粗糙, DGH 段光滑,在 H 处固定一垂直于轨道的绝缘挡板,整个轨道处 于场强为 E1 10 4 N/C、水平向右的匀强电场中一质量 m4103 kg、带电 量 q3106 C 的小滑块在 C 处由静止释放, 经挡板碰撞后滑回到 CD 段的中点 P 处时速度恰好为零已知CD 段长度 L0.8 m,圆弧 DG 的半径 r0.2 m；不计滑块与挡板碰撞时的动能缺失,滑块可视为质点g 取 10 m/ s 2,cos 370.8,sin 37 0.6.求：名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 8 页精选学习资料 - -

18、 - - - - - - - 1滑块与 CD 段之间的动摩擦因数 ；2滑块在 CD 段上运动的总路程；3滑块与绝缘挡板碰撞时的最大动能和最小动能解析： 1滑块由 C 处释放,经挡板碰撞后第一次滑回 理得 qEL 2 mgLL 20,解得 qE 3mg0.25 P 点的过程中,由动能定2滑块在 CD 段上受到的滑动摩擦力 mg0.01 N、电场力 qE0.03 N,滑动摩 擦力小于电场力,故不行能停在 CD 段,滑块最终会在 DGH 间来回往复运动,且在 D 点的速度为 0 全过程由动能定理得qEL mgx0 解得 xqE mgL3L2.4 m 3GH 段的倾角 37,滑块受到的重力 mg0.04 N,电场力 qE0.03 N,qEcos mgsin 0.024 N,就滑块加速度 a0,所以滑块与绝缘挡板碰撞的最大动能为滑块第一次运动到 G 点的动能 对 C 到 G 过程由动能定理得 Ek最大EqLrsin mgLmgrrcos 0.018 J 滑块最终在 DGH 间来回往复运动,碰撞绝缘挡板时有最小动能 对 D 到 G 过程由动能定理得 Ek 最小Eqrsin mgrrcos 0.002 J 名师归纳总结 答案： 10.2522.4 m30.018 J0.002 J 第 8 页,共 8 页- - - - - - -