高考物理 二轮复习 提分训练 专题强化六含答案解析.docx

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高考物理二轮复习提分训练专题强化六含答案解析

专题强化六　功　功率与动能定理

一、选择题：

本题共10小题，每小题5分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．

1．[2018·全国卷Ⅱ]如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定（　　）

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

2．[2018·青岛期末]如图所示，质量为60kg的某运动员在做俯卧撑运动，运动过程中可将他的身体视为一根直棒，已知重心在C点，其垂线与脚，两手连线中点间的距离OA、OB分别为1.0m和0.60m，若他在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，则运动员1min内克服重力做功约为（　　）

A．150JB．204J

C．4500JD．7200J

3．[2018·上饶一模]如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最终没有滑出桌面．若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中，下列说法正确的是（　　）

A．猫用力越大，对鱼缸做功越多

B．鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等

C．若猫减少拉力，鱼缸受到桌布的摩擦力将减小

D．若猫增大拉力，鱼缸有可能滑出桌面

4．[2018·安徽模拟]如图所示，水平地面上有一倾角为θ的三角形斜面体，其质量为M，上表面粗糙，下表面光滑．质量为m的滑块放在斜面上能保持静止．现用从零开始缓慢增大、方向水平向左的外力F作用在斜面体上，直到滑块与斜面体发生相对运动为止．在该过程中滑块受到的各力的分析，正确的是（　　）

A．斜面对滑块的支持力一直不做功

B．滑块受到的摩擦力一直做负功

C．斜面对滑块的支持力始终等于mgcosθ

D．当F大于（M＋m）gtanθ之后，支持力大于

5．（多选）[2018·黄山一模]如图所示，重球用细绳跨过轻小光滑滑轮与小球相连，细绳处于水平拉直状态．小球由静止释放运动到最低点过程中，重球始终保持静止，不计空气阻力．下列说法正确的有（　　）

A．细绳偏离竖直方向成θ角时，细绳拉力为mgcosθ

B．地面对重球的摩擦力一直增大

C．上述过程中小球重力的功率先增大后减小

D．细绳对小球不做功

6．[2018·云南师大附中高三模拟]如图甲所示，海上救援时，一直升机悬停在空中，某质量为60kg的伤员在绳索的牵引下沿竖直方向从船上升到飞机上，运动的v－t图象（以向上为正方向）如图乙所示，取g＝10m/s2，则下列说法正确的是（　　）

A．5～7s内伤员在下降

B．前3s内与最后2s内伤员所受绳子的拉力之比为2：

3

C．整个过程中伤员重力所做的功为－1.62×104J

D．前3s内与最后2s内伤员重力做功的平均功率不相等

7．（多选）[2018·山西省一模]在风洞实验室内的竖直粗糙墙面上放置一钢板，风垂直吹向钢板，在钢板由静止开始下落的过程中，作用在钢板上的风力恒定．用EK、E、v、P分别表示钢板下落过程中的动能、机械能、速度和重力的功率，关于它们随下落高度h或下落时间t的变化规律，下列四个图象中正确的是（　　）

8．[2018·浙江模拟]如图是一种工具——石磨，下面磨盘固定，上面磨盘可绕过中心的竖直转轴，在推杆带动下在水平面内转动．若上面磨盘直径为D，质量为m且均匀分布，磨盘间动摩擦因数为μ.若推杆在外力作用下以角速度ω匀速转动，磨盘转动一周，外力克服磨盘间摩擦力做功为W，则（　　）

A．磨盘推杆两端点的速度相同

B．磨盘边缘的线速度为ωD

C．摩擦力的等效作用点离转轴距离为

D．摩擦力的等效作用点离转轴距离为

9．（多选）[2018·天津市和平区二模]质量为2kg的物体，放在动摩擦因数为μ＝0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，由静止开始运动，拉力做的功W和物体发生的位移s之间的关系如图所示，重力加速度g取10m/s2，在物体位移为9m的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．物体先做匀加速运动，然后做匀减速运动

B．拉力F的平均功率为6.75W

C．拉力F的最大瞬时功率为15W

D．摩擦力做功为18J

10．[2018·江苏二模]图1为沿斜坡向上行驶的汽车，当汽车以牵引力F向上运动时，汽车的机械能E与位移x的关系如图2所示（AB段为曲线），汽车与斜面间的摩擦忽略不计．下列说法正确的是（　　）

A．0～x1过程中，汽车所受拉力逐渐增大

B．x1～x2过程中，汽车速度可达到最大值

C．0～x3过程中，汽车的动能一直增大

D．x1～x2过程中，汽车以恒定的功率运动

二、实验题：

本题1小题，共8分．

11．[2018·山西省高三第二次模拟]利用图1的装置探究“恒力做功与物体动能变化”的关系．小车的质量为M，钩码的质量为m，且不满足m＜M.打点计时器的电源是频率为f的交流电．

（1）实验中，把长木板右端垫高，在不挂钩码且________的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响．（填选项前的字母）

A．计时器不打点B．计时器打点

（2）图2是正确操作后得到的一条纸带．纸带上各点是打出的计时点，其中O点为打出的第一个点．小车发生的位移从纸带上计时点间的距离可以直接测出，利用下列测量值和题中已知条件能简单、准确完成实验的一项是________________________________________________________________________．（填选项前的字母）

A．OA、AD和EG的长度B．BD、CF和EG的长度

C．OE、DE和EF的长度D．AC、EG和BF的长度

（3）若测得图2中OF＝x1，EG＝x2，则实验需要验证的关系式为________．（用已知和测得物理量的符号表示）

三、计算题：

本题共4小题，共42分．

12．（10分）[2018·孝义市二模]骏驰汽车赛车场有一段赛道可简化为这样：

平直的赛道中间有一段拱形路面，其最高点P与水平路面的高度差为1.25m，拱形路面前后赛道位于同一水平面上．以54km/h的初速进入直道的赛车，以90kW的恒定功率运动10s到达P点，并恰好从P点水平飞出后落到水平赛道上，其飞出的水平距离为10m．将赛车视为质点，不考虑赛车受到的空气阻力．已知赛车的质量为1.6×103kg，取g＝10m/s2，求：

（1）赛车到达P点时速度的大小．

（2）拱形路面顶点P的曲率半径．

（3）从进入直道到P点的过程中汽车克服阻力做的功．

13．（10分）[2018·宜宾市第一次质检]两小木块A、B，通过轻质弹簧连接，小木块B处在固定于地面的光滑斜面底端的挡板上，小木块A压缩弹簧处于平衡状态．现对木块A施加一平行于斜面向上的恒力F作用，小木块A从静止开始沿斜面向上运动，如图所示．已知mA＝mB＝2kg，F＝30N，斜面倾角θ＝37°，弹簧劲度系数k＝4N/cm.设斜面足够长，整个过程弹簧处于弹性限度内，重力加速度取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：

（1）从小木块A开始运动到小木块B刚开始运动的过程中，恒力F对小木块A做的功；

（2）当小木块B的加速度aB＝1m/s2时，小木块A的加速度的大小．

14．（10分）[2018·合肥市质检]合肥开往上海的动车组D3028是由动车和拖车编组而成只有动车提供动力．假定该列动车组由8节车厢组成，第1节和第5节车厢为动车，每节动车的额定功率均为P0，每节车厢的总质量为m，动车组运行过程中所受阻力为车重的k倍．若动车组以额定功率从合肥南站启动，沿水平方向做直线运动，经时间t0速度达到最大，重力加速度为g.求：

（1）当动车组速度达到最大速度一半时的加速度和此时第6节车厢对第7节的拉力；

（2）动车组从启动至速度刚达到最大的过程中所通过的路程．

15．（12分）[2018·佛山二模]如图，是游乐场的一项娱乐设备．一环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下，落到一定位置时，制动系统启动．到地面时刚好停下．已知座舱开始下落的高度为H＝75m，当落到离地面h＝30m的位置时开始制动，座舱均匀减速．在一次娱乐中，某同学把质量m＝6kg的书包放在自己的腿上．（g取10m/s2），不计座舱与柱子间的摩擦力及空气阻力．

（1）当座舱落到离地面h1＝60m和h2＝20m的位置时，求书包对该同学腿部的压力各是多大；

（2）若环形座舱的质量M＝4×103kg，求制动过程中机器输出的平均功率．

专题强化六　功　功率与动能定理

1．A　根据动能定理可知，拉力与摩擦力做功之和等于木箱获得的动能，故木箱获得的动能一定小于拉力所做的功，A选项正确；木箱获得的动能与克服摩擦力所做的功无法比较，B、C、D选项错误．

2．C　根据几何关系可知，肩部上升的距离为0.4m，则人的重心上升的高度h＝0.25m,1次俯卧撑克服重力做功W＝mgh＝150J,1min内做30个俯卧撑，克服重力做功W总＝nW＝4500J，C选项正确．

3．B　猫拉桌布时，鱼缸受到恒定的滑动摩擦力作用，猫用力越大，桌布从鱼缸下拉出的时间越短，摩擦力做功越小，A选项错误；鱼缸在桌布上做匀加速直线运动，在桌面上做匀减速直线运动，受到的摩擦力大小相等，初、末速度相等，鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等，B选项正确；若猫减少拉力，鱼缸与桌布间的滑动摩擦力恒定不变，C选项错误；猫增大拉力时，桌布在桌面上运动的加速度变大，运动时间变短，鱼缸运动的位移和速度均变小，不可能滑出桌面，D选项错误．

4．D　外力F对系统做正功，滑块的动能增加，根据动能定理可知，支持力始终做正功，A选项错误；当F＝（M＋m）gtanθ时，滑块受到的静摩擦力等于零，当F＞（M＋m）gtanθ时，滑块受到的静摩擦力沿斜面向下，静摩擦力做正功，B选项错误；当F＝（M＋m）gtanθ时，滑块恰好只受到重力、支持力而向左做匀加速直线运动，支持力的竖直分力等于mg，当F＞大于（M＋m）gtanθ时，滑块还受到沿着斜面向下的摩擦力，支持力的竖直分力必须大于mg，即支持力大于

，C选项错误，D选项正确．

5．BCD　小球向下摆动的过程中，沿绳子方向的合力充当向心力，根据牛顿第二定律得，F－mgcosθ＝m

，解得，F＝mgcosθ＋m

，A选项错误；随着θ减小，v增大，绳子拉力不断增大，地面对重球的摩擦力一直增大，B选项正确；小球竖直方向的分速度先增大后减小，重力瞬时功率为P＝mgvy，重力的功率先增大后减小，C选项正确；细绳的拉力始终与小球的速度垂直，对小球不做功，D选项正确．

6．C　分析图乙可知，5～7s内伤员的速度方向不变，向上做减速运动，A选项错误；v－t图象的斜率表示加速度大小，前3s内伤员的加速度方向向上，a1＝

＝2m/s2，根据牛顿第二定律可知，绳子拉力F1＝ma1＋mg＝720N，同理，最后2s内伤员的加速度方向向下，a2＝3m/s2，绳子拉力F2＝mg－ma2＝420N，拉力之比为12：

7，B选项错误；v－t图象围成的面积表示位移大小，x＝27m，伤员在整个上升过程中重力所做的功W＝－mgh＝－1.62×104J，C选项正确；根据功率公式可知，P＝

，前3s内与最后2s内伤员重力做功的平均功率相等，D选项错误．

7．AC　钢板受恒力作用，向下做匀加速运动，则有v＝at，C选项正确．根据动能定理得：

EK＝（mg－f）h，可知EK与h成正比，A选项正确．设钢板开始时机械能为E0，钢板克服滑动摩擦力做功等于机械能减小的量，则E＝E0－fh＝E0－fg·

at2，则知E与t是非线性关系，图象应是曲线，B选项错误．重力的功率P＝mgv＝mg

，则知P与h是非线性关系，图象应是曲线，D选项错误．

8．D　磨盘推杆做圆周运动，各点角速度相等，推杆两端点的速度大小相等，方向相反，A选项错误；磨盘边缘做圆周运动的轨道半径为

D，边缘的线速度为

ωD，B选项错误；设摩擦力的等效作用点离转轴距离为L，摩擦力做的功为W＝μmg·2πL，解得，L＝

，C选项错误，D选项正确．

9．BC　根据做功公式可知，W－s图象的斜率表示拉力的大小，0～3m内，拉力F1＝5N,3～9m内，拉力F2＝2N，摩擦力的大小f＝μmg＝2N，根据牛顿第二定律可知，物块先做匀加速运动后做匀速运动，A选项错误；分析图象可知，0～9m内，拉力做功为27J，匀加速运动的加速度a＝

＝1.5m/s2，匀加速运动的时间t1＝

＝2s，匀加速运动的末速度v＝at1＝3m/s，匀速运动的时间t2＝

＝2s，拉力的平均功率

＝

＝6.75W，B选项正确；拉力的最大瞬时功率P＝F1v＝5×3W＝15W，C选项正确；摩擦力做功Wf＝－fs＝－18J，D选项错误．

10．B　根据功能关系可知，机械能E与位移x图象的斜率表示牵引力的大小，0～x1过程中，图象斜率恒定，则汽车所受牵引力恒定，A选项错误；x1～x2过程中，受牵引力越来越小，根据牛顿第二定律可知，a＝

，汽车先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，该过程中，速度可达到最大值，B选项正确；x2～x3过程中，汽车机械能不变，随着位移变大，重力势能变大，动能减小，C选项错误；分析图2可知，x2时，汽车牵引力为零，功率为零，故x1～x2过程中，汽车不能以恒定的功率运动，D选项错误．

11．

（1）B　

（2）C　（3）mgx1＝

（M＋m）

2

解析：

（1）打点计时器工作时，纸带受到摩擦力作用，平衡摩擦力时，需要通过打点计时器判断是否匀速，B选项正确．

（2）简单、准确地完成实验，需要选取的两点尽可能远，且方便测量，故测量OE段的长度，计算合力做功，测量DE和EF的长度，计算E点的瞬时速度，C选项正确．

（3）EG＝x2，根据匀变速直线运动的规律可知，中间时刻F点的瞬时速度vF＝

＝

.

系统增加的动能ΔEK＝

（M＋m）v

，系统减少的重力势能ΔEP＝mgx1.

实验验证系统机械能守恒的表达式为

mgx1＝

（M＋m）

2.

12．

（1）20m/s　

（2）40m　（3）7.4×105J

解析：

（1）赛车到达P点后做平抛运动．

水平方向上，x＝vpt.

竖直方向上，h＝

gt2.

联立解得，vp＝20m/s.

（2）赛车运动到拱形路面顶点P时，重力提供向心力．

mg＝m

.

解得曲率半径R＝40m.

（3）从进入直道到P点的过程中，汽车牵引力做功，重力做功，克服阻力做功．

根据动能定理可知，Pt－mgh－Wf＝

mv

－0.

解得，Wf＝7.4×105J.

13．

（1）1.8J　

（2）2m/s2

解析：

（1）初态时，小木块A压缩弹簧，根据平衡条件可知，

kx1＝mAgsinθ.

末态时，小木块B拉伸弹簧，

kx2＝mBgsinθ.

弹簧的形变量x＝x1＋x2.

恒力F对小木块A做功W＝F·x.

联立解得，W＝1.8J.

（2）当小木块B的加速度aB＝1m/s2时，弹簧的拉力大小为F1，小木块A的加速度的大小aA，根据牛顿第二定律可知，

F－F1－mAgsinθ＝mAaA.

F1－mBgsinθ＝mBaB.

联立解得，aA＝2m/s2.

14．

（1）kg　4kmg　

（2）

解析：

（1）设动车组匀速运动的速度为vm，动车组速度为最大速度一半时动车的牵引力为F，有

2P0＝8kmgvm

2P0＝2F

对动车组，由牛顿第二定律2F－8kmg＝8ma

a＝

＝kg

对第7、8节车厢的整体有：

F67－2kmg＝2ma

解得：

F67＝4kmg

（2）由动能定理得：

2P0t0－8kmgx＝

（8m）v

－0

x＝

－

＝

15．

（1）零　150N　

（2）1.5×106W

解析：

（1）分析题意可知，座舱在离地面h＝30m的位置时开始制动，说明座舱离地面60m时，座舱做自由落体运动，处于完全失重状态，书包对该同学腿部的压力为零．

座舱落到离地面20m高时，做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律可知，

F2－mg＝ma.

座舱下落45m时开始制动，此时速度为v.

v2＝2g（H－h）．

座舱到地面时刚好停下，v2＝2ah.

联立解得，F＝150N.

根据牛顿第三定律可知，该同学腿部受到的压力为150N.

（2）制动过程中，座舱所受的制动力为F0，经历的时间为t，

根据运动学公式可知，t＝

.

根据牛顿第二定律，对座舱有，F0－Mg＝Ma.

座舱克服制动力做功W＝F0h.

机器输出的平均功率P＝

.

联立解得，P＝1.5×106W.