廣東專用高考物理二輪復習與增分特訓 專練7 功 功率和功能關系

專練7功功率和功能關系一、單項選擇題1．質量相同的甲、乙兩木塊僅在摩擦力作用下沿同一水平面滑動，它們的動能－位移(Ek－s)的關系如圖1所示，則兩木塊的速度－時間(v－t)的圖象正確的是 ()圖1答案D解析由動能定理，－fs＝Ek－Ek0變化為：Ek＝Ek0－fs.由它們的動能Ek－位移s的關系圖線可知，甲、乙兩木塊初動能不同，所受摩擦力f相同．所以甲、乙兩木塊初速度不同，加速度相等，兩木塊的速度－時間的圖象正確的是D.2．質量為1kg的物體靜止于光滑水平面上，t＝0時刻起，物體受到向右的水平拉力F作用，第1s內F＝2N，第2s內F＝1N．下列判斷正確的是 ()A．2s末物體的速度為4m/sB．2s內物體的位移為3mC．第1s末拉力的瞬時功率最大D．第2s末拉力的瞬時功率最大答案C解析由牛頓第二定律知第1s內物體的加速度大小為2m/s2，第2s內的加速度大小為1m/s2，則第1s末物體的速度大小為v1＝a1t1＝2m/s，第2s末物體的速度大小為v2＝v1＋a2t2＝3m/s，選項A錯誤；2s內物體的位移為x＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)＋(v1t2＋eq\f(1,2)a2teq\o\al(2,2))＝3.5m，選項B錯誤；第1s末拉力的瞬時功率為P1＝F1v1＝4W，第2s末拉力的瞬時功率為P2＝F2v2＝3W，選項C正確，選項D錯誤．3．一質量為2kg的物體，在水平恒定拉力的作用下以某一速度在粗糙的水平面上做勻速運動，當運動一段時間后，拉力逐漸減小，且當拉力減小到零時，物體剛好停止運動，圖2中給出了拉力隨位移變化的關系圖象．已知重力加速度g＝10m/s2，則根據(jù)以上信息不能精確得出或估算得出的物理量有 ()圖2A．物體與水平面間的動摩擦因數(shù)B．合外力對物體所做的功C．物體勻速運動時的速度D．物體運動的時間答案D解析根據(jù)題意及圖象所給信息可知，當水平拉力為7N時物體勻速運動，即滑動摩擦力大小為7N，所以可求物體與水平面間的動摩擦因數(shù)，故A選項正確；合外力對物體做的功即為拉力和摩擦力做功之和，由圖象可得物體減速階段的位移，所以摩擦力的功可求，再由圖象面積的物理意義估算水平拉力做的功，合外力對物體做的功可求，故B選項正確；由動能定理可得物體勻速運動時的速度，故C選項正確；因為物體減速階段為非勻變速運動，所以不能求物體運動的時間，故D選項錯誤．4.如圖3所示，光滑斜面的頂端固定一彈簧，一小球向右滑行，并沖上固定在地面上的斜面．設物體在斜面最低點A的速度為v，壓縮彈簧至C點時彈簧最短，C點距地面高度為h，不計小球與彈簧碰撞過程中的能量損失，則小球在C點時彈簧的彈性勢能為 ()圖3A．mgh－eq\f(1,2)mv2 B.eq\f(1,2)mv2－mghC．mgh＋eq\f(1,2)mv2 D．mgh答案B解析取A點所在的平面為參考平面，根據(jù)機械能守恒定律有eq\f(1,2)mv2＝mgh＋Ep，解得Ep＝eq\f(1,2)mv2－mgh，選項B正確．5.如圖4所示，質量為m的小球套在傾斜放置的固定光滑桿上，一根輕質彈簧一端固定于O點，另一端與小球相連，彈簧與桿在同一豎直平面內，將小球沿桿拉到彈簧水平位置由靜止釋放，小球沿桿下滑，當彈簧位于豎直位置時，小球速度恰好為零，此時小球下降的豎直高度為h，若全過程中彈簧始終處于伸長狀態(tài)且處于彈性限度范圍內，下列說法正確的是 ()圖4A．彈簧與桿垂直時，小球速度最大B．彈簧與桿垂直時，小球的動能與重力勢能之和最大C．小球下滑至最低點的過程中，彈簧的彈性勢能增加量小于mghD．小球下滑至最低點的過程中，彈簧的彈性勢能增加量大于mgh答案B解析彈簧與桿垂直時，彈性勢能最小，小球重力勢能和動能之和最大，選項A錯誤，B正確．由機械能守恒定律，小球下滑至最低點的過程中，彈簧的彈性勢能增加量等于mgh，選項C、D錯誤．6.有一豎直放置的“T”形架，表面光滑，滑塊A、B分別套在水平桿與豎直桿上，A、B用一不可伸長的輕細繩相連，A、B質量相等，且可看做質點，如圖5所示，開始時細繩水平伸直，A、B靜止．由靜止釋放B后，已知當細繩與豎直方向的夾角為60°時，滑塊B沿著豎直桿下滑的速度為v，則連接A、B的繩長為 ()圖5A.eq\f(4v2,g) B.eq\f(3v2,g)C.eq\f(3v2,4g) D.eq\f(4v2,3g)答案D解析由靜止釋放B后，已知當細繩與豎直方向的夾角為60°時，滑塊B沿細繩方向的分速度為vcos60°＝eq\f(v,2).此時A的速度為eq\f(\f(v,2),cos30°)＝eq\f(\r(3)v,3).B下滑高度h＝Lcos60°＝eq\f(L,2)，由機械能守恒定律，mgh＝eq\f(1,2)mv2＋eq\f(1,2)m(eq\f(\r(3)v,3))2，聯(lián)立解得L＝eq\f(4v2,3g)，選項D正確．二、雙項選擇題7．(·新課標Ⅱ·20)目前，在地球周圍有許多人造地球衛(wèi)星繞著它轉，其中一些衛(wèi)星的軌道可近似為圓，且軌道半徑逐漸變?。粜l(wèi)星在軌道半徑逐漸變小的過程中，只受到地球引力和稀薄氣體阻力的作用，則下列判斷正確的是 ()A．衛(wèi)星的動能逐漸減小B．由于地球引力做正功，引力勢能一定減小C．由于氣體阻力做負功，地球引力做正功，機械能保持不變D．衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢能的減小答案BD解析在衛(wèi)星軌道半徑逐漸變小的過程中，地球引力做正功，引力勢能減?。粴怏w阻力做負功，機械能逐漸轉化為內能，機械能減小，選項B正確，C錯誤．衛(wèi)星的運動近似看作是勻速圓周運動，根據(jù)Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)得v＝eq\r(\f(GM,r))，所以衛(wèi)星的速度逐漸增大，動能增大，選項A錯誤．減小的引力勢能一部分用來克服氣體阻力做功，一部分用來增加動能，故D正確．8.跳傘運動員從懸停的直升機上跳下，經過一段時間后拉開繩索開啟降落傘，如圖6所示是跳傘過程中的v－t圖象．若將人和傘看成一個系統(tǒng)，則 ()圖6A．系統(tǒng)先加速運動，接著減速運動，最后勻速運動B．系統(tǒng)受到的合外力始終向下C．阻力對系統(tǒng)始終做負功D．系統(tǒng)的機械能守恒答案AC解析由速度圖象可知，系統(tǒng)先加速運動，接著減速運動，最后勻速運動，系統(tǒng)受到的合外力先向下后向上最后為零，選項A正確，B錯誤．阻力與速度方向相反，對系統(tǒng)始終做負功，系統(tǒng)的機械能不守恒，選項C正確，D錯誤．9．懸崖跳水是一項極具挑戰(zhàn)性的極限運動，需要運動員具有非凡的膽量和過硬的技術．跳水運動員進入水中后受到水的阻力而做減速運動，設質量為m的運動員剛入水時的速度為v，水對他的阻力大小恒為F，那么在他減速下降深度為h的過程中，下列說法正確的是(g為當?shù)氐闹亓铀俣? ()A．他的動能減少了(F－mg)hB．他的重力勢能減小了mgh－eq\f(1,2)mv2C．他的機械能減少了FhD．他的機械能減少了mgh答案AC解析在他減速下降深度為h的過程中，所受合外力為F－mg，由動能定理，他的動能減少了(F－mg)h，他的重力勢能減小了mgh，選項A正確，B錯誤．由功能關系，他的機械能減少了Fh，選項C正確，D錯誤．

10.空中花樣跳傘是流行于全世界的一種極限運動．假設某跳傘運動員從靜止在空中的飛機上無初速跳下，沿豎直方向下落，運動過程中，運動員受到的空氣阻力隨著速度的增大而增大，運動員的機械能與位移的關系圖象如圖7所示，其中0～s1過程中的圖線為曲線，s1～s2過程中的圖線為直線．根據(jù)該圖象，下列判斷正確的是 ()圖7A．0～s1過程中運動員受到的空氣阻力是變力，且不斷增大B．s1～s2過程中運動員做勻減速直線運動C．s1～s2過程中運動員做變加速直線運動D．0～s1過程中運動員的動能不斷增大答案AD解析根據(jù)功能關系，阻力對運動員做的功等于運動員機械能的減少量，則有E＝E0－fs.圖線為曲線時阻力是變力，圖線為直線時阻力是恒力，可見0～s1過程中運動員加速運動，速度不斷增大，阻力不斷增大，選項A、D正確；s1～s2過程中運動員勻速下降，選項B、C錯誤．11．如圖8所示，分別用恒力F1、F2將質量為m的物體，由靜止開始，沿相同的、固定的粗糙斜面由底端推到頂端，F(xiàn)1沿斜面向上，F(xiàn)2沿水平方向．已知兩次所用時間相等，則在兩個過程中 ()圖8A．物體加速度相同B．物體機械能增量相同C．物體克服摩擦力做功相同D．恒力F1、F2對物體做功相同答案AB解析根據(jù)兩次所用時間相等，都是沿相同的、固定的粗糙斜面由底端推到頂端，則在兩個過程中物體加速度相同．由v2＝2as知兩次的末速度相等，所以物體機械能增量相同，選項A、B正確．F2沿水平方向時，摩擦力較大，物體克服摩擦力做功較多，選項C錯誤．由動能定理WF－Wf－WG＝ΔEk知恒力F2做功較多，D選項錯誤．12．如圖9甲所示，物體受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直線運動．通過力傳感器和速度傳感器監(jiān)測到推力F、物體速度v隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示．取g＝10m/s2.則 ()圖9A．物體的質量m＝1.0kgB．物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.20C．第2s內物體克服摩擦力做的功W＝2.0JD．前2s內推力F做功的平均功率eq\x\to(P)＝1.5W答案CD解析第2s內，根據(jù)速度－時間圖象可知，物體的加速度為a＝2m/s2，第3s內，物體做勻速直線運動，F(xiàn)＝f＝μmg＝2N，根據(jù)牛頓第二定律有3N－μmg＝ma，解得m＝0.5kg，μ＝0.40，A、B選項錯誤；第2s內物體運動的位移為1m，摩擦力為2N，克服摩擦力做的功W＝2.0J，C選項正確；前2s內推力F做功為3J，平均功率eq\x\to(P)＝eq\f(3,2)W＝1.5W，D選項正確．13.如圖10所示，木塊B上表面是水平的，木塊A置于B上并與B保持相對靜止，一起沿固定的光滑斜面由靜止開始下滑，在下滑過程中 ()圖1A．A所受的合外力對A不做功B．B對A的彈力做正功C．B對A的摩擦力做正功D．A對B不做功答案CD解析AB一起沿固定的光滑斜面由靜止開始下滑，設斜面傾角為θ，則加速度為gsinθ.由于A速度增大，由動能定理，A所受的合外力對A做正功，B對A的摩擦力做正功，B對A的彈力做負功，選項A、B錯誤，C正確．A對B不做功，選項D正確．14.如圖11所示，在傾角為θ的光滑斜面上有一輕質彈簧，其一端固定在斜面下端的擋板上，另一端與質量為m的物體接觸(未連接)，物體靜止時彈簧被壓縮了x0.現(xiàn)用力F緩慢沿斜面向下推動物體，使彈簧在彈性限度內再被壓縮2x0后保持物體靜止，然后撤去F，物體沿斜面向上運動的最大距離為4.5x0，則在撤去F后到物體上升到最高點的過程中()圖11A．物體的動能與重力勢能之和不變B．彈簧彈力對物體做功的功率一直增大C．彈簧彈力對物體做的功為4.5mgx0sinθD．物體從開始運動到速度最大的過程中克服重力做的功為2mgx0sinθ答案CD解析在運動過程中有彈簧的彈性勢能轉化為物體的動能與重力勢能，選項A錯誤；根據(jù)功能關系知，選項C正確；彈簧彈力對物體做功的功率先增大后減小，選項B錯誤；物體在彈簧壓縮量為x0處速度最大，這時物體從靜止開始沿斜