2022高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章《機(jī)械能》第1課時(shí) 功和功率課時(shí)沖關(guān) 新人教版

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1、2022高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章《機(jī)械能》第1課時(shí) 功和功率課時(shí)沖關(guān) 新人教版 一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分) 1．(68520128)(2017·廣東廣州執(zhí)信中學(xué)期中考試)如圖所示，水平路面上有一輛質(zhì)量為M的汽車，車廂中有一個(gè)質(zhì)量為m的人正用恒力F向前推車廂，在車以加速度a向前加速行駛距離L的過程中，下列說法正確的是(　　) A．人對車的推力F做的功為FL B．人對車做的功為maL C．車對人的作用力大小為ma D．車對人的摩擦力做的功為(F－ma)L 解析：A　[根據(jù)功的公式可知，人對車做功為W＝FL，故A正確；在水平方向上，由牛頓第二定律可知車對人

2、的作用力為F′＝ma，人對車的作用力為－ma，故人對車做的功為W＝－maL，故B錯(cuò)誤；因車對人還有支持力，大小等于mg，故車對人的作用力為N＝，故C錯(cuò)誤；對人由牛頓第二定律得f－F＝ma，解得f＝ma＋F，車對人的摩擦力做功為W＝fL＝(F＋ma)L，故D錯(cuò)誤．] 2．(2017·江蘇鎮(zhèn)江模擬)如圖所示，匈牙利大力士希恩考·若爾特曾用牙齒拉動(dòng)50 t的A320客機(jī)．他把一條繩索的一端系在飛機(jī)下方的前輪處，另一端用牙齒緊緊咬住，在52 s的時(shí)間內(nèi)將客機(jī)拉動(dòng)了約40 m．假設(shè)大力士牙齒的拉力約為5×103 N，繩子與水平方向夾角θ約為30°，則飛機(jī)在被拉動(dòng)的過程中(　　) A．重力做功

3、約2.0×107 J B．拉力做功約1.7×105 J C．克服阻力做功約1.5×105 J D．合外力做功約2.0×105 J 解析：B　[飛機(jī)在水平方向被拉動(dòng)，故此過程中飛機(jī)的重力不做功，故A錯(cuò)誤；根據(jù)W＝Fscos θ＝5×103×40× J＝1.7×105 J，故B正確；飛機(jī)獲得的動(dòng)能Ek＝mv2＝×50×103×2 J＝5.9×104 J，根據(jù)動(dòng)能定理可知，合外力做功為5.9×104 J，又拉力做功1.7×105 J，所以克服阻力做功1.11×105 J，故C、D均錯(cuò)誤．] 3．(2017·江西余江一中二模)如圖甲所示，靜止在水平地面上的物塊受到水平拉力F的作用，F(xiàn)與時(shí)間t

4、的關(guān)系如圖乙所示，設(shè)物塊與地面之間的最大靜摩擦力fm大小與滑動(dòng)摩擦力大小相等，則 (　　) A．0～t1時(shí)間內(nèi)所受摩擦力大小不變 B．t1～t2時(shí)間內(nèi)物塊做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng) C．t2時(shí)刻物塊的速度最大 D．t2～t3時(shí)間內(nèi)物塊克服摩擦力做功的功率增大 解析：D　[在0～t1時(shí)間內(nèi)水平拉力小于最大靜摩擦力，物塊保持不動(dòng)，摩擦力大小逐漸增大，故A錯(cuò)誤；t1～t2時(shí)間內(nèi)，拉力逐漸增大，摩擦力不變，根據(jù)牛頓第二定律可知，加速度逐漸增大，故B錯(cuò)誤；t1～t3時(shí)間內(nèi)，合力向前，物塊一直加速前進(jìn)，t3時(shí)刻后合力反向，物塊要做減速運(yùn)動(dòng)，所以t3時(shí)刻物塊速度最大，故C錯(cuò)誤；t2～t3時(shí)間

5、內(nèi)物塊速度逐漸增大，摩擦力大小不變，根據(jù)P＝fv可知物塊克服摩擦力的功率增大，故D正確．] 4．(2017·福建莆田質(zhì)檢)如圖所示，乒乓球運(yùn)動(dòng)員用同一個(gè)乒乓球兩次發(fā)球，乒乓球恰好都在等高處水平向左越過球網(wǎng)，從最高點(diǎn)落到臺面的過程中(不計(jì)乒乓球的旋轉(zhuǎn)和空氣阻力)，下列說法正確的是 (　　) A．球第1次過網(wǎng)時(shí)的速度小于第2次的 B．球第1次的速度變化量小于第2次的 C．球兩次落到臺面時(shí)重力的瞬時(shí)功率相等 D．球兩次落到臺面過程中重力的平均功率不相等 解析：C　[球下落的高度相同，由h＝gt2可知下落的時(shí)間相等，因球第1次比第2次通過的水平位移大，根據(jù)x＝vt可知，球第1次過網(wǎng)時(shí)

6、的速度大于第2次過網(wǎng)時(shí)的速度．球在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，故速度變化量只在豎直方向，由Δv＝gt可得速度變化量相等．重力的瞬時(shí)功率P＝mgvy，落地時(shí)豎直方向的速度相等，故球兩次落到臺面時(shí)重力的瞬時(shí)功率相等．平均功率等于功除以時(shí)間，重力兩次做的功相同，時(shí)間也相同，重力兩次的平均功率也相同．故選C.] 5．(68520129)(2017·山西康杰中學(xué)、長治二中、臨汾一中、忻州中學(xué)四校聯(lián)考)質(zhì)量m＝20 kg的物體，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直線運(yùn)動(dòng).0～2 s內(nèi)F與運(yùn)動(dòng)方向相反，2～4 s內(nèi)F與運(yùn)動(dòng)方向相同，物體的v-t圖象如圖所示．g取10 m/s2

7、，則(　　) A．拉力F的大小為100 N B．物體在4 s時(shí)拉力的瞬時(shí)功率為120 W C．4 s內(nèi)拉力所做的功為480 J D．4 s內(nèi)物體克服摩擦力做的功為320 J 解析：B　[取物體初速度方向?yàn)檎较?，由圖象可知物體與水平面間存在摩擦力，由圖象可知0～2 s內(nèi)，－F－f＝ma1且a1＝－5 m/s2；2～4 s內(nèi)，－F＋f＝ma2且a2＝－1 m/s2，聯(lián)立以上兩式解得F＝60 N，f＝40 N，A錯(cuò)誤．由P＝Fv得4 s時(shí)拉力的瞬時(shí)功率為120 W，B正確．由W＝Pt得4 s內(nèi)拉力所做的功為－480 J，C錯(cuò)誤．摩擦力做功W＝fs，摩擦力始終與速度方向相反，故s為路程，由

8、圖象可知總路程為12 m,4 s內(nèi)物體克服摩擦力做的功為480 J，D錯(cuò)誤．] 6．(2017·福建廈門雙十中學(xué)期中)一輛汽車在水平路面上勻速直線行駛，阻力恒定為f.t1時(shí)刻駛?cè)胍欢巫枇?f的路段繼續(xù)行駛．t2時(shí)刻駛出這段路，阻力恢復(fù)為f.行駛中汽車功率恒定，則汽車的速度v及牽引力F隨時(shí)間t的變化圖象可能是(　　) 解析：A　[t1之前，汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，牽引力與阻力相等，t1時(shí)刻后阻力變?yōu)?f，汽車做減速運(yùn)動(dòng)，由P＝Fv知，隨著速度的減小，牽引力逐漸增大，即汽車做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)牽引力增到2f時(shí)，汽車做勻速運(yùn)動(dòng)．t2時(shí)刻后，汽車駛出這段路，阻力恢復(fù)為f，這時(shí)牽引力為2

9、f大于阻力f，汽車做加速運(yùn)動(dòng)，由P＝Fv知，隨著速度增大，牽引力逐漸減小，加速度逐漸減?。梢陨戏治隹芍珹正確．] 二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分．全部選對的得6分，部分選對的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分) 7．(2017·重慶育才中學(xué)月考)質(zhì)量為m的物體在水平恒定外力F作用下沿水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后撤去外力，已知物體的v-t圖象如圖所示，則下列說法正確的有(　　) A．物體所受摩擦力大小為 B．水平拉力大小是物體所受摩擦力大小的2倍 C．物體在加速階段的平均速度大于減速階段的平均速度 D．0～3t0時(shí)間內(nèi)物體克服摩擦力做功的平均功率為 解析：A

10、D　[由v-t圖象知物體在加速階段的加速度大小為a1＝，在減速階段的加速度大小為a2＝，由牛頓第二定律知物體所受摩擦力大小為f＝ma2＝，A正確；而F－f＝ma1，即水平拉力大小為F＝，是物體所受摩擦力大小的3倍，B錯(cuò)誤；由v-t圖象知物體在加速階段的平均速度和在減速階段的平均速度均為，C錯(cuò)誤；0～3t0時(shí)間內(nèi)物體的位移為x＝，所以克服摩擦力做功的平均功率為P＝＝，D正確．] 8．(2017·河南模擬)質(zhì)量為2 kg的物塊，放在水平面上，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，在水平拉力的作用下物塊由靜止開始運(yùn)動(dòng)，水平拉力做的功W隨物塊的位移x變化的關(guān)系如圖所示．重力加速度g取10 m/s2，

11、下列說法正確的是(　　) A．在x＝0至x＝2 m的過程中，物塊的加速度大小是1 m/s2 B．在x＝4 m時(shí)，摩擦力的瞬時(shí)功率是4 W C．在x＝2 m至x＝6 m的過程中，物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng) D．在x＝0至x＝6 m的過程中，拉力的平均功率是4 W 解析：ABD　[W-x圖線的斜率表示水平拉力F的大小，由圖可知，x＝0至x＝2 m的過程中，水平拉力為F1＝4 N，由牛頓第二定律有F1－μmg＝ma解得a＝1 m/s2，故A正確．根據(jù)圖象可知，x＝4 m對應(yīng)拉力做的功W＝12 J，0～4 m的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理有W－μmgx＝mv2，解得v＝2 m/s，則在x＝4 m時(shí)，摩擦力

12、的瞬時(shí)功率是P＝μmgv＝0.1×2×10×2 W＝4 W，故B正確．W-x圖線的斜率表示水平拉力F的大小，由圖可知，x＝2 m至x＝6 m的過程中，水平拉力F2＝2 N，而f＝μmg＝2 N，F(xiàn)2＝f，物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤．在x＝0至x＝2 m的過程中物塊的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1＝＝2 s，在x＝2 m至x＝6 m的過程中物塊的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2＝ s＝2 s，在x＝0至x＝6 m的過程中，拉力的平均功率＝＝ W＝4 W，故D正確．] 9．(2017·四川成都七中第一次理科綜合)如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定在水平面上，另一端放置一質(zhì)量m＝1 kg的小球，小球此時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)用豎直向上的拉力F作用

13、在小球上，使小球開始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)0.2 s彈簧剛好恢復(fù)到原長，此時(shí)小球的速度為1 m/s，整個(gè)過程彈簧始終在彈性限度內(nèi)，g取10 m/s2.下列說法正確的是 (　　) A．在0～0.2 s內(nèi)，拉力的最大功率為15 W B．彈簧的勁度系數(shù)為100 N/cm C．在0.2 s時(shí)撤去外力，則小球在全過程中能上升的最大高度為15 cm D．在0～0.2 s內(nèi)，拉力F對小球做的功等于1.5 J 解析：AC　[小球從靜止開始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)0.2 s彈簧剛好恢復(fù)到原長，此時(shí)小球的速度v＝1 m/s，0.2 s內(nèi)小球的位移x＝t＝0.1 m，加速度a＝＝5 m/s2.剛開始彈簧

14、靜止，故mg＝kx，解得k＝＝100 N/m，故B錯(cuò)誤．對小球受力分析，小球受重力、拉力和彈簧的彈力，根據(jù)牛頓第二定律有F－mg＋k＝ma，解得F＝5＋250t2(t≤0.2 s)，拉力F的功率P＝Fv＝Fat＝(5＋250t2)×5t，當(dāng)t＝0.2 s時(shí)，拉力功率達(dá)到最大，為Pm＝15 W，故A正確．撤去F后，小球離開彈簧做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，能繼續(xù)上升的最大高度為h＝＝0.05 m，故小球在全過程中能上升的最大高度為H＝x＋h＝0.15 m＝15 cm，故C正確．在0～0.2 s內(nèi)拉力F＝5＋250t2(t≤0.2 s)，逐漸增加，最大為15 N，位移為0.1 m，故拉力做的功W<15 N×0.

15、1 m＝1.5 J，故D錯(cuò)誤．] 10．(2017·福建泉州一診)如圖甲所示，在傾角為37°的粗糙且足夠長的斜面的底端，一質(zhì)量m＝2 kg、可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊壓縮一輕彈簧并鎖定，滑塊與彈簧不相連．t＝0時(shí)解除鎖定，計(jì)算機(jī)通過傳感器描繪出滑塊的v-t圖象如圖乙所示，其中ab段為曲線，bc段為直線，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，則下列說法正確的是(　　) A．在滑塊與彈簧脫離之前，滑塊一直做加速運(yùn)動(dòng) B．滑塊在0.15 s末的加速度為－8 m/s2 C．滑塊在0.1 s末克服重力做功的功率為32 W D．滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25 解析：

16、BD　[0～0.1 s為滑塊和彈簧接觸的過程，由圖象可知，滑塊先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；v-t圖線的斜率代表加速度，0.1～0.2 s內(nèi)滑塊的加速度a＝＝ m/s2＝－8 m/s2，故B正確；在0.1 s末滑塊的速度為1.6 m/s，克服重力做功的功率為PG＝mgvsin 37°＝19.2 W，故C錯(cuò)誤；在0.1～0.2 s內(nèi)，對滑塊，由牛頓第二定律可知－mgsin 37°－μmgcos 37°＝ma，解得μ＝＝0.25，故D正確．] 三、非選擇題(本題2小題，共40分．寫出必要的文字說明和重要的演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位) 11．(68520130)(20分)1.3 L夏

17、利N3轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率為63 kW，汽車滿載質(zhì)量為1 225 kg，最高車速是165 km/h，汽車在平直路面上行駛(g取10 m/s2)問： (1)汽車所受阻力與車重的比值是多少？ (2)若汽車從靜止開始，以1.0 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，則這一過程能維持多長時(shí)間？ 解析：(1)達(dá)到最大速度時(shí)，a＝0，即牽引力F＝f(f為汽車所受的阻力)． vmax＝＝， f＝＝ N≈1.37×103 N， k＝＝≈0.11. (2)以恒定的加速度a從靜止開始運(yùn)動(dòng)，物體在達(dá)到最大功率之前做勻加速運(yùn)動(dòng)，速度越來越大，由ma＝F－f，Pmax＝Fvt，vt＝at得F＝ma＋f，Pmax＝

18、(ma＋f)at，t＝ ＝ s≈24.3 s. 答案：(1)0.11　(2)24.3 s 12．(68520131)(20分)(2017·寧夏模擬)日本大地震以及隨后的海嘯給日本帶來了巨大的損失．災(zāi)后某中學(xué)的部分學(xué)生組成了一個(gè)課題小組，對海嘯的威力進(jìn)行了模擬研究，他們設(shè)計(jì)了如下的模型：如圖甲所示，在水平地面上放置一個(gè)質(zhì)量為m＝4 kg的物體，讓其在隨位移均勻減小的水平推力作用下運(yùn)動(dòng)，推力F隨位移x變化的圖象 如圖乙所示，已知物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.5，取g＝10 m/s2. (1)在運(yùn)動(dòng)的過程中物體的最大加速度為多大？ (2)在距出發(fā)點(diǎn)什么位置時(shí)，物體的速度達(dá)到最大？ (3)物體在水平面上運(yùn)動(dòng)的最大位移是多少？ 解析：(1)由牛頓第二定律有F－μmg＝ma 當(dāng)推力F＝100 N時(shí)，物體所受合外力最大，加速度最大代入數(shù)據(jù)解得a＝－μg＝20 m/s2. (2)由圖象可得推力隨位移x變化的關(guān)系為： F＝100－25x 速度最大時(shí)，物體加速度為零，則F＝μmg 代入數(shù)據(jù)解得x＝3.2 m. (3)由F-x圖象可知推力對物體做的功 WF＝F·x0＝200 J 由動(dòng)能定理知WF－μmgxm＝0， 代入數(shù)據(jù)得：xm＝10 m. 答案：(1)20 m/s2　(2)x＝3.2 m處　(3)10 m