2022届高考物理二轮复习专题05功、功率和动能定理提升篇 WORD版含答案.docx

1、2022届高考物理二轮复习专题05功、功率和动能定理提升篇一、单选题，共12小题1（2021福建省福州第二中学高二期末）一质量为2 kg的物体受水平拉力F作用，在粗糙水平面上做加速直线运动时的at图像如图所示，t=0时其速度大小为2 m/s。滑动摩擦力大小恒为2 N，则（）A在t=6 s时刻，物体的速度为18 m/sB在06 s时间内，合力对物体做的功为400 JC在06 s时间内，拉力对物体的冲量为36 NsD在t=6 s时刻，拉力F的功率为200 W2（2022北京一模）如图所示为某地一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为20m的圆面。某时间内该地区的风速是5.0m/s，风向恰好跟叶片转

2、动的圆面垂直，已知空气的密度为1.2kg/m3，假如这个风力发电机能将此圆内10%的空气动能转化为电能，取3。下列说法正确的是（）A单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积为6000m3B单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为900JC单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动量为900kgm/sD此风力发电机发电的功率为900W3（2022重庆模拟预测）如图所示，表演者用轻绳拴住一个质量为0.5kg的小水桶，能使其能在竖直平面内做半径为1.4m的圆周运动，但轻绳能承受的最大拉力为120N。现在小水桶中加水，为使水和小水桶能在竖直平面做圆周运动，所加的水不能超过多少？重力加速度为1

3、0m/s2（）A0.5kgB1.5kgC2kgD2.5kg4（2022四川凉山二模）科技冬奥是北京冬奥会的一个关键词，大家在观看滑雪大跳台的比赛时，对“时间切片”有深刻的印象，就是把运动员从跳台上速度斜向上起飞一直到落地的过程展现在一帧画面上，3秒瞬间一帧呈现，给观众带来震撼视觉体验。假如运动员质量为m，离开跳台时速度的大小为v，重力加速度为g，运动中忽略阻力，则（）A运动员在空中运动的每帧位置之间，重力冲量不相同B运动员在空中运动的每帧位置之间，速度的改变方向不同C运动员从跳台到最高点过程中，重力势能的增加为D运动员从最高点落回地面过程中重力的瞬时功率随时间均匀增加5（2022重庆模拟预测）

4、如图所示，小球被轻绳系于天花板顶点，现将小球置于使轻绳水平且刚好绷直的高度，静止释放后。在小球摆到最低点的过程中，竖直分速度最大时轻绳与水平方向夹角为1，则1大小应满足（）ABCD6（2022全国高三专题练习）2022年将在我国举办第二十四届冬奥会，滑雪是冬奥会常见的体育项目，具有很强的观赏性。某滑道示意图如图所示，圆弧滑道AB与水平滑道BC平滑衔接，O是圆弧滑道AB的圆心。运动员从A点由静止开始下滑，最后运动员滑到C点停下。不计空气阻力，下列说法正确的是（）A从A到B的过程中，运动员受重力、支持力、摩擦力和向心力B从A到B的过程中，运动员所受的合外力始终指向圆心OC从A到C的过程中，运动员的

5、机械能保持不变D从A到C的过程中，重力所做的功等于克服摩擦力所做的功7（2022全国高三专题练习）一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5 s内做匀加速直线运动，5 s末达到额定功率，之后保持以额定功率运动，其vt图像如图所示。已知汽车的质量为m=1103 kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取10 m/s2，则以下说法正确的是（）A汽车在前5 s内的牵引力为5102 NB汽车速度为25 m/s时的加速度为5 m/s2C汽车的额定功率为100 kWD汽车的最大速度为80 m/s8（2022全国高三专题练习）如图所示，固定在竖直平面内的1/4圆弧轨道与水平轨道相切于最低点B，质量为m的小

6、物块从圆弧轨道的顶端A由静止滑下，经过B点后沿水平轨道运动，并停在到B点距离等于圆弧轨道半径的C点圆弧轨道粗糙，物块与水平轨道间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g物块到达B点前瞬间对轨道的压力大小为（）A2mgB3mgC（1+2）mgD（1+）mg9（2022全国高三专题练习）汽车发动机的额定功率是60kW，汽车的质量为2103kg，在平直路面上行驶，受到的阻力是车重的0.1倍若汽车从静止出发，以0.5ms2的加速度做匀加速运动，则出发50s时，汽车发动机的实际功率为（取g=10ms2）（）A25kWB50kWC60kWD75kW10（2022全国高三专题练习）一个小球被水平抛出，运动t时间重

7、力做功为W，不计空气阻力，则t时刻重力的瞬时功率为（）ABCD11（2022全国高三专题练习）一质量为2kg的物体静止在水平桌面上，在水平拉力F的作用下，沿水平方向运动2s后撤去外力，其v-t图像如图所示，下列说法正确的是A在02s内，合外力做的功为4JB在02s内，合外力做的功为8JC在06s内，摩擦力做的功为-8JD在06s内，摩擦力做的功为-4J12（2022辽宁抚顺市第二中学一模）沿平直公路匀速行驶的汽车上，固定着一个正四棱台，其上、下台面水平，如图为俯视示意图。在顶面上四边的中点a、b、c、d沿着各斜面方向，同时相对于正四棱台无初速释放4个相同小球。设它们到达各自棱台底边分别用时Ta

8、、Tb、Tc、Td，到达各自棱台底边时相对于地面的机械能分别为Ea、Eb、Ec、Ed（取水平地面为零势能面，忽略斜面对小球的摩擦力）。则有（ ）A，B，C，D，二、多选题，共5小题13（2022全国高三专题练习）在某一粗糙的水平面上，一质量为2 kg的物体在水平恒定拉力的作用下做匀速直线运动，当运动一段时间后，拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动，图中给出了拉力随位移变化的关系图像。已知重力加速度g10 m/s2。根据以上信息能精确得出或估算得出的物理量有（）A物体与水平面间的动摩擦因数B合外力对物体所做的功C物体做匀速运动时的速度D物体运动的时间14（2022全国高三专题练习）

9、一辆CRH2型动车组的总质量M=2.0105kg，额定输出功率为4800kW假设该动车组在水平轨道上运动时的最大速度为270km/h，受到的阻力f与速度v满足f=kv，g取10m/s2下列说法正确的是A该动车组以最大速度行驶时的牵引力为6.4104NB从题中给出的数据可算出k=1.0103Ns/mC当匀速行驶的速度为最大速度一半时，动车组受到的阻力为1.6104ND当匀速行驶的速度为最大速度一半时，动车组的输出功率为1200kW15（2021黑龙江哈尔滨市第一六二中学校高三阶段练习）复兴号动车在世界上首次实现速度350km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m

10、的动车，初速度为，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度，设动车行驶过程所受到的阻力F保持不变。动车在时间t内（）A做匀加速直线运动B加速度逐渐减小C牵引力的功率D牵引力做功16（2022全国高三专题练习）如图所示，摆球质量为m，悬线的长为l，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点沿圆弧运动到B点的过程中空气阻力F阻的大小不变，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A重力做功为mglB绳的拉力做功为零CF阻做功为mglDF阻做功为F阻l17（2022全国高三专题练习）如图所示，直杆AB与水平面成角固定，在杆上套一质量为m的小滑块，杆底端B点处有一弹性挡板，杆与板面垂直，

11、滑块与挡板碰撞后原速率返回。现将滑块拉到A点由静止释放，与挡板第一次碰撞后恰好能上升到AB的中点，设重力加速度为g，由此可以确定（）A滑块下滑和上滑过程加速度的大小a1、a2B滑块第1次与挡板碰撞前速度v1C滑块与杆之间动摩擦因数D滑块第k次与挡板碰撞到第k+1次与挡板碰撞时间间隔t三、填空题，共4小题18（2021上海模拟预测）质量为m的质点所受的力F随时间变化的规律如图所示，力的方向始终在一直线上。已知t=0时质点处于静止状态，在图中t0、2t0、3t0和4t0的各时刻中，质点离出发点距离最大的时刻是_；质点动能的最大值是_。19（2021福建上杭县才溪中学高三阶段练习）如图，两根相同的轻

12、绳将一重力为G的小球悬挂在水平天花板下，静止时轻绳与天花板的夹角均为30，则每根轻绳的拉力大小均为_；现剪断一根轻绳，当球摆至最低点时，轻绳的拉力大小为_。20（2022河北模拟预测）实验小组利用竖直轨道和压力传感器验证机械能守恒定律，半径可调的光滑竖直轨道与光滑水平轨道连接，在轨道最低点A和最高点B各安装一个压力传感器，压力传感器与计算机相连，如图所示，将质量为m的小球（可视为质点）以某一速度进入轨道最低点，通过计算机读出两个传感器的读数，重力加速度为g，则（1）设轨道半径为R，小球能运动到最高点B，小球在最低点入射速度不得小于_。（2）实验中压力传感器的读数之差_时，小球的机械能守恒。（3

13、）初速度一定的前提下，小球在做圆周运动过程中，压力传感器的读数之差与轨道半径_（填“有关”或“无关”），压力传感器的读数之比与轨道半径_（填“有关”或“无关”）。21（2021上海静安二模）如图所示，电梯由质量为1103 kg的轿厢、质量为8102 kg的配重、定滑轮和钢缆组成，轿厢和配重分别系在绕过定滑轮的钢缆两端，定滑轮与钢缆的质量可忽略不计。在与定滑轮同轴的电动机驱动下电梯正常工作，在轿厢由静止开始以2 m/s2的加速度向上运行1s的过程中，钢缆对轿厢的拉力所做的功为_J，电动机对电梯整体共做功_J。（取g=10 m/s2）四、解答题，共4小题22（2022北京一模）如图所示，半径为R的

14、光滑四分之一圆弧轨道AB与粗糙的水平轨道BC平滑连接，A点是四分之一圆弧轨道最高点，B点是四分之一圆弧轨道最低点，现有质量均为m的两物块M和N（可看成质点）。物块N静止于B点，物块M从A点由静止释放，两物块在B点发生弹性碰撞，已知水平轨道与物块之间的动摩擦因数为，重力加速度为g，求：（1）碰撞前瞬间物块M受轨道支持力的大小；（2）碰撞后物块N在水平轨道上滑行的最大距离。23（2022广东佛山模拟预测）如图所示，粗糙水平面AB与竖直面内的光滑半圆形轨道在B点平滑相接，一质量m的小滑块（可视为质点）将弹簧压缩至A点后由静止释放，经过B点后恰好能通过最高点C作平抛运动。已知：导轨半径R0.4m，小滑

15、块的质量m0.1kg，小滑块与轨道AB间的动摩擦因数0.2，AB的长度L20m，重力加速度取10m/s2。求：（1）小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小；（2）弹簧压缩至A点时弹簧的弹性势能；（3）若仅改变AB的长度L，其他不变，滑块在半圆轨道运动时不脱离轨道，求出L的可能值。24（2022全国高三专题练习）如图甲所示，在水平路段AB上有一质量为2103 kg的汽车，正以10 m/s的速度向右匀速运动，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的vt图像如图乙所示（在t15 s处水平虚线与曲线相切），运动过程中汽车发动机的输出功率保持20 kW不变，假设汽车在两个路段上受到的阻力（含地

16、面摩擦力和空气阻力等）各自有恒定的大小。求：（1）汽车在AB路段上运动时所受的阻力Ff1；（2）汽车刚好到达B点时的加速度a；（3）BC路段的长度。25（2022全国高三专题练习）如图所示，质量m=3kg的小物块以初速度v0=4m/s水平向右抛出，恰好从A点沿着圆弧的切线方向进入圆弧轨道。圆弧轨道的半径为R= 3.75m，B点是圆弧轨道的最低点，圆弧轨道与水平轨道BD平滑连接，A与圆心D的连线与竖直方向成角，MN是一段粗糙的水平轨道，小物块与MN间的动摩擦因数=0.1，轨道其他部分光滑最右侧是一个半径为r =0.4m的半圆弧轨道，C点是圆弧轨道的最高点，半圆弧轨道与水平轨道BD在D点平滑连接已

17、知重力加速度g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8（1）求小物块经过B点时对轨道的压力大小；（2）若MN的长度为L0=6m，求小物块通过C点时对轨道的压力大小；（3）若小物块恰好能通过C点，求MN的长度L。参考答案：1D【解析】A. 加速直线运动时的at图像所围的面积代表速度的变化量，则则故A错误；B根据动能定理得故B错误；C在06 s时间内，拉力对物体的冲量为故C错误；D在t=6 s时刻，拉力F解得F=10N拉力F的功率为故D正确。故选D。2A【解析】A单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积为故A正确；B单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为故B错误；C单位时

18、间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动量为故C错误；D依题意，此风力发电机发电的功率为故D错误。故选A。3B【解析】根据题意可知，当水和水桶在最低点所受拉力最大，设在最低点的速度为，由牛顿第二定律有可得可知，水和水桶在最低点的速度越小，可加的水越多，则水和水桶恰好能通过最高点，设在最高点的速度为，则根据机械能守恒有联立解得则所加的水不能超过故ACD错误B正确。故选B。4D【解析】A运动员在空中运动的每帧位置之间，时间间隔相同,重力的冲量由可知重力冲量相同，故A错误；B运动员在空中只受重力作用，运动的每帧位置之间，速度的改变方向由可知是相同的，故B错误；C运动员从跳台到最高点过程中，由于最高点有水

19、平方向的速度，所以重力势能的增加小于，故C错误；D运动员从最高点落回地面过程中重力的瞬时功率为所以随时间均匀增加，故D正确。故选D。5C【解析】令绳的长度为，小球质量为。当绳与水平方向成角时，由动能定理得所以竖直分速度为当竖直分速度最大时轻绳与水平方向夹角为1，令，则有解得故选C。6D【解析】A从A到B的过程中，运动员仅受重力、支持力和摩擦力共三个力，而向心力是效果力，是由所受的三个力提供，故A错误；B从A到B的过程中，运动员做变速圆周运动，沿半径方向的合力提供向心力，而切向合力不为零改变速度的大小，故总的合外力不会始终指向圆心，故B错误；C从A到C的过程中，因运动员所受的摩擦力一直做负功，则

20、其机械能保持一直减小，故C错误；D对从A到C的全过程，由动能定理即重力所做的功等于克服摩擦力所做的功，故D正确。故选D。7C【解析】A由图像可知匀加速直线运动的加速度为m/s2=4 m/s2根据牛顿第二定律得Ff=ma解得牵引力为F=fma=0.11104 N11034 N=5103 N，故A错误；BC汽车的额定功率为P=Fv=5 00020 W=100 kW当汽车的速度是25 m/s时，牵引力F=N=4103 N此时汽车的加速度a= m/s2=3 m/s2故B错误，C正确；D当牵引力与阻力相等时，速度最大，最大速度为vm =m/s=110 2m/s故D错误。故选C。8C【解析】研究物块从B到

21、C的过程，由动能定理求得物块经过B点的速度在B点，由牛顿第二定律求得轨道对物块的支持力，从而得到物块对轨道的压力设圆轨道的半径为r物块从B到C的过程，由动能定理得：mgr0mvB2；在B点，由牛顿第二定律得：Nmgm；联立得：N（1+2）mg；由牛顿第三定律知物块到达B点前瞬间对轨道的压力大小为（1+2）mg故选C本题考查了动能定理和向心力知识的基本运用，抓住末动能为零，灵活选择研究的过程求B点的速度在B点，要知道由合力提供向心力9C【解析】汽车受到的阻力汽车以0.5ms2的加速度做匀加速运动根据牛顿第二定律解得若50s内车是匀加速，则50s末汽车功率但汽车发动机的额定功率是60kW；则50s

22、内车不是匀加速，而是先匀加速后变加速，故出发50s时，汽车发动机的实际功率为60kW。故选C。10C【解析】根据题意有解得故选C。11A【解析】A、B、在02s可读出初末速度，由动能定理可得，故A正确，B错误C、D、在06s内由全程的动能定理：，其中；对于02s牛顿第二定律，得，而，联立得，故C、D均错误故选A【点睛】本题考查功的计算以及牛顿第二定律的应用、图象的应用，要注意明确物体的运动状态，再由牛顿第二定律求出拉力和摩擦力，才能准确求解12B【解析】以棱台为参考系，以释放点为原点建立坐标系。水平方向的加速度竖直加速度相对于棱台水平位移竖直位移四个小球的竖直位移y均相同，故所用时间相同，即根

23、据功的定义可知，重力对四个小球做功相等，因a受支持力与运动方向成锐角，做正功，而c受支持力与运动方向成钝角，做负功，b、d受到的支持力与运动方向垂直，不做功；故前者水平速度大，故落地时的机械能关系为故B正确，ACD错误。故选B。13ABC【解析】A物体做匀速直线运动时，拉力F与滑动摩擦力f大小相等，物体与水平面间的动摩擦因数为0.35选项A正确；BC减速过程由动能定理得WFWf0mv2根据Fx图像中图线与坐标轴围成的面积可以估算力F做的功WF，而Wfmgx由此可求得合外力对物体所做的功及物体做匀速运动时的速度v，则BC正确；D因为物体做变加速运动，所以运动时间无法求出，D错误。故选ABC。14

24、AD【解析】A由题知，最大速度为，根据，得该动车组以最大速度行驶时的牵引力为故A正确；B当牵引力与阻力相等时，速度达到最大，则有解得故B错误；C当匀速行驶的速度为时，则有此时牵引力D根据故C错误，D正确；故选AD。15BC【解析】AB动车的功率恒定，根据可知动车的牵引力减小，根据牛顿第二定律得可知动车的加速度减小，所以动车做加速度减小的加速运动，A错误，B正确；C当加速度为0时，牵引力等于阻力，则额定功率为C正确；D动车功率恒定，在时间内，牵引力做功为根据动能定理得D错误。故选BC。16ABD【解析】A小球下落过程中，重力做功为mgl，A正确；B绳的拉力始终与速度方向垂直，拉力做功为零，B正确

25、；CD空气阻力F阻大小不变，方向始终与速度方向相反，故F阻做功为F阻l，则C错误，D正确。故选ABD。17AC【解析】AC设AB长为L，对整个过程，运用动能定理得得=根据牛顿第二定律得下滑过程上滑过程解得，所以可求得滑块下滑和上滑过程加速度的大小a1、a2，故AC正确；BD由于AB间的距离未知，尽管求出加速度，但不能求出滑块到达挡板时的时间以及与挡板碰撞的速度，故BD错误。故选AC。18 4t0 【解析】由F-t图像得，0-t0，根据牛顿第二定律可得加速度为质点向正方向做匀加速直线运动，t0-2t0，向正方向做匀减速直线运动，加速度大小与第一段相同，2t0时，速度刚好减为0，2t0-4t0和0

26、-2t0内受力情况完全相同，运动情况完全相同。整段过程一直向正方向运动，所以4t0时刻质点离出发点距离最大。t=t0时刻，质点速度最大，动能最大19 G 2G【解析】设小球静止时每根轻绳的拉力大小为F1，根据共点力的平衡条件可得解得设轻绳长为L，小球质量为m，小球摆至最低点时的速度大小为v，则根据机械能守恒定律有设此时轻绳的拉力大小为F2，则根据牛顿第二定律有联立以上两式解得20 无关 有关【解析】(1)刚好通过最高点B时，有由最低点A到B点过程，有联立解得则小球在最低点入射速度不得小于。(2)最高点B，有最低点A，有如果不考虑阻力，由最低点A到B点过程，有压力传感器的读数之差联立解得(3)由

27、于，所以压力传感器的读数之差与轨道半径无关。压力传感器的读数为所以压力传感器的读数之比与轨道半径有关。21 1.2104 5.6103【解析】对轿厢受力分析，受到重力和钢缆的拉力，根据牛顿第二定律可得解得1s内通过的位移为钢缆对轿厢的拉力所做的功为对于质量为8102kg的配重，牵引力做负功，其值为W。根据牛顿第二定律得解得因此起重机对配重做负功所以电动机对电梯共做功为22（1）3mg；（2）【解析】（1）设物块M从A点运动到B点时速度为v0，由机械能守恒定律可得设M在A点所受的支持力为FN，则有解得FN=3mg（2）两物块在B点发生弹性碰撞，有解得根据动能定理，有解得23（1）6N；（2）5J

28、；（3）或【解析】（1）小滑块恰好能通过最高点C，有解得从B到C根据动能定理有解得在B点，对小滑块有解得故根据牛顿第三定律可得小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小为6N。（2）设弹簧压缩至A点时弹簧的弹性势能为EP，根据能量守恒定律有解得故弹簧压缩至A点时弹簧的弹性势能为5J。（3）当小滑块恰好能通过最高点C作平抛运动时，AB的长度为20m，当滑块运动到与圆心O等高时速度为零，设此时AB之间的距离为L1，从A到与圆心等高位置，根据能量守恒定律可得解得物块恰好达到B点，根据能量守恒定律可得解得故要使滑块在半圆轨道运动时不脱离轨道，则或。24（1）2000 N；（2）1 m/s2；（3）68.75

29、m【解析】（1）汽车在AB路段时，有F1Ff1PF1v1Ff1联立解得Ff12 000 N（2）t15 s时汽车处于平衡状态，有F2Ff2PF2v2Ff2联立解得Ff24 000 Nt5 s时汽车开始做减速运动，有F1Ff2ma解得a1 m/s2（3）由动能定理得PtFf2xmv22mv12解得x68.75 m25（1）62N；（2）60N；（3）10m【解析】（1）物块做平抛运动到A点时，根据平抛运动的规律有解得小物块经过A点运动到B点，根据机械能守恒定律有小物块经过B点时，有解得根据牛顿第三定律，小物块对轨道的压力大小是62N（2）小物块由B点运动到C点，根据动能定理有在C点，由牛顿第二定律得代入数据解得根据牛顿第三定律，小物块通过C点时对轨道的压力大小是60N （3）小物块刚好能通过C点时，根据解得小物块从B点运动到C点的过程，根据动能定理有代入数据解得