2020高考物理二轮复习第一板块力学选择题锁定9大命题区间第7讲掌握“两概念”“一模型”破解功和功率问题专

2019年

【2019最新】精选高考物理二轮复习第一板块力学选择题锁定9大命题区间第7讲掌握“两概念”“一模型”破解功和功率问题专题练

1.如图所示，质量m＝1 kg、长L＝0.8 m的均匀矩形薄板静止在水平桌面上，其右端与桌子边缘相平。板与桌面间的动摩擦因数为μ＝0.4。现用F＝5 N的水平力向右推薄板，使它翻下桌子，力F做的功至少为(g取10 m/s2)( )

A．1 J B．1.6 J

C．2 J D．4 J

解析：选B 在薄板没有翻转之前，薄板与水平面之间的摩擦力f＝μmg＝4 N。力F做的功用来克服摩擦力消耗的能量，而在这个过程中薄板只需移动的距离为，则做的功至少为W＝f×＝1.6 J，所以B正确。

2.[多选]如图所示，质量为m的小球(可视为质点)用长为L的细线悬于O点，自由静止在A位置，现用水平恒力F拉动小球。已知悬绳的最大偏角为θ，则力F的大小及力F做的功W为( )

A．F＝mgtan θ B．F＝错误!

C．W＝mgL(1－cos θ) D．W＝mgLtan θ

解析：选BC 由动能定理得：－mgL(1－cos θ)＋W＝0，故W＝mgL(1－cos θ)，C正确，D错误；而W＝FLsin θ，则F＝，A错误，B正确。

3.(2017·北京模拟)如图所示，质量为m的小球(可视为质点)用长为L的细线悬挂于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θ＝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，则( )

A．F1＝F2＝2mg

B．从A到B，拉力F做功为F1L 2019年

C．从B到A的过程中，小球受到的合外力大小不变

D．从B到A的过程中，小球重力的瞬时功率一直增大

解析：选A 在B位置，根据平衡条件有F1sin 30°＝mg，解得F1＝2mg。从B到A，根据动能定理得mgL(1－cos 60°)＝mv2，根据牛顿第二定律得F2－mg＝m，联立两式解得F2＝2mg，故A项正确；从A到B，小球缓慢移动，根据动能定理得WF－mgL(1－cos 60°)＝0，解得WF＝mgL，故B项错误；从B到A的过程中，小球的速度大小在变化，小球受到的合外力大小在变化，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，重力的功率先增大后减小，故D项错误。

4．质量为m的物体，自高为h、倾角为θ的固定粗糙斜面顶端由静止开始匀加速滑下，到达斜面底端时的速度为v。重力加速度为g。下列说法正确的是(

)

A．物体下滑过程的加速度大小为v2sin θh

B．物体下滑到底端时重力的功率为mgv

C．物体下滑过程中重力做功为mv2

D．物体下滑过程中摩擦力做功为mv2－mgh

解析：选D 由v2＝2a，得a＝，故A错误；物体下滑到底端时重力功率P＝mgvsin

θ，故B错误；重力做功W＝mgh，由于有摩擦力做功mgh＋Wf＝mv2，故C错误，D正确。

5.如图所示，A、B两物体的质量分别是m1和m2，用劲度系数为k的轻弹簧相连，处于竖直静止状态。现对A施加竖直向上的力F将A提起，稳定时B对地面无压力。当撤去F，A由静止向下运动至速度最大时，重力做功为( )

A. m12g2 B. m22g2

C. m1(m1＋m2)g2 D. m2(m1＋m2)g2

解析：选C 开始时弹簧的压缩量为x1＝；当对A施加竖直向上的力F将A提起，B对地面无压力时，弹簧伸长量为x2＝；当撤去F，A由静止向下运动至速度最大时，此位置在A开始时的平衡位置，则此过程中重力做功为W＝m1g(x1＋x2)＝m1(m1＋2019年

m2)g2，选项C正确。

6．汽车从静止开始先做匀加速直线运动，然后做匀速运动。汽车所受阻力恒定，下列汽车功率P与时间t的关系图像中，能描述上述过程的是( )

解析：选C 根据P＝Fv，F－Ff＝ma，做匀加速运动时，v＝at，所以P＝Fat，故功率与时间成正比，做匀速运动时，合力为零，即F＝Ff，P＝Fv＝Ffv，可知汽车由匀加速运动变为匀速运动，要求牵引力F突然减小，功率突然减小，然后保持不变，选项C正确。

7.[多选]位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下，做速度为v1的匀速运动；若作用力变为斜向上的恒力F2，物体做速度为v2的匀速运动，且F1与F2功率相同。则可能有( )

A．F2＝F1 v1>v2 B．F2＝F1 v1

C．F2>F1 v1>v2 D．F2

解析：选BD 根据平衡条件有F1＝μmg，设F2与水平面间的夹角为θ，则有F2cos

θ＝μ(mg－F2sin θ)，得F2＝，因而两力大小关系不确定，但两种运动情况下，物体均做匀速运动，且拉力功率相同，因而克服摩擦力做功的功率也相同，显然第二种情况下，摩擦力较小，则有v1

8.[多选]质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t＝0时刻开始受到水平力的作用。力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则( )

A．3t0时刻的瞬时功率为5F02t0m

B．3t0时刻的瞬时功率为15F02t0m

C．在t＝0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为23F02t04m

D．在t＝0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为25F02t06m

解析：选BD 0～2t0时间内的加速度a1＝，末速度v1＝a1t1＝，位移l1＝a1t12＝；2t0～3t0时间内的加速度a2＝，位移l2＝v1t2＋a2t22＝；末速度v2＝v1＋a2t2＝；因此3t0时刻的瞬时功率：P＝3F0·v2＝，选项A错误、选项B正确。0～3t02019年

时间内，水平力的平均功率为：＝＝，选项C错误、选项D正确。

9.[多选](2016·天津高考)我国高铁技术处于世界领先水平。和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比。某列车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组( )

A．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反

B．做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3∶2

C．进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比

D．与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1∶2

解析：选BD 启动时，乘客的加速度向前，车厢对人的作用力方向向前，与车运动的方向相同，选项A错误。以后面的车厢为研究对象，F56－3f＝3ma，F67－2f＝2ma，则5、6节与6、7节车厢间的作用力之比为3∶2，选项B正确。根据v2＝2ax，车厢停下来滑行的距离x与速度的二次方成正比，选项C错误。若改为4节动车，则功率变为原来2倍，由P＝Fv知，最大速度变为原来2倍，选项D正确。

10．若要求汽车空载时的制动距离是：当速度为50 km/h时，客车不超过19 m，卡车不超过21 m。如果客车和卡车质量之比为19∶21，制动时所受阻力不变，在刚好满足上述要求时，客车和卡车( )

A．所受阻力之比为19∶21

B．加速度之比为21∶19

C．所受阻力做功之比为21∶19

D．制动时间之比为21∶19

解析：选B 由v2＝2ax，可得客车和卡车制动时的加速度之比为＝＝，选项B正确；根据牛顿第二定律f＝ma，可得所受阻力之比＝·＝1∶1，选项A错误；由做功的公式W＝fx，可得所受阻力做功之比为＝·＝，选项C错误；由v＝at可得制动时间之比为＝＝，选项D错误。

11.[多选](2017·岳阳二模)如图，曲面EC是半径为R＝0.4 m的圆2019年

弧，C端切线水平且与水平面CA相连，在CE上固定一光滑木板CD，CD与CA平滑连接，质量为m＝0.2 kg的小物块从水平面上A处以初速度v0＝4 m/s向左运动，恰好可以到达木板的D端，下滑后停在B处，AB＝3BC，重力加速度取10 m/s2，则由题中信息可求出( )

A．物块与水平面AC间的动摩擦因数μ

B．木板CD与水平面的夹角

C．物块在木板CD上下滑时重力的平均功率

D．整个过程的摩擦热

解析：选BCD 对全过程运用动能定理得：－μmg(xAC＋xBC)＝0－mv02 ①，设木板CD与水平面的夹角为θ，对A到D过程运用动能定理得：－μmg·xAC－mg·(2Rsin

θ)sin θ＝0－mv02 ②，由①式可以求出μmgxAC，代入②式可以得出sin θ，从而得出木板与水平面的夹角，由两式无法求出滑块与水平面间的动摩擦因数μ，故A错误，B正确；CD的长度L＝2Rsin θ，滑块在CD上下滑的加速度a＝gsin θ，根据运动学公式可以求出运动的时间，根据P＝可以求出滑块在木板CD上下滑时重力的平均功率，故C正确；根据①式可以求出整个过程中克服摩擦力做的功，从而得出整个过程的摩擦热，故D正确。

12.(2018届高三·吉林调研)如图所示，小物块以初速度v0从O点沿斜面向上运动，同时从O点斜向上抛出一个速度大小也为v0的小球，物块和小球在斜面上的P点相遇。已知物块和小球质量相等(均可视为质点)，空气阻力忽略不计。则下列说法正确的是( )

A．斜面可能是光滑的

B．小球运动到最高点时离斜面最远

C．在P点时，小球的动能大于物块的动能

D．小球和物块到达P点过程中克服重力做功的平均功率不相等

解析：选C 把小球的速度分解到沿斜面方向和垂直斜面方向，则沿斜面方向的速度小于物块的速度，若斜面光滑，则小球和物块沿斜面方向的加速度相同，则不可能在P点相遇，所以斜面不可能是光滑的，故A错误；当小球的速度方向与斜面平行2019年

时，离斜面最远，此时竖直方向速度不为零，不是运动到最高点，故B错误；物块在斜面上还要克服摩擦力做功，根据动能定理，在P点时，小球的动能大于物块的动能，故C正确；小球和物块初、末位移相同，则高度差相等，而重力相等，则重力做功相等，时间又相同，所以小球和物块到达P点过程中，克服重力做功的平均功率相等，故D错误。

13．如图甲所示，在光滑水平地面上叠放着质量均为M＝20 kg的A、B两个滑块，用随位移均匀减小的水平推力F推滑块A，让它们运动，推力F随位移x变化的图像如图乙所示。已知两滑块间的动摩擦因数为μ＝0.4，g＝10 m/s2。下列说法正确的是( )

A．在运动过程中滑块A的最大加速度是1 m/s2

B．在运动过程中滑块B的最大加速度是4 m/s2

C．滑块在水平面上运动的最大位移是6.5 m

D．滑块运动的最大速度为 m/s

解析：选D 当A、B两滑块刚要发生相对滑动时，以B为研究对象：μMg＝Ma，以整体为研究对象：F0＝2Ma，

解得：F0＝160 N>100 N，所以A、B两滑块不可能发生相对滑动，所以A、B的最大加速度am＝＝2.5 m/s2，故A、B错误；因为地面光滑，推力撤去后，两滑块一起做匀速运动，没有最大位移，故C错误；F­x图像围成的面积表示推力F所做的功，推力F做功为W＝200 J，根据动能定理可得W＝(2M)vm2，解得vm＝ m/s，故D正确。