2019高考物理最后冲刺增分小题狂练(14)含答案解析
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1、小题狂练 14 功和功率小题狂练 小题是基础 练小题 提分快12019宁夏银川一中摸底(多选) 如图所示,水平路面上有一质量为 M 的汽车,车厢中有一质量为 m 的人正用恒力 F 向前推车厢,在车以加速度 a 向前加速行驶距离 L 的过程中,下列说法正确的是( )A人对车的推力 F 做的功为 FLB人对车做的功为 maLC车对人的摩擦力做的功为(Fma )LD车对人的作用力大小为 ma答案:AC解析:人对车的推力为 F,在力 F 的方向上车行驶了 L,则推力 F 做的功为 FL,故 A正确;在水平方向上,由牛顿第二定律可知车对人的力向左,大小为 ma,则人对车水平方向上的作用力大小为 ma,方
2、向向右,车向左运动了 L,故人对车做的功为maL,故 B 错误;竖直方向车对人的作用力大小为 mg,则车对人的作用力 F0 ,故 D 错mg2 ma2误;人在水平方向受到 F 的反作用力和车对人向左的摩擦力,则 fFma,FF,得 fmaF,则车对人的摩擦力做的功为(Fma )L,故 C 正确22019河南省郑州一中模拟(多选) 如图,长为 L 的轻杆 A 一端固定小球 B,另一端固定在水平转轴 O 上,轻杆 A 绕转轴 O 在竖直平面内匀速转动,在轻杆 A 与水平方向的夹角 从 0增加到 90的过程中( )A小球 B 受到轻杆 A 的作用力的方向始终平行于轻杆B小球 B 受到轻杆 A 的作用
3、力逐渐减小C小球 B 受到轻杆 A 的作用力对小球 B 不做功D小球 B 受到轻杆 A 的作用力的瞬时功率减小答案:BD解析:小球做匀速圆周运动,则合力提供向心力,知合力方向一定沿着轻杆 A 指向O,而小球受重力和杆对小球的作用力,则可知杆对小球作用力的方向与轻杆不平行,A错误;设轻杆对小球的作用力为 F,因为小球做匀速圆周运动,则 F 与 mg 的合力大小恒定不变,如图,由图可以看出小球受到轻杆 A 的作用力逐渐减小,B 正确;根据动能定理,可知动能的变化量为零,重力做负功,则轻杆对小球的作用力做正功,C 错误;PF v,F 为轻杆 A 对小球的作用力在小球速度方向上的分力,由分析可知,F一
4、直减小,故 P 一直减小,D 正确32019浙江省温州模拟 某质量为 m 的电动玩具小车在平直的水泥路上由静止沿直线加速行驶,经过时间 t 前进的距离为 x,且速度达到最大值 vm,设这一过程中电动机的功率恒为 P,小车受到的阻力恒为 F,则 t 时间内( )A小车做匀加速运动B小车受到的牵引力逐渐增大C合外力对小车所做的功为 PtD牵引力对小车所做的功为 Fx mv12 2m答案:D解析:电动机功率恒定,PF 牵 v,结合牛顿第二定律 F 牵 Fma 可知,当速度增大时,牵引力减小,加速度减小,故小车做加速度减小的变加速运动,故 A、B 错误;整个过程中,牵引力做正功,阻力做负功,故合外力做
5、的功为 W mv ,Pt 为牵引力所做12 2m的功,故 C 错误;整个过程中,根据动能定理可知 PtFx mv ,解得12 2mPt Fx mv ,故 D 正确12 2m42019四川省成都外国语学校模拟(多选) 太阳能汽车是靠太阳能来驱动的汽车当太阳光照射到汽车上方的光电板时,光电板中产生的电流经电动机带动汽车前进设汽车在平直的公路上由静止开始匀加速行驶,经过时间 t,速度为 v 时功率达到额定功率,并保持不变之后汽车又继续前进了距离 s,达到最大速度 vmax.设汽车质量为 m,运动过程中所受阻力恒为 f,则下列说法正确的是 ( )A汽车的额定功率为 fvmaxB汽车匀加速运动过程中,牵
6、引力做的功为 fvt mv212 12C汽车从静止开始到速度达到最大值的过程中,克服阻力做的功为 fvtfsD汽车速度为 时的加速度大小为v vmax2 fvmax vmvmax v答案:ABD解析:当汽车达到最大速度时牵引力与阻力平衡,功率为额定功率,汽车的额定功率为 fvmax,故 A 正确;汽车匀加速运动过程中通过的位移 x vt,克服阻力做的功为12W fvt,由动能定理知:W FW f mv2,得 WFW f mv2 fvt mv2,故 B 正确;汽12 12 12 12 12车匀加速运动过程中克服阻力做的功为 W fvt,后来汽车又运动了距离 s,则这段过程克12服阻力做的功为 W
7、fs,整个过程中克服阻力做的功为 W 总 W W fvtfs,故 C12错误;汽车的功率 PFv,由牛顿第二定律知:Ff ma,当汽车速度为 时的加v vmax2速度 a ,故 D 正确fvmax vmvmax v52019河北省名校联盟一测 质量为 2 kg 的物体,放在与物体间的动摩擦因数为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 x 之间的关系如图所示,g10 m/s 2,下列说法正确的是( )A此物体在 OA 段做匀加速直线运动,且此过程中拉力的最大功率为 6 WB此物体在 OA 段做匀速直线运动,且此过程中拉力的最大功率为 6 W
8、C此物体在 AB 段做匀加速直线运动,且此过程中拉力的最大功率为 6 WD此物体在 AB 段做匀速直线运动,且此过程中拉力的功率恒为 6 W答案:D解析:对物体受力分析,物体受到的摩擦力为 Ffmg 2 N,由题图可知,斜率表示物体所受拉力的大小,OA 段的拉力为 5 N,AB 段的拉力为 2 N,所以物体在 OA 段做匀加速直线运动,在 AB 段做匀速直线运动,选项 B、C 错误;在 OA 段物体所受的拉力为 5 N,物体做匀加速直线运动,当速度最大时,拉力的功率最大,vat,x at2,a ,代入数据得 v3 m/s,此时拉力的最大功率 PmFv15 W,12 F Ffm选项 A 错误;在
9、 AB 段,物体以 3 m/s 的速度做匀速运动,此过程中拉力的功率恒为PF v6 W,选项 D 正确62019福建省福州市闽侯一中检测(多选) 如图所示,斜面顶端 A 与另一点 B 在同一水平线上,甲、乙两小球质量相等,小球甲沿光滑斜面以初速度 v0 从顶端 A 滑到底端,乙球以同样的初速度 v0 从 B 点抛出,不计空气阻力,则( )A两球落地时速率相同B两球落地时,重力的瞬时功率相同C从开始运动至落地过程中,重力对它们做的功相同D从开始运动至落地过程中,重力的平均功率相同答案:AC解析:根据动能定理知,mgh mv2 mv ,由于甲、乙两球下降的高度相同,则重12 12 20力做的功相等
10、,初动能相等,则末动能相等,可知两球落地的速率相同,故 A、C 正确;乙球仅受重力作用,做匀变速曲线运动,落地时速度方向与甲球落地时速度方向不同,根据 Pmg vcos 知,其中 为落地时速度方向与竖直方向的夹角,则可知重力的瞬时功率不同,故 B 错误;由于两球在整个过程中重力做的功相等,但是运动的时间不同,则重力的平均功率不同,故 D 错误72019南宁模拟关于功的概念,下列说法正确的是 ( )A物体受力越大,位移越大,力对物体做功越多B合力的功等于各分力功的矢量和C摩擦力可以对物体做正功D功有正负,但正负不表示方向,而表示大小答案:C解析:因功的决定因素为力、位移及二者的夹角,若力大、位移
11、大,但两者夹角为90,则做功为 0,故 A 错误;功是物体之间能量转化的量度,它是标量,功也有正负之分,但功的正负不是表示方向,是表示力对物体的做功效果,所以 B、D 错误;摩擦力可以做正功,也可做负功,这要看摩擦力与位移的方向关系,故 C 正确82017全国卷如图,一光滑大圆环固定在桌面上,环面位于竖直平面内,在大圆环上套着一个小环小环由大圆环的最高点从静止开始下滑,在小环下滑的过程中,大圆环对它的作用力( )A一直不做功 B一直做正功C始终指向大圆环圆心 D始终背离大圆环圆心答案:A解析:由于大圆环是光滑的,因此小环下滑的过程中,大圆环对小环的作用力方向始终与速度方向垂直,因此作用力不做功
12、,A 项正确,B 项错误;小环刚下滑时,大圆环对小环的作用力背离大圆环的圆心,滑到大圆环圆心以下的位置时,大圆环对小环的作用力指向大圆环的圆心,C、D 项错误92019天津模拟一个高中生骑电动车以 20 km/h 的速度匀速行驶,电动车所受阻力是人和车总重力的 .已知人和车的总质量约为 80 kg,重力加速度大小 g 取 10 m/s2,则此110时电动车电机的输出功率约为( )A50 W B100 WC450 W D800 W答案:C解析:车在匀速行驶时,人和车受力平衡,人和车受到的阻力大小为f mg 800 N80 N,此时的功率 PFvf v444 W,所以 C 正确110 110102
13、019贵阳监测( 多选)如图所示,位于水平面上的同一物体在恒力 F1 的作用下,做速度为 v1 的匀速直线运动;在恒力 F2 的作用下,做速度为 v2 的匀速直线运动,已知 F1与 F2 的功率相同则可能有( )AF 1F 2,v 1v 2 BF 1F 2,v 1v 2CF 1F 2,v 1v 2 DF 1F 2,v 1v 2答案:BD解析:设 F1 与水平面间的夹角为 ,根据题述,F 1 与 F2 的功率相同,则有F1v1cosF 2v2.若 F1F 2,则有 v1cosv 2,即 v1v 2;若 F1F 2 且v1v 2,F 1v1cosF 2v2 可能成立,选项 B、D 正确,A 错误若
14、 F1F 2 且 v1v 2,则F1v1cosF 2v2 肯定无法成立,选项 C 错误112019安徽四校摸底( 多选) 如图所示,两根轻质细线的一端拴在 O 点、另一端分别固定在楼道内的倾斜天花板上的 a 点和 b 点,一质量为 m 的重物 P 通过长度为 L 的轻质细线固定在 O 点,系统静止, Oa 水平、Ob 与竖直方向成一定夹角现在对重物施加一个水平向右的拉力 F,使重物以较小速率绕 O 点做匀速圆周运动,至 O、P 间细线转动 60,此过程中拉力 F 做功为 W,则下列判断正确的是 ( )AOa 上的拉力 F1 不断增大,Ob 上的拉力 F2 一定不变BOa 上的拉力 F1 可能不
15、变,Ob 上的拉力 F2 可能增大CW mgL,拉力 F 做功的瞬时功率一直增大12DW FL,拉力 F 做功的瞬时功率先增大后减小32答案:AC解析:对结点 O 与 P 整体受力分析,竖直方向受 P 的重力与细线 Ob 拉力 F2 的竖直分力并处于平衡状态,则 F2 不变,对重物应用图解法可知水平拉力 F 不断增大,又 F2 不变,由结点 O 和重物水平方向受力平衡可知,细线 Oa 的拉力 F1 不断增大,故 A 项正确,B 项错误;重物绕 O 点做匀速圆周运动,则拉力 F、重力二者沿垂直半径( OP)方向的分力等大,拉力 F 做功功率 P( mgsin)v 不断增大, 为 OP 与竖直方向
16、的夹角,根据拉力 F 做的功等于重物减少的重力势能可知 WmgL (1cos60),选项 C 正确,D 错误122019昆明适应性检测(多选) 一物体置于升降机中,t0 时刻升降机由静止开始运动,规定竖直向上为运动的正方向,其加速度 a 随时间 t 变化的图象如图所示,下列说法正确的是( )A在 26 s 内升降机对物体不做功B在 68 s 内升降机对物体做正功C在 68 s 内物体处于失重状态D在 08 s 内物体的平均速度大小为 4 m/s答案:BC解析:由题图可知,在 26 s 内,物体竖直向上做匀速运动,升降机对物体的作用力方向竖直向上,与物体的运动方向相同,故升降机对物体做正功,故
17、A 错误,在 68 s 内,升降机做减速运动,由牛顿第二定律可知,升降机对物体的作用力仍向上,则升降机对物体做正功,B 正确;在 68 s 内,物体的加速度方向向下,故物体处于失重状态,故 C 正确;根据运动学公式可知,前 2 s 内物体的位移 x1 at 24 m4 m,2 s 末物体的速12 21 12度 vat 122 m/s4 m/s;在 26 s 内,物体的位移 x2vt 244 m16 m,物体减速过程的加速度大小与加速过程相同,时间相同,则其位移 x3x 14 m,则物体的平均速度v m/s3 m/s,故 D 错误x1 x2 x38 s 4 16 48132019开封模拟( 多选
18、)如图所示,一质量为 m 的小球固定在长为 2L 的轻杆上端,轻杆下端用光滑铰链连接于地面上的 A 点,杆可绕 A 点在竖直平面内自由转动,杆的中点系一细绳,电机与自动装置控制绳子,使得杆可以从虚线位置绕 A 点逆时针倒向地面,且整个倒下去的过程中,杆做匀速转动那么在此过程中( )A小球重力做功为 2mgLB绳子拉力做功大于 2mgLC重力做功功率逐渐增大D绳子拉力做功功率先增大后减小答案:AC解析:小球在该过程中下降高度为 2L,所以小球重力做功为 2mgL,A 项正确;杆做匀速转动,小球速率不变,此过程中外力对系统做功为零,又只有重力和拉力对系统做功,所以绳子拉力做功与重力做功大小相等,B
19、 项错误;重力做功的功率等于重力与小球沿竖直方向分速度的乘积,小球做匀速圆周运动,该过程中小球竖直方向分速度不断增大,所以重力做功的功率不断增大,C 项正确;由动能定理可得,拉力做功功率与重力做功功率始终大小相等,故拉力做功功率不断增大,D 项错误14一轻绳一端固定在 O 点,另一端拴一小球,拉起小球使轻绳水平,然后无初速度释放小球如图所示,小球从开始运动至轻绳到达竖直位置的过程中,小球重力的瞬时功率的变化情况是( )A一直增大 B一直减小C先增大,后减小 D先减小,后增大答案:C解析:小球在初位置重力做功的功率为零,在最低点,由于重力的方向与速度方向垂直,则重力做功的功率为零,因为初末位置重
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