5.2功和功率動能定律（高考真題與課后專項提升練）（原卷版）

5.2功和功率動能定律——高考真題與課后專項提升練（2023?湖北）兩節(jié)動車的額定功率分別為P1和P2，在某平直鐵軌上能達到的最大速度分別為v1和v2?，F(xiàn)將它們編成動車組，設(shè)每節(jié)動車運行時受到的阻力在編組前后不變，則該動車組在此鐵軌上能達到的最大速度為（）A．P1B．P1C．(PD．(（2023?北京）如圖所示，一物體在力F作用下沿水平桌面做勻加速直線運動。已知物體質(zhì)量為m，加速度大小為a，物體和桌面之間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g。在物體移動距離為x的過程中（）A．摩擦力做功大小與F方向無關(guān) B．合力做功大小與F方向有關(guān) C．F為水平方向時，F(xiàn)做功為μmgx D．F做功的最小值為max（2023?遼寧）如圖（a），從高處M點到地面N點有Ⅰ、Ⅱ兩條光滑軌道。兩相同小物塊甲、乙同時從M點由靜止釋放，沿不同軌道滑到N點，其速率v與時間t的關(guān)系如圖（b）所示。由圖可知，兩物塊在離開M點后、到達N點前的下滑過程中（）A．甲沿Ⅰ下滑且同一時刻甲的動能比乙的大 B．甲沿Ⅱ下滑且同一時刻甲的動能比乙的小 C．乙沿Ⅰ下滑且乙的重力功率一直不變 D．乙沿Ⅱ下滑且乙的重力功率一直增大（多選）（2023?福建）甲、乙兩輛完全相同的小車均由靜止沿同一方向出發(fā)做直線運動。以出發(fā)時刻為計時零點，甲車的速度—時間圖像如圖（a）所示，乙車所受合外力—時間圖像如圖（b）所示。則（）A．0～2s內(nèi)，甲車的加速度大小逐漸增大 B．乙車在t＝2s和t＝6s時的速度相同 C．2～6s內(nèi)，甲、乙兩車的位移不同 D．t＝8s時，甲、乙兩車的動能不同（2023?江蘇）如圖所示，滑雪道AB由坡道和水平道組成，且平滑連接，坡道傾角均為45°。平臺BC與緩沖坡CD相連，若滑雪者從P點由靜止開始下滑，恰好到達B點?；┱攥F(xiàn)從A點由靜止開始下滑，從B點飛出。已知A、P間的距離為d，滑雪者與滑道間的動摩擦因數(shù)均為μ，重力加速度為g，不計空氣阻力。（1）求滑雪者運動到P點的時間t；（2）求滑雪者從B點飛出的速度大小v；（3）若滑雪者能著陸在緩沖坡CD上，求平臺BC的最大長度L。一、單項選擇題（2022秋?鄂爾多斯期末）如圖所示，有兩個完全相同的小球A、B，將它們從同一高度以相同大小的初速度v0分別水平拋出和豎直向上拋出（不計空氣阻力），則下列說法正確的是（）A．兩小球落地時的速度相同 B．從拋出點至落地，兩球重力做功相同 C．兩小球落地時，重力的瞬時功率相同 D．從拋出點至落地，重力對兩小球做功的平均功率相同（2023春?嶗山區(qū)校級期中）某型號跑車質(zhì)量m＝1t，發(fā)動機最大功率P＝180kW，平路上運動時的總阻力為車重的0.1倍。在汽車以額定功率或恒定加速度啟動過程中，下列說法正確的是（）A．該車的最大行駛速度為1.8×103m/s B．若以80kW恒定功率運動，其最大速率為288km/h C．以恒定加速度3m/s2啟動時，最多可以保持20s D．以100kW恒定功率啟動過程中，速率為20m/s時的加速度是5m/s2（2023?廣東學(xué)業(yè)考試）如圖所示，質(zhì)量分別為M和m的兩物塊（M＞m）分別在同樣大小的恒力作用下，沿水平面由靜止開始做直線運動，兩力與水平面的夾角相同，兩物塊經(jīng)過相同的位移．設(shè)此過程中F1對M做的功為W1，F(xiàn)2對m做的功為W2，則（）A．若水平面光滑，則W1＞W(wǎng)2 B．若水平面粗糙，則W1＞W(wǎng)2 C．若水平面粗糙，則W1＜W2 D．無論水平面光滑與否，都有W1＝W2（2023春?葫蘆島期末）如圖甲所示，民航客機都有緊急出口，發(fā)生意外打開緊急出口，狹長的氣囊會自動充氣，生成一條連接出口與地面的斜面，人員可以較快地沿斜面滑行到地面（可等效為圖乙），斜面固定不動，不計空氣阻力。若人員沿斜面加速下滑，則人在下滑過程中（）A．重力對人做正功 B．支持力對人做負(fù)功 C．合力對人不做功 D．摩擦力對人做正功（2023春?寶安區(qū)校級期中）質(zhì)量為m的汽車在水平路面上勻加速啟動，速度—時間圖像如圖所示，Oa段為過原點的傾斜直線，ab段為曲線，且汽車保持額定功率，bc段是與ab段相切的水平直線，下述判斷正確的是（）A．0～t1時間內(nèi)汽車做勻加速運動且功率恒定 B．t1～t2時間內(nèi)汽車牽引力不斷減小但功率恒定 C．t2時刻汽車發(fā)動機功率首次達到最大值并保持 D．汽車以最大速度行駛時，牽引力有可能大于阻力（2023秋?石家莊期末）如圖甲所示，質(zhì)量m＝2kg的物體受到水平拉力F的作用，在水平面上做加速直線運動，其加速度a隨位移x的變化規(guī)律如圖乙所示，物體的初速度v0＝2m/s。已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2，g取10m/s2，下列說法正確的是（）A．拉力F隨時間均勻增大 B．物體發(fā)生10m位移時，拉力F變?yōu)樵瓉淼亩?C．物體發(fā)生10m位移的過程中，拉力F做功為60J D．物體發(fā)生10m位移時，拉力做功的功率為96W（多選）（2023秋?碑林區(qū)校級期末）某物理實驗興趣小組探究豎直面內(nèi)小球做圓周運動對軌道壓力的變化規(guī)律。如圖所示，在豎直面內(nèi)固定一個圓周軌道，軌道半徑R＝0.3m，分別在距離最低點A高度為0、0.1m、0.2m、0.3m、0.4m、0.5m、0.6m處安置壓力傳感器，一質(zhì)量為m的小球從A點以速度v0開始沿內(nèi)軌道向右運動，已知小球在最低點A點和最高點B點壓力傳感器示數(shù)差為6N，在C點（與O點等高的位置）壓力傳感器示數(shù)為10N。小球可視為質(zhì)點，小球與圓軌道的摩擦力可忽略不計，g取10m/s2。由此可判定（）A．m＝0.2kg B．v0＝6m/s C．小球在0.2m處時壓力傳感器示數(shù)為12N D．小球在各位置壓力傳感器示數(shù)F與高度h的關(guān)系F＝13﹣10h（多選）（2024?甘肅模擬）如圖所示，可視為質(zhì)點、質(zhì)量為M的物塊用長為L的細(xì)繩拴接放在轉(zhuǎn)盤上，細(xì)繩的另一端固定在通過轉(zhuǎn)盤軸心的豎直桿上，細(xì)繩剛好伸直且與豎直方向的夾角為α。已知物塊與轉(zhuǎn)盤之間的動摩擦因數(shù)為μ，且μ＜tanα，假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，現(xiàn)讓整個裝置由靜止開始緩慢的加速轉(zhuǎn)動起來。則下列說法正確的是（）A．整個過程中，細(xì)繩的拉力不可能為零 B．從開始轉(zhuǎn)動到細(xì)繩對物塊剛有作用力的過程，轉(zhuǎn)盤對物塊所做的功為12C．物塊能在轉(zhuǎn)臺上隨轉(zhuǎn)臺一起轉(zhuǎn)動的最大角速度為gLsinαD．細(xì)繩對物塊拉力的瞬時功率始終為零（2023?新課標(biāo)）無風(fēng)時，雨滴受空氣阻力的作用在地面附近會以恒定的速率豎直下落。一質(zhì)量為m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的過程中，克服空氣阻力做的功為（重力加速度大小為g）（）A．0 B．mgh C．12mv2﹣mgh D．12mv（2023春?平樂縣校級期中）如圖所示，一個質(zhì)量為m的物體靜止放在光滑水平面上，在互成角度的兩個水平恒力作用下，經(jīng)過一段時間，物體獲得的速度為v，在力的方向上獲得的速度分別為v1、v2，物體發(fā)生的位移為x，在力的方向上發(fā)生的位移分別為x1、x2。那么在這段時間內(nèi)（）A．Fx＝F1x1+F2x2 B．Fx=1C．F1D．F二、多項選擇題（多選）（2023春?廣州期末）汽車在研發(fā)過程中都要進行性能測試，如圖所示為某次測試中某型號汽車的速度v與牽引力F大小倒數(shù)的v-1F圖像，vm表示最大速度。已知汽車在水平路面上由靜止啟動，圖中ab平行于v軸，bc反向延長過原點O。已知阻力恒定，汽車質(zhì)量為1.5×10A．汽車由b到c過程做勻加速直線運動 B．汽車從a到b持續(xù)的時間為5.0s C．汽車額定功率為50kW D．汽車能夠獲得的最大速度為20m/s（多選）（2023春?平樂縣校級期中）一輛汽車由靜止開始沿平直公路行駛，汽車所受牽引力F隨時間t變化關(guān)系圖線如圖所示。若汽車的質(zhì)量為1.2×103kg，阻力恒定，汽車的最大功率恒定，則以下說法正確的是（）A．汽車的最大功率為5×104W B．汽車勻加速運動階段的加速度為2.5m/s2 C．汽車先做勻加速運動，然后再做勻速直線運動 D．汽車從靜止開始運動12s內(nèi)位移是60m（多選）（2023秋?西城區(qū)校級月考）如圖甲所示，一物塊以一定的初速度沖上傾角為30°的固定斜面，物塊在斜面上運動的過程中，其動能Ek與運動路程x的關(guān)系如圖乙所示。已知物塊所受的摩擦力大小恒定，取重力加速度g＝10m/s2。下列說法正確的是（）A．物塊質(zhì)量為0.7kg B．物塊所受摩擦力大小為0.5N C．0～20m過程中，物塊克服摩擦力做功為40J D．0～10m過程中與10m～20m過程中物塊所受合力大小之比為4：3三、非選擇題（2023秋?齊齊哈爾期末）如圖所示，從A點以某一水平速度拋出一質(zhì)量m＝1kg的小物塊（可視為質(zhì)點），當(dāng)物塊運動至B點時，恰好沿切線方向進入光滑圓弧軌道BC，軌道固定，經(jīng)圓弧軌道后滑上與C點等高、靜止在粗糙水平面的長木板上，圓弧軌道C端切線水平，已知長小物塊運動至B點時的速度大小vB＝5m/s，木板的質(zhì)量M＝2kg，物塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)μ1＝0.5，長木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ2＝0.1，圓弧軌道半徑R＝2.75m，OB與豎直方向OC間的夾角θ＝37°，（g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求：（1）小物塊由A運動至B所經(jīng)歷的時間t；（2）小物塊滑動至C點時的速度大小vC；（3）長木板至少為多長，才能保證小物塊不滑出長木板。（2023春?杭州月考）用一內(nèi)壁光滑、內(nèi)徑較小的圓管彎成如圖甲所示的OADCEB形狀，并固定在桌面上。OA為傾斜放置的直圓管，AD、EB為直圓管且水平放置，DCE為半徑R＝2.5m的半圓形且水平放置，各管道間平滑連接；管口B正好位于桌子邊緣處，已知桌面離地的高度H＝1.25m。一個質(zhì)量為m＝1kg的小球（球的直徑比U形管的內(nèi)徑小很