2025屆高考物理二輪復(fù)習(xí)：專(zhuān)題二 功和能、動(dòng)量 第4講　功、功率、動(dòng)能定理-專(zhuān)項(xiàng)訓(xùn)練 【含答案】

2025屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題二功和能、動(dòng)量第4講功、功率、動(dòng)能定理-專(zhuān)項(xiàng)訓(xùn)練1.[2024·溫嶺模擬]如圖所示是某地鐵中的列車(chē)從左向右勻速率通過(guò)軌道abcd的示意圖,其中bc段水平,ab與cd段的傾角相等.已知整個(gè)過(guò)程中列車(chē)受到的阻力大小保持不變(包括摩擦阻力和空氣阻力),在ab和bc段列車(chē)牽引力的功率分別為P1和P2,則在cd段列車(chē)牽引力的功率為()A.2P2-P1B.P2-P1C.PD.P2.[2024·新課標(biāo)卷]福建艦是我國(guó)自主設(shè)計(jì)建造的首艘彈射型航空母艦.借助配重小車(chē)可以進(jìn)行彈射測(cè)試,測(cè)試時(shí)配重小車(chē)被彈射器從甲板上水平彈出后,落到海面上.調(diào)整彈射裝置,使小車(chē)水平離開(kāi)甲板時(shí)的動(dòng)能變?yōu)檎{(diào)整前的4倍.忽略空氣阻力,則小車(chē)在海面上的落點(diǎn)與其離開(kāi)甲板處的水平距離為調(diào)整前的 ()A.0.25倍 B.0.5倍C.2倍 D.4倍3.無(wú)風(fēng)時(shí),雨滴受空氣阻力的作用在地面附近會(huì)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(guò)程中(重力加速度大小為g),克服空氣阻力做的功為 ()A.0 B.mghC.12mv2-mgh D.12mv24.[2024·溫州模擬]我國(guó)無(wú)人機(jī)技術(shù)發(fā)展迅猛,應(yīng)用也越來(lái)越廣泛,無(wú)人機(jī)配送快遞就是一種全新的配送方式.如圖所示,一架配送包裹的無(wú)人機(jī)從地面起飛后豎直上升的過(guò)程中,升力的功率恒為P0.已知無(wú)人機(jī)的質(zhì)量與包裹的質(zhì)量的比值為k,忽略空氣阻力的影響,則該過(guò)程中懸吊包裹的輕繩(不可伸長(zhǎng))對(duì)包裹做功的功率為 ()A.PB.PC.PD.k5.如圖甲所示,一物體置于傾角θ=30°的足夠長(zhǎng)光滑斜面上,電動(dòng)機(jī)通過(guò)跨過(guò)定滑輪的輕繩牽引物體沿斜面上升.啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)后,在0~6s時(shí)間內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖乙所示,其中除1~5s時(shí)間段圖像為曲線外,其余時(shí)間段圖像均為直線,1s后電動(dòng)機(jī)的輸出功率保持不變.已知物體的質(zhì)量為5kg,不計(jì)一切阻力,重力加速度g取10m/s2.則 ()A.0~1s內(nèi)電動(dòng)機(jī)的輸出功率不變B.1~5s內(nèi)電動(dòng)機(jī)牽引力逐漸變大C.0~1s內(nèi)電動(dòng)機(jī)牽引力大小為20ND.1s后電動(dòng)機(jī)的輸出功率為180W6.[2024·溫州中學(xué)模擬]如圖甲所示,在光滑水平桌面上固定有光滑軌道ABC,其中半圓軌道BC與直軌道AB相切于B點(diǎn).一物體受到與AB平行的水平拉力F,從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),拉力F隨位移x變化的圖像如圖乙所示(拉力F從A指向B為正方向),物體運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后撤去拉力.若物體的質(zhì)量m=1kg,直軌道的長(zhǎng)度AB=4m,則下列說(shuō)法中正確的是 ()A.物體從A到B過(guò)程中,拉力F做功為50JB.物體從B到C過(guò)程中,所受的合外力為0C.物體能夠到達(dá)C點(diǎn),且到C點(diǎn)時(shí)速度為25m/sD.物體能夠到達(dá)C點(diǎn),且到C點(diǎn)時(shí)速度為215m/s7.南昌市秋水廣場(chǎng)擁有亞洲最大的音樂(lè)噴泉群.一同學(xué)在遠(yuǎn)處觀看秋水廣場(chǎng)噴泉表演時(shí),估測(cè)噴泉中心主噴水口的水柱有40層樓高,表演結(jié)束時(shí),靠近觀察到該主噴水管口的圓形內(nèi)徑約有10cm,重力加速度g取10m/s2,水的密度為1.0×103kg/m3,由此可估算出驅(qū)動(dòng)主噴水的水泵功率最接近的數(shù)值是 ()A.5×102W B.5×103WC.5×104W D.5×105W8.如圖所示是工人傳輸貨物的示意圖,工人甲把質(zhì)量m=7kg的貨物從傾斜軌道的頂端A點(diǎn)由靜止釋放,貨物從軌道的底端B點(diǎn)(B點(diǎn)處有一段長(zhǎng)度不計(jì)的小圓弧)滑上放置在水平地面上的長(zhǎng)木板.長(zhǎng)木板的右端到達(dá)反彈裝置左端C點(diǎn)的瞬間,貨物剛好運(yùn)動(dòng)到長(zhǎng)木板的最右端且與長(zhǎng)木板達(dá)到共速,此時(shí)工人乙控制機(jī)械抓手迅速把貨物抓起放到存貨區(qū),長(zhǎng)木板進(jìn)入反彈裝置,反彈后長(zhǎng)木板的最左端返回B點(diǎn)時(shí)恰好靜止.已知傾斜軌道AB的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1=10m,傾斜軌道AB與水平方向的夾角為θ=53°,BC段的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2=7.5m,長(zhǎng)木板的長(zhǎng)度為d=5m,貨物與傾斜軌道以及長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ1=0.5,長(zhǎng)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.2,重力加速度g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6.(1)貨物到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度vB為多大?(2)長(zhǎng)木板的右端剛到C點(diǎn)時(shí)貨物的速度vC為多大?(3)長(zhǎng)木板在反彈過(guò)程中損失的能量與長(zhǎng)木板剛接觸反彈裝置時(shí)的能量的比值η為多少?9.[2024·諸暨模擬]如圖所示,可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m=0.1kg的小滑塊靜止在水平軌道上的A點(diǎn),在水平向右的恒定拉力F的作用下,滑塊從A點(diǎn)開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在滑塊運(yùn)動(dòng)到水平軌道AB之間某一點(diǎn)時(shí)撤去拉力,滑塊繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后進(jìn)入半徑為R=0.4m且內(nèi)壁光滑的豎直固定圓管道,在圓管道中運(yùn)行一周后從C處的出口出來(lái)后向D點(diǎn)滑動(dòng),D點(diǎn)右側(cè)有一與CD等高的傳送帶緊靠D點(diǎn)且平滑連接,并以恒定的速度v=3m/s順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).已知水平軌道AB光滑,小滑塊與水平軌道CD間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1=0.2,小滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.5,AB的長(zhǎng)度為l1=1.0m,CD的長(zhǎng)度為l2=3.5m,DE段傳送帶的長(zhǎng)度為l3=0.5m,重力加速度g取10m/s2.(1)若滑塊恰能過(guò)圓管道的最高點(diǎn),求滑塊剛運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓管道的壓力;(2)若滑塊到AB中點(diǎn)時(shí)撤去拉力,為使小滑塊能到達(dá)傳送帶左側(cè)D點(diǎn),求F最小值;(3)若在AB段水平拉力F=2N且作用距離x可變,滑塊到D點(diǎn)后一直在傳送帶上加速運(yùn)動(dòng),且到E點(diǎn)時(shí)速度小于3m/s,試求小滑塊到達(dá)傳送帶右側(cè)E點(diǎn)時(shí)的速度v與水平拉力F的作用距離x的關(guān)系.參考答案與詳細(xì)解析1.A[解析]列車(chē)在三個(gè)路段均做勻速直線運(yùn)動(dòng),在ab段,由平衡條件得P1v+mgsinθ-Ff=0,在bc段,由平衡條件得P2v-Ff=0,在cd段,由平衡條件得P3v-mgsinθ-Ff=0,聯(lián)立解得P3=2P2-P2.C[解析]動(dòng)能表達(dá)式為Ek=12mv2,使小車(chē)水平離開(kāi)甲板時(shí)的動(dòng)能變?yōu)檎{(diào)整前的4倍,則小車(chē)離開(kāi)甲板時(shí)的速度變?yōu)檎{(diào)整前的2倍;小車(chē)離開(kāi)甲板后做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)h=12gt2可知,從離開(kāi)甲板至到達(dá)海面所用的時(shí)間不變,根據(jù)x=vt可知,小車(chē)在海面上的落點(diǎn)與其離開(kāi)甲板處的水平距離為調(diào)整前的2倍,故C3.B[解析]地面附近的雨滴下落過(guò)程中做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定理得mgh-Wf=0,故雨滴克服空氣阻力做功為mgh,故B正確.4.B[解析]對(duì)無(wú)人機(jī)和包裹整體,由動(dòng)能定理可得P0t-(m機(jī)+m物)gh=12(m機(jī)+m物)v2,對(duì)包裹,由動(dòng)能定理可得Pt-m物gh=12m物v2,已知m機(jī)m物=k,聯(lián)立解得P=P5.D[解析]由圖可知,0~1s物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則電動(dòng)機(jī)牽引力大小不變,物體速度增大,則0~1s電動(dòng)機(jī)的輸出功率變大,A錯(cuò)誤;由圖可知,1~5s內(nèi)物體的加速度逐漸減小,則電動(dòng)機(jī)牽引力逐漸減小,B錯(cuò)誤;由圖可知,0~1s內(nèi)物體的加速度為a=41m/s2=4m/s2,由牛頓第二定律可得,0~1s內(nèi)電動(dòng)機(jī)牽引力大小為F=ma+mgsinθ=45N,C錯(cuò)誤;1s后電動(dòng)機(jī)的輸出功率不變,等于1s時(shí)的輸出功率,則有P=Fv=45×4W=180W,D正確6.D[解析]F-x圖像與橫坐標(biāo)軸所圍面積表示功,由圖像可知,物體從A到B過(guò)程中,拉力F做功為W=12×40×2J-10×1J=30J,故A錯(cuò)誤;物體從B到C過(guò)程中,做圓周運(yùn)動(dòng),所受的合外力不為0,故B錯(cuò)誤;物體從A到B過(guò)程中,由動(dòng)能定理有W=12mvB2,解得vB=215m/s,由于光滑軌道ABC在水平面內(nèi),物體從B到C做勻速圓周運(yùn)動(dòng),所以物體能夠到達(dá)C點(diǎn),且到C點(diǎn)時(shí)速度為215m/s,故C7.D[解析]40層樓高約為h=120m,設(shè)水泵的功率為P,水泵在時(shí)間Δt內(nèi)使質(zhì)量為Δm的水以速度v通過(guò)噴水管口,由動(dòng)能定理得PΔt=12Δmv2,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得v2=2gh,其中Δm=ρSvΔt,S=14πD2,聯(lián)立可得P=14πD2ρgh2g?≈5×105W,8.(1)10m/s(2)5m/s(3)0.6[解析](1)貨物由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過(guò)程,根據(jù)動(dòng)能定理可得mgL1sin53°-μ1mgL1cos53°=12m解得vB=10m/s(2)貨物在長(zhǎng)木板上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律可得μ1mg=ma貨根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律得-2a貨L2=vC2聯(lián)立解得vC=5m/s(3)長(zhǎng)木板進(jìn)入反彈裝置時(shí)的速度v1=vC設(shè)長(zhǎng)木板的質(zhì)量為M,則長(zhǎng)木板剛進(jìn)入反彈裝置時(shí)的能量為E=12M設(shè)長(zhǎng)木板反彈后右端回到C點(diǎn)時(shí)的速度為v2,長(zhǎng)木板從右端反彈回到C點(diǎn)至左端回到B點(diǎn)的過(guò)程中,由動(dòng)能定理可得-μ2Mg(L2-d)=0-12M長(zhǎng)木板在反彈的過(guò)程中損失的能量為ΔE=12Mv12-所以長(zhǎng)木板在反彈過(guò)程中損失的能量與長(zhǎng)木板剛接觸反彈裝置時(shí)的能量的比值η=Δ聯(lián)立解得η=0.69.(1)5N,方向豎直向下(2)1.6N(3)v=40x-9(m/s),其中0.4m≤x<0.45[解析](1)若滑塊恰能過(guò)圓管道的最高點(diǎn),則滑塊在圓管道的最高點(diǎn)時(shí)的速度為零.滑塊由B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到圓管道的最高點(diǎn)的過(guò)程,由機(jī)械能守恒定律得-2mgR=0-12m滑塊在B點(diǎn)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律有FNB-mg=mv聯(lián)立解得FNB=5N根據(jù)牛頓第三定律可知,滑塊剛到B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓管道的壓力大小為FNB壓=FNB=5N,方向豎直向下.(2)若滑塊恰能過(guò)圓管道的最高點(diǎn),則滑塊由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到圓管道的最高點(diǎn)的過(guò)程,由動(dòng)能定理得F1l12-2解得F1=1.6N若滑塊恰能到D點(diǎn),則滑塊由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的