2025屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)與測(cè)試專題強(qiáng)化練五功和功率動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律

專題強(qiáng)化練（五）功和功率動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律1.(2024·潮州市期末)成語(yǔ)“簸揚(yáng)糠秕”源于如圖的勞動(dòng)情景，在恒定水平風(fēng)力作用下，從同一高度由靜止釋放的米粒和糠落到地面不同位置，糠落點(diǎn)更遠(yuǎn)。不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是(D)A．米粒和糠都做平拋運(yùn)動(dòng)B．米粒和糠質(zhì)量相同C．落地時(shí)，米粒豎直方向的速度大于糠豎直方向的速度D．落地時(shí)，米粒重力的瞬時(shí)功率大于糠重力的瞬時(shí)功率解析：平拋運(yùn)動(dòng)只受重力作用，故不是平拋運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；空氣阻力忽略不計(jì)，米粒和糠在豎直方向都做自由落體運(yùn)動(dòng)，由h＝eq\f(1,2)gt2，可知，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，在恒定水平風(fēng)力作用下F＝ma，x＝eq\f(1,2)at2，米粒和糠落到地面不同位置，則加速度不同，所以質(zhì)量不同，故B錯(cuò)誤；空氣阻力忽略不計(jì)，米粒和糠在豎直方向都做自由落體運(yùn)動(dòng)，由v2＝2gh，可知，落地豎直方向的速度相同，故C錯(cuò)誤；根據(jù)P＝mgv，由于米粒質(zhì)量大，落地時(shí)，米粒重力的瞬時(shí)功率大于糠重力的瞬時(shí)功率，故D正確。2.(2024·深圳市一模)節(jié)能電梯在無(wú)人時(shí)緩慢運(yùn)行或靜止不動(dòng)，有人上電梯后，電梯先加速后勻速運(yùn)行。一乘客坐電梯下樓，始終與電梯保持相對(duì)靜止，如圖所示，則(B)A．加速時(shí)乘客所受的摩擦力方向沿斜面向下B．加速時(shí)乘客處于失重狀態(tài)C．下樓過(guò)程中電梯對(duì)乘客的作用力大于乘客對(duì)電梯的作用力D．下樓過(guò)程中乘客受到的摩擦力始終做負(fù)功解析：電梯加速向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，人有水平向左的加速度，重力提供向下的加速度，由牛頓第二定律可知，乘客所受的摩擦力方向水平向左，故A錯(cuò)誤；電梯加速向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，人有向下的加速度，則乘客處于失重狀態(tài)，故B正確；電梯對(duì)乘客的作用力與乘客對(duì)電梯的作用力是一對(duì)相互作用力，大小相等，方向相反，故C錯(cuò)誤；當(dāng)電梯勻速運(yùn)行時(shí)，乘客不受摩擦力，摩擦力做功為零，故D錯(cuò)誤。3.(2024·梅州市一模)如圖所示，噴泉經(jīng)常出現(xiàn)在廣場(chǎng)和公園等公共場(chǎng)所，給人們的生活增添了無(wú)窮樂(lè)趣。假設(shè)一水珠從噴出到落回地面在同一豎直線上運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)過(guò)程中水珠的質(zhì)量和空氣阻力的大小均保持不變，則該水珠在空中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(B)A．該水珠在落回地面時(shí)，重力的瞬時(shí)功率最小B．該水珠在落回地面時(shí)，水珠的機(jī)械能最小C．上升過(guò)程所用的時(shí)間大于下落過(guò)程所用的時(shí)間D．上升過(guò)程克服空氣阻力做的功大于下落過(guò)程克服空氣阻力做的功解析：重力的瞬時(shí)功率P＝mgv，水珠在最高點(diǎn)時(shí)，速度為零，重力的瞬時(shí)功率最小，故A錯(cuò)誤；水珠在空中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，一直克服空氣阻力做功，水珠的機(jī)械能逐漸減小，故該水珠在落回地面時(shí)，水珠的機(jī)械能最小，故B正確；水珠上升過(guò)程阻力方向與重力方向相同，下降過(guò)程阻力方向與重力方向相反，則水珠上升過(guò)程的加速度大于下降過(guò)程的加速度，水珠上升過(guò)程的位移等于下降過(guò)程的位移，故上升過(guò)程所用的時(shí)間小于下落過(guò)程所用的時(shí)間，故C錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)過(guò)程中水珠空氣阻力的大小均保持不變，水珠上升過(guò)程的位移等于下降過(guò)程的位移，故上升過(guò)程克服空氣阻力做的功等于下落過(guò)程克服空氣阻力做的功，故D錯(cuò)誤。4．(2023·全國(guó)甲卷，T14)一同學(xué)將鉛球水平推出，不計(jì)空氣阻力和轉(zhuǎn)動(dòng)的影響，鉛球在平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中(B)A．機(jī)械能一直增加B．加速度保持不變C．速度大小保持不變D．被推出后瞬間動(dòng)能最大解析：鉛球做平拋運(yùn)動(dòng)，僅受重力，故機(jī)械能守恒，A錯(cuò)誤；鉛球的加速度恒為重力加速度保持不變，B正確；鉛球做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向速度不變，鉛球在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成可知鉛球速度變大，則動(dòng)能越來(lái)越大，C、D錯(cuò)誤。5．(2024·廣東大亞灣區(qū)聯(lián)合模擬)如圖所示，塔式起重機(jī)將質(zhì)量m＝5×103kg的重物沿豎直方向吊起的過(guò)程中，在MN段重物以加速度a＝0.2m/s2勻加速上升，在PQ段重物以速度v＝1.2m/s勻速上升，MN＝PQ＝2.5m，重力加速度g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力和摩擦阻力。下列說(shuō)法正確的有(C)A．從M到N，起重機(jī)的輸出功率保持為10kWB．從M到N，重物的機(jī)械能增加量為1.25×105JC．從P到Q，起重機(jī)的輸出功率保持為60kWD．從P到Q，起重機(jī)對(duì)重物做功為1.0×105J解析：從M到N，重物勻加速上升，由牛頓第二定律有F1－mg＝ma，解得F1＝5.1×104N，保持不變，速度增加，則起重機(jī)的輸出功率增大，由功能關(guān)系可知，重物的機(jī)械能增加量ΔE＝F1x＝5.1×104×2.5J＝1.275×105J，故A、B錯(cuò)誤；從P到Q，重物勻速上升，則有F2＝mg＝5×104N，保持不變，速度也不變，則起重機(jī)的輸出功率保持P＝F2v＝5×104×1.2W＝6×104W＝60kW，起重機(jī)對(duì)重物做功W＝F2x＝5×104×2.5J＝1.25×105J，故C正確，D錯(cuò)誤。6.(2024·江門(mén)市一模)跳傘運(yùn)動(dòng)員由高空沿豎直方向落下，t1時(shí)刻開(kāi)啟降落傘，t2時(shí)刻開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng)直到t3時(shí)刻落地，速度傳感器記錄此過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員的v－t圖像如圖所示，下列關(guān)于跳傘運(yùn)動(dòng)員及降落傘的說(shuō)法正確的是(C)A．0到t1時(shí)間內(nèi)，他們處于超重狀態(tài)B．t1到t2時(shí)間內(nèi)，他們受到的空氣阻力逐漸增大C．t1時(shí)刻，他們所受重力的功率最大D．t2到t3時(shí)間內(nèi)，他們的機(jī)械能守恒解析：由題圖可知，0到t1時(shí)間內(nèi)，他們加速下降，具有豎直向下的加速度，處于失重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；同理，t1到t2時(shí)間內(nèi)，他們減速下降，由牛頓第二定律可知a＝eq\f(f－mg,m)，加速度越來(lái)越小，受到的空氣阻力逐漸減小，故B錯(cuò)誤；根據(jù)P＝mgv，可知，t1時(shí)刻速度最大，則他們所受重力的功率最大，故C正確；由題圖可知，t2到t3時(shí)間內(nèi)，他們勻速下降則機(jī)械能不守恒，故D錯(cuò)誤。7.“廣湛”高鐵將茂名到廣州的通行時(shí)間縮短至2h。假設(shè)動(dòng)車啟動(dòng)后沿平直軌道行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)功率恒定，行車過(guò)程中受到的阻力恒為f。已知?jiǎng)榆囐|(zhì)量為m，最高行駛速度為vm，下列說(shuō)法正確的是(B)A．動(dòng)車啟動(dòng)過(guò)程中所受合外力不變B．動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)功率為fvmC．從啟動(dòng)到最大速度過(guò)程中，動(dòng)車平均速度為eq\f(vm,2)D．從啟動(dòng)到最大速度過(guò)程中，動(dòng)車牽引力做功為eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)解析：發(fā)動(dòng)機(jī)功率恒定，根據(jù)P＝Fv可知速度變大，牽引力變小，合外力F合＝F－f，則合外力變小，故A錯(cuò)誤；速度最大時(shí)，動(dòng)車加速度為零，受力平衡，此時(shí)P＝Fv＝fvm，故B正確；從啟動(dòng)到最大速度過(guò)程中，動(dòng)車做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)車平均速度大于eq\f(vm,2)，故C錯(cuò)誤；從啟動(dòng)到最大速度過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理有WF－Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)，則動(dòng)車牽引力做功大于eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)，故D錯(cuò)誤。8．(多選)(2024·潮州市期末)如圖甲所示是某游樂(lè)場(chǎng)的一部直道滑梯，質(zhì)量為20千克的兒童在長(zhǎng)為5米的滑梯頂端從靜止開(kāi)始沿滑梯下滑，經(jīng)過(guò)3秒到達(dá)滑梯底端，其重力勢(shì)能隨下滑距離s的變化如圖乙所示，取滑梯底部為零勢(shì)能面，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度取10m/s2，則(ACD)A．兒童下滑時(shí)加速度的大小約為1.1m/s2B．兒童與滑梯間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.7C．滑梯與水平面的夾角θ為37°D．兒童下滑過(guò)程中機(jī)械能減小解析：根據(jù)圖像可知，下滑距離為5m，根據(jù)s＝eq\f(1,2)at2，可得，解得sinθ＝0.6，所以滑梯與水平面的夾角θ為37°，根據(jù)mgsinθ－f＝ma，f＝μN(yùn)，N＝mgcosθ，解得μ＝eq\f(11,18)，故B錯(cuò)誤，C正確；兒童下滑過(guò)程中克服阻力做功，機(jī)械能減小，故D正確。9.(多選)如圖所示，半球形容器ABC固定在水平面上，AC是水平直徑，一個(gè)物塊從A點(diǎn)正上方由靜止釋放剛好能從A點(diǎn)進(jìn)入容器，第一次從P點(diǎn)由靜止釋放，P點(diǎn)離A點(diǎn)高度為h，結(jié)果物塊從C點(diǎn)飛出上升的高度為eq\f(h,2)，第二次從Q點(diǎn)由靜止釋放，Q點(diǎn)離A點(diǎn)高度為eq\f(h,2)，物塊與容器內(nèi)壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)恒定，B為容器內(nèi)壁最低點(diǎn)，容器的半徑為h。下列判斷正確的是(AD)A．第一次，物塊由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程克服摩擦做的功為eq\f(1,2)mghB．第二次，物塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的速度剛好為零C．第一次，物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的最大動(dòng)能為eq\f(7,4)mghD．第一次，物塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)克服摩擦力做的功大于從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)克服摩擦力做的功解析：根據(jù)動(dòng)能定理mg×eq\f(h,2)－Wf＝0，解得克服摩擦力做功Wf＝eq\f(1,2)mgh，故A正確；第二次，由于物塊運(yùn)動(dòng)到某一位置的速度小于第一次物塊在該位置的速度，因此正壓力小于第一次的正壓力，摩擦力小于第一次的摩擦力，因此從A到C克服摩擦力做功小于eq\f(1,2)mgh，根據(jù)動(dòng)能定理可知，物塊到達(dá)C點(diǎn)的速度不為零，故B錯(cuò)誤；第一次，物塊從A運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中的速度比從B運(yùn)動(dòng)到C過(guò)程中的速度大，因此正壓力大，摩擦力大，所以物塊由A運(yùn)動(dòng)到B克服摩擦力做的功大于B到C克服摩擦力做的功，大于eq\f(1,4)mgh，因此到B點(diǎn)的最大動(dòng)能小于2mgh－eq\f(1,4)mgh＝eq\f(7,4)mgh，故C錯(cuò)誤，D正確。10．如圖，質(zhì)量為5×104kg的C919飛機(jī)，在水平跑道上滑行2000m時(shí)可達(dá)到飛機(jī)起飛的速度80m/s。若飛機(jī)滑行過(guò)程可視為從靜止開(kāi)始的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，受到的阻力為自身重力的eq\f(1,10)，重力加速度大小取10m/s2，求：(1)飛機(jī)滑行過(guò)程中的加速度大??；(2)飛機(jī)起飛時(shí)刻推力的功率。解析：(1)設(shè)滑行過(guò)程中飛機(jī)的加速度大小為a，則有v2＝2ax，將x＝2000m，v＝80m/s代入解得，飛機(jī)滑行過(guò)程中的加速度大小a＝1.6m/s2。(2)根據(jù)牛頓第二定律有F－0.1mg＝ma解得飛機(jī)起飛時(shí)刻的推力F＝1.3×105N則飛機(jī)起飛時(shí)刻推力的功率P＝Fv＝1.04×107W。答案：(1)1.6m/s2(2)1.04×107W11.整理餐具時(shí)，服務(wù)員先把餐具擺在圓形玻璃轉(zhuǎn)盤(pán)上，然后轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)，使餐具甩出后停在圓形桌面上。已知圓形轉(zhuǎn)盤(pán)的半徑r＝0.6m，圓形桌面的半徑R＝1m，玻璃轉(zhuǎn)盤(pán)與圓形桌面中心重合，二者的高度差h＝0.05m?？煽醋髻|(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m的餐具放在轉(zhuǎn)盤(pán)的邊沿，餐具與轉(zhuǎn)盤(pán)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.54，緩緩增大轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)速，其俯視圖如圖所示，不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10m/s2。(1)求餐具剛好被甩出去時(shí)轉(zhuǎn)盤(pán)的角速度ω0；(2)若餐具落到圓形桌面上時(shí)不跳躍，且水平方向上的速度保持不變，為保證餐具不會(huì)滑落到地面上，求餐具與圓形桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ′的取值范圍(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。解析：(1)以餐具為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得μmg＝mrωeq\o\al(2,0)，代入數(shù)據(jù)得ω0＝3rad/s。(2)餐具被甩出后先做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)平拋速度為v0，時(shí)間為t1，射