2021届高考物理(江苏专用)二轮精选题组：专练9-功、功率和功能关系(含解析).docx

专练9功、功率和功能关系一、单项选择题1如图1所示，质量相等的物体A和物体B与地面间的动摩擦因数相等，在力F的作用下，一起沿水平地面对右移动x，则()图1A摩擦力对A、B做功相等BA、B动能的增量相同CF对A做的功与F对B做的功相等D合外力对A做的功与合外力对B做的功不相等解析因F斜向下作用在物体A上，A、B受的摩擦力不相同，所以摩擦力对A、B做的功不相等，A错误；但A、B两物体一起运动，速度始终相同，故A、B动能增量肯定相同，B正确；F不作用在B上，因此力F对B不做功，C错误；合外力对物体做的功等于物体动能的增量，故D错误答案B2(2022宁夏银川一中一模，16)如图2所示为某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进若质量为m的小车在平直的水泥路上从静止开头沿直线加速行驶，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，小车所受阻力恒为Ff，那么这段时间内()图2A小车做匀加速运动B小车受到的牵引力渐渐增大C小车受到的合外力所做的功为PtD小车受到的牵引力做的功为Ffxmv解析小车在运动方向上受向前的牵引力F和向后的阻力Ff，由于v增大，P不变，由PFv，FFfma，得出F渐渐减小，a也渐渐减小，当vvm时，a0，故A、B项均错；合外力做的功W外PtFfx，由动能定理得W牵Ffxmv，故C项错，D项对答案D3如图3所示，一质量为M，长为L的木板，放在光滑的水平地面上，在木板的右端放一质量为m的小木块，用一根不行伸长的轻绳通过光滑的定滑轮分别与m、M连接，木块与木板间的动摩擦因数为，开头时木块和木板静止，现用水平向右的拉力F作用在M上，在将m拉向木板左端的过程中，拉力至少做功为()图3A2mgL B.mgLC(Mm)gL DmgL解析在拉力F的作用下，m、M缓慢匀速运动，将m拉到木板的左端的过程中，拉力做功最少，设此时绳的拉力为T，则Tmg，TmgF，当m到达M左端时，M向右运动的位移为，故拉力做功WFmgL，故D正确答案D4(2022南通市高三第一次调研)如图4所示，小物块甲从竖直固定的光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧底端切线水平小物块乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下下列推断正确的是()图4A两物块到达底端时速度相同B两物块运动到底端的过程中重力做功相同C两物块到达底端时动能相同D两物块到达底端时，乙重力做功的瞬时功率大于甲重力做功的瞬时功率解析两物块下落的高度相同，依据动能定理mghmv2得两物块到达底端时的速度大小相等，但方向不同，A错误；两物块的质量大小关系不确定，故无法推断两物块运动到底端时重力做功及动能是否相同，B、C错误；在最底端时，甲物块受到的重力方向与速度方向垂直，重力做功瞬时功率为0，乙重力做功的功率不为零，故乙重力做功的瞬时功率大，D正确答案D5(2022上海卷，11)静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间变化关系是()解析设在恒力作用下的加速度为a，则机械能增量EFhFat2/2，知机械能随时间不是线性增加，撤去拉力后，机械能守恒，则机械能随时间不变故C正确，A、B、D错误答案C6如图5所示，竖直平面内放始终角杆MON，杆的水平部分粗糙，动摩擦因数0.2，杆的竖直部分光滑两部分各套有质量均为1 kg的小球A和B，A、B球间用细绳相连初始A、B均处于静止状态，已知：OA3 m，OB4 m，若A球在水平拉力的作用下向右缓慢地移动1 m(取g10 m/s2)，那么该过程中拉力F做功为()图5A14 J B10 J C6 J D4 J解析对A、B球整体受力分析如图所示，由于在水平拉力作用下A球缓慢移动，所以FN12mg2110 N20 N，FfFN10.220 N4 N，依据动能定理可知，WFWFfWGB0，所以WF(Ffl)(mgl)0，代数解得WF14 J，选项A正确答案A7(2022山西太原一模，18)将小球以10 m/s的初速度从地面竖直向上抛出，取地面为零势能面，小球在上升过程中的动能Ek、重力势能Ep与上上升度h间的关系分别如图6中两直线所示取g10 m/s2，下列说法正确的是()图6A小球的质量为0.2 kgB小球受到的阻力(不包括重力)大小为0.20 NC小球动能与重力势能相等时的高度为 mD小球上升到2 m时，动能与重力势能之差为0.5 J解析在最高点，Epmgh得m0.1 kg，A项错误；由除重力以外其他力做功W其E可知：fhE高E低，E为机械能，解得f0.25 N，B项错误；设小球动能和重力势能相等时的高度为H，此时有mgHmv2，由动能定理：fHmgHmv2mv得H m，故C项错；当上升h2 m时，由动能定理，fhmghEk2mv得Ek22.5 J，Ep2mgh2 J，所以动能与重力势能之差为0.5 J，故D项正确答案D8(2022黑龙江齐齐哈尔二模，17)如图7所示，质量相等、材料相同的两个小球A、B间用一劲度系数为k的轻质弹簧相连组成系统，系统穿过一粗糙的水平滑杆，在作用在B上的水平外力F的作用下由静止开头运动，一段时间后一起做匀加速运动，当它们的总动能为4Ek时撤去外力F，最终停止运动不计空气阻力，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力则在从撤去外力F到停止运动的过程中，下列说法正确的是()图7A撤去外力F的瞬间，弹簧的压缩量为B撤去外力F的瞬间，弹簧的伸长量为C系统克服摩擦力所做的功小于系统机械能的削减量DA克服外力所做的总功等于2Ek解析撤去F瞬时，弹簧处于拉伸状态，对系统在F作用下一起匀加速运动，由牛顿其次定律有F2mg2ma，对A有kxmgma，求得拉伸量x，则A、B两项错误；撤去F之后，系统运动过程中，克服摩擦力所做的功等于机械能的削减量，则C错误；对A利用动能定理W合0EkA，又有EkAEkB2Ek，则知A克服外力做的总功等于2Ek，则D项正确答案D9(2022西安二模)如图8所示，有一光滑斜面倾角为，c为斜面上固定挡板，物块a和b通过轻质弹簧连接，a、b处于静止状态，弹簧压缩量为x.现对a施加沿斜面对下的外力使弹簧再压缩3x，之后突然撤去外力，经时间t，物块a沿斜面对上运动的速度为v，此时物块刚要离开挡板已知两物块的质量均为m，重力加速度为g.下列说法正确的是()图8A弹簧的劲度系数为B物块b刚要离开挡板时，a的加速度为gsin C物块a沿斜面对上运动速度最大时，物块b对挡板c的压力为0D撤去外力后，经过时间t，弹簧弹力对物块a做的功为5mgxsin mv2解析无外力作用时，以物块a为争辩对象kxmgsin ，k，选项A错误；当物块b刚离开挡板时，以物块b为争辩对象kx1mgsin ，所以x1x，弹簧处于拉伸状态，这时物块a的加速度为2gsin ，选项B错误；物块a速度最大时，弹簧处于压缩状态，物块b对挡板c的压力为2mgsin ，选项C错误；撤去外力后由动能定律得W弹mgsin 5xmv20，W弹5mgxsin mv2，选项D正确答案D10(2022上海卷，16)如图9，竖直平面内的轨道和都由两段细直杆连接而成，两轨道长度相等，用相同的水平恒力将穿在轨道最低点B的静止小球，分别沿和推至最高点A，所需时间分别为t1、t2，动能增量分别为Ek1、Ek2，假定球在经过轨道转折点前后速度大小不变，且球与和轨道间的动摩擦因数相等，则()图9AEk1Ek2，t1t2 BEk1Ek2，t1t2CEk1Ek2，t1t2 DEk1Ek2，t1t2解析由于摩擦力做功Wf(mgcos Fsin )smgxFh，可知沿两轨道运动，摩擦力做功相等，依据动能定理得：WFmghWfEk，知两次状况拉力做功相等，摩擦力做功相等，重力做功相等，则动能的变化量相等作出在两个轨道上运动的速度时间图线如图所示，由于路程相等，则图线与时间轴围成的面积相等，由图可知，t1t2.故B正确，A、C、D错误答案B二、多项选择题11有一系列斜面，倾角各不相同，它们的底端相同，都是O点，如图10所示有一些完全相同的滑块(可视为质点)从这些斜面上的A、B、C、D各点同时由静止释放，下列推断正确的是()图10A若各斜面均光滑，且这些滑块到达O点的速率相同，则A、B、C、D各点处在同一水平线上B若各斜面均光滑，且这些滑块到达O点的速率相同，则A、B、C、D各点处在同一竖直面内的圆周上C若各斜面均光滑，且这些滑块到达O点的时间相同，则A、B、C、D各点处在同一竖直面内的圆周上D若各斜面与这些滑块间有相同的动摩擦因数，滑到O点的过程中，各滑块损失的机械能相同，则A、B、C、D各点处在同一竖直线上解析由机械能守恒可知A正确，B错误；若A、B、C、D各点在同一竖直平面内的圆周上，则下滑时间均为t(d为直径)，因此选项C正确；设斜面和水平面间夹角为，损失的机械能为Emgscos ，损失机械能相同，则scos 相同，因此A、B、C、D各点在同一竖直线上，D正确答案ACD12(2022高考冲刺卷六)三角形传送带以1 m/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是2 m且与水平方向的夹角均为37.现有两个质量相同的小物块A、B从传送带顶端都以1 m/s的初速度沿传送带下滑，物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5，g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.下列推断正确的是()图11A物块A先到达传送带底端B物块A、B同时到达传送带底端C传送带对物块A、B均做负功D物块A下滑过程系统产生的热量小于B下滑过程系统产生的热量解析计算比较得mgsin mgcos ，A和B沿传送带斜面对下做初速度相同、加速度相同的匀加速运动，并且两物块与地面距离相同，所以两物块同时到达底端，选项A错，B对；两物块的摩擦力方向都与运动方向相反，所以传送带对物块A、B均做负功，选项C对；物块A与传送带运动方向相同，物块B与传送带运动方向相反，而划痕是指物块与传送带间的相对位移，所以s相对As相对B，而Q热mgs相对，所以QAQB，选项D对答案BCD13(2022吉林省吉林市质检，20)如图12所示，长为L的粗糙长木板水平放置，在木板的A端放置一个质量为m的小物块现缓慢地抬高A端，使木板以左端为轴转动，当木板转到与水平面的夹角为时小物块开头滑动，此时停止转动木板，小物块滑到底端的速度为v，重力加速度为g.下列推断正确的是()图12A整个过程物块受的支持力垂直于木板，所以不做功B物块所受支持力做功为mgLsin C发生滑动前静摩擦力渐渐增大D整个过程木板对物块做的功等于物块机械能的增量解析由题意得，物块滑动前支持力属于沿运动轨迹切线方向的变力，由微元法可知在这个过程中支持力做正功，而且依据动能定理，在缓慢抬高A端的过程中，WmgLsin 0，可知WmgLsin ，所以A项错，B项正确由平衡条件得在滑动前静摩擦力f静mgsin ，当，f静，所以C正确在整个过程中物块的重力势能不变，动能增加，所以机械能变大，依据除了重力以外其他力做功等于机械能的变化量可知D项正确答案BCD14如图13甲所示，质量m0.5 kg，初速度v010 m/s的物体，受到一个与初速方向相反的外力F的作用，沿粗糙的水平面滑动，经3 s撤去外力，直到物体停止，整个过程物体的vt图象如图乙所示，g取10 m/s2，则()图13A物体与地面的动摩擦因数为0.1B02 s内F做的功为8 JC07 s内物体由于摩擦产生的热量为25 JD07 s内物体滑行的总位移为29 m解析由图象可知物体在37 s内仅受摩擦力做减速运动，其加速度a1 m/s2g，得物体与地面的动摩擦因数为0.1，A对；计算07 s内所围面积可得物体滑行的总位移为x29 m，D对，07 s内物体由于摩擦产生的热量为Qmgx14.5 J，C错；02 s加速度a12 m/s2，由mgFma1可得F0.5 N,02 s内位移由面积可得s16 m，所以F做的功为WFs8 J，B对答案ABD