2014高考物理专题原创卷：功、功率（含13年各类精选题）（ 2013高考）

2014高考物理专题原创卷：功、功率（含13年各类精选题）（ 2013高考） 功 功率 一、选择题(本题共8小题，每小题8分，共64分，其中第5、6、8小题为多选题() 1([2012?福建卷]如图所示， 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)(初始时刻，A、B处于同一高度并恰好处于静止状态(剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块( ) A(速率的变化量不同 B(机械能的变化量不同 C(重力势能的变化量相同 D(重力做功的平均功率相同 解析:由题意根据力的平衡有mg,mgsinθ～所以m,msinθ.ABAB 12根据机械能守恒定律mgh,mv～得v,2gh～所以两物块落地速2 率相等～选项A错,因为两物块的机械能守恒～所以两物块的机械能变化量都为零～选项B错误,根据重力做功与重力势能变化的关系～重力势能的变化为ΔE,,W,,mgh～选项C错误,因为A、pG vB两物块都做匀变速运动～所以A重力的平均功率为P,mg?～BAA2 vπ重力的平均功率P,mg?cos(,θ)～因为m,msinθ～所以PBBABA22 ,P～选项D正确( B 答案:D 2([2013?虹口质检]质量为2 kg的物体做直线运动，沿此直线作用于物体的外力与位移的关系如图所示，若物体的初速度为3 m/s，则其末速度为( ) A(5 m/s B.23 m/s C.5 m/s D.35 m/s 解析:根据作用于物体的外力与位移的关系图象与横轴所围面积表示功～物体的外力做功W,4 J，16 J,6 J,14 J(由动能定理～W1122,,mv～解得末速度为vmv,23 m/s～选项B正确( 21222 答案:B 3([2013?洛阳统考]如图所示，从光滑的1/4圆弧槽的最高点滑下的小滑块，滑出槽口时速度方向为水平方向，槽口与一个半球顶点相切，半球底面水平，若要使小滑块滑出槽口后不沿半球面下滑，已知圆弧轨道的半径为R，半球的半径为R，则R和R应满足的关1212系是( ) RR22A. R?? B. R 1122 C. R?R D. R?R 1212 12解析:根据动能定理有mgR,mv～解得v,2gR～若要使112 小滑块滑出槽口后不沿半球面下滑～则有v?gR(临界状态可由mg2 2mvR2,求得)～代入数据解得R?～选项B正确( 1R22 答案:B 4([2013?浙江省重点中学协作体4月调研]如图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始沿直线加速行驶，经过时间t前进的距离为l，且速度达到最大值v.设这一过程中电动机的功率m 恒为P，小车所受阻力恒为F，那么这段时间内( ) A(小车做匀加速运动 B(小车受到的牵引力逐渐增大 C(小车受到的合外力所做的功为Pt 12D(小车受到的牵引力做的功为Fl，mv m2 解析:行驶过程中功率恒为P～小车做加速度逐渐减小的加速运动～小车受到的牵引力逐渐减小～选项A、B错误,小车受到的合外 12力所做的功为Pt,Fl～选项C错误,由动能定理～W,Fl,mv～m2 12小车受到的牵引力做的功为W,Fl，mv～选项D正确( m2 答案:D 5((多选)如图所示，倾角为30?、高为L的固定斜面底端与水平面平滑相连，质量分别为3m、m的两个小球A、B用一根长为L的轻绳连接，A球置于斜面顶端(现由静止释放A、B两球，B球与弧形挡板碰撞过程时间极短，碰撞过程中无机械能损失，且碰后只能沿斜面下滑，两球最终均滑到水平面上(已知重力加速度为g，不计一切摩擦，则( ) 1A. A球刚滑至水平面时的速度大小为5gL 2 1B. B球刚滑至水平面时的速度大小为gL 2 C. 两球在水平面上不可能相撞 D. 在A球沿斜面下滑的过程中，轻绳对B球先做正功、后不做功 解析:因B球和弧形挡板碰撞过程无能量损失～并且B球的运动方向变为沿斜面向下～又A、B两球用一轻绳连接～所以A、B两球的线速度大小相等(B球上升过程中～A球未到达水平面时)(当A L球刚到水平面时～B球在竖直高度为处～由能量守恒定律得3mgL2 L112,mg,(3m，m)v～解得v,5gL～A正确,因A球到达水平面11222 上～B球还在斜面上～所以B球到水平面时的速度比A球大(对B 111322球～由能量守恒定律得mv，mgL,mv～得v,gL～B错误,1222222 由于v>v～所以B球可以追上A球～C错误,A球在斜面上下滑过21 程中～前L距离轻绳对B球做正功～A球到达斜面中点后～轻绳不再对B球做功～D正确( 答案:AD 6([2013?东北三校联考]如图所示，两根等长的细线拴着两个小球在竖直平面内各自做圆周运动(某一时刻小球1运动到自身轨道的最低点，小球2恰好运动到自身轨道的最高点，这两点高度相同，此时两小球速度大小相同(若两小球质量均为m，忽略空气阻力的影响，则下列说法正确的是( ) A(此刻两根线拉力大小相同 B(运动过程中，两根线上拉力的差值最大为2mg C(运动过程中，两根线上拉力的差值最大为10mg D(若相对同一零势能面，小球1在最高点的机械能等于小球2在最低点的机械能 解析:设小球质量为m～当两小球运动到题中图示位置时～设速度大小为v～此时两根细线的拉力分别为F和F～设小球质量为m～12 22vv细线长度为L～则由向心力公式得:F,mg,m，mg,m～F～12LL故选项A错误,易知小球1在最高点时细线的拉力F′最小～设此1 2v112时速度大小为v～F′，mg,m～再由机械能守恒定律得:mv11L212,mv，2mgL,小球2在最低点时细线的拉力F′最大～设此时速122 2v11222度大小为v～F′,mg,m,mv～再由机械能守恒定律得:mv222L22，2mgL～联立解得～运动过程中两根线上拉力的差值最大为F′,2 22,vv21F′,2mg，m,2mg，8mg,10mg～故选项C正确～B错误,1L 取题中图示位置为零势能面～由机械能守恒定律知选项D正确( 答案:CD 7([2013?江西盟校二联]如图所示，质量为m的小车在水平恒力F推动下，从山坡(粗糙)底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B，获得的速度为v，A、B之间的水平距离为s，重力加速度为g.下列说法正确的是( ) A. 小车重力所做的功是mgh 12B. 合外力对小车做的功是mv 2 12C. 推力对小车做的功是mv，mgh 2 12D. 阻力对小车做的功是Fs,mv,mgh 2 解析:小车重力所做的功为,mgh～A错误(由动能定理得合外 12力对小车做的功W,mv～B正确(推力对小车做的功为Fs～C错2 12误(根据动能定理～阻力对小车做的功为,(Fs,mv,mgh)～故D2 错误( 答案:B 8([2013?石家庄质检二]如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的v,t图象，Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，下述说法正确的是( ) A(0,t时间内汽车以恒定功率做匀加速运动 1 ，vv12B(t,t时间内的平均速度为 122 1122C(t,t时间内汽车牵引力做功大于mv,mv 122122 D(在全过程中t时刻的牵引力及其功率都是最大值 1 解析:0，t时间内汽车做匀加速直线运动～汽车牵引力恒定～1 由功率定义～可知:汽车功率逐渐增大～选项A错误,由v,t图象意义可知:图线与坐标轴围成面积的大小等于汽车的位移大小～则由 ，vv12平均速度的定义可得:t，t时间内的平均速度大于～选项B122 1122错误,t，t时间内～由动能定理可得:W,W,mv,mv～则12Ff2122 1122W>mv,mv～选项C正确,由汽车功率和牛顿第二定律可知:F2122 t，t时间内～牵引力减小、汽车功率不变,t，t时间内～牵引力不1223 变、汽车功率不变～故选项D正确( 答案:CD 二、计算题(本题共2小题，共36分(需写出规范的解题步骤) 9([2013?淄博二模]如图所示，上表面光滑，长度为3 m、质量M,10 kg的木板，在F,50 N的水平拉力作用下，以v,5 m/s的0速度沿水平地面向右匀速运动(现将一个质量为m,3 kg的小铁块(可视为质点)无初速地放在木板最右端，当木板运动了L,1 m时，又将第二个同样的小铁块无初速地放在木板最右端，以后木板每运动 21 m就在其最右端无初速地放上一个同样的小铁块((g取10 m/s)求: (1)木板与地面间的动摩擦因数( (2)刚放第三个铁块时木板的速度( (3)从放第三个铁块开始到木板停下的过程，木板运动的距离( 解析:(1)木板做匀速直线运动时～受到地面的摩擦力为f 由平衡条件得 F,f ? f,μMg ? 联立并代入数据得 μ,0.5. ? (2)每放一个小铁块～木板所受的摩擦力增加μmg 令刚放第三块铁块时木板速度为v～对木板从放第一块铁块到1 刚放第三块铁块的过程～由动能定理得 1122,μmgL,2μmgL,Mv,Mv ? 1022 联立代入数据得v,4 m/s. ? 1 (3)从放第三个铁块开始到木板停下之前～木板所受的摩擦力均为3μmg 从放第三个铁块开始到木板停下的过程～木板运动的距离为x～对木板由动能定理得 12,3μmgx,0,Mv ? 12 16联立并代入数据得x, m,1.78 m( ? 9 答案:(1)0.5 (2)4 m/s (3)1.78 m 10([2013?上海市长宁区二模]如图所示，在粗糙水平台阶上静止放置一质量m,0.5 kg的小物块，它与水平台阶表面的动摩擦因数μ,0.5，且与台阶边缘O点的距离s,5 m(在台阶右侧固定了1/4个椭圆弧挡板，今以O点为原点建立平面直角坐标系，挡板的方程满 3222足x，4y,y.现用F,5 N的水平恒力拉动小物块，一段时间后撤5 去拉力，小物块最终水平抛出并击中挡板( (1)若小物块恰能击中挡板的右端P点，则其离开O点时的速度 为多大, (2)为使小物块击中挡板，拉力F最多作用多长距离, (3)改变拉力F作用距离，使小物块击中挡板不同位置(试利用 平抛运动规律分析，证明:击中挡板的小物块动能均为8 J. x1.6解析:(1)v,, m/s,4 m/s. 02y2×0.8 g10 (2)设拉力F作用的距离为s由动能定理有: 1 12(F,μmg)s,μmg(s,s),mv 1102 12(5,0.5×0.5×10)s,0.5×0.5×10(5,s),×0.5×4 112 s,3.3 m 1 12或:Fs,μmgs,mv 012 125s,0.5×0.5×10×5,×0.5×4 12 s,3.3 m. 1 (3)设小物块离开水平台阶的速度为v～击中挡板时的水平位移为 xx～竖直位移为y～则v, ? 2y g 12E,mv，mgy ? k2 3222x，4y,y ? 5 由??代入?即可解得E,8 J. k 答案:(1)4 m/s (2)3.3 m (3)见解析