2014年高考总复习物理专题针对训练必修2第五章第一节知能演练轻巧夺冠

一、单项选择题1.图5－1－11如图5－1－11所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速带至高处，在此过程中，下述说法正确的是()A．摩擦力对物体做正功B．摩擦力对物体做负功C．支持力对物体做正功D．合外力对物体做正功解析：选A.物体P匀速上升过程中，合力为零，合外力对物体做功为零，D错误；支持力垂直于运动方向，故支持力做功为零，C错误；摩擦力沿斜面向上，摩擦力做正功，A正确，B错误．2.图5－1－12(2011·高考江苏卷)如图5－1－12所示，演员正在进行杂技表演．由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于()A．0.3JB．3JC．30JD．300J解析：选A.根据生活常识，20个鸡蛋大约1kg，表演者抛出的高度按0.5m计算，则抛出过程中对鸡蛋做的功为W＝mgh＝120×10×0.5J＝0.25J，选项A正确．3.图5－1－13如图5－1－13，一长为L的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为m的小球．一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度ω匀速转动，当杆与水平方向成60°时，拉力的功率为()A．mgLωB.32mgLωC.12mgLωD.36mgLω解析：选C.由能的转化守恒可知：拉力的功率等于克服重力的功率．PG＝mgvy＝mgvcos60°＝12mgωL，故选C.4.图5－1－14(2013·宿州灵璧一中模拟)如图5－1－14所示，滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由滑下，然后在水平面上前进至B点停下．已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数都为μ，滑雪者(包括滑雪板)的质量为m.A、B两点间的水平距离为L.在滑雪者经过AB段运动的过程中，克服摩擦力做的功()A．大于μmgLB．等于μmgLC．小于μmgLD．以上三种情况都有可能解析：选B.设斜面的倾角为θ，则对滑雪者从A到B的运动过程中摩擦力做的功为：WFf＝μmgACcosθ＋μmgCB①，由题图可知ACcosθ＋CB＝L②，由①②两式联立可得：WFf＝μmgL，故B正确．5．如图5－1－15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，用一根不可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μ，开始时木块和木板静止，现用水平向右的拉力F作用在M上，将m拉向木板左端的过程中，拉力至少做功为()图5－1－15A．2μmgLB.12μmgLC．μ(M＋m)gLD．μmgL解析：选D.在拉力F的作用下，m、M缓慢匀速运动，使m被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FT，则FT＝μmg，FT＋μmg＝F，当m到达M左端时，M向右运动的位移为L2，故拉力做功W＝F·L2＝μmgL，故D正确．6.图5－1－16如图5－1－16所示，细绳的一端绕过定滑轮与木箱相连，现以大小恒定的拉力F拉动细绳，将静置于A点的木箱经B点移到C点(AB＝BC)，地面平直且与木箱的动摩擦因数处处相等．设从A到B和从B到C的过程中，F做功分别为W1、W2，克服摩擦力做功分别为Q1、Q2，木箱经过B、C时的动能和F的功率分别为EkB、EkC和PB、PC，则下列关系一定成立的有()A．W1＞W2B．Q1＜Q2C．EkB＞EkCD．PB＞PC解析：选A.F做功W＝F·l·cosα，在AB段和BC段相比较，F大小相同，l相同，而α逐渐增大，故W1＞W2，A正确；物体运动中，支持力逐渐减小，摩擦力逐渐减小，故Q1＞Q2，B错；因为物体运动情况不能确定，故动能关系、功率关系无法确定，C、D错．7．(2013·东城区模拟)以恒定的功率P行驶的汽车以初速度v0冲上倾角一定的斜坡，设受到的阻力(不包括汽车所受重力沿斜面向下的分力)恒定不变，则汽车上坡过程中的v－t图象可能是()图5－1－17解析：选C.对汽车进行受力分析，根据牛顿第二定律可得：Pv－mgsinθ－F阻＝ma，上坡过程，若汽车的速度v增大，加速度a减小，加速度减为零后，速度保持不变，根据v－t图象的特点，斜率表示加速度，可以判断出C正确．8．提高物体(例如汽车)运动速率的有效途径是增大发动机的功率和减小阻力因数(设阻力与物体运动速率的平方成正比，即Ff＝kv2，k是阻力因数)．当发动机的额定功率为P0时，物体运动的最大速率为vm，如果要使物体运动的速率增大到2vm，则下列办法可行的是()A．阻力因数不变，使发动机额定功率增大到2P0B．发动机额定功率不变，使阻力因数减小到k4C．阻力因数不变，使发动机额定功率增大到8P0D．发动机额定功率不变，使阻力因数减小到k16解析：选C.速度达到最大时，Pvm＝kv2m即P＝kv3m.由此可知，当vm增大到2vm时，若k不变，功率P变为原来的8倍，若功率不变，阻力因数变为原来的18.☆9.图5－1－18(2013·东北三省四市联考)一物体在水平面上，受恒定的水平拉力和摩擦力作用沿直线运动，已知在第1秒内合力对物体做的功为45J，在第1秒末撤去拉力，其v－t图象如图5－1－18所示，g取10m/s2，则()A．物体的质量为5kgB．物体与水平面间的动摩擦因数为0.2C．第1秒内摩擦力对物体做的功为60JD．第1秒内拉力对物体做的功为60J解析：选D.由动能定理，45J＝12mv2，第1秒末速度v＝3m/s，解出m＝10kg，故A错误；撤去拉力后加速度的大小a＝3－04－1m/s2＝1m/s2，摩擦力Ff＝ma＝10N，又Ff＝μmg，解出μ＝0.1，故B错误；第1秒内物体的位移x＝1.5m，第1秒内摩擦力对物体做的功W＝－Ffx＝－15J，故C错误；第1秒内加速度a1＝3－01－0m/s2＝3m/s2，设第1秒内拉力为F，则F－Ff＝ma1，第1秒内拉力对物体做的功W＝Fx＝60J，故D项正确．二、非选择题10．如图5－1－19所示，某人用大小不变的力F拉着放在光滑水平面上的物体，开始时与物体相连的绳和水平面间的夹角是α，当拉力F作用一段时间后，绳与水平面间的夹角为β.已知图中的高度是h，求绳的拉力FT对物体所做的功．(假设绳的质量、滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦不计)图5－1－19解析：设绳的拉力FT对物体做的功为WFT，人的拉力F对绳做的功为WF，由图可知，在绳与水平面的夹角由α变到β的过程中，拉力F的作用点的位移大小为Δx＝h1sinα－1sinβ由W＝Fx可知WFT＝WF＝FΔx故绳子的拉力FT对物体做的功为WFT＝Fh1sinα－1sinβ.答案：Fh1sinα－1sinβ11．如图5－1－20为修建高层建筑常用的塔式起重机．在起重机将质量m＝5×104kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a＝0.2m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm＝1.02m/s的匀速运动．取g＝10m/s2，不计额外功．求：图5－1－20(1)起重机允许输出的最大功率．(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率．解析：(1)当起重机的功率达到允许最大值，且重物达到最大速度vm时，拉力和重力相等，即F＝mg.根据P＝FvPm＝mgvm＝5×104×10×1.02W＝5.1×105W.(2)根据牛顿第二定律F－mg＝ma又Pm＝Fvv＝at解得：t＝5s.当t′＝2s时v′＝at′P′＝Fv′解得P′＝2.04×105W.答案：(1)5.1×105W(2)5s2.04×105W☆12.一列火车总质量m＝500t，机车发动机的额定功率P＝6×105W，在水平轨道上行驶时，轨道对列车的阻力Ff是车重的0.01倍，g＝10m/s2，求：(1)列车在水平轨道上行驶的最大速度．(2)在水平轨道上，发动机以额定功率P工作，当行驶速度v1＝1m/s时，列车的瞬时加速度a.(3)在水平轨道上以36km/h速度匀速行驶时，发动机的实际功率P′.(4)若火车从静止开始，保持a＝0.5m/s2的加速度做匀加速运动，这一过程维持的最长时间．解析：(1)列车以额定功率工作，当牵引力等于阻力，即F＝Ff＝kmg时列车的加速度为零，速度达最大，则vm＝PF＝Pkmg＝12m/s.(2)当v1＝1m/s＜vm时，列车加速运动，F1＝Pv1＝6×105N由牛顿第二定律知a1＝F－Ffm＝1.1m/s2.(3)当v＝36km/h＝10m/s时，列车匀速运动，则发动机的实际功率为P′＝Ffv＝5×105W.(4)据牛顿第二定律得牵引力F′＝Ff＋ma＝3×105N在此过程中，速度增大，发动机功率增大，当功率为额定功率时速度大小为v＝PF′＝2m/s.又因v＝at，所以t＝va＝4s.答案：(1)12m/s(2)1.1m/s2(3)5×105W(4)4s