专题06功和功率第01期备战2020高考物理2019届二模和三模好题分项版汇编教师版

1专题6功和功率2019年高三二模、三模物理试题分项解析（I）一．选择题1．（2019江苏宿迁期末）一辆汽车以速度v0在平直的公路上匀速行驶。到达某处时，司机减小油门使汽车输出功率减小为原来的一半，并保持该功率行驶。假设汽车受到的阻力恒定，下列能正确表示从减小油门开始，汽车加速度a、速度v、时间t之间关系是（）A．B．C．D．【参考答案】AD2（2019高考三轮冲刺训练）汽车发动机的额定功率为40KW，质量为2000kg，汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍，取g=10m/s2，若汽车从静止开始保持1m/s2的加速度作匀加速直线运动，达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶，则（）A.汽车在水平路面上能达到的最大速度为20m/sB.汽车匀加速的运动时间为10s2C.当汽车速度达到16m/s时，汽车的加速度为0.5m/s2D.汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间为57.5s【参考答案】A,B,D3（2019江苏宿迁期末）如图所示，一半径为R的竖直光滑圆轨道固定在倾角为37°的斜面上，圆轨道与斜面相切于N点，MN为圆轨道直径，整个装置保持静止。一个质量为m的小球恰能在圆轨道内侧做圆周运动，重力加速度为g，sin37°＝0.6，小球（）A．通过M点时速度大于B．在N点的动能为2.3mgRC．从M点运动到N点的过程中动能变化量为1.6mgRD．从M点运动到N点的过程中重力的功率先增大后减小【参考答案】ABC【名师解析】在最高点点重力提供向心力：mg＝m得v＝，在其它位置的速度要大于M点的速度，则A正确；最高点到N点的竖直高度为（R+Rcos37°）＝1.8R，在N点的动能为EK＝1.8mgR+0.5mgR＝2.3mgR，则B正确；由M点到N点重力做功：2mgRcos37°＝1.6mgR，则动能的变化量为1.6mgR，则C正确；从M点运动到N点的过程中重力的功率先增大后减小到最底点后再增大，则D错误。34．(2019·江西三市六校联考)如图所示，两质量均为m＝1kg的小球1、2(可视为质点)用长为L＝1.0m的轻质杆相连，水平置于光滑水平面上，且小球1恰好与光滑竖直墙壁接触，现用力F竖直向上拉动小球1，当杆与竖直墙壁夹角θ＝37°时，小球2的速度大小v＝1.6m/s，sin37°＝0.6，g＝10m/s2，则此过程中外力F所做的功为()A．8JB．8.72JC．10JD．9.28J【参考答案】C5（2019福建八县市联考）如图，表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【参考答案】D【名师解析】设斜面倾角为θ，刚开始AB处于静止状态，所以mBgsinθ=mAg，所以mB＞mA。剪断轻绳后A自由下落，B沿斜面下滑，A、B都是只有重力做功，根据动能定理得：12mv2=mgh，解得ｖ＝2gh，4所以速度的变化量为△ｖ＝v-0=2gh，选项A错误；AB都只有重力做功，机械能守恒，机械能变化量为零，所以两物块机械能变化量相等，选项B错误；重力势能变化量△EP=mgh，由于物块A、B的质量不相等，所以重力势能变化不相同，选项C错误；剪断轻绳后A自由下落，由ｈ＝12ｇｔ１２，解得A运动的时间为：t1=2hg，重力做功的平均功率P1=1Amght=2ghmAg。B沿斜面下滑，下滑的加速度a=gsinθ，由sinh＝12at22，解得B运动的时间为：t1=2hg1sin。重力做功的平均功率P2=2Bmght=2ghmBgsinθ。由于mBgsinθ=mAg，所以两物块重力做功的平均功率相同，选项D正确。二．计算题1（2019江苏南京六校联考）一个物体放在足够大的水平地面上，如图甲，若用水平变力拉动，其加速度随力变化图像为图乙所示．现从静止开始计时，改用图丙中周期性变化的水平力F作用(g取10m/s2)．求：（1）物体的质量及物体与地面间的动摩擦因数．（2）求周期力作用下物体在一个周期内的位移大小．（3）21s内水平力F对物体所做的功．【名师解析】(1)由牛顿第二定律得：F－μmg=ma变形得：1aFgm结合图象得：m=4kg；μ=0.1(2)0~2s：2211124/2/4Fmgamsmsm，2111142satm2s~4s：2222/Fmgamsm由以上式可知：一个周期内的位移为x1=2s1=8m(3)20s即5个周期通过的位移x10=5×8＝40m甲－4012F/N2481012t/s6丙乙4Oa/ms-2-1F/N5V0F图（1）v/ms-1t/s480-820图（2）第21秒通过的位移21112xatm前21秒物体运动时拉力F做的功W＝5(F1×s1+F2×s1)+F1×x′=172J2（2019江苏无锡一模）如图（1）所示，质量为的物块以初速度从图中所示位置开始沿粗糙水平面向右运动，同时物块受到一水平向左的恒力F作用，在运动过程中物块速度随时间变化的规律如图（2）所示，g取。试求：（1）物块在内的加速度和内的加速度；（2）恒力F的大小及物块与水平面间的动摩擦因数；内恒力F所做的功。(3)根据图形的面积可得8s内物体运动的位移s＝12×(4×20)m2－12×(4×8)m2＝24m2(2分)做的功为W＝Fscos180°＝－7×24J＝－168J(2分)3．（2019高三二轮复习测试）一辆汽车质量为1×103kg，最大功率为2×104W，在水平路面由静止开始做直线运动，最大速度为v2，运动中汽车所受阻力恒定．发动机的最大牵引力为3×103N，其行驶过程中牵引力F与车速的倒数v1的关系如图所示．试求6(1)根据图线ABC判断汽车做什么运动？(2)v2的大小；(3)整个运动过程中的最大加速度；(4)当汽车的速度为10m/s时发动机的功率为多大？4（2019四川攀枝花统考）额定功率P=60kW、质量m=1.6t的汽车在一山坡上行驶，下坡时若关掉油门，则汽车的速度将保持不变。现让该汽车在这一山坡上由静止开始向下行驶，先以F=8000N恒定牵引力匀加速行驶一段时间，当功率达到额定功率时，改为恒定功率行驶，当速度达到匀加速结束时速度的两倍时关掉油门，汽车匀速下坡。设山坡足够长，汽车上述各过程中受到的阻力相同。求：(1)汽车匀加速结束时速度大小；(2)汽车由静止开始向下行驶至关掉油门这一过程的总时间。【名师解析】（1）设汽车匀加速结束时的速度大小为v，由功率与速度的关系式：v牵FP（3分）得：m/s5.7v（1分）。（2）设山坡的倾角为θ，汽车的重力为G，受到的阻力大小为f；汽车匀加速过程的加速度大小为a，所用的时间为t1；汽车以恒定功率运动的位移为x，所用的时间为t2；汽车由静止开始向下行驶至关掉油门的总时间为t。7汽车匀加速过程，由牛顿第二定律得：mafFG牵sin（2分），由运动学规律得：v1at（2分）；汽车以恒定功率行驶过程，由动能定理得：22221)2(21)sin(vvmmxfGPt（2分）；关掉油门后，由平衡条件得:fGsin（2分）；21ttt（2分）。联立以上各式得：t=3.75s（1分）5.（2019湖北武汉部分学校联考）某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机，将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中，以达到节能的目的。某次测试中，汽车以额定功率行驶700m后关闭发动机，测出了汽车动能Ek与位移x的关系图像如图所示，其中①是关闭储能装置时的关系图线，②是开启储能装置时的关系图线。已知汽车的质量为1000kg，设汽车运动过程中所受地面阻力恒定，空气阻力不计，求(1)汽车的额定功率P；(2)汽车加速运动500m所用的时间t；(3)汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能E?【参考答案】(1)8×104W(2)16.25s(3)5×105J(2)汽车加速运动过程中，由动能定理得Pt－fx1＝12mv2－12mv02解得t＝16.25s。8(3)由功能关系，汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为E＝Ek－fx′解得E＝5×105J。6．（2019湖南株洲一模）足够长的光滑水平面上，有10个相同的小球沿直线等间隔均匀分布，总长度为l，并以相同的速度v0向右运动，如图甲所示。在小球的正前方有一“加速带”AB，当小球从左端A进入加速带后在水平恒力作用下被加速，直至从右端B离开，小球经过加速带前后速度的变化情况如图乙所示。已知1号球刚从B端离开时，4号球刚好从A端进入。不考虑球的大小，试求:（1）10个小球最终分布的总长度。（2）加速带对10个小球做功的总功率P。已知小球在加速带上所受水平恒力为F。故10号球刚从B端出来时，1号与10号间的距离L=3v0Δt（1分）解得L=3l（2分）此即10个小球最终分布的总长度。9（2）因加速带对10个小球做功并不同步，故对10个小球做功的总功率要小于对单个小球做功的功率之和。小球在加速带上运动的时间3tT（1分）小球在加速带上运动的平均速度000322vvvv（1分）故加速带长度为0LTv（1分）因而加速带对10个小球所做总功为W=10FL0（1分）加速带做功的总时间应是从1号球进入加速带A端开始，直到10号球离开加速带B端为止，这段时间即t=Δt+T（1分）又加速带对10个小球做功的总功率为WPt（1分）解得05PFv（2分）8.（2019江苏南京六校联考）如图所示的木板由倾斜部分和水平部分组成，两部分之间由一段圆弧面相连接．在木板的中间有位于竖直面内的光滑圆槽轨道，斜面的倾角为θ．现有10个质量均为m、半径均为r的均匀刚性球，在施加于1号球的水平外力F的作用下均静止，力F与圆槽在同一竖直面内，此时1号球球心距它在水平槽运动时的球心高度差为h．现撤去力F使小球开始运动，直到所有小球均运动到水平槽内．重力加速度为g．求：⑴水平外力F的大小；⑵1号球刚运动到水平槽时的速度；⑶整个运动过程中，2号球对1号球所做的功．【名师解析】⑴以10个小球整体为研究对象，由力的平衡条件可得10mgF10tan（3分）得：10tanFmg（2分）