【突破高考】福建省2022年高考物理 能力专项突破课时提能演练 5.1功和功率（含解析）

【突破高考】福建省2022年高考物理能力专项突破课时提能演练5.1功和功率（含解析）(40分钟100分)一、选择题(本大题共8小题，每小题9分，共72分.每小题只有一个选项正确)1.在广州亚运会男子110米栏决赛中，刘翔以13.09秒的优异成绩获得冠军并打破之前创造的比赛记录.刘翔在比赛中，主要有起跑加速、途中匀速跨栏和加速冲刺三个阶段，他的脚与地面间不会发生相对滑动,以下说法正确的是()A.加速阶段地面对人的摩擦力做正功B.匀速阶段地面对人的摩擦力做负功C.由于人的脚与地面间不发生相对滑动，所以不论加速还是匀速，地面对人的摩擦力始终不对人做功D.无论加速还是匀速阶段，地面对人的摩擦力始终做负功2.(2022·三明模拟)一列火车在额定功率下由静止从车站出发，沿直线轨道运动，行驶5min后速度达到30m/s，设列车所受阻力恒定，则可以判断列车在这段时间内行驶的距离()A.一定大于4.5kmB.可能等于4.5kmC.一定小于4.5kmD.条件不足，无法确定3.(2022·唐山模拟)质量为m的物体静止在粗糙的水平地面上,现用一水平拉力使物体从静止开始运动，其运动的v-t图象如图所示.下列关于物体的运动过程,分析正确的是()A.0～t1内拉力逐渐减小B.0～t1内拉力对物体做负功C.在t1～t2时间内拉力的功率为零D.在t1～t2时间内合外力做功4.(易错题)如图，用与水平方向成θ角的力F，拉着质量为m的物体沿水平地面匀速前进位移s,已知物体和地面间的动摩擦因数为μ.则在此过程中F做的功为()-6-\nA.mgsB.μmgsC.D.5.(2022·临沂模拟)质量为1kg的物体，放在动摩擦因数为0.2的水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，水平拉力做的功W和物体发生的位移s之间的关系如图所示，重力加速度取10m/s2，则下列说法错误的是()A.s=3m时速度大小为m/sB.s=9m时速度大小为m/sC.OA段加速度大小为3m/s2D.AB段加速度大小为3m/s26.(预测题)低碳、环保是未来汽车的发展方向.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一段距离后关闭发动机，测出了汽车动能Ek与位移s的关系图象如图，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.根据图象所给的信息可求出()A.汽车行驶过程中所受地面的阻力为1000NB.汽车的额定功率为40kWC.汽车加速运动的时间为22.5s-6-\nD.汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为5×105J7.(2022·盐城模拟)如图所示，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()A.2μmgLB.C.μ(M+m)gLD.μmgL8.(创新题)如图所示，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二、非选择题(本大题共2小题，共28分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)9.(易错题)(12分)如图所示，一质量为0.1kg的小滑块以v0=4m/s的初速度滑上一个固定在地面上的足够长的斜面，经过t=0.6s恰好经过斜面上的某点B，已知斜面的倾角α=37°，小滑块与斜面的动摩擦因数为μ=0.5，求小滑块在t=0.6s经过B点时重力的功率.(g=10m/s2)10.(2022·龙岩模拟)(16分)质量为5×103kg的汽车在t=0时刻速度v0=10m/s，随后以P=6×104W的额定功率沿平直公路继续前进，经72s达到最大速度，设汽车受恒定阻力，其大小为2.5×103N.求：(1)汽车的最大速度vm;(2)汽车在72s内经过的路程s.-6-\n答案解析1.【解析】选C.由于人的脚与地面间不发生相对滑动，地面对人产生摩擦力的瞬间，力的作用点位移为零，所以地面对人的摩擦力不做功，选项C正确.2.【解析】选A.若火车在5min=300s内，匀加速至30m/s，则行驶的位移s=vt=4.5km,而该题中火车是以额定功率出发，由速度—时间图线得火车的行驶距离一定大于4.5km，如图所示，阴影部分的面积一定大于△OAB的面积，故选A.3.【解析】选A.由运动的v-t图象可知,物体运动的加速度越来越小,水平拉力越来越小,所以0～t1内拉力逐渐减小,选项A正确;由于拉力与运动方向相同,所以0～t1内拉力对物体做正功,选项B错误;由P=Fv可知,在t1～t2时间内拉力等于摩擦力,速度不为零,所以拉力的功率大于零,选项C错误;由于在t1～t2时间内物体速度不变,合外力做功为零,选项D错误.4.【解析】选D.物体受力平衡：Fsinθ+N=mg,Fcosθ-μN=0.在此过程中F做的功W=Fscosθ=,所以D正确.【变式备选】如图所示，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：Wf=μmgACcosθ+μmgCB，由图可知ACcosθ+CB=L，由两式联立可得：Wf=μmgL,故B正确.5.【解析】选D.由W=Fs可知，水平拉力F大小等于W-s图线的斜率，故FOA=-6-\nN=5N,FAB=N=2N,由FOA-μmg=maOA得：aOA=3m/s2,FAB=μmg,故aAB=0,C正确，D错误；由v2=2as可得：vA=m/s,因物体由A到B做匀速直线运动，故vB=vA=m/s,故A、B正确，本题选D.6.【解题指南】解答本题时应把握以下三点：(1)汽车的额定功率为汽车匀速行驶时的功率.(2)同时关闭发动机和储能装置时，汽车受到的阻力为地面对汽车的阻力.(3)开启储能装置后向蓄电池提供的电能与图中汽车运动位移的减少量相对应.【解析】选D.汽车行驶过程中，所受地面的阻力对应图线①的斜率大小，故阻力为N=2000N,A错误；汽车匀速行驶的速度vm可由=8×105J求得vm=40m/s，故P额=F·v=f·vm=80kW，B错误；由,s=500m可求得：t=16.25s,C错误;开启储能装置后，汽车向前减速的位移减小(11-8.5)×102m=2.5×102m,对应的能量为2.5×102×2000J=5×105J，故D正确.7.【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T，则T=μmg，T+μmg=F，当m到达M左端时，M向右运动的位移为,故拉力做功W=F·=μmgL，故D正确.8.【解析】选A.木箱由A到B的过程比木箱由B到C的过程拉力F的作用点的位移大,故有W1>W2,A正确；设左端绳子与水平方向夹角为θ,木箱向右运动的过程中,因Fsinθ的增大,木箱对地面的压力逐渐减小,由f=μN可知,木箱受地面的滑动摩擦力逐渐减小,故Q1>Q2,B错误;因木箱向右运动过程中,Fcosθ逐渐减小,无法确定木箱由B到C的过程速度是增大还是减小,故无法确定EkB和EkC及PB和PC的大小关系,C、D均错误.9.【解析】上滑时，由受力分析得：mgsinα+μmgcosα=ma(2分)设滑到最高点用时t1,由运动学公式：0-v0=-at1(2分)联立代入数据得t1=0.4s(1分)t=0.6s>t1=0.4s(1分)-6-\n所以0.6s时滑块下滑0.2s(1分)下滑时，由牛顿第二定律得：mgsinα-μmgcosα=ma′(2分)由运动学公式：v′=a′t′(1分)由功率公式：P=mg·v′sinα(1分)代入解之得：P=0.24W(1分)答案：0.24W10.【解析】(1)达到最大速度时，牵引力等于阻力P=fvm,vm==m/s=24m/s(6分)(2)由动能定理可得：Pt-fs=(6分)故(4分)答案：(1)24m/s(2)1252m【总结提升】解答汽车起动问题时应注意的问题(1)确定是匀加速起动还是恒定功率起动.(2)区别汽车所能达到的最大速度与匀加速运动的最大速度.-6-