【优化探究】2012高考物理一轮复习 课时知能评估13

用心 爱心 专心 1 一 选择题 本题共 10 小题 每小题 7 分 共 70 分 每小题至少有一个选项正确 把 正确选项前的字母填在题后的括号内 1 运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程 将人和伞看成一个系统 在这两 个过程中 下列说法正确的是 A 阻力对系统始终做负功 B 系统受到的合外力始终向下 C 重力做功使系统的重力势能增加 D 任意相等的时间内重力做的功相等 解析 阻力对系统始终做负功 A 对 加速下降时 合外力向下 减速下降时 合外力 向上 B 错 重力做正功 重力势能减小 C 错 任意相等的时间内位移不同 重力做的功 也不同 D 错 答案 A 2 2009 年高考宁夏卷 水平地面上有一木箱 木箱与地面之间的动摩擦因数为 0 1 现对木箱施加一拉力F 使木箱做匀速直线运动 设F的方向与水平面夹角 为 如图 在 从 0 逐渐增大到 90 的过程中 木箱的速度保持不变 则 A F先减小后增大 B F一直增大 C F的功率减小 D F的功率不变 解析 由平衡条件可知Fcos mg Fsin 所以F 当 mg cos sin tan 时F最小 所以 由 0 逐渐增大到 90 的过程中 F先减小后增大 A 正确 F的功率为P Fvcos 所以随着 的增大F的功率 mgvcos cos sin mgv 1 tan 逐渐减小 C 正确 答案 AC 3 静止在粗糙水平面上的物体A受方向始终水平向右 大小先后为F1 F2 F3的拉力作 用做直线运动 t 4 s 时停下 其速度 时间图象如图所示 已知物体A与水平面间的动摩 擦因数处处相同 下列判断正确的是 用心 爱心 专心 2 A 全过程中拉力做的功等于物体克服摩擦力做的功 B 全过程拉力做的功等于零 C 一定有F1 F3 2F2 D 可能有F1 F3 2F2 解析 根据动能定理 WF Wf 0 即WF Wf A 正确 B 错误 第 1 s 内 F1 mg ma1 第 1 s 末到第 3 s 末 F2 mg 0 第 4 s 内 mg F3 ma2 因为a1 a2 所以F1 F3 2F2 C 正确 D 错误 答案 AC 4 汽车在水平路面上从静止开始做匀加速直线运动 t1 s 末 关闭发动机 做匀减速直线运动 t2 s 末静止 其v t图象如图 所示 图中 W2 C P P1 D P1 P2 解析 整个过程动能变化量为零 所以合力的功为零 A 项正确 摩擦力大小相等 第 一段位移大 所以 B 项正确 第一段是加速的 牵引力大于摩擦力 所以P P1 C 项错 加 速段和减速段平均速度相等 所以摩擦力的功率相等 D 项正确 答案 ABD 5 起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度 其速度图象如图所示 则钢索拉力的功 用心 爱心 专心 3 率随时间变化的图象可能是下图中的 解析 从图中可以看出 在 0 t1时间内 重物做匀加速运动 钢索对物体的拉力为恒 力 且F1 G 由P1 Fv知 拉力的功率随速度的增大而增大 t1 t2时间内 物体做匀速 运动 F2 G 所以t1时刻功率发生了突变 且在t1 t2时间内功率恒定并小于t1时刻的功 率 t2 t3时间内物体做匀减速运动 拉力恒定F3 G 所以t2时刻功率也发生了突变 t2 t3时间内功率逐渐减小 且小于t2时刻的功率 综上所述 B 正确 答案 B 6 2011 年武汉模拟 如图所示 一物块在t 0 时刻 以初速度v0从足够长的粗糙斜 面底端向上滑行 物块速度随时间变化的图象如图所示 t0时刻物块到达最高点 3t0时刻 物块又返回底端 由此可以确定 A 物块返回底端时的速度 B 物块所受摩擦力大小 C 斜面倾角 D 3t0时间内物块克服摩擦力所做的功 解析 物块沿斜面向上运动时 有gsin gcos 向下运动时 有gsin v0 t0 gcos 而向上滑行与向下滑行时路程相同 即s t0 2t0 由以上三式 v 2t0 v0 2 v 2 可求斜面倾角 及物块返回底端时的速度 AC 正确 由于物体质量未知 所以不能确定物 块所受摩擦力大小 不能求 3t0时间内物块克服摩擦力所做的功 BD 错误 答案 AC 7 思维拓展 如图所示为水平面上的物体在水平拉力F作用下的v t图象和拉力F的 功率 时间图象 则物体跟水平面间的动摩擦因数为 g 10 m s2 用心 爱心 专心 4 A 1 10 B 3 20 C 5 27 D 5 18 解析 设物体与水平面间的动摩擦因数为 前 2 s 内 F1 mg ma v1 at1 2 s 末 P1 F1v1 由以上三式可得 5 mg 3m 2 s 6 s 内 P2 mg v1 代入数值得 mg N 5 3 可求出 故 B 正确 3 20 答案 B 8 2011 年南京模拟 如图是一汽车在平直路面上启动的速度 时间图象 从t1时刻起汽车的功率保持不变 由图象可知 A 0 t1时间内 汽车的牵引力增大 加速度增大 功率不变 B 0 t1时间内 汽车的牵引力不变 加速度不变 功率增大 C t1 t2时间内 汽车的牵引力减小 加速度减小 D t1 t2时间内 汽车的牵引力不变 加速度不变 解析 0 t1时间内 v t图象是一条倾斜的直线 说明汽车的加速度不变 由汽车启 动时的加速度a 可知 汽车的牵引力不变 速度增大 功率增大 A 项错 B F f m P v f m 项对 t1 t2时间内 v t图象是一条曲线 斜率逐渐减小 说明加速度减小 由a 知 此过程牵引力减小 C 项对 D 项错 F f m 答案 BC 9 探究创新 如图所示在倾角为 的光滑斜面上 木板与滑块 质量相等 均为m 木板长为l 一根不计质量的轻绳通过定滑轮分 用心 爱心 专心 5 别与木板 滑块相连 滑块与木板间的动摩擦因数为 开始时 滑块静止在木板的上端 现用与斜面平行的未知力F 将滑块缓慢拉至木板的下端 拉力做功为 A mglcos B 2 mgl C 2 mglcos D mgl 1 2 解析 对滑块 木板受力分析分别如图甲 乙所示 在拉力F的作用下 滑块和木板缓 慢移动 由滑块的受力平衡知 F mgsin T mgcos 对木板受力平衡得T mgsin mgcos 解以上两式得F 2 mgcos 又因F作用点的位移s l 2 所以WF Fs mglcos 故选 A 答案 A 10 2011 年开封模拟 如图所示为牵引力F和车速倒数 1 v的关系图象 若一汽车质量为 2 103 kg 它由静 止开始沿平直公路行驶 且行驶中阻力恒定 设其中最大车速为 30 m s 则 A 汽车所受阻力为 2 103 N B 汽车在车速为 15 m s 时 功率为 6 104 W C 汽车匀加速运动的加速度为 3 m s2 D 汽车匀加速所需时间为 5 s 解析 由题图可知 汽车达到最大速度v 30 m s 时对应的牵引力等于阻力 为 2 103 N A 正确 在v 10 m s 的过程中 汽车匀加速运动的加速度a F f m m s2 2 m s2 匀加速运动的时间为t s 5 s D 正确 C 错误 6 103 2 103 2 103 v a 10 2 用心 爱心 专心 6 在速度由 10 m s 增至 30 m s 的过程中 F k 可知P Fv k 斜率不变 所以汽车速度 1 v 为 15 m s 时的功率与速度为 10 m s 时的功率相等 P Fv 6 103 10 W 6 104 W B 正 确 答案 ABD 二 非选择题 本题共 2 小题 共 30 分 解答时应写出必要的文字说明 方程式和演算 步骤 有数值计算的要注明单位 11 15 分 如图所示 将质量为m的小球以初速度v0从A点水平抛出 正好垂直于斜 面落在斜面上B点 已知斜面的倾角为 1 小球落到斜面上B点时重力做功的瞬时功率是多少 2 小球从A到B过程中重力做功的平均功率是多少 解析 1 将小球落在斜面上时的速度进行正交分解 如图所示 小球在竖直方向上的分速度为vy v0cot 所以 小球落到斜面上B点时重力做功的瞬时功率为 P mgvy mgv0cot 2 小球从A到B过程中重力做功的平均功率为 mg y mg 0 vy mgv0cot Pv 1 2 1 2 答案 1 mgv0cot 2 mgv0cot 1 2 12 15 分 如图所示 倾角为 30 长度为 10 m 的光滑斜面 一质量为 1 2 kg 的物体从斜面顶端由静止开始 下滑 g取 10 m s2 求 1 物体滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是多少 2 整个过程中重力做功的平均功率是多少 解析 求瞬时功率时要注意到重力的方向与物体速度的方向不在一条直线上 求重力的 用心 爱心 专心 7 平均功率可依据功率的定义式来求 也可先求出物体的平均速度 再来求平均功率 1 物体下滑时做匀加速直线运动 受力情况如图所示 由牛顿第二定律F ma得物体的加速度 a gsin 30 10 0 5 m s2 5 m s2 Gsin