高考物理 第5章第1节 知能演练强化闯关 新人教版必修2VIP

1 高考物理高考物理 第第 5 5 章第章第 1 1 节节 知能演练强化闯关知能演练强化闯关 新人教版必修新人教版必修 2 2 图 5 1 8 1 2011 高考江苏单科卷 如图 5 1 8 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 3 J B 3 J C 30 J D 300 J 解析 选 A 一只鸡蛋重约为 0 7 N 人的身高一般为 1 7 m 从图中估算鸡蛋被抛出的高 度约为 0 5 m 则鸡蛋获得的最大机械能约为E mgh 0 7 0 5 J 0 35 J 故人对鸡蛋 做的功约为 0 35 J 故 A 正确 其他错误 2 图 5 1 9 2012 广州模拟 如图 5 1 9 所示 拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法 如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了 100 m 那么下列说法正确的是 A 轮胎受到地面的摩擦力做了负功 B 轮胎受到的重力做了正功 C 轮胎受到的拉力不做功 D 轮胎受到地面的支持力做了正功 解析 选 A 根据力做功的条件 轮胎受到的重力和地面的支持力都与位移垂直 这两个力 均不做功 B D 错误 轮胎受到地面的摩擦力与位移反向 做负功 A 正确 轮胎受到的 拉力与位移夹角小于 90 做正功 C 错误 3 汽车以额定功率从水平路面上坡时 司机要通过变速杆进行 换挡 其目的是 A 增大速度 增大牵引力 B 减小速度 减小牵引力 C 增大速度 减小牵引力 D 减小速度 增大牵引力 解析 选 D 要上坡 必须有较大的牵引力 由F 可知 功率P一定时 减小速度v 能 P v 增大牵引力F D 正确 图 5 1 10 4 如图 5 1 10 所示 质量相同的两物体处于同一高度 A沿固定在地面上的光滑斜面 下滑 B自由下落 最后到达同一水平面 则 2 A 重力对两物体做功相同 B 重力的平均功率相同 C 到达底端时重力的瞬时功率PA PB D 到达底端时两物体的速度相同 解析 选 AC B物体自由下落 下落时间tB 末速度vB 方向竖直向下 所以 2h g2gh 重力做功WB Gh 平均功率 B G 到达底端的瞬时功率PB G vB G A P WB tB gh 22gh 物体沿斜面下滑 a gsin 下滑时间tA 末速度vA 方 2s a 1 sin 2h g2as2gh 向沿斜面向下 所以重力做功WA Gssin Gh 平均功率 A Gsin 到达底端 P WA tA gh 2 瞬时功率PA G vAsin Gsin 所以选项 A C 正确 2gh 5 2012 白银模拟 图 5 1 11 如图 5 1 11 所示 建筑工人通过滑轮装置将一质量是 100 kg 的料车沿 30 角的斜面由 底端匀速地拉到顶端 斜面长L是 4 m 若不计滑轮的质量和各处的摩擦力 g取 10 N kg 求这一过程中 1 人拉绳子的力做的功 2 物体的重力做的功 3 物体受到的各力对物体做的总功 解析 1 工人拉绳子的力 F mgsin 1 2 工人将料车拉到斜面顶端时 拉绳子的长度 s 2L 根据公式W Fscos 得 W1 mgsin 2L 2000 J 1 2 2 重力做功 W2 mgh mgLsin 2000 J 3 由于料车在斜面上匀速运动 则料车所受的合力为 0 故W合 0 答案 1 2000 J 2 2000 J 3 0 一 选择题 1 设汽车在启动阶段所受阻力恒定并做匀加速直线运动 则在这过程中 A 牵引力增大 功率增大 B 牵引力不变 功率增大 C 牵引力增大 功率不变 D 牵引力不变 功率不变 解析 选 B 汽车在启动阶段做匀加速直线运动 其加速度为定值 由F f ma知牵引力 F不变 又由P Fv知功率P增大 B 正确 2 快乐向前冲 电视娱乐活动曾受到全国观众喜爱 其中不少选手在 大转盘 上落水 3 某人质量为m 与转盘之间的动摩擦因数为 则人在半径为R的转盘边缘随转盘转一周 转盘对人做的功是 A mg 2 RB mgR C 2 mgR D 0 解析 选 D 人随转盘做匀速圆周运动 静摩擦力提供向心力 故指向圆心 人在转动过程 中 转盘对人静摩擦力的方向始终和人运动方向垂直 故转盘对人所做的功为 0 D 正确 图 5 1 12 3 如图 5 1 12 所示 两个互相垂直的力F1与F2作用在同一物体上 使物体通过一段位 移的过程中 力F1对物体做功 4 J 力F2对物体做功 3 J 则力F1与F2的合力对物体做的 功为 A 7 J B 1 J C 5 J D 3 5 J 解析 选 A 功是标量 力F1与F2的合力对物体做的功就是F1和F2对物体做功的代数和 W WF1 WF2 4 J 3 J 7 J 故选项 A 对 4 2011 年 8 月 29 日中国飞人刘翔在大邱田径世锦赛男子 110 米栏决赛中遗憾摘银 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 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 5 2012 浙江宁波一模 图 5 1 13 将一只苹果从楼上某一高度自由下落 苹果在空中依次经过三个完全相同的窗户 1 2 3 图中 5 1 13 直线为苹果在空中的运动轨迹 若不计空气阻力的影响 以下说法正确的是 A 苹果通过第 3 个窗户所用的时间最长 B 苹果通过第 1 个窗户的平均速度最大 C 苹果通过第 3 个窗户重力做的功最大 4 D 苹果通过第 1 个窗户重力的平均功率最小 解析 选 D 苹果做自由落体运动 从上到下速度越来越大 通过相同窗户 1 2 3 的时间 越来越短 平均速度越来越大 选项 A B 错误 通过相同的窗户 重力做功均为W mgh 选项 C 错误 重力的平均功率 mg 选项 D 正确 P v 6 两个完全相同的小球A B 在某一高度处以相同大小的初速度v0分别沿水平方向和竖 直方向抛出 不计空气阻力 如图 5 1 14 所示 下列说法正确的是 图 5 1 14 A 两小球落地时速度相同 B 两小球落地时 重力的瞬时功率相同 C 从开始运动至落地 重力对两小球做的功相同 D 从开始运动至落地 重力对两小球做功的平均功率相同 解析 选 C 速度是矢量 因此速度要相同 必须大小和方向都相同 功和功率是标量 重 力对两小球做功相同两小球落地时动能大小相等 因而速度大小相等 但由于初速度方向 不同 落地时两小球的速度方向不同 重力的瞬时功率P mgvcos 由于两小球的速度 与重力的夹角不同 重力的瞬时功率不同 故 A B 错误 C 正确 由于A小球平抛 B小 球竖直上抛 运动时间不同 故重力对两小球做功的平均功率不等 D 错误 7 质量为 50 kg 的某人沿一竖直悬绳匀速向上爬 两手交替抓绳子 在爬高 3 m 的过程中 手与绳子之间均无相对滑动 重力加速度g取 10 m s2 则下列说法正确的是 A 绳子对人的静摩擦力做功为 1500 J B 绳子对人的拉力做功为 1500 J C 绳子对人的静摩擦力做功为 0 D 绳子对人的拉力做功为 0 解析 选 CD 人沿绳子向上爬时 手与绳子之间无相对滑动 绳子对人的静摩擦力作用在 手上 手相对绳子是静止的 静摩擦力的作用点 即手 的位移为零 因此静摩擦力不做功 同理 绳中拉力也不做功 A B 错误 C D 正确 8 图 5 1 15 质量相同的A B两物体 并排静止在水平地面上 现用同向水平拉力F1 F2分别作用于 物体A和B上 分别作用一段时间后撤去 两物体各自滑行一段距离后停止运动 两物体 运动的速度 时间图像分别如图 5 1 15 中图线a b所示 已知拉力F1 F2分别撤去后 物体做减速运动过程的速度 时间图线彼此平行 相关数据已在图中标出 由图中信息可 得出 A F1和F2的大小之比为 5 2 B F1和F2对物体做的功相等 5 C 力F1对物体A所做的功较多 D 力F1与F2的最大瞬时功率之比为 2 1 解析 选 BD 从图像中可以看出 撤去拉力后 物体滑行时的加速度a g 1 m s2 则 0 1 在拉力作用下 对A F1 mg m 对B F2 mg m 所以F1 m 5 3 2 3 8 3 F2 m F1与F2的最大瞬时功率之比 所以 A 错误 D 正确 全 5 3 F1 F2 8 5 P1 P2 F1 2 5 F2 2 2 1 过程中 拉力做的功等于克服摩擦力做的功 因为两物体的总位移相等 所以克服摩擦力 做的功相等 B 正确 C 错误 9 如图 5 1 16 所示 水平地面上有一木箱 木箱与地面之间的动摩擦因数为 0 G 由P1 T1v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 T2 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T3 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 二 非选择题 11 原创题 心电图的出纸速度 纸带移动的速度 v 2 5 cm s 记录下的某人的心电图如 图 5 1 19 所示 图纸上每小格边长l 5 mm 在图像上 相邻的两个最大振幅之间对应 的时间为心率的一个周期 图 5 1 19 1 求此人的心率为多少次 分 保留两位有效数字 2 若某人的心率为 75 次 分 每跳一次输送 80 mL 血液 他的血压 可看做心脏压送血液 的平均压强 为 1 5 104 Pa 据此估算此人心脏跳动做功的平均功率P 3 按第 2 问的答案估算一下 人的心脏工作一天所做的功相当于把 1 吨重的物体举起多 高 解析 1 在心脏跳动的一次的时间T 周期 内 图纸移动距离L 4l 有T 4l v 此人的心率为 f 次 分 75 次 分 60 T 15v l 15 2 5 0 5 2 我们可以将心脏推动血液对外做功的过程 简化为心脏以恒定的压强推动圆柱形液体做 功的模型 设圆柱形液体的横截面积为S 长度为 L 根据P W F L W t F p S得 P pS L t p V t 将已知条件代入式中得 P W 1 5 W 1 5 104 8 10 5 75 60 3 W Pt 1 5 3600 24 J 1 3 105 J h m 13 m W mg 1 3 105 1 0 104 答案 1 75 2 1 5 W 3 13 m 12 2012 西安高三检测 汽车发动机的功率为 60 kW 汽车的质量为 4 103 kg 当汽车 在足够长的水平路面从静止以 0 6 m s2的加速度做匀加速直线运动 已知汽车在行驶中所 受路面阻力恒定为重力的 0 1 倍 g取 10 m s2 求 1 汽车在水平路面能达到的最大速度vm1 7 2 汽车在水平路面做匀加速运动能维持多少时间 3 在 10 s 末汽车的瞬时功率多大 20 s 末汽车的瞬时功率又是多少呢 4 若汽车以vm1速度驶上一倾角为 的足够长的斜面 sin 0 02 简要描述汽车做何 种运动 并求出此斜面上最终速度vm2 解析 1 汽车达到最大速度时 有 vm1 m s 15 m s P F1 P f 60 103 0 1 4 103 10 2 经t时间 汽车匀加速达到额定功率时 由牛顿第二定律有 F2 f ma 由运动学规律有 v at 而P F v 解得t 15 625 s 3 由 2 问知 t