2014高考物理专题原创卷：功、功率（含13年各类精选题）

功功率一、选择题(本题共8小题，每小题8分，共64分，其中第5、6、8小题为多选题)12012福建卷如图所示，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处于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解析：由题意根据力的平衡有mAgmBgsin，所以mAmBsin.根据机械能守恒定律mghmv2，得v，所以两物块落地速率相等，选项A错；因为两物块的机械能守恒，所以两物块的机械能变化量都为零，选项B错误；根据重力做功与重力势能变化的关系，重力势能的变化为EpWGmgh，选项C错误；因为A、B两物块都做匀变速运动，所以A重力的平均功率为AmAg，B重力的平均功率BmBgcos()，因为mAmBsin，所以AB，选项D正确答案：D22013虹口质检质量为2 kg的物体做直线运动，沿此直线作用于物体的外力与位移的关系如图所示，若物体的初速度为3 m/s，则其末速度为()A5 m/sB. m/sC. m/s D. m/s解析：根据作用于物体的外力与位移的关系图象与横轴所围面积表示功，物体的外力做功W4 J16 J6 J14 J由动能定理，Wmvmv，解得末速度为v2 m/s，选项B正确答案：B32013洛阳统考如图所示，从光滑的1/4圆弧槽的最高点滑下的小滑块，滑出槽口时速度方向为水平方向，槽口与一个半球顶点相切，半球底面水平，若要使小滑块滑出槽口后不沿半球面下滑，已知圆弧轨道的半径为R1，半球的半径为R2，则R1和R2应满足的关系是()A. R1 B. R1C. R1R2 D. R1R2解析：根据动能定理有mgR1mv2，解得v，若要使小滑块滑出槽口后不沿半球面下滑，则有v(临界状态可由mg求得)，代入数据解得R1，选项B正确答案：B42013浙江省重点中学协作体4月调研如图所示为某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进若质量为m的小车在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速行驶，经过时间t前进的距离为l，且速度达到最大值vm.设这一过程中电动机的功率恒为P，小车所受阻力恒为F，那么这段时间内()A小车做匀加速运动B小车受到的牵引力逐渐增大C小车受到的合外力所做的功为PtD小车受到的牵引力做的功为Flmv解析：行驶过程中功率恒为P，小车做加速度逐渐减小的加速运动，小车受到的牵引力逐渐减小，选项A、B错误；小车受到的合外力所做的功为PtFl，选项C错误；由动能定理，WFlmv，小车受到的牵引力做的功为WFlmv，选项D正确答案：D5(多选)如图所示，倾角为30、高为L的固定斜面底端与水平面平滑相连，质量分别为3m、m的两个小球A、B用一根长为L的轻绳连接，A球置于斜面顶端现由静止释放A、B两球，B球与弧形挡板碰撞过程时间极短，碰撞过程中无机械能损失，且碰后只能沿斜面下滑，两球最终均滑到水平面上已知重力加速度为g，不计一切摩擦，则()A. A球刚滑至水平面时的速度大小为B. B球刚滑至水平面时的速度大小为C. 两球在水平面上不可能相撞D. 在A球沿斜面下滑的过程中，轻绳对B球先做正功、后不做功 解析：因B球和弧形挡板碰撞过程无能量损失，并且B球的运动方向变为沿斜面向下，又A、B两球用一轻绳连接，所以A、B两球的线速度大小相等(B球上升过程中，A球未到达水平面时)当A球刚到水平面时，B球在竖直高度为处，由能量守恒定律得3mgLmg(3mm)v，解得v1，A正确；因A球到达水平面上，B球还在斜面上，所以B球到水平面时的速度比A球大对B球，由能量守恒定律得mvmgLmv，得v2，B错误；由于v2v1，所以B球可以追上A球，C错误；A球在斜面上下滑过程中，前L距离轻绳对B球做正功，A球到达斜面中点后，轻绳不再对B球做功，D正确答案：AD62013东北三校联考如图所示，两根等长的细线拴着两个小球在竖直平面内各自做圆周运动某一时刻小球1运动到自身轨道的最低点，小球2恰好运动到自身轨道的最高点，这两点高度相同，此时两小球速度大小相同若两小球质量均为m，忽略空气阻力的影响，则下列说法正确的是()A此刻两根线拉力大小相同B运动过程中，两根线上拉力的差值最大为2mgC运动过程中，两根线上拉力的差值最大为10mgD若相对同一零势能面，小球1在最高点的机械能等于小球2在最低点的机械能解析：设小球质量为m，当两小球运动到题中图示位置时，设速度大小为v，此时两根细线的拉力分别为F1和F2，设小球质量为m，细线长度为L，则由向心力公式得：F1mgm，F2mgm，故选项A错误；易知小球1在最高点时细线的拉力F1最小，设此时速度大小为v1，F1mgm，再由机械能守恒定律得：mv2mv2mgL；小球2在最低点时细线的拉力F2最大，设此时速度大小为v2，F2mgm，再由机械能守恒定律得：mvmv22mgL，联立解得，运动过程中两根线上拉力的差值最大为F2F12mgm2mg8mg10mg，故选项C正确，B错误；取题中图示位置为零势能面，由机械能守恒定律知选项D正确答案：CD72013江西盟校二联如图所示，质量为m的小车在水平恒力F推动下，从山坡(粗糙)底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B，获得的速度为v，A、B之间的水平距离为s，重力加速度为g.下列说法正确的是()A. 小车重力所做的功是mghB. 合外力对小车做的功是mv2C. 推力对小车做的功是mv2mghD. 阻力对小车做的功是Fsmv2mgh解析：小车重力所做的功为mgh，A错误由动能定理得合外力对小车做的功Wmv2，B正确推力对小车做的功为Fs，C错误根据动能定理，阻力对小车做的功为(Fsmv2mgh)，故D错误答案：B82013石家庄质检二如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的vt图象，Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，下述说法正确的是()A0t1时间内汽车以恒定功率做匀加速运动Bt1t2时间内的平均速度为Ct1t2时间内汽车牵引力做功大于mvmvD在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值解析：0t1时间内汽车做匀加速直线运动，汽车牵引力恒定，由功率定义，可知：汽车功率逐渐增大，选项A错误；由vt图象意义可知：图线与坐标轴围成面积的大小等于汽车的位移大小，则由平均速度的定义可得：t1t2时间内的平均速度大于，选项B错误；t1t2时间内，由动能定理可得：WFWfmvmv，则WFmvmv，选项C正确；由汽车功率和牛顿第二定律可知：t1t2时间内，牵引力减小、汽车功率不变；t2t3时间内，牵引力不变、汽车功率不变，故选项D正确答案：CD二、计算题(本题共2小题，共36分需写出规范的解题步骤)92013淄博二模如图所示，上表面光滑，长度为3 m、质量M10 kg的木板，在F50 N的水平拉力作用下，以v05 m/s的速度沿水平地面向右匀速运动现将一个质量为m3 kg的小铁块(可视为质点)无初速地放在木板最右端，当木板运动了L1 m时，又将第二个同样的小铁块无初速地放在木板最右端，以后木板每运动1 m就在其最右端无初速地放上一个同样的小铁块(g取10 m/s2)求：(1)木板与地面间的动摩擦因数(2)刚放第三个铁块时木板的速度(3)从放第三个铁块开始到木板停下的过程，木板运动的距离解析：(1)木板做匀速直线运动时，受到地面的摩擦力为f由平衡条件得FffMg联立并代入数据得0.5.(2)每放一个小铁块，木板所受的摩擦力增加mg令刚放第三块铁块时木板速度为v1，对木板从放第一块铁块到刚放第三块铁块的过程，由动能定理得mgL2mgLMvMv联立代入数据得v14 m/s.(3)从放第三个铁块开始到木板停下之前，木板所受的摩擦力均为3mg从放第三个铁块开始到木板停下的过程，木板运动的距离为x，对木板由动能定理得3mgx0Mv联立并代入数据得x m1.78 m答案：(1)0.5(2)4 m/s(3)1.78 m102013上海市长宁区二模如图所示，在粗糙水平台阶上静止放置一质量m0.5 kg的小物块，它与水平台阶表面的动摩擦因数0.5，且与台阶边缘O点的距离s5 m在台阶右侧固定了1/4个椭圆弧挡板，今以O点为原点建立平面直角坐标系，挡板的方程满足x24y2y.现用F5 N的水平恒力拉动小物块，一段时间后撤去拉力，小物块最终水平抛出并击中挡板(1)若小物块恰能击中挡板的右端P点，则其离开O点时的速度为多大？(2)为使小物块击中挡板，拉力F最多作用多长距离？(3)改变拉力F作用距离，使小物块击中挡板不同位置试利用平抛运动规律分析，证明：击中挡板的小物块动能均为8 J.解析：(1)v0 m/s4 m/s.(2)设拉力F作用的