5.2功和功率动能定律（高考真题与课后专项提升练）（原卷版）

5.2功和功率动能定律——高考真题与课后专项提升练（2023•湖北）两节动车的额定功率分别为P1和P2，在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为v1和v2。现将它们编成动车组，设每节动车运行时受到的阻力在编组前后不变，则该动车组在此铁轨上能达到的最大速度为（）A．P1B．P1C．(PD．(（2023•北京）如图所示，一物体在力F作用下沿水平桌面做匀加速直线运动。已知物体质量为m，加速度大小为a，物体和桌面之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。在物体移动距离为x的过程中（）A．摩擦力做功大小与F方向无关 B．合力做功大小与F方向有关 C．F为水平方向时，F做功为μmgx D．F做功的最小值为max（2023•辽宁）如图（a），从高处M点到地面N点有Ⅰ、Ⅱ两条光滑轨道。两相同小物块甲、乙同时从M点由静止释放，沿不同轨道滑到N点，其速率v与时间t的关系如图（b）所示。由图可知，两物块在离开M点后、到达N点前的下滑过程中（）A．甲沿Ⅰ下滑且同一时刻甲的动能比乙的大 B．甲沿Ⅱ下滑且同一时刻甲的动能比乙的小 C．乙沿Ⅰ下滑且乙的重力功率一直不变 D．乙沿Ⅱ下滑且乙的重力功率一直增大（多选）（2023•福建）甲、乙两辆完全相同的小车均由静止沿同一方向出发做直线运动。以出发时刻为计时零点，甲车的速度—时间图像如图（a）所示，乙车所受合外力—时间图像如图（b）所示。则（）A．0～2s内，甲车的加速度大小逐渐增大 B．乙车在t＝2s和t＝6s时的速度相同 C．2～6s内，甲、乙两车的位移不同 D．t＝8s时，甲、乙两车的动能不同（2023•江苏）如图所示，滑雪道AB由坡道和水平道组成，且平滑连接，坡道倾角均为45°。平台BC与缓冲坡CD相连，若滑雪者从P点由静止开始下滑，恰好到达B点。滑雪者现从A点由静止开始下滑，从B点飞出。已知A、P间的距离为d，滑雪者与滑道间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，不计空气阻力。（1）求滑雪者运动到P点的时间t；（2）求滑雪者从B点飞出的速度大小v；（3）若滑雪者能着陆在缓冲坡CD上，求平台BC的最大长度L。一、单项选择题（2022秋•鄂尔多斯期末）如图所示，有两个完全相同的小球A、B，将它们从同一高度以相同大小的初速度v0分别水平抛出和竖直向上抛出（不计空气阻力），则下列说法正确的是（）A．两小球落地时的速度相同 B．从抛出点至落地，两球重力做功相同 C．两小球落地时，重力的瞬时功率相同 D．从抛出点至落地，重力对两小球做功的平均功率相同（2023春•崂山区校级期中）某型号跑车质量m＝1t，发动机最大功率P＝180kW，平路上运动时的总阻力为车重的0.1倍。在汽车以额定功率或恒定加速度启动过程中，下列说法正确的是（）A．该车的最大行驶速度为1.8×103m/s B．若以80kW恒定功率运动，其最大速率为288km/h C．以恒定加速度3m/s2启动时，最多可以保持20s D．以100kW恒定功率启动过程中，速率为20m/s时的加速度是5m/s2（2023•广东学业考试）如图所示，质量分别为M和m的两物块（M＞m）分别在同样大小的恒力作用下，沿水平面由静止开始做直线运动，两力与水平面的夹角相同，两物块经过相同的位移．设此过程中F1对M做的功为W1，F2对m做的功为W2，则（）A．若水平面光滑，则W1＞W2 B．若水平面粗糙，则W1＞W2 C．若水平面粗糙，则W1＜W2 D．无论水平面光滑与否，都有W1＝W2（2023春•葫芦岛期末）如图甲所示，民航客机都有紧急出口，发生意外打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，生成一条连接出口与地面的斜面，人员可以较快地沿斜面滑行到地面（可等效为图乙），斜面固定不动，不计空气阻力。若人员沿斜面加速下滑，则人在下滑过程中（）A．重力对人做正功 B．支持力对人做负功 C．合力对人不做功 D．摩擦力对人做正功（2023春•宝安区校级期中）质量为m的汽车在水平路面上匀加速启动，速度—时间图像如图所示，Oa段为过原点的倾斜直线，ab段为曲线，且汽车保持额定功率，bc段是与ab段相切的水平直线，下述判断正确的是（）A．0～t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定 B．t1～t2时间内汽车牵引力不断减小但功率恒定 C．t2时刻汽车发动机功率首次达到最大值并保持 D．汽车以最大速度行驶时，牵引力有可能大于阻力（2023秋•石家庄期末）如图甲所示，质量m＝2kg的物体受到水平拉力F的作用，在水平面上做加速直线运动，其加速度a随位移x的变化规律如图乙所示，物体的初速度v0＝2m/s。已知物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，g取10m/s2，下列说法正确的是（）A．拉力F随时间均匀增大 B．物体发生10m位移时，拉力F变为原来的二倍 C．物体发生10m位移的过程中，拉力F做功为60J D．物体发生10m位移时，拉力做功的功率为96W（多选）（2023秋•碑林区校级期末）某物理实验兴趣小组探究竖直面内小球做圆周运动对轨道压力的变化规律。如图所示，在竖直面内固定一个圆周轨道，轨道半径R＝0.3m，分别在距离最低点A高度为0、0.1m、0.2m、0.3m、0.4m、0.5m、0.6m处安置压力传感器，一质量为m的小球从A点以速度v0开始沿内轨道向右运动，已知小球在最低点A点和最高点B点压力传感器示数差为6N，在C点（与O点等高的位置）压力传感器示数为10N。小球可视为质点，小球与圆轨道的摩擦力可忽略不计，g取10m/s2。由此可判定（）A．m＝0.2kg B．v0＝6m/s C．小球在0.2m处时压力传感器示数为12N D．小球在各位置压力传感器示数F与高度h的关系F＝13﹣10h（多选）（2024•甘肃模拟）如图所示，可视为质点、质量为M的物块用长为L的细绳拴接放在转盘上，细绳的另一端固定在通过转盘轴心的竖直杆上，细绳刚好伸直且与竖直方向的夹角为α。已知物块与转盘之间的动摩擦因数为μ，且μ＜tanα，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现让整个装置由静止开始缓慢的加速转动起来。则下列说法正确的是（）A．整个过程中，细绳的拉力不可能为零 B．从开始转动到细绳对物块刚有作用力的过程，转盘对物块所做的功为12C．物块能在转台上随转台一起转动的最大角速度为gLsinαD．细绳对物块拉力的瞬时功率始终为零（2023•新课标）无风时，雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。一质量为m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的过程中，克服空气阻力做的功为（重力加速度大小为g）（）A．0 B．mgh C．12mv2﹣mgh D．12mv（2023春•平乐县校级期中）如图所示，一个质量为m的物体静止放在光滑水平面上，在互成角度的两个水平恒力作用下，经过一段时间，物体获得的速度为v，在力的方向上获得的速度分别为v1、v2，物体发生的位移为x，在力的方向上发生的位移分别为x1、x2。那么在这段时间内（）A．Fx＝F1x1+F2x2 B．Fx=1C．F1D．F二、多项选择题（多选）（2023春•广州期末）汽车在研发过程中都要进行性能测试，如图所示为某次测试中某型号汽车的速度v与牵引力F大小倒数的v-1F图像，vm表示最大速度。已知汽车在水平路面上由静止启动，图中ab平行于v轴，bc反向延长过原点O。已知阻力恒定，汽车质量为1.5×10A．汽车由b到c过程做匀加速直线运动 B．汽车从a到b持续的时间为5.0s C．汽车额定功率为50kW D．汽车能够获得的最大速度为20m/s（多选）（2023春•平乐县校级期中）一辆汽车由静止开始沿平直公路行驶，汽车所受牵引力F随时间t变化关系图线如图所示。若汽车的质量为1.2×103kg，阻力恒定，汽车的最大功率恒定，则以下说法正确的是（）A．汽车的最大功率为5×104W B．汽车匀加速运动阶段的加速度为2.5m/s2 C．汽车先做匀加速运动，然后再做匀速直线运动 D．汽车从静止开始运动12s内位移是60m（多选）（2023秋•西城区校级月考）如图甲所示，一物块以一定的初速度冲上倾角为30°的固定斜面，物块在斜面上运动的过程中，其动能Ek与运动路程x的关系如图乙所示。已知物块所受的摩擦力大小恒定，取重力加速度g＝10m/s2。下列说法正确的是（）A．物块质量为0.7kg B．物块所受摩擦力大小为0.5N C．0～20m过程中，物块克服摩擦力做功为40J D．0～10m过程中与10m～20m过程中物块所受合力大小之比为4：3三、非选择题（2023秋•齐齐哈尔期末）如图所示，从A点以某一水平速度抛出一质量m＝1kg的小物块（可视为质点），当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道BC，轨道固定，经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上，圆弧轨道C端切线水平，已知长小物块运动至B点时的速度大小vB＝5m/s，木板的质量M＝2kg，物块与长木板之间的动摩擦因数μ1＝0.5，长木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.1，圆弧轨道半径R＝2.75m，OB与竖直方向OC间的夹角θ＝37°，（g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求：（1）小物块由A运动至B所经历的时间t；（2）小物块滑动至C点时的速度大小vC；（3）长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板。（2023春•杭州月考）用一内壁光滑、内径较小的圆管弯成如图甲所示的OADCEB形状，并固定在桌面上。OA为倾斜放置的直圆管，AD、EB为直圆管且水平放置，DCE为半径R＝2.5m的半圆形且水平放置，各管道间平滑连接；管口B正好位于桌子边缘处，已知桌面离地的高度H＝1.25m。一个质量为m＝1kg的小球（球的直径比U形管的内径小很