2020高考物理选择题满分冲刺专题%E3%80%80功%E3%80%80功率%E3%80%80功能关系（解析版）

考选择题满分冲刺专题功功率功能关系1．如图，一质量为m，长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂．用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距(l.重力加速度大小为g.在此过程中，外力做的功为()A.(mgl B．(mglC.(mgl D．(mglA2．“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一．摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动．下列叙述正确的是()A．摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变B．在最高点时，乘客重力大于座椅对他的支持力C．摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量为零D．摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变B3.如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上．物块质量为M，到小环的距离为L，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F.小环和物块以速度v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子P后立刻停止，物块向上摆动．整个过程中，物块在夹子中没有滑动．小环和夹子的质量均不计，重力加速度为g.下列说法正确的是()A．物块向右匀速运动时，绳中的张力等于2FB．小环碰到钉子P时，绳中的张力大于2FC．物块上升的最大高度为(D．速度v不能超过((D4．如图所示，三个小球A、B、C的质量均为m，A与B、C间通过铰链用轻杆连接，杆长为L.B、C置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长．现A由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角α由60°变为120°.A、B、C在同一竖直平面内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g.则此下降过程中()A．A的动能达到最大前，B受到地面的支持力小于(mgB．A的动能最大时，B受到地面的支持力等于(mgC．弹簧的弹性势能最大时，A的加速度方向竖直向下D．弹簧的弹性势能最大值为((mgLAB1．如图1所示，质量相等的物体A和物体B与地面间的动摩擦因数相等，在力F的作用下，一起沿水平地面向右移动x，则()图1A．摩擦力对A、B做功相等B．A、B动能的增量相同C．F对A做的功与F对B做的功相等D．合外力对A做的功与合外力对B做的功不相等解析因F斜向下作用在物体A上，A、B受的摩擦力不相同，所以摩擦力对A、B做的功不相等，A错误；但A、B两物体一起运动，速度始终相同，故A、B动能增量一定相同，B正确；F不作用在B上，因此力F对B不做功，C错误；合外力对物体做的功等于物体动能的增量，故D错误．答案B2．如图2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x，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()图2A．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fx＋(mv(解析小车在运动方向上受向前的牵引力F和向后的阻力f，因为v增大，P不变，由P＝Fv，F－f＝ma，得出F逐渐减小，a也逐渐减小，当v＝vm时，a＝0，故A、B项均错；合外力做的功W外＝Pt－fx，由动能定理得W牵－fx＝(mv(，故C项错，D项对．答案D3．如图3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，在将m拉向木板左端的过程中，拉力至少做功为()图3A．2μmgL B.(μmgLC．μ(M＋m)gL D．μmgL解析在拉力F的作用下，m、M缓慢匀速运动，将m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．答案D4．静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力．不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间变化关系是()解析设在恒力作用下的加速度为a，则机械能增量E＝Fh＝F·at2/2，知机械能随时间不是线性增加，撤去拉力后，机械能守恒，则机械能随时间不变．故C正确，A、B、D错误．答案C5．如图4所示，竖直平面内放一直角杆MON，杆的水平部分粗糙，动摩擦因数μ＝0.2，杆的竖直部分光滑．两部分各套有质量均为1kg的小球A和B，A、B球间用细绳相连．初始A、B均处于静止状态，已知：OA＝3m，OB＝4m，若A球在水平拉力的作用下向右缓慢地移动1m(取g＝10m/s2)，那么该过程中拉力F做功为()图4A．14JB．10JC．6JD．4J解析对A、B球整体受力分析如图所示，由于在水平拉力作用下A球缓慢移动，所以FN1＝2mg＝2×1×10N＝20N，Ff＝μFN1＝0.2×20N＝4N，根据动能定理可知，WF＋WFf＋WGB＝0，所以WF＋(－Ff×l)＋(－mgl)＝0，代数解得WF＝14J，选项A正确．答案A6．如图5所示，长为L的粗糙长木板水平放置，在木板的A端放置一个质量为m的小物块．现缓慢地抬高A端，使木板以左端为轴转动，当木板转到与水平面的夹角为α时小物块开始滑动，此时停止转动木板，小物块滑到底端的速度为v，重力加速度为g.下列判断正确的是()图5A．整个过程物块受的支持力垂直于木板，所以不做功B．物块所受支持力做功为mgLsinαC．发生滑动前静摩擦力逐渐增大D．整个过程木板对物块做的功等于物块机械能的增量解析由题意得，物块滑动前支持力属于沿运动轨迹切线方向的变力，由微元法可知在这个过程中支持力做正功，而且根据动能定理，在缓慢抬高A端的过程中，W－mgLsinα＝0，可知W＝mgLsinα，所以A项错，B项正确．由平衡条件得在滑动前静摩擦力f静＝mgsinθ，当θ↑，f静↑，所以C正确．在整个过程中物块的重力势能不变，动能增加，所以机械能变大，根据除了重力以外其他力做功等于机械能的变化量可知D项正确．答案BCD7．三角形传送带以1m/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是2m且与水平方向的夹角均为37°.现有两个质量相同的小物块A、B从传送带顶端都以1m/s的初速度沿传送带下滑，物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.下列判断正确的是()图6A．物块A先到达传送带底端B．物块A、B同时到达传送带底端C．传送带对物块A、B均做负功D．物块A下滑过程系统产生的热量小于B下滑过程系统产生的热量解析计算比较得mgsinθ＞μmgcosθ，A和B沿传送带斜面向下做初速度相同、加速度相同的匀加速运动，并且两物块与地面距离相同，所以两物块同时到达底端，选项A错，B对；两物块的摩擦力方向都与运动方向相反，所以传送带对物块A、B均做负功，选项C对；物块A与传送带运动方向相同，物块B与传送带运动方向相反，而划痕是指物块与传送带间的相对位移，所以s相对A＜s相对B，而Q热＝μmgs相对，所以QA＜QB，选项D对．答案BCD8．将小球以10m/s的初速度从地面竖直向上抛出，取地面为零势能面，小球在上升过程中的动能Ek、重力势能Ep与上升高度h间的关系分别如图7中两直线所示．取g＝10m/s2，下列说法正确的是()图7A．小球的质量为0.2kgB．小球受到的阻力(不包括重力)大小为0.20NC．小球动能与重力势能相等时的高度为(mD．小球上升到2m时，动能与重力势能之差为0.5J解析在最高点，Ep＝mgh得m＝0.1kg，A项错误；由除重力以外其他力做功W其＝ΔE可知：－fh＝E高－E低，E为机械能，解得f＝0.25N，B项错误；设小球动能和重力势能相等时的高度为H，此时有mgH＝(mv2，由动能定理：－fH－mgH＝(mv2－(mv(，得H＝(m，故C项错；当上升h′＝2m时，由动能定理，－fh′－mgh′＝Ek2－(mv(得Ek2＝2.5J，Ep2＝mgh′＝2J，所以动能与重力势能之差为0.5J，故D项正确．答案D9．如图8所示，质量相等、材料相同的两个小球A、B间用一劲度系数为k的轻质弹簧相连组成系统，系统穿过一粗糙的水平滑杆，在作用在B上的水平外力F的作用下由静止开始运动，一段时间后一起做匀加速运动，当它们的总动能为4Ek时撤去外力F，最后停止运动．不计空气阻力，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．则在从撤去外力F到停止运动的过程中，下列说法正确的是()图8A．撤去外力F的瞬间，弹簧的压缩量为(B．撤去外力F的瞬间，弹簧的伸长量为(C．系统克服摩擦力所做的功小于系统机械能的减少量D．A克服外力所做的总功等于2Ek解析撤去F瞬时，弹簧处于拉伸状态，对系统在F作用下一起匀加速运动，由牛顿第二定律有F－2μmg＝2ma，对A有kΔx－μmg＝ma，求得拉伸量Δx＝(，则A、B两项错误；撤去F之后，系统运动过程中，克服摩擦力所做的功等于机械能的减少量，则C错误；对A利用动能定理W合＝0－EkA，又有EkA＝EkB＝2Ek，则知A克服外力做的总功等于2Ek，则D项正确．答案D10．一质量为m的物体静止在粗糙的水平地面上，从t＝0时刻开始受到方向恒定的水平拉力F作用，F与时间t的关系如图9甲所示．物体在(时刻开始运动，其v－t图象如图乙所示，若可认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力，则()图9A．物体与地面间的动摩擦因数为(B．物体在t0时刻的加速度大小为(C．物体所受合力在t0时刻的功率为2F0v0D．水平力F在t0到2t0这段时间内的平均功率为F0(2v0＋()解析由题图知在(时刻，物体刚被拉动，有F0＝μmg，则μ＝(，A错误；在t0时刻加速度大于((＝(，B错误；物体在t0时刻的合力F＝2F0－μmg＝F0，功率P＝Fv0＝F0v0，C错误；t0～2t0时间内，加速度为a＝(＝(，2t0时刻的速度为v＝v0＋at，t0～2t0时间内的平均速度(＝(，平均功率(＝2F0(，联立得(＝F0(2v0＋()，D正确．答案D11．有一系列斜面，倾角各不相同，它们的底端相同，都是O点，如图10所示．有一些完全相同的滑块(可视为质点)从这些斜面上的A、B、C、D……各点同时由静止释放，下列判断正确的是()图10A．若各斜面均光滑，且这些滑块到达O点的速率相同，则A、B、C、D……各点处在同一水平线上B．若各斜面均光滑，且这些滑块到达O点的速率相同，则A、B、C、D……各点处在同一竖直面内的圆周上C．若各斜面均光滑，且这些滑块到达O点的时间相同，则A、B、C、D……各点处在同一竖直面内的圆周上D．若各斜面与这些滑块间有相同的动摩擦因数，滑到O点的过程中，各滑块损失的机械能相同，则A、B、C、D……各点处在同一竖直线上解析由机械能守恒可知A正确，B错误；若A、B、C、D……各点在同一竖直平面内的圆周上，则下滑时间均为t＝(((d为直径)，因此选项C正确；设斜面和水平面间夹角为θ，损失的机械能为ΔE＝μmgscosθ，损失机械能相同，则scosθ相同，因此A、B、C、D……各点在同一竖直线上，D正确．答案ACD12．如图11所示，有一光滑斜面倾角为θ，c为斜面上固定挡板，物块a和b通过轻质弹簧连接，a、b处于静止状态，弹簧压缩量为x.现对a施加沿斜面向下的外力使弹簧再压缩3x，之后突然撤去外力，经时间t，物块a沿斜面向上运动的速度为v，此时物块刚要离开挡板．已知两物块的质量均为m，重力加速度为g.下列说法正确的是()图11A．弹簧的劲度系数为(B．物块b刚要离开挡板时，a的加速度为gsinθC．物块a沿斜面向上运动速度最大时，物块b对挡板c的压力为0D．撤去外力后，经过时间t，弹簧弹力对物块a做的功为5mgxsinθ＋(mv2解析无外力作用时，以物块a为研究对象kx＝mgsinθ，k＝(，选项A错误；当物块b刚离开挡板时，以物块b为研究对象kx1＝mgsinθ，所以x1＝x，弹簧处于拉伸状态，这时物块a的加速度为2gsinθ，选项B错误；物块a速度最大时，弹簧处于压缩状态，物块b对挡板c的压力为2mgsinθ，选项C错误；撤去外力后由动能定律得W弹－mgsinθ·5x＝(mv2－0，W弹＝5mgxsinθ＋(mv2，选项D正确．答案D13．如图12，竖直平面内的轨道Ⅰ和Ⅱ都由两段细直杆连接而成，两轨道长度相等，用相同的水平恒力将穿在轨道最低点B的静止小球，分别沿Ⅰ和Ⅱ推至最高点A，所需时间分别为t1、t2，动能增量分别为ΔEk1、ΔEk2，假定球在经过轨道转折点前后速度大小不变，且球与Ⅰ和Ⅱ轨道间的动摩擦因数相等，则()图12A．ΔEk1＞ΔEk2，t1＞t2B．ΔEk1＝ΔEk2，t1＞t2C．ΔEk1＞ΔEk2，t1＜t2D．ΔEk1＝ΔEk2，t1＜t