2020高考物理百题精练分项解析5

2014高考物理百题精练之分项解析5 1．质量为m的物体，受水平力F的作用，在粗糙的水平面上运动，下列说法中正确的是( )A．如果物体做加速直线运动，F一定对物体做正功B．如果物体做减速直线运动，F一定对物体做负功C．如果物体做减速直线运动，F也可能对物体做正功D．如果物体做匀速直线运动，F一定对物体做正功答案：ACD解析：F做正功还是负功，要看F的方向与位移方向是相同还是相反，当物体做加速或匀速直线运动时F的方向一定与位移方向相同；当物体做减速直线运动时包括两种情况，一种是力F方向与位移方向相反，F做负功，另一种情况是力F方向与位移方向相同(此时F小于摩擦力)，F做正功．2．一人乘电梯从1楼到30楼，在此过程中经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，则电梯支持力对人做功的情况是( )A．加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功B．加速时做正功，匀速和减速时做负功C．加速和匀速时做正功，减速时做负功D．始终做正功答案：D解析：对一个力做功的正负判断，只要看这个力的方向与速度方向之间的关系即可，本题中电梯对人的支持力方向和人的速度方向都是向上，所以电梯支持力对人始终做正功．3．2009年国庆大阅兵检阅了我国的空中加、受油机梯队，空中加油的过程大致如下：首先是加油机和受油机必须按照预定时间在预定地点汇合，然后受油机和加油机实施对接，对接成功后，加油系统根据信号自动接通油路．加油完毕后，受油机根据加油机的指挥进行脱离，整个加油过程便完成了．在加、受油机加油过程中，若加油机和受油机均保持匀速运动，且运动时所受阻力与重力成正比，则( )A．加油机和受油机一定相对运动B．加油机和受油机的速度可能不相等C．加油机向受油机供油，受油机质量增大，必须减小发动机输出功率D．加油机向受油机供油，加油机质量减小，必须减小发动机输出功率答案：D解析：在加油过程中，加油机和受油机必须相对静止，速度一定相等；加油机向受油机供油，受油机质量增大，运动时所受阻力F f增大，由P＝F f v可知，要保持匀速运动，必须增大发动机的输出功率P；加油机向受油机供油，加油机质量减小，运动时所受阻力F f减小，由P＝F f v可知，要保持匀速运动，必须减小发动机输出功率P.4．如图所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面体相对静止．则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中错误的是( )A ．支持力一定做正功B ．摩擦力一定做正功C ．摩擦力可能不做功D ．摩擦力可能做负功 答案：B解析：支持力方向垂直斜面向上，故支持力一定做正功．而摩擦力是否存在需要讨论．当a ＝g tan θ时，摩擦力不存在，不做功当a >g tan θ时，摩擦力沿斜面向下，做正功当a <g tan θ时，摩擦力沿斜面向上，做负功．综上所述，B 是错误的．5．如图所示，水平传送带以2 m/s 的速度匀速运行，将一质量为2kg 的工件轻轻放在传送带上(设传送带的速度不变)，如工件与传送带之间的动摩擦因数为0.2，则放手后工件在5 s 内的位移是多少？摩擦力对工件做功为多少？(g 取10 m/s 2)答案：9 m 4 J解析：工件放在传送带上的瞬间，所受合外力为工件所受到的摩擦力，所以工件的加速度为a ＝μg ＝0.2×10 m/s 2＝2 m/s 2，经过t ＝v a ＝1 s ， 工件的速度与传送带速度相同以后，工件就随传送带一起做匀速直线运动，所以工件在5s 内的位移是x ＝12at 2＋v (t 总－t )＝12×2×12m ＋2×(5－1)m ＝9 m. 在此过程中，只有在第1 s 内有摩擦力对工件做功，所以：W ＝F f ·12at 2＝μmg ·12at 2＝0.2×2×10×12×2×12 J ＝4 J.6．水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为μ(0<μ<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θ，如图所示，在θ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 答案：AC解析：木箱在F 作用下向右匀速运动的过程中，受4个力作用而平衡．即F cos θ＝μ(mg －F sin θ)，解得：F ＝μmgcos θ＋μsin θ，F 有极值，所以A 正确，B 错误；F 的功率P ＝Fv cos θ＝μmgv 1＋μtan θ，所以C 正确，D 错误． 7．如图所示，粗糙的斜面与光滑的水平面相连接，滑块沿水平面以速度v 0运动．设滑块运动到A 点时的时刻为t ＝0，距A 点的水平距离为x ，水平速度为v x .由于v 0不同，从A 点到B 点的几种可能的运动图象如图所示，其中表示摩擦力做功最多的是( )答案：D解析：A 图象表示物体从A 点做平抛运动，一直到落在x 轴上(水平方向匀速运动)，不受摩擦力作用；B 图象表示物体从A 点做平抛运动落在斜面上又弹起后再落在x 轴上(水平方向两种匀速运动)，也是不受摩擦力作用；C 图象表示平抛运动(水平方向速度不变)，不受摩擦力作用；D 图象表示物体沿斜面加速运动，mg sin θ>f ，受到摩擦力作用，所以表示摩擦力做功最多的是D 项．8．一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定所给的信息，不能求出的物理量是( )A ．汽车的功率B ．汽车行驶的最大速度C ．汽车所受到的阻力D ．汽车运动到最大速度所需的时间答案：D解析：由P ＝F ·v ，和F －F f ＝ma 得出：a ＝P m ·1v －F f m ，由图象可求出图线斜率k ，由k ＝P m，可求出汽车的功率P ，由1v ＝0时，a ＝－2 m/s 2，得：－2＝－F f m可求出汽车所受阻力F f ，再由P ＝F f ·v m 可求出汽车运动的最大速度v m ，但汽车做变加速直线运动，无法求出汽车运动到最大速度的时间，故选D.9．质量为m 的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图象如图所示．从t 1时刻起汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为F f ，则( )A ．0～t 1时间内，汽车的牵引力等于m v 1t 1B ．t 1～t 2时间内，汽车的功率等于⎝ ⎛⎭⎪⎫m v 1t 1＋F f v 1 C ．汽车运动的最大速度v 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫mv 1F f t 1＋1v 1 D ．t 1～t 2时间内，汽车的平均速度小于v 1＋v 22 答案：BC解析：0～t 1时间内，汽车的加速度a ＝v 1t 1由牛顿第二定律得：F －F f ＝ma所以汽车的牵引力F ＝F f ＋m v 1t 1，A 错． t 1时刻汽车达恒定功率P ，所以P ＝Fv 1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫m v 1t 1＋F f v 1，B 对． 汽车运动的最大速度v 2＝P F f ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫mv 1F f t 1＋1v 1，C 对．由图象知t 1～t 2时间内，汽车的平均速度大于v 1＋v 22，D 错，正确答案BC.10．如图所示，一个与平台连接的足够长的斜坡倾角θ＝arcsin130，一辆卡车的质量为 1 t ．关闭发动机，卡车从静止开始沿斜坡滑下，最大速度可达120 km/h ，已知卡车运动过程中所受空气阻力和地面阻力与速度成正比，即F f ＝kv .(g 取10 m/s 2)(1)求出比例系数k ；(2)现使卡车以恒定功率P 沿斜坡向上行驶，达到的最大速度为54 km/h ，求功率P . 答案：(1)10 N·s/m (2)7 250 W解析：(1)下滑达最大速度时有mg sin θ＝kv m故k ＝mg sin θv m＝10 N·s/m. (2)设向上达最大速度时，牵引力为F 有F ＝mg sin θ＋kv m ′，而F ＝P v m ′ 故Pv m ′＝mg sin θ＋kv m ′，得P ＝7 250 W.11．如图所示，在外力作用下某质点运动的v ­t 图象为正弦曲线．从图中可以判断( )A ．在0～t 1时间内，外力做正功B ．在0～t 1时间内，外力的功率逐渐增大C ．在t 2时刻，外力的功率最大D ．在t 1～t 3时间内，外力做的总功为零答案：AD解析：由动能定理可知，在0～t 1时间内质点速度越来越大，动能越来越大，外力一定做正功，故A 项正确；在t 1～t 3时间内，动能变化量为零，可以判定外力做的总功为零，故D 项正确；由P ＝F ·v 知0、t 1、t 2、t 3四个时刻功率为零，故B 、C 都错．12．如图所示为修建高层建筑常用的塔式起重机．在起重机将质量m ＝5×103 kg 的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a ＝0.2 m/s 2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做v m ＝1.02 m/s 的匀速运动．取g ＝10 m/s 2，不计额外功．求：(1)起重机允许输出的最大功率．(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率．答案：(1)5.1×104 W (2)2.04×104 W解析：(1)设起重机允许输出的最大功率为P 0，重物达到最大速度时，拉力F 0等于重力． P 0＝F 0v m ①F 0＝mg ②代入数据可得P 0＝5.1×104W ③(2)匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F ，速度为v1，匀加速运动经历的时间为t1，有：P0＝Fv1，④F－mg＝ma，⑤v1＝at1，⑥由③④⑤⑥并代入数据可得t1＝5 s．⑦t＝2 s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，则v2＝at，⑧P＝Fv2，⑨由⑤⑧⑨并代入数据可得P＝2.04×104 W．⑩。