课标通用2020高考物理二轮复习专题2功与能动量专题跟踪检测5含解析

高考物理二轮复习专题：

专题跟踪检测(五)

(建议用时：45分钟)

基础通关

1．(2020·河北六校联考)水平粗糙的地面上，质量为1 kg 的物体在一水平外力F 的作用下由静止开始运动，如图甲所示．外力F 做的功和物体克服摩擦力做的功与物体位移的关系如图乙所示，重力加速度g ＝10 m/s 2

.下列分析错误的是( )

A ．s ＝9 m 时，物体速度大小为3 m/s

B ．物体运动的位移大小为13.5 m

C ．前3 m 运动过程中物体的加速度大小为3 m/s 2

D ．物体与地面间的动摩擦因数为0.2

A 解析 由功与位移关系图象可知，s ＝9 m 时，外力F 做的功W F ＝27 J ，克服摩擦力做的功W f ＝18 J ，由动能定理有W F －W f ＝12mv 2

，解得v ＝3 2 m/s ，选项A 错误；由μmg ×10 m

＝20 J ，解得μ＝0.2，选项D 正确；对物体运动的全过程由动能定理有W F －μmgs ＝0，解得s ＝13.5 m ，选项B 正确；设物体前3 m 运动过程中所受的水平外力为F ，由F ×3 m＝15 J 解得F ＝5 N ，由牛顿第二定律有F －μmg ＝ma ，解得a ＝3 m/s 2

，选项C 正确．

2．(2019·山东济南二模)静止在地面上的物体在不同合外力F 的作用下都通过了相同的位移x 0，下列情况中物体在x 0位置时速度最大的是( )

C 解析 根据图象的坐标可知图象与x 轴包围的面积代表了合外力F 做的功，所以从图象上看，C 图所包围的面积最大，故选项C 正确．

3．(2019·甘肃静宁一中模拟)如图甲所示，一次训练中，运动员腰部系着不可伸长的绳，拖着质量m ＝11 kg 的轮胎从静止开始沿着笔直的跑道加速奔跑，绳与水平跑道的夹角是

37°，5 s 后拖绳从轮胎上脱落．轮胎运动的vt 图象如图乙所示，不计空气阻力，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g 取10 m/s 2

.则下列说法正确的是( )

A ．轮胎与水平地面间的动摩擦因数μ＝0.2

B ．拉力F 的大小为55 N

C ．在0～5 s 内，轮胎克服摩擦力做功为1 375 J

D ．在6 s 末，摩擦力的瞬时功率大小为275 W

D 解析 撤去F 后，轮胎的受力分析如图甲所示，由速度图象得5～7 s 内的加速度a 2

＝－5 m/s 2

，根据牛顿运动定律有 N 2－mg ＝0，－f 2＝ma 2，又因为f 2＝μN 2，代入数据解得μ＝0.5，选项A 错误；力F 拉动轮胎的过程中，轮胎的受力情况如图乙所示，根据牛顿运动定律有F cos 37°－f 1＝ma 1，mg －F sin 37°－N 1＝0，又因为f 1＝μ N 1，由速度图象得此过程的加速度a 1＝2 m/s 2

，联立解得F ＝70 N ，选项B 错误；在0～5 s 内，轮胎克服摩擦力做功为0.5×68×25 J＝850 J ，选项C 错误；因 6 s 末轮胎的速度为5 m/s ，所以在6 s 末，摩擦力的瞬时功率大小为0.5×110×5 W＝275 W ，选项D 正确．

4．(2019·陕西西安一模)如图所示，竖直面内有固定轨道ABC ，AB 是半径为2R 的四分之一光滑圆弧，BC 是半径为R 的粗糙半圆弧(B 是轨道的最低点)，O 点是BC 圆弧的圆心，POQ 在同一水平线上，BOC 在同一竖直线上．质量为m 的小球自由下落2R 后，沿轨道ABC 运动，经过轨道C 点后，恰好落到轨道上的P 点．则下列说法正确的是( )

A ．小球运动到

B 点前的瞬间对轨道的作用力是4mg B ．小球运动到B 点后的瞬间对轨道的作用力是8mg

C ．小球运动到C 点的过程中，摩擦力做功W f ＝－5

4

mgR

D ．小球运动到C 点的过程中，摩擦力做功W f ＝－1

4

mgR

C 解析 小球下落到B 点，由机械能守恒定律得mg (4R )＝12

mv 2

B ，小球运动到B 点前的瞬

间，小球运动的半径是2R ，由向心力公式F B －mg ＝mv 2B

2R ，解得F B ＝5mg ，小球运动到B 点后的

瞬间，小球的运动半径是R ，由向心力公式F ′B －mg ＝mv 2B

R

，解得F ′B ＝9mg ，故选项A 、B 错

误；经过轨道C 点后，恰好落到轨道上的P 点，由几何关系得OP ＝3R ，由平抛运动规律知x ＝3R ＝v C t ，y ＝R ＝12gt 2，小球下落到C 点，由动能定理有mg ·2R ＋W f ＝12mv 2

C ，解得W f

＝－5

4

mgR ，故选项C 正确，D 错误．

5．(2019·北京朝阳区二模)如图所示，一个质量为m 的圆环套在一根固定的水平直杆上，杆足够长，环与杆之间的动摩擦因数为μ，现给环一个向右的初速度v 0，如果环在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力F ，且F ＝kv (k 为常数，v 为环的速率)，则环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功不可能为( )

A ．12mv 20

B ．12mv 20＋m 3g 2

2k 2 C ．0

D ．12mv 20－m 3g 22k

2 B 解析 当环受到的合力向下时，随着环做减速运动，向上的力F 逐渐减小，环最终将静止；当环所受合力向上时，随着环速度的减小，竖直向上的力F 逐渐减小，当环向上的拉力减至和重力大小相等时，环所受合力为零，杆不再给环阻力，环将保持此时速度不变做匀速直线运动；当环在竖直方向所受合力为零时，环将一直做匀速直线运动，分三种情况应用动能定理求出阻力对环做的功即可，当F ＝kv 0＝mg 时，圆环不受杆的支持力和摩擦力，克服摩擦力做的功为零；当F ＝kv 0

0；当F ＝kv 0>mg 时，圆环先做减速运动，当F ＝mg 时，圆

环不受摩擦力，做匀速直线运动，由F ＝kv ＝mg 得v ＝mg k ，根据动能定理得－W ＝12mv 2－12

mv 2

0，解得W ＝12mv 20－m 3g

2

2k

2；综上所述，选项B 正确．

6．(2019·云南大姚一中月考)一汽车在平直公路上行驶．从某时刻开始计时，发动机的