1、【 精品教育资源文库 】 题组层级快练 (二十一 ) 一、选择题 1.(2017 课标全国 ) 如图 , 一光滑大圆环固定在桌面上 , 环面位于竖直平面内 , 在大圆环上套着一个小环 , 小环由大圆环的最高点从静止开始下滑 ,在小环下滑的过程中 , 大圆环对它的作用力 ( ) A 一直不做功 B一直做正功 C 始终指向大圆环圆心 D始终背离大圆环圆心 答案 A 解析 A、 B 两项 , 大圆环是光滑的 , 则小环和大环之间没有摩擦力;大环对小环的支持力总是垂直于小环的速度方向 , 所以大环对小环没有做功 , 故 A 项正确 , B 项错误; C、 D 项 , 小环在运动过程中 , 在 大环的
2、上半部分运动时 , 大环对小环的支持力背离大环圆心 , 运动到大环的下半部分时 , 支持力指向大环的圆心 , 故 C、 D 两项错误 , 故选 A 项 2.如图所示 , 木块 B 上表面是水平的 , 当木块 A 置于 B 上 , 并与 B 保持相对静止 ,一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑,在下滑过程中 ( ) A A 所受的合力对 A 不做功 B B 对 A 的弹力做正功 C B 对 A 的摩擦力做正功 D A 对 B 做正功 答案 C 解析 A、 B 一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑 , 加速度为 gsin .由于 A 速度增大 , 由动能定理可知 , A 所受的合力对 A 做正功 ,
3、B 对 A 的摩擦力做正 功 , B 对 A 的弹力做负功 , A、B 两项错误 , C 项正确; A 对 B 不做功 , D 项错误 3 (2017 宿迁三模 )如图所示 , 四个相同的小球 A、 B、 C、 D, 其中 A、 B、 C 位于同一高度h 处 , A 做自由落体运动 , B 沿光滑斜面由静止滑下 , C 做平抛运动 , D 从地面开始做斜抛运动 , 其运动的最大高度也为 h.在每个小球落地的瞬间 , 其重力的功率分别为 PA、 PB、 PC、 PD.下列关系式正确的是 ( ) A PA PB PC PD B PA PC PB PD C PA PC PD PB D PA PC P
4、D PB 答案 C 解析 A 做自由落体运动 , C 做平抛运动 , 竖直方向做自由落体运动 , 故 A、 C 落地时竖直方向的速度大小相同 , 故落地时的功率 P mgv, 相同 , D 做斜抛运动 , 到达最高点跟 A 下落时【 精品教育资源文库 】 的高度相同 , 故竖直方向的速度跟 A 落地时的速度大小相同 , 故功率相同 , B 沿斜面下滑 ,下滑到斜面底端的速度跟 A 落地时的速度相同 ,但速度方向与重力方向成一定的夹角,故功率小于 A 的功率 , 故 C 项正确 4 (2017 保定模拟 )质量为 510 3 kg 的汽车在水平路面上由静止开始以加速度 a 2 m/s2开始做匀
5、加速直线运动 , 所受阻力是 1.010 3 N, 则汽车匀加速 起动过程中 ( ) A 第 1 s 内汽车所受牵引力做功为 1.010 4 J B 第 1 s 内汽车所受合力的平均功率 20 kW C第 1 s 末汽车所受合力的瞬时功率为 22 kW D 第 1 s 末汽车所受牵引力的瞬时功率为 22 kW 答案 D 解析 据牛顿第二定律 F f ma 得牵引力 F f ma 1.110 4 N 第 1 s 内汽车位移 x 12at2 1 m, 第 1 s 末汽车速度 v at 2 m/s, 汽车合力 F 合 ma 110 4 N, 则第 1 s 内汽车牵引力 做功: WF Fx 1.110
6、 4 J, 故 A 项 错误;第 1 s 内合力做功: W F 合 x 110 4 J,平均功率 P Wt 110 4 W, 故 B 项错误; 1 s 末合力的瞬时功率 P 合 F 合 v 210 4 W, 故 C项错误; 1 s 末牵引力瞬时功率 P Fv 2.210 4 W 22 kW, 故 D 项正确 5 如图所示 , 卡车通过定滑轮以恒定的功率 P0拉绳 , 牵引河中的小 船沿水面运动,已知小船的质量为 m, 沿水面运动时所受的阻力为 f 且保持不变 , 当绳 AO 段与水面的夹角为 时 ,小船的速度为 v, 不计绳子与滑轮的摩擦 , 则此时小船的加速度等于 ( ) A.P0mv fm
7、 B.P0mvcos2 fm C.fm D.P0mv 答案 A 解析 设绳子的拉力为 F, 功率 P0 Fvcos, 对小船 , 由牛顿第二定律得加速度 aFcos fm P0mvfm, A 项正确 6 (2017 佛山二模 )(多选 )如图 , 汽车以一定的初速度连续爬两段倾角不同的斜坡 ac 和cd, 在爬坡全过程中汽车保持某恒定功 率不变 , 且在两段斜面上受到的摩擦阻力大小相等已知汽车在 经过 bc 段时做匀速运动 , 其余路段均做变速运动以下描述该汽车运动全过程 v t 图中 , 可能正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 答案 BC 解析 当在斜坡上运动时 , 如果开始速度较
8、小 , 此时的牵引力大于受到的总阻力 , 开始做加速运动 , 根据 P Fv 可知 , 牵引力减小 , 结合牛顿第二定律可知 , 加速度减小 , 当牵引力等于总阻力时 , 开始匀速运动 , 到达斜面 cd 后 , 斜面的倾角减小 , 重力沿斜面的分力减小 ,总阻力减小 ,此时牵引力大于总阻力,做加速运动,速度增大,根据 P Fv 可知 , 牵引力减小 , 做加 速度减小的加速运动;在斜面上时 , 受到的阻力大小 f 总 mgsin f, 若此时牵引力小于总阻力 , 做减速运动 , 速度减小 , 根据 P Fv 可知 , 牵引力增大 , 结合牛顿第二定律可知 , 加速度减小 , 当牵引力等于阻力
9、时 , 速度减小到最小 , 此后匀速运动 , 到达斜面cd 后 , 斜面的倾角减小 , 重力沿斜面的分力减小 , 总阻力减小 , 此时牵引力大于总阻力 ,做加速运动 , 速度增大 , 根据 P Fv 可知 , 牵引力减小 , 做加速度减小的加速运动 , 故 B、C 两项正确 , A、 D 两项错误 7 (2017 温州联考 )一辆总质量为 1 500 kg 的汽车 , 由静止开始沿平直公路 以额定功率 P 90 kW 启动 , 并保持额定功率行驶汽车匀速运动过程中 , 突然发现前方有障碍物 , 立即以大小 5 m/s2的加速度开始刹车 , 汽车最后停下来 , 整个过程中 , 汽车位移为 765
10、 m, 刹车之前汽车受到的阻力恒为 3 000 N汽车刹车过程位移大小和汽车保持额定功率运动的时间分别是 ( ) A 90 m 30 s B 60 m 20 s C 60 m 30 s D 90 m 20 s 答案 A 解析 由题意知 , 汽车以额定功率匀速行速时 , 牵引力与阻力大小相等 , 故可知汽车匀速行驶的速度 v Pf 901033 000 m/s 30 m/s, 因为汽车匀减速运动的加速度大小 a 5 m/s2, 所以根据匀变速直线运动规律 知 ,汽车刹车的位移 x2 v22a3022 5 m 90 m;在汽车刹车前的运动过程中只有摩擦力与牵引力对汽车做功 , 根据动能定理有 ,
11、Pt f(x x2) 12mv2 0, 解得 ,汽车保持额定功率行驶的时间 t 30 s, 故 A 项正确 8 (2017 湖南二模 )一摩托车在竖直的圆轨道内侧做匀速圆周运动 ,【 精品教育资源文库 】 人和车 的总质量为 m, 轨道半径为 R, 车经最高点时发动机功率为 P0、车对轨道的压力为 mg.设轨道对摩托车的阻力与车对轨道的压力成正比 , 则 ( ) A 车经最低点时对轨道的压力为 mg B 车运动过程中发动机的功率一直不变 C 车经最低点时发动机功率为 3P0 D 车从最高点经半圆轨道到最低点的过程中 , 人和车重力做功的功率不变 答案 C 解析 在最高点:向心力大小为 Fn
12、N1 mg 2mg, 摩托车做匀速圆周运动 , 向心力大小不变 , 则在最低点: N2 mg Fn, 得 N2 3mg.故 A 项错误;在最高点:发动机功率 P0 F1v N 1v mgv , 在最低点:发动机功率为 P F2v N 2v 3mgv , 则有 P 3P0.故 B 项错误、 C项正确;摩托车做匀速圆周运动 , 速度大小不变 , 重力大小不变车从最高点经半周到最低点的过程中 , 重力和速度方向夹角先变小再变大 , 重力功率先变大再变小故选 C 项 9 (多选 )质量为 m 2 kg 的物体沿水平面向右做直线运动 , t 0 时刻受到一个水平向左的恒力 F, 此后物体的 vt 图像如
13、图所示 , 取水平向右为正方向 , g 取 10 m/s2, 则 ( ) A 物体与水平面间的动摩擦因数为 0.05 B 10 s 末恒力 F 的瞬时 功率为 6 W C 10 s 末物体在计时起点左侧 4 m 处 D 0 10 s 内恒力 F 做功的平均功率为 0.6 W 答案 AD 解析 由图线可知 0 4 s 内的加速度大小: a1 84 m/s2 2 m/s2, 可得: F mg ma1;由图线可知 4 10 s 内的加速度大小: a2 66 m/s2 1 m/s2, 可得: F mg ma2;解得: F 3 N, 0.05, A 项正确; 10 s 末恒力 F 的瞬时功率 为 P10
14、 Fv10 36 W 18 W, B 项错误;0 4 s 内的位移 x1 12 4 8 m 16 m, 4 10 s 内的位移 x2 12 6 6 m 18 m, 故10 s 末物体在计时起点左侧 2 m 处 , C 项错误; 0 10 s 内恒力 F 做功的平均功率为 P Fxt 3210 W 0.6 W, D 项正 确 10 (2017 吉林二模 )(多选 )如图甲所示 , 水平面上的物体在水平向右的拉力 F 作用下 , 由静止开始运动 , 运动过程中 F 功率恒为 P.物体运动速度的倒数 1v与加 速度 a 的关系如图乙所示 (v0、 a0为已知量 )则下列说法正确的是 ( ) 【 精
15、品教育资源文库 】 A该运动过程中的拉力 F 为恒力 B 物体加速运动的时间为 v0a0C 物体所受阻力大小为 Pv0D 物体的质量为 Pv0a0答案 CD 解析 A 项 , 由题意可知: P Fv 根据牛顿第二定律得: F f ma, 即得: Pv ma f 联立解得: 1v mPa fP 匀速时有: 1v0 fP, f Pv0图像的斜率 mP 1v0a0, 解得: m Pa0v0, 故 C、 D 项正确 , A、 B 项错误 11.某测试员测试汽车启动、加速、正常行驶及刹车的性能前 4 s 逐渐加大油门 , 使汽车做匀加速直线运动 , 4 15 s 保持油门位置不变 ,可视为发动机保持恒定功率运动 , 达到最大速度后保持匀速运动 , 15 s时松开油门并踩刹车 , 经 3 s 停止已知汽车的 质量为 1 200 kg, 在加速及匀速过程中汽车所受阻力大小恒为 f, 刹车过程汽车所受阻力大小为 5f.根据