选择题08 《双动定理之能量》-解码高考2021物理一轮复习题型突破

选择题08《双动定理之能量》 【命题导航】 命题点一　功、功率分析计算 命题点二　机车启动问题 命题点三　动能定理基本应用 命题点四　动能定理图象问题 命题点五　功能关系综合应用 命题点六　摩擦力做功与能量转化 命题点七　力学两大观点解决两类模型问题 命题点八　单物体机械能守恒问题 命题点九　连接体机械能守恒问题 【高考解码】 命题点一　功、功率分析计算 1．（单选）（2020·江苏卷）质量为的汽车在水平路面上匀速行驶，速度为，受到的阻力大小为。此时，汽车发动机输出的实际功率是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】汽车匀速行驶，则牵引力与阻力平衡，汽车发动机的功率，故选C。 2．（多选）（2020·天津卷）复兴号动车在世界上首次实现速度350km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车，初速度为，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度，设动车行驶过程所受到的阻力F保持不变。动车在时间t内（　　） A．做匀加速直线运动 B．加速度逐渐减小 C．牵引力的功率 D．牵引力做功 【答案】BC 【解析】动车的功率恒定，根据可知动车的牵引力减小，根据牛顿第二定律得 可知动车的加速度减小，所以动车做加速度减小的加速运动，A错误，B正确；当加速度为0时，牵引力等于阻力，则额定功率为，C正确；动车功率恒定，在t时间内，牵引力做功为。根据动能定理得，D错误。 3．（单选）（2017·新课标Ⅲ卷）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。重力加速度大小为g。在此过程中，外力做的功为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，PM段绳的机械能不变，MQ段绳的机械能的增加量为，由功能关系可知，在此过程中，外力做的功，故选A。 4．（单选）（2017·新课标Ⅱ卷）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】大圆环光滑，则大圆环对小环的作用力总是沿半径方向，与速度方向垂直，故大圆环对小环的作用力一直不做功，选项A正确，B错误；开始时大圆环对小环的作用力背离圆心，最后指向圆心，故选项CD错误；故选A。 5．（多选）质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t＝0时刻开始受到水平力的作用．力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则（　　） A．3t0时刻的瞬时功率为 B．3t0时刻的瞬时功率为 C．在t＝0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为 D．在t＝0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为 【答案】　BD 【解析】　根据F—t图线，在0～2t0时间内的加速度a1＝，2t0时刻的速度v2＝a1·2t0＝t0,0～2t0时间内的位移x1＝·2t0＝t02，故0～2t0时间内水平力做的功W1＝F0x1＝t02；在2t0～3t0时间内的加速度a2＝，3t0时刻的速度v3＝v2＋a2t0＝t0，故3t0时刻的瞬时功率P3＝3F0v3＝，在2t0～3t0时间内位移x2＝·t0＝，故2t0～3t0时间内水平力做的功W2＝3F0·x2＝，因此在0～3t0时间内的平均功率P＝＝，故B、D正确． 命题点二　机车启动问题 1．（单选）一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的功率达到最大值P，之后起重机保持该功率不变，继续提升重物，最后重物以最大速度v2匀速上升，不计钢绳重力，空气阻力不计．则整个过程中，下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　） A．钢绳的最大拉力为 B．重物匀加速过程的时间为 C．重物匀加速过程的加速度为 D．速度由v1增大至v2的过程中，重物的平均速度< 【答案】　B 【解析】　匀加速提升重物时钢绳拉力最大，且等于匀加速过程结束时的拉力，由P＝Fv，得Fm＝，A错误；Fm－mg＝ma，解得a＝－g，t＝＝，B正确，C错误；重物的速度由v1增大至v2的过程中，功率恒定，根据P＝Fv可知钢绳的拉力减小，a＝，故加速度在减小，所以重物做加速度减小的加速运动，v－t图象如图中曲线所示，若重物做匀加速直线运动其v－t图象如图中直线所示，所以重物做变加速直线运动的v－t图线与坐标轴围成的面积大于匀加速直线运动时v－t图线与坐标轴围成的面积，即重物做变加速直线运动时的位移大，而所用时间相同，故>，D错误． 2．（多选）一辆CRH2型动车组的总质量M＝2.0×105kg，额定输出功率为4800kW.假设该动车组在