2021届高考物理二轮专题突破练　功与能(含解析)

专题突破练　功与能 一、选择题 1.(2020山东菏泽一模)若一质量为M的直升机的螺旋桨推动横截面积为S的空气以某一速度竖直向下运动从而使直升机悬停在空中,已知空气的密度为ρ,重力加速度为g,则直升机的输出功率为 (　　)　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 A.ρS　　　B.　　　 C.ρS　　　D. 答案　C　设时间t内,螺旋桨使质量为m的空气竖直向下运动,则m=ρSvt,由动量定理及牛顿第三定律知,空气对直升机的作用力F====ρSv2,直升机悬停在空中,F=Mg,则v2=,所以直升机输出的功率P===ρS,故A、B、D错误,C正确。 2.(2020浙江名校联盟新高考创新卷)如图甲所示,水平面上一质量为m的物体在水平力F作用下开始加速运动,力F的功率P保持恒定,运动过程中物体所受的阻力f大小不变,物体速度最终达到最大值vmax,此过程中物体速度的倒数与加速度a的关系图像如图乙所示。仅在已知功率P的情况下,根据图像所给信息可知以下说法错误的是 (　　) A.vmax=10 m/s　　　B.m= C.图像的斜率为　　　D. f=0.1P 答案　C　由功率的计算公式可得P=Fv,对物体进行受力分析,由牛顿第二定律得F-f=ma,整理得=a+,图像斜率k== m-2·s3,所以m=,故B正确,C错误;图像纵截距为=0.1 m-1·s,所以f=0.1P,故D正确;当加速度为零时,最大速度vmax===10 m/s,故A正确。 3.(2020山东新泰月考)冰壶比赛场地如图,运动员从发球区推着冰壶出发,在投掷线MN处放手让冰壶滑出。设在某次投掷后发现冰壶投掷的初速度v0较小,直接滑行不能使冰壶沿虚线到达尽量靠近圆心O的位置,于是运动员在冰壶到达前用毛刷刷冰壶滑行路线前方的冰面,这样可以使冰壶与冰面间的动摩擦因数从μ减小到某一较小值μ',设经过这样擦冰,冰壶恰好滑行到圆心O点。关于这一运动过程,以下说法正确的是 (　　) A.为使本次投掷成功,可以在冰壶滑行路线上的不同区间上擦冰,但擦冰的长度不同 B.为使本次投掷成功,可以在冰壶滑行路线上的不同区间上擦冰,但擦冰的长度相同 C.擦冰区间越靠近投掷线,冰壶滑行的总时间越短 D.擦冰区间越远离投掷线,冰壶滑行的总时间越短 答案　BC　从投掷线MN到O点对冰壶应用动能定理得-μmgL1-μ'mgL2=0-m,所以可以在冰壶滑行路线上的不同区间上擦冰,只要保证擦冰的距离一定就行,故A错误,B正确;擦冰区间越靠近投掷线,整个过程的平均速度越大,冰壶滑行的时间越短,故C正确,D错误。 4.(2020广东深圳二调)如图所示,质量为M的小滑块P套在竖直固定的光滑长杆上,质量为m的小物块Q与P用跨过定滑轮的足够长无弹性轻绳连接。将P从位置a由静止释放,经过位置b时,左边轻绳刚好水平,图中ab=bc(忽略所有摩擦),则 (　　) A.刚释放P的瞬间,轻绳对滑块P有拉力且小于mg B.在滑块P从a到b的过程,物块Q处于失重状态 C.滑块P下滑到位置c时速度不为零 D.经过位置b时,滑块P的动能最大 答案　AC　刚释放P的瞬间,沿绳方向的加速度大小小于重力加速度大小,绳子有拉力,此时Q向下加速运动,加速度向下,对Q分析知拉力小于重力mg,故A正确;根据运动的分解知滑块P在b点速度沿绳子方向的分速度为0,在滑块P从a到b的过程,Q先加速向下后减速向下运动,加速度先向下后向上,物块Q先处于失重状态后处于超重状态,故B错误;滑块P下滑到位置c时Q的重力势能不变,P减小的重力势能转换为P与Q的动能,Q的速度大小等于P沿绳方向的分速度大小,P的速度不为零,故C正确;P从a到b的过程做加速运动,经过位置b时,加速度大小为g,方向竖直向下,P将继续加速运动,所以此时不是P的动能最大的点,故D错误。 5.(2020重庆一中模拟)如图所示,粗细均匀的光滑细杆竖直固定,质量为m的小球C穿在细杆上,光滑的轻质小滑轮D固定在墙上。A、B两物体用轻弹簧竖直相连。一根没有弹性的轻绳,一端与A连接,另一端跨过小滑轮D与小球C相连。小球C位于M时,轻绳与细杆的夹角为θ,现让小球C从M点由静止释放,当下降距离h到达N点时,轻绳与细杆的夹角再次为θ,小球的速度为v,整个过程中绳均处于绷紧状态。在小球C下落的过程中,下列说法正确的是 (　　) A.小球C和物体A组成的系统机械能守恒 B.当小球C落到与滑轮D同一高度时,物体A的动能最大 C.小球C到达N点时A的速度为v cos θ D.小球C到达N点时物体A的动能为mgh-mv2 答案　CD　小球C、物体A和轻弹簧组成的系统中,只有动能、重力势能和弹性势能间的转化,系统机械能守恒,所以由小球C和物体A组成的系统机械能不守恒,故A错误;根据题意可知,当小球C下落到与滑轮D同一高度时,物体A