专题四 课时作业(一) 功和功率的四类典型问题 动能定理的四大高频考向（Word练习）-【新高考方案】2024年高考物理二轮复习专题增分方略（新教材）

专题四 课时作业（一）｜主题一 功和功率的四类典型问题 主题二 动能定理的四大高频考向 1．(2023·新课标卷)无风时，雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。一质量为m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的过程中，克服空气阻力做的功为(重力加速度大小为g)(　 ) A．0　　　　　　　　　 B．mgh C．mv2－mgh D．mv2＋mgh 解析：选B　地面附近的雨滴做匀速运动，根据动能定理得mgh－Wf＝0，故雨滴克服空气阻力做功为mgh。故选B。 2．(2023·辽宁高考)如图(a)，从高处M点到地面N点有Ⅰ、Ⅱ两条光滑轨道。两相同小物块甲、乙同时从M点由静止释放，沿不同轨道滑到N点，其速率v与时间t的关系如图(b)所示。由图可知，两物块在离开M点后、到达N点前的下滑过程中(　 ) A．甲沿Ⅰ下滑且同一时刻甲的动能比乙的大 B．甲沿Ⅱ下滑且同一时刻甲的动能比乙的小 C．乙沿Ⅰ下滑且乙的重力功率一直不变 D．乙沿Ⅱ下滑且乙的重力功率一直增大 解析：选B　由题图(b)可知，在下滑过程中，甲做匀加速直线运动，则甲沿Ⅱ下滑，乙做加速度逐渐减小的加速运动，乙沿Ⅰ下滑，任意时刻甲的速度都小于乙的速度，可知同一时刻甲的动能比乙的小，A错误，B正确；乙沿Ⅰ下滑，开始时乙的速度为0，到N点时乙的竖直方向速度为零，根据瞬时功率公式P＝mgvy可知，乙的重力功率先增大后减小，C、D错误。 3．(2023·武汉质检)如图所示，轻弹簧的右端与固定竖直挡板连接，左端与B点对齐。质量为m的小物块以初速度v0从A向右滑动，物块压缩弹簧后被反弹，滑到AB的中点C(图中未画出)时速度刚好为零。已知A、B间的距离为L，弹簧的最大压缩量为，重力加速度为g，则小物块反弹之后从B点运动到C点所用的时间为(　 ) A． B． C． D． 解析：选B　小物块从A点到停止运动的整个过程，根据动能定理可得－μmg＝0－mv02，在BC段运动时，由牛顿第二定律和运动学公式得μmg＝ma，L＝at2，联立解得t＝ ，故选B。 4．(2023·湖北高考)两节动车的额定功率分别为P1和P2，在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为v1和v2。现将它们编成动车组，设每节动车运行时受到的阻力在编组前后不变，则该动车组在此铁轨上能达到的最大速度为(　 ) A．　　　　　 B． C． D． 解析：选D　由题意可知，两节动车编组前分别有P1＝f1v1，P2＝f2v2，当将它们编组后有P1＋P2＝(f1＋f2)v，联立可得v＝，故选D。 5．逆时针转动的绷紧的传送带与水平方向夹角为37°，传送带的v-t图像如图所示。在t＝0时刻质量为1 kg的物块从B点以某一初速度滑上传送带并沿传送带向上做匀速运动。2 s后开始减速，在t＝4 s时物块恰好能到达最高点A。(已知g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。以下说法正确的是(　 ) A．物块与传送带间的动摩擦因数为0.6 B．传送带AB长度为6 m C．2 s后物块受到的摩擦力沿传送带向下 D．物块与传送带间由于摩擦而产生的热量为6 J 解析：选D　前2 s物块速度小于传送带速度，物块受到摩擦力沿斜面向上。由于物块匀速上滑，根据平衡条件μmgcos 37°＝mgsin 37°，解得μ＝0.75，故A错误；由题意可知，t＝2 s时，物块与传送带速度相等，由图像可得v＝1 m/s，前2 s，物块沿传送带上滑的位移为x1＝vt＝2 m，由题意可得，后2 s，物块相对传送带静止，物块所受摩擦力方向沿传送带向上，与传送带有相同的加速度a＝ m/s2，向上做匀减速运动的位移x2＝vt－at2＝1 m，传送带AB长度L＝x1＋x2＝3 m，故B、C错误；上滑过程中，滑动摩擦力为f＝μmgcos 37°＝6 N，由传送带的v-t图像可知前2 s，传送带位移为x＝3 m，故物块与传送带间由于摩擦而产生的热量为Q＝f(x－x1)＝6 J，故D正确。 6．(2023·山东高考)《天工开物》中记载了古人借助水力使用高转筒车往稻田里引水的场景。引水过程简化如下：两个半径均为R的水轮，以角速度ω匀速转动。水筒在筒车上均匀排布，单位长度上有n个，与水轮间无相对滑动。每个水筒离开水面时装有质量为m的水，其中的60%被输送到高出水面H处灌入稻田。当地的重力加速度为g，则筒车对灌入稻田的水做功的功率为(　 ) A． B． C． D．nmgωRH 解析：选B　根据题意可知，水轮转一圈灌入农田的水的总质量为m总＝2πRnm×60%＝1.2πRnm，水轮转一圈灌入稻田的水克服重力做的功W＝1.2πRnmgH，筒车对灌入稻田的水做功的功率P＝，又T＝，联立有P＝，故选B。 7