题型专练04　功能关系的理解--2021届高考物理二轮复习微专题专练（人教版）（解析版）

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题型专练 04　功能关系的理解
一、单项选择题：在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1.(2020 年江苏卷,T1)质量为 1.5×103 kg 的汽车在水平路面上匀速行驶,速度为 20 m/s,受到的阻力大小为
1.8×103 N。此时,汽车发动机输出的实际功率是(
　　
)。
A.90 W　　　　　　B.30 kW
C.36 kW D.300 kW
【答案】C
【解析】 汽车匀速行驶,则牵引力与阻力平衡,F=f=1.8×103 N,汽车发动机的功率 P=Fv=1.8×103×20
kW=36 kW。
2.(热点情境)在全国人民齐心抗击疫情的工作中,一种服务型机器人的发明缓解了人员密集接触的工作压力,
为高效防疫做出了重要贡献。如图所示,有一机器人,其额定功率为 48 W,额定工作电压为 24 V,它的锂电池
容量为 20 A·h。则下列关于机器人的说法,正确的是(
　　
)。
A.额定工作电流为 20 A
B.充满电后最长工作时间为 2 h
C.电池充满电后总电量为 7.2×104 C
D.以额定电流工作时每秒消耗能量为 20 J
【答案】C
【解析】
　
根据 P=UI 得,额定工作电流 I=
P
U
=
48
24
A=2 A,A项错误;充满电后最长工作时间 t=
Q
I
=
20
2
h=10
h,B项错误;电池充满电后总电量 Q=20×3600 C=7.2×104 C,C项正确;额定电流工作时每秒消耗能量
E=UIt'=24×2×1 J=48 J,D项错误。
3.(2020 年湘赣皖联考)某同学参加学校运动会立定跳远项目比赛,他从起跳直至着地过程如图所示,测量得
到该同学的比赛成绩是 2.4 m,目测空中脚离地面的最大高度约为 0.8 m,假设该同学的质量为 60 kg。忽略空
气阻力,则起跳过程该同学做的功为(g=10 m/s2)(
　　
)。
A.750 J
　　
B.480 J
　　
C.270 J
　　
D.1470 J
【答案】A
【解析】该同学做抛体运动,从起跳至达到最大高度的过程中,该同学在竖直方向做加速度为 g的匀减
速直线运动,则t=
❑
√
2ℎ
g
=0.4 s,竖直方向初速度 vy=gt=4 m/s;该同学在水平方向做匀速直线运动,则vx=
2.4
2×0.4
m/s=3 m/s,则起跳时的速度 v0=
=5 m/s,该同学的质量为 60 kg,根据动能定理得 W=
1
2
m
v0
2
=750 J ,A
项正确。
4.(2020 年丹东质检)如图所示,一人在滑雪场滑雪。过程
Ⅰ
:该人从 P点以初速度 v0水平起跳,在空中运动一
段时间后落在斜坡上的 Q点。过程
Ⅱ
:该人自 P点由静止开始沿弯曲斜面下滑至 Q点。若两个运动过程中,
空气阻力、摩擦阻力均不计,则(
　　
)。
A.该人在过程
Ⅰ
中重力做功的平均功率比过程
Ⅱ
中的小
B.两过程中,该人重力做功的平均功率相等
C.到达 Q点的瞬间,该人在过程
Ⅰ
中重力的瞬时功率较大
D.该人在过程
Ⅰ
中重力做功比过程
Ⅱ
中的多
【答案】C
【解析】 重力做功只跟初、末位置有关,与路径无关,两个过程中重力做功相等,D项错误;设P、Q两点
间的竖直高度差为 h,该人在过程
Ⅰ
中做平抛运动,运动时间 t1=
❑
√
2ℎ
g
,将曲面 PQ 看作由一个个微小的斜面组
成,设斜面的倾角为 θ,利用“微元法”可知,该人在曲面上的运动时间 t2=
❑
√
2ℎ
gsin θ
,可见 t1<t2,根据
P
=
W
t
可知
P1
>
P2
,A、B两项错误;到达 Q点时,在过程
Ⅰ
中,人的竖直分速度 v1y=gt1=
❑
√
2gℎ
,而过程
Ⅱ
中v2y=at2sin θ=sin θ
❑
√
2gℎsin θ
<v1y,根据 P=mgvy可知,该人经过过程
Ⅰ
到达 Q点瞬间,重力的瞬时功率较大,C项正确。
5.(2020 年丹东质检)如图所示,竖直平面内有一半径为 R的固定
1
4
圆轨道与水平轨道相切于最低点 B。一质
量为 m的小物块 P(可视为质点)从A处由静止滑下,经过最低点 B后沿水平轨道运动到 C处停下,B、C两点
间的距离为 R,物块 P与圆轨道、水平轨道之间的动摩擦因数均为 μ。若将物块 P从A处正上方高度为 2R处
由静止释放后,从A处进入轨道,最终停在水平轨道上 D点(图中未标出),B、D两点间的距离为 L,下列关系正
确的是(
　　
)。
A.L<
(
1+2
μ
)
R
　　　　　
B.L>
(
1+2
μ
)
R
C.L=
(
1+3
μ
)
R D.L>
(
1+3
μ
)
R
【答案】A
【解析】小物块从 A处由静止滑下,经过最低点 B后沿水平轨道运动,到C处停下,根据动能定理得 mgR-
Wf-μmgR=0,若物块 P从A处正上方高度为 2R处由静止释放,从A处进入轨道,最终停在水平轨道上的 D点,根
据动能定理得 mg·3R-Wf'-μmgL=0,若Wf=Wf',则L=
(
1+2
μ
)
R,由于第二次经过圆弧轨道的速度较大,根据径向的
合力提供向心力知,压力越大,摩擦力越大,所以 Wf'>Wf,可知 L<
(
1+2
μ
)
R,A项正确。
6.(2020 年北京二模)将某一物体从地面竖直向上抛出,一段时间后物体又落回抛出点。在此过程中物体所受
空气阻力大小不变,其动能 Ek随距离地面高度 h变化的关系图线如图所示。取重力加速度 g=10 m/s2。下列
说法正确的是(
　　
)。
A.物体能上升的最大高度为 3 m
B.物体受到的空气阻力大小为 2 N
C.上升过程中物体加速度大小为 10 m/s2
D.下落过程中物体克服阻力做的功为 24 J
【答案】B
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