2012年高考物理 模拟新题分类汇编 专题5 功和能.doc

E单元功和能
E1功和功率
17．E1[2012·浙江卷]功率为10W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60W的白炽灯相当．根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有2只60W的白炽灯，均用10W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近()
A．8×108kW·hB．8×1010kW·h
C．8×1011kW·hD．8×1013kW·h
17．B[解析]每户两只白炽灯被两只LED灯替换后，节约电功率为120W－20W＝100W，每天按照五个小时用电计算，节电0.5kW·h，全年按照360天计算，节电180kW·h，全国按照四亿家庭计算，节电7.2×1010kW·h，故选项B正确．

图1
3．E1[2012·江苏卷]如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球．在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点．在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是()
A．逐渐增大
B．逐渐减小
C．先增大，后减小
D．先减小，后增大
3．A[解析]小球在运动过程中受到重力G、水平拉力F和细线的拉力T，根据动能定理可知，WG＋WF＋WT＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝0，因细线的拉力始终与速度方向垂直，故细线的拉力不做功，所以水平拉力F做的功与克服重力做的功相等，它们的功率大小也相等；根据运动的分解可知，小球沿竖直方向的分速度逐渐增大，因此克服重力做功的功率逐渐增大，即在此过程中拉力的瞬时功率也逐渐增大，A项正确．

E2动能动能定理
22．D6E2[2012·山东卷]如图所示，一工件置于水平地面上，其AB段为一半径R＝1.0m的光滑圆弧轨道，BC段为一长度L＝0.5m的粗糙水平轨道，二者相切于B点，整个轨道位于同一竖直平面内，P点为圆弧轨道上的一个确定点．一可视为质点的物块，其质量m＝0.2kg，与BC间的动摩擦因数μ1＝0.4.工件质量M＝0.8kg，与地面间的动摩擦因数μ2＝0.1.(取g＝10m/s2)

(1)若工件固定，将物块由P点无初速度释放，滑至C点时恰好静止，求P、C两点间的高度差h.
(2)若将一水平恒力F作用于工件，使物块在P点与工件保持相对静止，一起向左做匀加速直线运动．
①求F的大小．
②当速度v＝5m/s时，使工件立刻停止运动(即不考虑减速的时间和位移)，物块飞离圆弧轨道落至BC段，求物块的落点与B点间的距离．
22．[解析](1)物块从P点下滑经B点至C点的整个过程，根据动能定理得
mgh－μ1mgL＝0①
代入数据得
h＝0.2m②
(2)①设物块的加速度大小为a，P点与圆心的连线与竖直方向间的夹角θ，由几何关系可得
cosθ＝eq\f(R－h,R)③
根据牛顿第二定律，对物块有
mgtanθ＝ma④
对工件和物块整体有
F－μ2(M＋m)g＝(M＋m)a⑤
联立②③④⑤式，代入数据得
F＝8.5N⑥
②设物块平抛运动的时间为t，水平位移为x1，物块落点与B点间的距离为x2，由运动学公式得
h＝eq\f(1,2)gt2⑦
x1＝vt⑧
x2＝x1－Rsinθ⑨
联立②③⑦⑧⑨式，代入数据得
x2＝0.4m⑩

21．C2、D1、E2 [2012·福建卷]如图，用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边．已知拖动缆绳的电动机功率恒为P，小船的质量为m，小船受到的阻力大小恒为f，经过A点时的速度大小为v0，小船从A点沿直线加速运动到B点经历时间为t1，A、B两点间距离为d，缆绳质量忽略不计．求：

(1)小船从A点运动到B点的全过程克服阻力做的功Wf；
(2)小船经过B点时的速度大小v1；
(3)小船经过B点时的加速度大小a.
21．[解析](1)小船从A点运动到B点克服阻力做功
Wf＝fd①
(2)小船从A点运动到B点，电动机牵引绳对小船做功
W＝Pt1②
由动能定理有
W－Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)③
由①②③式解得v1＝eq\r(v\o\al(2,0)＋\f(2,m)Pt1－fd)④
(3)设小船经过B点时绳的拉力大小为F，绳与水平方向夹角为θ，电动机牵引绳的速度大小为u，则
P＝Fu⑤
u＝v1cosθ⑥
由牛顿第二定律有
Fcosθ－f＝ma⑦
由④⑤⑥⑦式解得
a＝eq\f(P,\r(m2v\o\al(2,0)＋2mPt1－fd))－eq\f(f,m)

24．B5F2E2E3[2012·安徽卷]如图19所示，装置的左边是足够长的光滑水平台面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量M＝2kg的小物块A.装