（通用版）高考物理一輪復(fù)習(xí)第五章第1講功和功率課時(shí)作業(yè)（含解析）.docx

功和功率一、選擇題(本題共10小題，16題為單選題，710題為多選題)1.如圖，一箱蘋(píng)果沿著傾角為的光滑斜面加速下滑，在箱子正中央夾有一只蘋(píng)果，它周?chē)O(píng)果對(duì)它作用力的合力()A對(duì)這只蘋(píng)果做正功 B對(duì)這只蘋(píng)果做負(fù)功C對(duì)這只蘋(píng)果不做功 D無(wú)法確定解析：C對(duì)整體分析，受重力和支持力，整體的加速度agsin ，可知蘋(píng)果的加速度為gsin ，蘋(píng)果受重力、周?chē)O(píng)果的作用力，兩個(gè)力的合力等于mgsin ，所以其他蘋(píng)果對(duì)該蘋(píng)果的作用力等于mgcos ，方向垂直于斜面向上，根據(jù)功的公式可知，周?chē)O(píng)果對(duì)它的作用力不做功，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤2(2018長(zhǎng)沙模擬)國(guó)家“十三五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃現(xiàn)代軌道交通專項(xiàng)啟動(dòng)時(shí)速600公里高速磁懸浮交通和時(shí)速200公里中速磁懸浮交通研發(fā)項(xiàng)目，列車(chē)速度的提高要解決許多具體的技術(shù)問(wèn)題，提高牽引功率就是其中之一若列車(chē)勻速行駛時(shí)，所受阻力大小與速度大小成正比，當(dāng)磁懸浮列車(chē)分別以600 km/h和200 km/h的速度勻速行駛時(shí)，列車(chē)的牽引功率之比為()A31 B61C91 D121解析：C列車(chē)勻速行駛時(shí)，則有FFfkv，牽引力的功率PFvkv2，因?yàn)榱熊?chē)的速度之比為31，所以牽引功率之比為91，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤3雨滴在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力與其速度的平方成正比，若有兩個(gè)雨滴從高空中落下，其質(zhì)量分別為m1、m2，落在地面前均做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則兩雨滴落地前瞬間重力的功率之比為()Am1m2 B.C. D.解析：D根據(jù)平衡條件得mgkv2，雨滴的末速度為v.則落地前瞬間重力對(duì)雨滴做功的功率為Pmgvmg，所以兩雨滴落地前瞬間重力的功率之比為P1P2.4.如圖所示，在水平面上，有一彎曲的槽道，槽道由半徑分別為和R的兩個(gè)半圓構(gòu)成現(xiàn)用大小恒為F的拉力將一光滑小球從A點(diǎn)沿槽道拉至B點(diǎn)，若拉力F的方向時(shí)刻與小球運(yùn)動(dòng)方向一致，則此過(guò)程中拉力所做的功為()A0 BFRC2FR D.FR解析：D因?yàn)镕的方向不斷改變，不能用WFlcos 求解，但由于拉力F的方向時(shí)刻與小球運(yùn)動(dòng)方向一致，可采用微元法，把小球的位移分割成許多的小段，在每一小段位移上作用在小球上的力F可視為恒力，F(xiàn)做的總功即為F在各個(gè)小段上做功的代數(shù)和，由此得：WF(22R)FR，所以本題答案為D.5.一汽車(chē)在平直公路上行駛從某時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P隨時(shí)間t的變化如圖所示假定汽車(chē)所受阻力的大小Ff恒定不變下列描述該汽車(chē)的速度v隨時(shí)間t變化的圖線中，可能正確的是()解析：A當(dāng)牽引力大于阻力時(shí)，機(jī)車(chē)加速運(yùn)動(dòng)，但速度的增加會(huì)導(dǎo)致?tīng)恳ψ冃。瑱C(jī)車(chē)所受的合力變小，機(jī)車(chē)的加速度變小，故機(jī)車(chē)的運(yùn)動(dòng)為加速度不斷變小的加速運(yùn)動(dòng)，直到加速度等于零變?yōu)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，故0t1時(shí)間內(nèi)，是一個(gè)恒定功率加速過(guò)程，直到變?yōu)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，t1t2時(shí)間內(nèi)，是另一個(gè)恒定功率加速過(guò)程，直到變?yōu)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，故A項(xiàng)正確6.(2018白城模擬)如圖是武廣鐵路上某機(jī)車(chē)在性能測(cè)試過(guò)程中的vt圖像，測(cè)試時(shí)機(jī)車(chē)先以恒定的牽引力F啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)使機(jī)車(chē)在水平鐵軌上由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，t1時(shí)刻機(jī)車(chē)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，到t2時(shí)刻機(jī)車(chē)完全停下圖像中，設(shè)整個(gè)測(cè)試過(guò)程中牽引力F做的功和克服摩擦力Ff做的功分別為W1、W2,0t1時(shí)間內(nèi)F做功的平均功率和全過(guò)程克服摩擦力Ff做功的平均功率分別為P1、P2，則下列判斷正確的是()AW1W2，F(xiàn)2Ff BW1W2，F(xiàn)2FfCP12Ff DP1P2，F(xiàn)2Ff解析：B對(duì)全過(guò)程由動(dòng)能定理可知W1W20，故W1W2，由于圖像中，則t2t1t1，即t22t1，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度，可知加速階段的平均速度與減速階段的平均速度相等，即12，根據(jù)xt，所以加速階段的位移x與減速過(guò)程中的位移x之間的關(guān)系為xx，根據(jù)恒力做功公式得，W1Fx，W2Ff(xx)，解得F2Ff，故A錯(cuò)誤，B正確；P1，P2，由于W1W2、t2t1，所以P12P2，故C、D錯(cuò)誤7.如圖所示，一輛貨車(chē)通過(guò)光滑輕質(zhì)定滑輪提升一箱貨物，貨箱質(zhì)量為M，貨物質(zhì)量為m，貨車(chē)以速度v向左勻速運(yùn)動(dòng)，將貨物提升高度h，則()A貨物向上做勻速運(yùn)動(dòng)B箱中的貨物對(duì)箱底的壓力大于mgC圖示位置時(shí)貨車(chē)?yán)Φ墓β蚀笥?Mm)gvcos D此過(guò)程中貨車(chē)?yán)ψ龅墓?Mm)gh解析：BC將貨車(chē)的速度進(jìn)行正交分解，如圖所示：由于繩子不可伸長(zhǎng)，貨箱和貨物整體向上運(yùn)動(dòng)的速度和貨車(chē)速度沿著繩子方向的分量相等，即v1vcos ，由于不斷減小，故貨箱和貨物整體向上做加速運(yùn)動(dòng)，處于超重狀態(tài)，故箱中的貨物對(duì)箱底的壓力大于mg，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；貨箱和貨物整體向上做加速運(yùn)動(dòng)，則拉力大于(Mm)g，整體的速度為vcos ，拉力功率PFv1(Mm)gvcos ，選項(xiàng)C正確；此過(guò)程中貨車(chē)?yán)ψ龅墓Φ扔谪浵浜拓浳镎w動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的增加量，大于(Mm)gh，選項(xiàng)D錯(cuò)誤8.(2018白銀模擬)如圖所示，質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，自由靜止在A位置現(xiàn)用水平力F緩慢地將小球從A拉到B位置而靜止，細(xì)線與豎直方向夾角為60，此時(shí)細(xì)線的拉力為FT1，然后撤去水平力F，小球從B返回到A點(diǎn)時(shí)細(xì)線的拉力為FT2，則()AFT1FT22mgB從A到B，拉力F做功為mgLC從B到A的過(guò)程中，小球受到的合外力大小不變D從B到A的過(guò)程中，小球重力的瞬時(shí)功率先增大后減小解析：AD小球在B位置時(shí)受到向下的重力mg、水平向右的拉力F、沿BO方向的拉力FT1，根據(jù)平衡條件得FT12mg，小球返回到A時(shí)，由牛頓第二定律得FT2mgm，從B到A由動(dòng)能定理得mgL(1cos 60)mv0；聯(lián)立解得FT22mg，即FT1FT22mg，故A正確；根據(jù)動(dòng)能定理得WFmgL(1cos 60)0，解得WFmgL，故B錯(cuò)誤；從B到A小球做圓周運(yùn)動(dòng)，在B點(diǎn)時(shí)所受的合力為FBmgsin ，在A點(diǎn)時(shí)所受的合力為FAm，解得FAmg，顯然FAFB，故C錯(cuò)誤；根據(jù)PFvcos ，小球在B點(diǎn)時(shí)的速度為0，所以重力的瞬時(shí)功率也為0，盡管小球在A點(diǎn)時(shí)的速度最大，但此時(shí)在豎直方向的速度為0，所以重力的瞬時(shí)功率也為0，所以小球從B到A的過(guò)程中重力的瞬時(shí)功率先增大后減小，故D正確9如圖甲所示，滑輪質(zhì)量、摩擦均不計(jì)，質(zhì)量為2 kg的物體在F作用下由靜止開(kāi)始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示，由此可知以下說(shuō)法不正確的是()A物體加速度大小為2 m/s2BF的大小為21 NC4 s末F的功率大小為42 WD4 s內(nèi)F做功的平均功率為42 W解析：ABD由圖乙可知，物體的加速度a0.5 m/s2，由2Fmgma可得：F10.5 N，A、B均錯(cuò)誤；4 s末力F的作用點(diǎn)的速度大小為vF22 m/s4 m/s，故4 s末拉力F做功的功率為PFvF42 W，C正確；4 s內(nèi)物體上升的高度h4 m，力F的作用點(diǎn)的位移l2h8 m，拉力F所做的功WFl84 J,4 s內(nèi)拉力F做功的平均功率21 W，D錯(cuò)誤10.質(zhì)量為m的汽車(chē)在平直路面上啟動(dòng)，啟動(dòng)過(guò)程的vt圖像如圖所示，OA段為傾斜直線，AB段為曲線從t1時(shí)刻起牽引力的功率保持不變，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中汽車(chē)所受阻力恒為Ff，則()A0t1時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)的牽引力等于mBt1t2時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)的功率等于(mFf)v1C汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的最大速度v2(1)v1Dt1t2時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)的平均速度小于解析：BC由題圖可知，0t1階段，汽車(chē)做勻加速為直線運(yùn)動(dòng)，a，F(xiàn)1Ffma，聯(lián)立得F1mFf，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在t1時(shí)刻汽車(chē)達(dá)到額定功率PF1v1(mFf)v1，t1t2時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)保持額定功率不變，選項(xiàng)B正確；t2時(shí)刻，速度達(dá)到最大值v2，此時(shí)刻F2Ff，PF2v2，v2(1)v1，選項(xiàng)C正確；由vt圖線與t軸所圍圖形的面積表示位移的大小可知，t1t2時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)的平均速度大于，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤二、計(jì)算題(本題共2小題，需寫(xiě)出規(guī)范的解題步驟)11如圖甲所示，在水平路段AB上有一質(zhì)量為2103 kg的汽車(chē)，正以10 m/s的速度向右勻速行駛，汽車(chē)前方的水平路段BC較粗糙，汽車(chē)通過(guò)整個(gè)ABC路段的vt圖像如圖乙所示，在t20 s時(shí)汽車(chē)到達(dá)C點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率保持不變假設(shè)汽車(chē)在AB路段上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的恒定阻力(含地面摩擦力和空氣阻力等)Ff12 000 N，解題時(shí)將汽車(chē)看成質(zhì)點(diǎn)，求：(1)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率P；(2)汽車(chē)速度減至8 m/s時(shí)的加速度a大?。?3)BC路段的長(zhǎng)度解析：(1)汽車(chē)在AB路段時(shí)牽引力和阻力相等，有F1Ff1，輸出功率PF1v1解得P20 kW(2)t15 s后汽車(chē)處于勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，有F2Ff2，PF2v2，解得Ff24 000 Nv8 m/s時(shí)汽車(chē)在做減速運(yùn)動(dòng)，有Ff2Fma，F(xiàn)解得a0.75 m/s2(3)對(duì)BC段由動(dòng)能定理有PtFf2xmvmv解得x68.75 m答案：(1)20 kW(2)0.75 m/s2(3)68.75 m12.在檢測(cè)某種汽車(chē)性能的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為3103 kg的汽車(chē)由靜止開(kāi)始沿平直公路行駛，達(dá)到的最大速度為40 m/s，利用傳感器測(cè)得此過(guò)程中不同時(shí)刻該汽車(chē)的牽引力F與對(duì)應(yīng)速度v，并描繪出如圖所示的F圖像(圖線ABC為汽車(chē)由靜止到達(dá)到最大速度的全過(guò)程，AB、BO均為直線)假設(shè)該汽車(chē)行駛中所受的阻力恒定，根據(jù)圖線ABC：(1)求該汽車(chē)的額定功率(2)該汽車(chē)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)35 s達(dá)到最大速度40 m/s，求其在BC段的位移解析：(1)由圖線分析可知：圖線AB表示牽引力F不變即F8 000 N，阻力f不變，汽車(chē)由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；圖線BC的斜率表示汽車(chē)的功率P不變，達(dá)到額定功率后，汽車(chē)所受牽引力逐漸減小，汽車(chē)做加速度減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)，直至達(dá)到最大速度40 m/s，此后汽車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)由圖可知：當(dāng)最大速度vmax40 m/s時(shí)，牽引力為Fmin2