天之驕子2023高考物理一輪總復(fù)習(xí)課時強化作業(yè)18功功率新人教版

PAGEPAGE2課時強化作業(yè)十八功功率1．(多項選擇)(2022屆吉林省實驗中學(xué)模擬)將甲、乙兩個質(zhì)量相等的物體在距水平地面同一高度處，分別以v和2v的速度水平拋出，假設(shè)不計空氣阻力的影響，那么()A．甲物體在空中運動過程中，任何相等時間內(nèi)它的速度變化都相同B．甲物體在空中運動過程中，任何相等時間內(nèi)它的動能變化都相同C．兩物體落地時的機械能一定相等D．兩物體落地前瞬間重力做功的功率相同解析：物體做的是平拋運動，水平方向的速度不變，只有豎直方向的速度發(fā)生變化，豎直速度是均勻變化的，Δv＝gΔt，相等時間內(nèi)速度變化量相等，A選項正確；物體在豎直方向上是自由落體運動，物體下落的速度越來越大，所以在相同的時間內(nèi)物體下降的高度也是越來越大，重力做的功越來越多，動能的變化量也是越來越大，故B選項錯誤；兩物體在下落的過程中只有重力做功，機械能守恒，初態(tài)兩物體的機械能不等，那么落地時兩物體的機械能不等，C選項錯誤；重力做功的功率等于重力與豎直方向上速度的乘積，P＝mgvy＝mg2t，落地前瞬間重力做功的功率相同，故D選項正確．答案：AD2．(2022屆黑龍江模擬)一物體靜止在粗糙水平地面上，現(xiàn)用一大小為F1的水平拉力拉動物體，經(jīng)過一段時間后其速度為v，假設(shè)將水平拉力的大小改為F2，物體從靜止開始經(jīng)過同樣的時間后速度變?yōu)?v，對于上述兩個過程，用WF1、WF2分別表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分別表示前兩次克服摩擦力所做的功，那么()A．WF2＞4WF1，Wf2＞2Wf1B.WF2＞4WF1，Wf2＝2Wf1C．WF2＜4WF1，Wf2＝2Wf1D.WF2＜4WF1，Wf2＜2Wf1解析：物體做勻加速直線運動，根據(jù)運動學(xué)規(guī)律可知，x1＝eq\f(v,2)t，x2＝eq\f(2v,2)t，由此可知，兩次運動的位移之比x1∶x2＝1∶2，摩擦力Ff恒定不變，故兩種情況下摩擦力做功Wf1∶Wf2＝Ffx1∶Ffx2＝1∶2.根據(jù)動能定理得，WF1－Wf1＝eq\f(1,2)mv2－0，WF2－Wf2＝eq\f(1,2)m(2v)2－0，聯(lián)立解得，WF2＝4WF1－2Wf1，C選項正確．答案：C3．(2022屆安徽藍(lán)溪中學(xué)月考)汽車以恒定的功率在平直公路上行駛，所受到的摩擦阻力恒等于車重的0.1倍，汽車能到達(dá)的最大速度為vm.那么當(dāng)汽車速度為eq\f(vm,3)時，汽車的加速度為(重力加速度為g)()A．0.4g B.0.3C．0.2g D.解析：當(dāng)汽車的牽引力等于阻力時，速度最大，根據(jù)功率公式得，P＝Ff·vm，其中，F(xiàn)f＝0.1mg，當(dāng)汽車速度為eq\f(vm,3)時，汽車牽引力F＝eq\f(P,\f(vm,3))＝eq\f(3P,vm)，根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)－Ff＝ma，聯(lián)立解得a＝0.2g，C選項正確．答案：C4．(多項選擇)(2022屆河南陜州中學(xué)月考)如下圖為一種測定運發(fā)動體能的裝置，運發(fā)動的質(zhì)量為m1，繩的一端拴在腰間并沿水平方向跨過滑輪(不計滑輪質(zhì)量及摩擦)，繩的下端懸掛一個質(zhì)量為m2的重物，人用力蹬傳送帶而人的重心不動，使傳送帶以速率v勻速向右運動．下面說法中正確的選項是()A．繩子拉力對人做正功B．繩子拉力對人不做功C．運發(fā)動對傳送帶做功的瞬時功率為m2gvD．運發(fā)動對傳送帶做功的瞬時功率為(m1＋m2)gv解析：人的重心不動，說明人處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件可知，繩子拉力等于傳送帶對人的摩擦力，人沒有位移，那么繩子拉力對人不做功，A選項錯誤，B選項正確；繩子拉力等于重物的重力，F(xiàn)＝m2g，那么運發(fā)動對傳送帶的摩擦力為Ff＝m2g，根據(jù)功率的表達(dá)式可知，運發(fā)動對傳送帶做功的瞬時功率為m2gv，C選項正確，D選項錯誤．答案：BC5．(多項選擇)一質(zhì)量為1kg的質(zhì)點靜止于光滑水平面上，從t＝0時起，第1秒內(nèi)受到2N的水平外力作用，第2秒內(nèi)受到同方向的1N的外力作用．以下判斷正確的選項是()A．0～2s內(nèi)外力的平均功率是eq\f(9,4)WB．第2秒內(nèi)外力所做的功是eq\f(5,4)JC．第2秒末外力的瞬時功率最大D．第1秒內(nèi)與第2秒內(nèi)質(zhì)點動能增加量的比值是eq\f(4,5)解析：第1s內(nèi)，物體的加速度a1＝2m/s2，位移x1＝eq\f(1,2)a1t2＝1m,1s末速度v1＝a1t＝2m/s；第2s內(nèi)，物體的加速度a2＝1m/s2，位移x2＝v1t＋eq\f(1,2)a2t2＝2.5m,2s末速度v2＝v1＋a2t＝3m/s.根據(jù)功率公式得，0～2s內(nèi)外力的平均功率eq\x\to(P)＝eq\f(F1·x1＋F2·x2,2t)，代入數(shù)據(jù)解得eq\x\to(P)＝eq\f(9,4)W，A選項正確；根據(jù)做功的公式得，第2秒內(nèi)外力所做的功W2＝F2·x2，代入數(shù)據(jù)解得W2＝2.5J，B選項錯誤；1s末、2s末功率分別為：P1＝F1v1＝4W，P2＝F2v2＝3W，故C選項錯誤；根據(jù)動能定理可知，第1s內(nèi)動能的增加量為ΔEk1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)－0，第2s內(nèi)動能的增加量ΔEk2＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，代入數(shù)據(jù)解得，第1秒內(nèi)與第2秒內(nèi)質(zhì)點動能增加量的比值是eq\f(4,5)，D選項正確．答案：AD6．(2022屆牡丹江一中月考)汽車從靜止開始先做勻加速直線運動，然后做勻速運動．汽車所受阻力恒定，以下汽車功率P與時間t的關(guān)系圖象中，能描述上述過程的是()解析：分析功率公式P＝Fv可知，勻加速運動時F不變，v隨時間均勻增大，故P隨時間均勻增大，當(dāng)勻速時牽引力等于阻力，牽引力發(fā)生突變，即功率發(fā)生突變，C選項正確．答案：C7．(2022屆牡丹江一中月考)質(zhì)量相同的A、B兩個物體靜止放在水平面上，從某一時刻起同時受到大小不同的水平外力FA、FB的作用由靜止開始運動．經(jīng)過時間t0，撤去A物體所受的水平外力FA；經(jīng)過4t0，撤去B物體所受的水平外力FB.兩物體運動的v-t關(guān)系如下圖，那么以下說法中正確的選項是()A．A、B兩物體所受摩擦力大小不同B．在勻加速運動階段，合外力做功之比為6∶5C．A、B兩物體在整個運動過程中，摩擦力的平均功率之比為1∶2D．A、B兩物體所受水平外力大小之比FA∶FB＝12∶5解析：撤去外力后，兩物體只受摩擦力作用，做勻減速直線運動，根據(jù)圖象可知求出加速度，aA＝eq\f(2v0,2t0)＝eq\f(v0,t0)，aB＝eq\f(v0,t0)，根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)f＝ma，故A、B兩物體所受摩擦力大小相等，A選項錯誤；根據(jù)動能定理可知，W合＝ΔEk，在勻加速運動階段，合外力做功之比為4∶1，B選項錯誤；速度—時間圖象圍成的面積表示位移大小，在整個過程中位移之比為6∶5，故摩擦力做功之比為6∶5，根據(jù)功率公式得，摩擦力的平均功率之比為2∶1，故C選項錯誤；分析圖象可得，A加速運動的加速度為aA′＝eq\f(2v0,t0)，B加速運動的加速度為aB′＝eq\f(v0,4t0)，根據(jù)牛頓第二定律可知A、B兩物體所受水平外力大小之比FA∶FB＝12∶5，故D選項正確．答案：D8．(多項選擇)(2022屆衡水中學(xué)第二次調(diào)研)質(zhì)量為m的物體靜止在粗糙的水平地面上，從t＝0時刻開始受到方向恒定的水平拉力F作用，F(xiàn)與時間t的關(guān)系如圖甲所示．物體在eq\f(t0,2)時刻開始運動，其v-t圖象如圖乙所示，假設(shè)可認(rèn)為滑動摩擦力等于最大靜摩擦力，那么()A．物體與地面間的動摩擦因數(shù)為eq\f(F0,mg)B．物體在t0時刻的加速度大小為eq\f(2v0,t0)C．物體所受合外力在t0時刻的功率為2F0vD．水平力F在t0到2t0這段時間內(nèi)的平均功率為F0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2v0＋\f(F0t0,m)))解析：前eq\f(t0,2)時間內(nèi)，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)水平力F＝F0時，物體所受的水平力等于最大靜摩擦力，F(xiàn)0＝μmg，解得物體與地面間的動摩擦因數(shù)為μ＝eq\f(F0,mg)，A選項正確；物體在t0時刻時，根據(jù)牛頓第二定律得，2F0－F0＝ma，加速度a＝eq\f(F0,m)，B選項錯誤；t0時刻物體受到的合外力為F＝2F0－μmg＝F0，根據(jù)功率公式得功率為P＝F0v0，故C選項錯誤；分析圖乙可知，t0到2t0這段時間內(nèi)的平均速度為eq\x\to(v)＝eq\f(v0＋v,2)，水平力為2F0，這段時間內(nèi)的平均功率為eq\x\to(P)＝2F0·eq\f(v0＋v,2)＝F0·(v0＋v)，其中v＝v0＋at0，聯(lián)立解得水平力F在t0到2t0這段時間內(nèi)的平均功率為F0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2v0＋\f(F0t0,m)))，D選項正確．答案：AD9．(多項選擇)(2022屆龍泉中學(xué)、襄陽五中、宜昌一中聯(lián)考)如下圖，光滑水平平臺上有一個質(zhì)量為m的物塊，站在水平地面上的人用跨過滑輪的細(xì)繩向右拉動物塊，細(xì)繩不可伸長，不計滑輪的大小、質(zhì)量和摩擦，在人以速度v從平臺邊緣正下方勻速向右前進(jìn)位移s的過程中，始終保持桌面和手的豎直高度差h不變，那么在此過程中()A．物塊做加速運動B．人對物塊做的功為eq\f(1,2)mv2C．人克服物塊拉力做的功為eq\f(mv2s2,2h2＋s2)D．人對物塊做功的平均功率為eq\f(mv2,2s)解析：根據(jù)運動的合成與分解規(guī)律可知，將人的運動分解為沿繩子方向和垂直于繩子方向，在沿繩子方向上的分速度等于物體的速度，如右圖所示：v繩＝vcosθ＝eq\f(vs,\r(h2＋s2))，s逐漸增大，那么物體的速度在增加，做加速運動，故A選項正確；根據(jù)動能定理得，人對物塊做的功為eq\f(1,2)mveq\o\al(2,繩)＝eq\f(mv2s2,2h2＋s2)，B選項錯誤，C選項正確；人移動的時間t＝eq\f(s,v)，人對物體做功的功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f(mv3s,2h2＋s2)，D選項錯誤．答案：AC10．(2022屆衡水中學(xué)第三次調(diào)研)一滑塊在水平地面上沿直線滑行，t＝0時其速度為1m/s.從此刻開始在滑塊運動方向上再施加一水平作用力F，力F和滑塊的速度v隨時間的變化規(guī)律分別如圖a和圖b所示．求在這3秒內(nèi)力F所做的功.解析：速度—時間圖象圍成的面積表示位移的大小，由速度—時間圖象可知，第1s、2s、3s內(nèi)的位移分別為0.5m、0.5m、1m，根據(jù)做功公式結(jié)合圖a可得，W1＝0.5J，W2＝1.5J，W3＝2J，這3s內(nèi)力F做的功為W1＋W2＋W3＝4J.答案：4J11．(2022屆哈爾濱第六中學(xué)月考)在某古城中發(fā)現(xiàn)一“石炮〞，結(jié)構(gòu)如下圖．一興趣小組測得其長臂的長度L＝3.0m，石塊“炮彈〞質(zhì)量m＝10.0kg，初始時長臂與水平面間的夾角α＝30°.同學(xué)們在水平面上演練，將石塊裝在長臂末端的開口籮筐中，對短臂施力，使石塊升高并獲得速度，當(dāng)長臂轉(zhuǎn)到豎直位置時立即停止轉(zhuǎn)動，石塊即被水平拋出，熟練操作后，石塊水平射程穩(wěn)定在x＝9eq\r(10)m，不計空氣阻力，重力加速度取g＝10m/s2.求：(1)石塊剛被拋出時的速度大小v0；(2)人做功的最小值W.(不計摩擦阻力和長臂及籮筐的質(zhì)量)解析：(1)石塊被投出后做平拋運動，根據(jù)平拋運動的規(guī)律即可求出石塊剛被投出時的速度大小v0，豎直方向上，L＋Lsinα＝eq\f(1,2)gt2，水平方向上，x＝v0t，代入數(shù)據(jù)解得，v0＝30m/s.(2)長臂從開始位置到豎直位置的過程中，重力做負(fù)功，投石機對石塊做功，由動能定理求解投石機對石塊所做的功W.W－mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，代入數(shù)據(jù)解得，W＝4950J.答案：(1)30m/s(2)4950J12.(2022屆保定月考)把動力裝置分散安裝在每節(jié)車廂上，使其既具有牽引動力，又可以載客，這樣的客車車輛叫做動車．而動車組就是幾節(jié)自帶動力的車輛(動車)加幾節(jié)不帶動力的車輛(也叫拖車)編成一組，就是動車組．(1)如下圖．某兩個車站間鐵路全線長120km，一動車組正常行駛時間為0.5h，此動車組在兩個車站間正常行駛的平均速度為多少？(2)假設(shè)動車組運行過程中受到的阻力與其所受重力成正比，每節(jié)動車與拖車的質(zhì)量都相等，每節(jié)動車的額定功率都相等．假設(shè)1節(jié)動車加3節(jié)拖車編成的動車組的最大速度為120km/h，那么6節(jié)動車加3節(jié)拖車編成的動車組的最大速度為多少？解析：(1)兩個車站間鐵路全線長120