高考物理總復(fù)習(xí)專(zhuān)題五機(jī)械能第1講功、功率練習(xí)含答案

第1講功、功率知識(shí)鞏固練1.(2023年岳陽(yáng)一中模擬)如圖所示，一物塊相對(duì)木板向右從板上A點(diǎn)滑至板上B點(diǎn)，木板上A、B兩點(diǎn)間距離為5米，同時(shí)木板在地面上向左滑行3米，圖甲為滑行前，圖乙為滑行后，在此過(guò)程中物塊受到木板對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力大小為20N，則物塊所受的摩擦力做功為()A.-160J B.-100C.100J D.-40J【答案】D【解析】物塊所受的摩擦力做的功為W＝Fxcosθ＝-20×(5-3)＝-40J，故D正確.2.(2023年汕頭二模)成語(yǔ)“簸揚(yáng)糠秕”常用于自謙，形容自己無(wú)才而居前列.成語(yǔ)源于如圖所示的勞動(dòng)情境，在恒定水平風(fēng)力作用下，從同一高度由靜止釋放的米粒和糠秕落到地面不同位置.空氣阻力忽略不計(jì)，下列說(shuō)法正確的是()A.從釋放到落地的過(guò)程中，米粒和糠秕重力做功相同B.從釋放到落地的過(guò)程中，作用于米粒和糠秕的風(fēng)力做功相同C.從釋放到落地的過(guò)程中，糠秕的運(yùn)動(dòng)時(shí)間大于米粒的運(yùn)動(dòng)時(shí)間D.落地時(shí)，米粒重力的瞬時(shí)功率大于糠秕重力的瞬時(shí)功率【答案】D【解析】由重力做功為WG＝mgh，可知重力做功不僅與高度有關(guān)，還與物體的質(zhì)量有關(guān)，雖然米粒和糠下落的高度相同，但二者質(zhì)量不同，因此從釋放到落地的過(guò)程中，米粒和糠重力做功不相同，故A錯(cuò)誤；由于下落過(guò)程中，風(fēng)力水平且大小恒定，但米粒和糠的水平位移不同，根據(jù)W＝FLcosθ，可知，風(fēng)力對(duì)米粒和糠做功不相同，故B錯(cuò)誤；由于忽略空氣阻力，則米粒和糠在豎直方向均做自由落體運(yùn)動(dòng)，而下落高度相同，則可知米粒和糠從釋放到落地的過(guò)程中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，故C錯(cuò)誤；根據(jù)功率的計(jì)算公式可知重力的瞬時(shí)功率為PG＝mgv，米粒和糠在豎直方向均作自由落體運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，則可知二者在豎直方向的速度相同，但二者質(zhì)量不同，米粒的質(zhì)量大于糠秕的質(zhì)量，因此可知，落地時(shí)，米粒重力的瞬時(shí)功率大于糠秕重力的瞬時(shí)功率，故D正確.3.如圖所示是我國(guó)自主研發(fā)的全自動(dòng)無(wú)人值守望遠(yuǎn)鏡，它安裝在位于南極大陸的昆侖站，電力供應(yīng)僅為1×103W.若用國(guó)際單位制基本單位的符號(hào)來(lái)表示W(wǎng)，下列正確的是()A.N·s B.N·m/sC.kg·m/s D.kg·m2/s3【答案】D4.質(zhì)量為1kg的物體在豎直向上的拉力和重力的作用下運(yùn)動(dòng)，規(guī)定豎直向上為正方向，其運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示.則()A.0~5s內(nèi)的物體向上運(yùn)動(dòng)，10~25s內(nèi)物體向下運(yùn)動(dòng)B.0~5s內(nèi)拉力做正功，10~20s內(nèi)拉力也做正功C.0~10s內(nèi)物體的平均速度為1m/sD.第2.5s末和第15s末，重力的瞬時(shí)功率不相同【答案】B【解析】速度—時(shí)間圖像中速度的正負(fù)表示運(yùn)動(dòng)方向，所以0~5s內(nèi)物體的速度為正，且速度均勻增大，10~20s內(nèi)物體的速度為正，且速度均勻減小，兩個(gè)時(shí)間段里物體都是朝著正方向運(yùn)動(dòng)，即向上運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)時(shí)間段里拉力都是向上，位移向上，所以拉力都做正功，A錯(cuò)誤，B正確；速度—時(shí)間圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移，所以0~10s內(nèi)物體的位移為x＝12(5+10)×2＝15m，所以平均速度為v＝xt＝1510m/s＝1.5m/s，第2.5s末速度為v1＝1m/s，第15s末速度為v2＝1m/s，根據(jù)公式P＝5.(多選)如圖所示是健身用的“跑步機(jī)”示意圖，質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員踩在與水平面成α角的靜止皮帶上，運(yùn)動(dòng)員用力向后蹬皮帶，皮帶運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力恒為f.使皮帶以速度v勻速向后運(yùn)動(dòng)，則在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A.人腳對(duì)此皮帶的摩擦力是皮帶運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力B.人對(duì)皮帶不做功C.人對(duì)皮帶做功的功率為mgvD.人對(duì)皮帶做功的功率為fv【答案】AD【解析】皮帶受摩擦力而運(yùn)動(dòng)，故皮帶受到的摩擦力是皮帶運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力，A正確；人對(duì)皮帶的摩擦力使皮帶產(chǎn)生了位移，故人對(duì)皮帶做正功，B錯(cuò)誤；人對(duì)皮帶的力為摩擦力，故人對(duì)皮帶做功的功率P＝fv，D正確，C錯(cuò)誤.6.(多選)我國(guó)科學(xué)家正在研制航母艦載機(jī)使用的電磁彈射器.艦載機(jī)總質(zhì)量為3.0×104kg，設(shè)起飛過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的推力恒為1.0×105N，彈射器有效作用長(zhǎng)度為100m，推力恒定，要求艦載機(jī)在水平彈射結(jié)束時(shí)速度大小達(dá)到80m/s.彈射過(guò)程中艦載機(jī)所受總推力為彈射器和發(fā)動(dòng)機(jī)推力之和，假設(shè)所受阻力為總推力的20%，則下列說(shuō)法正確的是()A.彈射器的推力大小為1.1×106NB.彈射器對(duì)艦載機(jī)所做的功為1.1×108JC.彈射器對(duì)艦載機(jī)做功的平均功率為8.8×107WD.艦載機(jī)在彈射過(guò)程中的加速度大小為32m/s2【答案】ABD【解析】設(shè)總推力為F，則艦載機(jī)受到的合外力為0.8F，由動(dòng)能定理有Fx＝12mv2-0，可求出F＝1.2×106N，減去發(fā)動(dòng)機(jī)的推力，得出彈射器的推力為1.1×106N，A正確；彈射器對(duì)艦載機(jī)所做的功W彈＝F彈x＝1.1×108J，B正確；艦載機(jī)的平均速度為v＝v0+v2＝40m/s，則彈射器做功的平均功率P彈＝F彈v＝4.4×107W，C錯(cuò)誤；艦載機(jī)的加速度a＝v227.如圖，消防員用高壓水槍噴出的強(qiáng)力水柱沖擊著火物，直徑為D的水柱以水平速度v垂直射向著火物.假設(shè)水流進(jìn)入水槍的速度忽略不計(jì)，水柱沖擊著火物后速度為零，水的密度為ρ.下列說(shuō)法正確的是()A.單位時(shí)間流經(jīng)水槍的水的體積為12πvDB.水槍對(duì)水做功的功率為18πρD2vC.水柱對(duì)著火物的沖擊力為18πρD2vD.水槍水平向前噴水時(shí)，消防員對(duì)水槍的作用力方向水平向前【答案】B【解析】單位時(shí)間流經(jīng)水槍的水的體積為V＝vtS＝v×1×14πD2＝14πvD2，A錯(cuò)誤；水槍對(duì)水做功的功率為P＝12Δmv2Δt＝12vΔt14πD2ρ·v2Δt＝18πρD2v3，B正確；根據(jù)動(dòng)量定理FΔt＝Δm·v綜合提升練8.(2023年廣州五校聯(lián)考)如圖所示，“復(fù)興號(hào)”是我國(guó)自主研發(fā)的具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代高速列車(chē).質(zhì)量為m的列車(chē)從靜止開(kāi)始以恒定功率P在平直軌道上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t達(dá)到該列車(chē)運(yùn)行的最大速度vm，假設(shè)列車(chē)行駛過(guò)程中所受到的阻力保持不變.則t時(shí)間內(nèi)()A.列車(chē)一直在做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)B.合外力做功為PtC.列車(chē)克服阻力做功Pt-1D.列車(chē)的位移為12vm【答案】C【解析】由于列車(chē)從靜止開(kāi)始以恒定功率啟動(dòng)，所以P＝Fv，F(xiàn)-f＝ma，由此可知，列車(chē)速度增大，牽引力減小，加速度減小，列車(chē)做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；列車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理有W合＝Pt-fx＝12mvm2，B錯(cuò)誤；列車(chē)克服阻力做功為W克f＝fx＝Pt-12mvm2，C正確；列車(chē)做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，所以列車(chē)的位移9.(多選)兩輪平衡車(chē)(如圖所示)廣受年輕人的喜愛(ài)，它的動(dòng)力系統(tǒng)由電池驅(qū)動(dòng)，能夠輸出的最大功率為P0，小明駕駛平衡車(chē)在水平路面上沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，受到的阻力恒為Ff.已知小明和平衡車(chē)的總質(zhì)量為m，從啟動(dòng)到加速至最大速度的整個(gè)過(guò)程中，小明和平衡車(chē)可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)小明對(duì)平衡車(chē)做的功.設(shè)平衡車(chē)啟動(dòng)后的一段時(shí)間內(nèi)，由靜止開(kāi)始做加速度為a的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則()A.平衡車(chē)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能達(dá)到的最大速度為v＝PB.平衡車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所需的最小牽引力為F＝FfC.平衡車(chē)達(dá)到最大速度所用的時(shí)間t＝PD.平衡車(chē)能達(dá)到的最大行駛速度v0＝P【答案】AB【解析】當(dāng)平衡車(chē)的實(shí)際功率達(dá)到最大功率時(shí)勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到最大值，則有P0＝Fv，根據(jù)牛頓第二定律可知F-Ff＝ma，聯(lián)立可得平衡車(chē)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能達(dá)到的最大速度為v＝P0Ff+ma，A正確；平衡車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，根據(jù)牛頓第二定律可知F-Ff＝ma，牽引力最小時(shí)即加速度為零時(shí)，因此牽引力最小值為F＝Ff，B正確；啟動(dòng)后從靜止到最大速度，平衡車(chē)先做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所用時(shí)間為t＝va＝P0(Ff+ma)a，之后平衡車(chē)做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，也需要一段時(shí)間，所以平衡車(chē)達(dá)到最大速度所用的時(shí)間大于P10.如圖所示，水平傳送帶正以v＝2m/s的速度運(yùn)行，兩端水平距離l＝8m，把一質(zhì)量m＝2kg的物塊輕輕放到傳送帶的A端，物塊在傳送帶的帶動(dòng)下向右運(yùn)動(dòng)，若物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，不計(jì)物塊的大小，g取10m/s2，則把這個(gè)物塊從A端傳送到B端的過(guò)程中，摩擦力對(duì)物塊做功的平均功率是多少？1s時(shí)，摩擦力對(duì)物塊做功的功率是多少？皮帶克服摩擦力做功的功率是多少？解：物塊受向右的摩擦力Ff＝μmg，加速度為a＝μg，當(dāng)物塊與傳送帶相對(duì)靜止時(shí)，物塊的位移為x＝