2020版高考物理第六章第1课时功和功率（基础课时）限时规范训练（含解析）新人教版 6页

功和功率[基础巩固题组](20分钟，50分)1．(2018·高考全国卷Ⅰ)高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动．在启动阶段，列车的动能(　　)A．与它所经历的时间成正比B．与它的位移成正比C．与它的速度成正比D．与它的动量成正比解析：选B.由初速度为零的匀加速直线运动的规律知，v2＝2ax,可知v2与x成正比，即动能与它的位移成正比，选项B正确．2．如图所示，木块B上表面是水平的，当木块A置于B上，并与B保持相对静止，一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，在下滑过程中(　　)A．A所受的合外力对A不做功B．B对A的弹力做正功C．B对A的摩擦力做正功D．A对B做正功解析：选C.AB一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，加速度为gsinθ.由于A速度增大，由动能定理，A所受的合外力对A做功，B对A的摩擦力做正功，B对A的弹力做负功，选项A、B错误C正确．A对B不做功，选项D错误．3．质量为2kg的物体做直线运动，沿此直线作用于物体的外力与位移的关系如图所示，若物体的初速度为3m/s，则其末速度为(　　)A．5m/sB.m/sC.m/sD.m/s解析：选B.Fx图象与x轴围成的面积表示外力所做的功，由题图可知：W＝(2×2＋4×4－3×2)J＝14J，根据动能定理得：W＝mv2－mv，解得：v＝m/s，故B正确．4．某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的k1和k2n倍，最大速率分别为v1和v2，则(　　)A．v2＝k1v1　　　　　　　B．v2＝v1C．v2＝v1D．v2＝k2v1解析：选B.车以最大速率行驶时，牵引力F等于阻力Ff，即F＝Ff＝kmg.由P＝k1mgv1及P＝k2mgv2，得v2＝v1，故B正确．5．当前我国“高铁”事业发展迅猛，假设一辆高速列车在机车牵引力和恒定阻力作用下，在水平轨道上由静止开始启动，其vt图象如图所示，已知0～t1时间内为过原点的倾斜直线，t1时刻达到额定功率P，此后保持功率P不变，在t3时刻达到最大速度v3，以后匀速运动．下列判断正确的是(　　)A．从0至t3时间内，列车一直做匀加速直线运动B．t2时刻的加速度大于t1时刻的加速度C．在t3时刻以后，机车的牵引力为零D．该列车所受的恒定阻力大小为解析：选D.0～t1时间内，列车做匀加速运动，t1～t3时间内，加速度逐渐变小，故A、B错误；t3以后列车做匀速运动，牵引力大小等于阻力大小，故C错误；匀速运动时Ff＝F牵＝，故D正确．6．在光滑的水平面上，用一水平拉力F使物体从静止开始移动x，平均功率为P，如果将水平拉力增加为4F，使同一物体从静止开始移动x，平均功率为(　　)A．2PB．4PC．6PD．8P解析：选D.设第一次运动时间为t，则其平均功率表达式为P＝；第二次加速度为第一次的4倍，由x＝at2可知时间为，其平均功率为P′＝＝＝8P，选项D正确．7．如图是武广铁路上某机车在性能测试过程中的vt图象，测试时机车先以恒定的牵引力F启动发动机使机车在水平铁轨上由静止开始运动，t1时刻机车关闭发动机，到t2时刻机车完全停下．图象中θ>α，设整个测试过程中牵引力F做的功和克服摩擦力f做的功分别为W1、W2,0～t1时间内F做功的平均功率和全过程克服摩擦力f做功的平均功率分别为P1、P2，则下列判断正确的是(　　)nA．W1>W2，F＝2fB．W1＝W2，F>2fC．P12fD．P1＝P2，F＝2f解析：选B.机车整个运动过程中，根据动能定理有W1－W2＝0，所以W1＝W2，又P1＝，P2＝，因t2>t1，所以P1>P2；根据牛顿第二定律，机车的牵引力为F时的加速度大小a1＝，关闭发动机后机车加速度大小a2＝，根据vt图象斜率的意义可知a1>a2，即F－f>f，所以有F>2f，综上分析可知，B正确．[能力提升题组](25分钟，50分)1．如图所示，质量为M、长度为L的木板放在光滑的水平地面上，在木板的右端放置质量为m的小木块，用一根不可伸长的轻绳通过光滑的定滑轮分别与木块、木板连接，木块与木板间的动摩擦因数为μ，开始时木块和木板静止，现用水平向右的拉力F作用在木板上，将木块拉向木板左端的过程中，拉力至少做功为(　　)A．2μmgLB．μmgLC．μ(M＋m)gLD．μmgL解析：选D.拉力做功最小时，木块应做匀速运动，对木块m受力分析，由平衡条件可得FT＝μmg.对木板M受力分析，由平衡条件可得：F＝FT＋μmg，又因当木块从木板右端拉向左端的过程中，木板向右移动的位移l＝，故拉力F所做的功W＝Fl＝μmgL，或者根据功能关系求解，在木块运动到木板左端的过程，因摩擦产生热量为μmgL，D正确．2．(多选)某探究小组对一辆新能源小车的性能进行研究．他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为vt图象，如图所示(除2～10s时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直线)．已知小车运动的过程中，2～14s时间段内小车的功率保持不变，在第14s末撤去动力而让小车自由滑行，小车的质量为1.0kg，可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变．以下对小车的描述正确的是(　　)A．小车所受到的阻力大小为3NB．小车匀速行驶阶段的功率为9WC．小车在加速运动过程中位移的大小为42mD．小车在前2s受到的合力大于阻力n解析：选BC.由速度－时间图象得小车匀加速对应的加速度a＝1.5m/s2，小车在2s时的功率等于匀速运动时的功率，因此有P＝(ma＋Ff)v2＝Ffv10，代入数据解得P＝9W，Ff＝1.5N，前2s小车受到的合力大小恰好等于阻力大小，选项A、D错误，B正确；2～10s时间内小车的功率恒定，则由动能定理得Pt2－Ffx2＝m(v－v)，解得x2＝39m，匀加速阶段的位移x1＝v2t1＝3m，那么加速阶段的总位移为x1＋x2＝42m，选项C正确．3．质量m＝20kg的物体，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直线运动.0～2s内F与运动方向相反，2～4s内F与运动方向相同，物体的vt图象如图所示．g取10m/s2，则(　　)A．拉力F的大小为100NB．物体在4s时拉力的瞬时功率为120WC．4s内拉力所做的功为480JD．4s内物体克服摩擦力做的功为320J解析：选B.取物体初速度方向为正方向，由题图可知物体与水平面间存在摩擦力，由题图可知0～2s内，－F－f＝ma1且a1＝－5m/s2；2～4s内，－F＋f＝ma2且a2＝－1m/s2，联立以上两式解得F＝60N，f＝40N，A错误；由P＝Fv得4s时拉力的瞬时功率为120W，B正确；由W＝Fx,0～2s内，W1＝－Fx1,2～4s内，W2＝Fx2，由题图可知x1＝10m，x2＝2m，代入数据解得，4s内拉力所做的功为－480J，C错误；摩擦力做功W＝fs，摩擦力始终与速度方向相反，故s为路程，由题图可求得总路程为12m,4s内物体克服摩擦力做的功为480J，D错误．4．如图所示，质量为60kg的某运动员在做俯卧撑运动，运动过程中可将她的身体视为一根直棒．已知重心在c点，其垂线与脚、两手连线中点间的距离oa、ob分别为0.9m和0.6m．若她在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，则克服重力做的功和相应的功率约为(取g＝10m/s2)(　　)A．430J,7WB．4300J,70WC．720J,12WD．7200J,120W解析：选B.设重心上升的高度为h，根据相似三角形可知，每次俯卧撑中，有＝，即h＝0.24m．一次俯卧撑中，克服重力做功W＝mgh＝60×10×0.24J＝144J，n所以一分钟内克服重力做的总功为W总＝NW＝4320J，功率P＝＝72W，故选项B正确．5．如图所示，传送带AB的倾角为θ，且传送带足够长．现有质量为m可视为质点的物体以v0的初速度从传送带上某点开始向上运动，物体与传送带之间的动摩擦因数μ>tanθ，传送带的速度为v(v0tanθ，则有μmgcosθ>mgsinθ，传送带的速度为v(v0(M＋m)gvcosθ，B错误，C正确；由功能关系知此过程中货车拉力做的功等于货箱和货物整体动能的增加量和重力势能的增加量，大于(M＋m)gh，故D错误．