专题5-1+功+功率（押题专练）-2019年高考物理一轮复习精品资料 14页

‎1．如图1所示，甲、乙两物体之间存在相互作用的滑动摩擦力，甲对乙的滑动摩擦力对乙做了负功，则乙对甲的滑动摩擦力对甲(　　)‎ 图1‎ A．可能做正功，也可能做负功，也可能不做功 B．可能做正功，也可能做负功，但不可能不做功 C．可能做正功，也可能不做功，但不可能做负功 D．可能做负功，也可能不做功，但不可能做正功 答案　A ‎2．同一恒力按同样的方式施于物体上，使它分别沿着粗糙水平地面和光滑水平地面移动相同一段距离时，恒力做的功和平均功率分别为W1、P1和W2、P2，则二者的关系是(　　)‎ A．W1＞W2、P1＞P2 B．W1＝W2、P1＜P2‎ C．W1＝W2、P1＞P2 D．W1＜W2、P1＜P2‎ 解析　由功的定义W＝Flcos α可知，W1＝W2，由于沿粗糙地面运动时加速度较小，通过相同位移所用时间较长，所以根据P＝可知，P1＜P2，故B正确。‎ 答案　B ‎3． A、B两物体的质量之比mA∶mB＝2∶1，它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其速度—时间图象如图2所示。那么，A、B两物体所受摩擦力之比FA∶FB与A、B两物体克服摩擦阻力做功之比WA∶WB分别为(　　)‎ 图2‎ A．2∶1，4∶1 B．4∶1，2∶1 ‎ C．1∶4，1∶2 D．1∶2，1∶4‎ 解析　由v－t图象可知：aA∶aB＝2∶1，又由F＝ma，mA∶mB＝2∶1，可得FA∶FB＝4∶1；又由题图中面积关系可知A、B位移之比xA∶xB＝1∶2，由做功公式W＝Fx，可得WA∶WB＝2∶1，故选B。‎ 答案　B ‎4．汽车从静止匀加速启动，最后做匀速运动，其速度随时间及加速度、牵引力和功率随速度变化的图象如图所示，其中错误的是(　　)‎ 答案　B ‎5．汽车以恒定的功率在平直公路上行驶，所受到的摩擦阻力恒等于车重的0.1，汽车能达到的最大速度为vm。则当汽车速度为vm时，汽车的加速度为(重力加速度为g)(　　)‎ A．0.1g B．0.2g C．0.3g D．0.4g 解析　设汽车功率恒为P，达到最大速度vm时，牵引力F＝Ff＝0.1mg，P＝Fvm，当汽车速度为v＝vm时，F′＝＝0.2mg，由牛顿第二定律有F′－Ff＝ma，解得a＝0.1g，A项正确。‎ 答案　A 图3‎ ‎6．如图3所示，半径为R的光滑圆弧轨道左端有一质量为m的小球，在大小恒为F、方向始终与轨道相切的外力作用下，小球在竖直平面内由静止开始运动，轨道左端切线水平，当小球运动到轨道的末端时立即撤去外力，此时小球的速率为v，已知重力加速度为g，则(　　)‎ A．此过程外力做功为FR B．此过程外力做功为FR C．小球离开轨道的末端时，拉力的功率为Fv D．小球离开轨道末端时，拉力的功率为Fv 解析　由于力的大小不变，方向始终沿圆弧的切线方向，所以力F做的功为W＝F··2πR＝FR，选项A、B错误；小球离开轨道时的速率为v，方向和外力F的方向相同，所以拉力的功率为Fv，选项C正确，D错误。‎ 答案　C ‎7．质量为m的物体置于倾角为α的斜面上，物体和斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下斜面以加速度a向左做匀加速直线运动，如图4所示，运动过程中物体与斜面之间保持相对静止，则下列说法正确的是(　　)‎ 图4‎ A．斜面对物体的支持力一定做正功 B．斜面对物体的摩擦力一定做正功 C．斜面对物体的摩擦力可能不做功 D．斜面对物体的摩擦力可能做负功 答案　ACD ‎8.一质量为1 kg的质点静止于光滑水平面上，从t＝0时刻开始，受到水平外力F作用，如图5所示。下列判断正确的是(　　)‎ 图5‎ A．第1 s末的瞬时功率为6 W B．第1 s内的平均功率为4 W C．前2 s内的平均功率为4 W D．第1 s末与第2 s末外力的瞬时功率之比为9∶4‎ 答案　CD ‎9．在离水平地面h高处将一质量为m的小球水平抛出，在空中运动的过程中所受空气阻力大小恒为f，落地时小球距抛出点的水平距离为x，速率为v，那么，在小球运动的过程中(　　)‎ A．重力做功为mgh B．克服空气阻力做的功为f· C．落地时，重力的瞬时功率为mgv D．重力势能和机械能都逐渐减少 解析　重力做功为WG＝mgh，A正确；空气阻力做功与经过的路程有关，而小球经过的路程大于，故克服空气阻力做的功大于f·，B错误；落地时，重力的瞬时功率为重力与沿重力方向的分速度的乘积，故落地时重力的瞬时功率小于mgv ‎，C错误；重力做正功，重力势能减少，空气阻力做负功，机械能减少，D正确。‎ 答案　AD ‎10．一汽车在平直公路上以20 kW的功率行驶，t1时刻驶入另一段阻力恒定的平直公路，其v－t图象如图6所示，已知汽车的质量为2×103 kg。下列说法中正确的是(　　)‎ 图6‎ A．t1前汽车受到的阻力大小为2×103 N B．t1后汽车受到的阻力大小为2×103 N C．t1时刻汽车加速度大小突然变为1 m/s2‎ D．t1～t2时间内汽车的平均速度为7.5 m/s 答案　AC ‎11．如图7甲所示，小物块静止在倾角θ＝37°的粗糙斜面上。现对物块施加一个沿斜面向下的推力F，力F的大小随时间t的变化情况如图乙所示，物块的速率v随时间t的变化规律如图丙所示，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是(　　)‎ 图7‎ A．物块的质量为1 kg B．物块与斜面间的动摩擦因数为0.7‎ C．0～3 s时间内力F做功的平均功率为0.32 W D．0～3 s时间内物块克服摩擦力做的功为5.12 J 解析　由速度图象知在1～3 s时间内，物块做匀加速直线运动，则0.8 N＋mgsin θ－μmgcos θ＝ma，a＝ m/s2＝0.4 m/s2。在3～4 s时间内，物块匀速运动，受力平衡，则μmgcos θ－mgsin θ＝0.4 N，解得m＝1 kg，μ＝0.8，选项A正确，B错误；0～1 s时间内，物块静止，力F不做功，1～3 s时间内，力F＝0.8 N，物块的位移x＝×0.4×22 m＝0.8 m，0～3 s内力F做功的平均功率为＝ W＝0.213 W，选项C错误；0～3 s时间内物块克服摩擦力做的功为μmgcos θ·x＝5.12 J，选项D正确。‎ 答案　AD ‎12.把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车厢叫做动车．而动车组是几节自带动力的车厢(动车)加几节不带动力的车厢(也叫拖车)编成一组，如图所示，假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等．若2节动车加6节拖车编成的动车组的最大速度为‎120 km/h，则9节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为(　　)‎ A．‎120 km/h　　　　　　　B．240 km/h C．‎360 km/h D．‎‎480 km/h 答案：C ‎13.如图所示，木板质量为M，长度为L，小木块质量为m，水平地面光滑，一根不计质量的轻绳跨过定滑轮分别与M和m连接，小木块与木板间的动摩擦因数为μ，开始时木块静止在木板左端，现用水平向右的力将m拉至右端，拉力至少做功为(　　)‎ A．μmgL　　　　　　　B．2 μmgL C．μmgL/2 D．μ(M＋m)gL 解析： m缓慢运动至右端，拉力F做功最小，其中F＝μmg＋FT，FT＝μmg，小木块位移为，所以WF＝F·＝μmgL.‎ 答案：A ‎14.A、B两物体的质量之比mA∶mB＝2∶1，它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其速度图象如图所示．那么，A、B两物体所受摩擦阻力之比FA∶FB与A、B两物体克服摩擦阻力做的功之比WA∶WB分别为(　　)‎ A．2∶1，4∶1 B．4∶1，2∶1‎ C．1∶4，1∶2 D．1∶2，1∶4‎ 答案：B ‎15.一辆质量为m的汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定的牵引功率，其加速度a和速度的倒数图象如图所示．若已知汽车的质量，则根据图象所给的信息，不能求出的物理量是(　　)‎ A．汽车的功率 B．汽车行驶的最大速度 C．汽车所受到的阻力 D．汽车运动到最大速度所需的时间 解析：由P＝Fv和F－Ff＝ma，得出a＝·－，由图象可求出图线斜率k，则k＝，可求出汽车的功率P；由＝0时，a＝－‎2 m/s2，得－2＝－，可求出汽车所受阻力Ff；再由P＝Ff·vm可求出汽车运动的最大速度vm，但汽车做变加速直线运动，无法求出汽车运动到最大速度的时间，故选D.‎ 答案：D ‎16．如图甲所示，静止于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力F作用下，沿x轴方向运动，拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图乙所示，图线为半圆．则小物块运动到x0处时F做的总功为(　　)‎ A．0 B.Fmx0‎ C.Fmx0 D.x 解析：F为变力，但F－x图象包围的面积在数值上表示拉力做的总功．由于图线为半圆，又因在数值上Fm＝x0，故W＝πF＝π·Fm·x0＝Fmx0.‎ 答案：C ‎17．如图所示，一物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带，传送带以图示方向匀速转动，则传送带对物体的做功情况可能是(　　)‎ A．始终不做功 B．先做负功后做正功 C．先做正功后不做功 D．先做负功后不做功 答案：ACD ‎18.一个质量为‎50 kg的人乘坐电梯，由静止开始上升，整个过程中电梯对人做功的功率随时间变化的P－t图象如图所示，g＝‎10 m/s2，加速和减速过程均为匀变速运动，则以下说法正确的是(　　)‎ A．图中P1的值为900 W B．图中P2的值为1 100 W C．电梯匀速阶段运动的速度为‎2 m/s D．电梯加速运动过程中对人所做的功大于减速过程中对人所做的功 答案：BC ‎19．汽车从静止匀加速启动，最后做匀速运动，其速度随时间及加速度、牵引力和功率随速度变化的图象如图所示，其中正确的是(　　)‎ 解析：汽车启动时由P＝Fv和F－Ff＝ma可知，匀加速启动过程中，牵引力F、加速度a恒定不变，速度和功率均匀增大．当功率增大到额定功率后保持不变，牵引力逐渐减小到与阻力相等，加速度逐渐减小到零，速度逐渐增大到最大速度，故A、C、D正确．‎ 答案：ACD ‎20．水平面上静止放置一质量为m＝‎0.2 kg的物块，固定在同一水平面上的小型电动机通过水平细线牵引物块，使物块由静止开始做匀加速直线运动，2秒末达到额定功率，其v－t图线如图所示，物块与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.1，g＝‎10 m/s2，电动机与物块间的距离足够长．求：‎ ‎(1)物块做匀加速直线运动时受到的牵引力大小；‎ ‎(2)电动机的额定功率；‎ ‎(3)物块在电动机牵引下，最终能达到的最大速度．‎ 有Ff＝μmg，P＝Ffvm，‎ 解得vm＝‎1.12 m/s.‎ 答案：(1)0.28 N　　(2)0.224 W　　(3)‎1.12 m/s ‎21．心电图的出纸速度(纸带移动的速度)v＝‎2.5 cm/s，记录下的某人的心电图如图所示(图纸上每小格边长l＝‎5 mm)，在图象上，相邻的两个最大振幅之间对应的时间为心率的一个周期．‎ ‎(1)此人的心率为多少次/分？‎ ‎(2)若某人的心率为75次/分，每跳一次输送80 mL血液，他的血压(可看作心脏压送血液的平均压强)为1.5×104Pa，据此估算此人心脏跳动做功的平均功率P.‎ ‎(3)按第(2)问的答案估算一下，人的心脏工作一天所做的功相当于把1吨重的物体举起多高(保留两位有效数字)?‎ 解析：(1)在心脏跳动一次的时间T(周期)内，图纸移动的距离L≈‎4l，有T＝＝ s＝0.8 s.‎ ‎1分钟内跳动次数为f＝＝75次/分．‎ ‎(2)我们可以将心脏推动血液对外做功的过程，‎ 简化为心脏以恒定的压强推动圆柱形液体做功的模型．设 答案：(1)75次/分　(2)1.5 W　　(3)13 m ‎22.水平面上静止放置一质量为m＝0.2 kg的物块，固定在同一水平面上的小型电动机通过水平细线牵引物块，使物块由静止开始做匀加速直线运动，2秒末达到额定功率，其v－t图线如图9所示，物块与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.1，g＝10 m/s2，电动机与物块间的距离足够长。求：‎ 图9‎ ‎(1)物块做匀加速直线运动时受到的牵引力大小；‎ ‎(2)电动机的额定功率；‎ ‎(3)物块在电动机牵引下，最终能达到的最大速度。‎ 解析　(1)由题图知物块在匀加速阶段加速度大小 a＝＝0.4 m/s2‎ 物块受到的摩擦力大小Ff＝μmg 设牵引力大小为F，则有：F－Ff＝ma 得F＝0.28 N ‎(2)当v＝0.8 m/s时，电动机达到额定功率，‎ 则P＝Fv＝0.224 W ‎(3)物块达到最大速度vm时，此时物块所受的牵引力大小等于摩擦力大小，有Ff＝μmg，P＝Ffvm 解得vm＝1.12 m/s。‎ 答案　(1)0.28 N　(2)0.224 W　(3)1.12 m/s ‎23．节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车，有一质量m＝1 ‎000 kg的混合动力轿车，在平直公路上以v1＝‎90 km/h匀速行驶，发动机的输出功率为P＝50 kW。当驾驶员看到前方有‎80 km/h的限速标志时，保持发动机功率不变，立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动。运动L＝‎72 m后，速度变为v2＝‎72 km/h。此过程中发动机功率的用于轿车的牵引，用于供给发电机工作，发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能。假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变。求：‎ ‎(1)轿车以‎90 km/h在平直公路上匀速行驶时，所受阻力F阻的大小；‎ ‎(2)轿车从‎90 km/h减速到‎72 km/h过程中，获得的电能E电；‎ ‎(3)轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能E电维持‎72 km/h匀速运动的距离L′。‎ 代入数据得L′＝‎31.5 m。‎ 答案　(1)2×103 N　(2)6.3×104 J　(3)‎‎31.5 m ‎24．下表是一辆电动车的部分技术指标，其中的额定车速是指电动车满载的情况下，在平直道路上以额定功率匀速行驶时的速度。‎ 额定车速 ‎18 km/h 电源输出电压 ‎≥36 V 整车质量 ‎40 kg 充电时间 ‎6～8 h 载重 ‎80 kg 电动机的额定输出功率 ‎180 W 电源 ‎136 V/12 Ah 电动机的额定工作电压/电流 ‎36 V/6 A ‎ 请根据表中的数据，完成下列问题(g取10 m/s2)。‎ ‎(1)在行驶的过程中，电动车受到的阻力是车重(包括载重)的k倍，假定k是定值，试推算k的大小；‎ ‎(2)若电动车以额定功率行驶，求速度为3 m/s时的加速度是多少？‎ ‎ ‎