专题5-1+功、功率（押题专练）-2018年高考物理一轮复习精品资料 9页

专题5.1+功、功率 ‎1．如图所示，一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O点，另一端系一小球．给小球一足够大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动．在此过程中(　　)‎ A．斜面对小球的支持力做功 B．重力对小球不做功 C．绳的张力对小球不做功 D．在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少量 答案：C 2． 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 2． 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 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 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，又由图象中面积关系可知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． 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 答案：D ‎6．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 ‎7．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 8． 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 解析：由于加速和减速过程均为匀变速运动，所以每个过程中电梯对人的作用力均为恒力．由题图可知在第2～5 s过程中，电梯匀速上升，电梯对人的支持力大小等于重力500 ‎ N．由P＝Fv可知，电梯以2 m/s的速度匀速上升，C项正确；电梯加速上升的末速度和减速上升的初速度均为2 m/s.其加速度分别为1 m/s2和0.5 m/s2.由牛顿第二定律得加速过程F2＝mg＋ma＝550 N，减速过程F1＝mg－ma2＝475 N，故P2＝F2v＝1 100 W，P1＝F1v＝950 W，故A项错误，B项正确；在P－t图象中，图线与坐标轴所围的面积表示电梯对人的支持力所做的功，由图象易知，加速过程中电梯对人所做的功小于减速过程中电梯对人所做的功，D项错误．‎ 答案：BC ‎9．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(　　)‎ 答案：ACD ‎10．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．‎ 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.‎ 答案：(1)0.28 N　　(2)0.224 W　　(3)1.12 m/s ‎11．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．设圆柱形液体的横截面积为S，长度为ΔL，‎ 根据P＝，W＝FΔL，F＝pS得 P＝＝.‎ 将已知条件代入式中得 P＝ W＝1.5 W.‎ ‎(3)心脏工作一天所做的功 W＝Pt′＝1.5×3 600×24 J＝1.3×105 J，‎ h＝＝ m＝13 m.‎ 答案：(1)75次/分　(2)1.5 W　　(3)13 m ‎12.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。‎ 答案　(1)0.28 N　(2)0.224 W　(3)1.12 m/s ‎13．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′。‎ ‎(3)根据题设，轿车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力仍为F阻＝2×103 N。在此过程中，由能量守恒定律可知，电能用于克服阻力做的功E电＝F阻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 ‎ ‎ ‎ ‎