（通用版）高考物理一轮复习第五章第1讲功和功率课时作业（含解析）.docx

功和功率一、选择题(本题共10小题，16题为单选题，710题为多选题)1.如图，一箱苹果沿着倾角为的光滑斜面加速下滑，在箱子正中央夹有一只苹果，它周围苹果对它作用力的合力()A对这只苹果做正功 B对这只苹果做负功C对这只苹果不做功 D无法确定解析：C对整体分析，受重力和支持力，整体的加速度agsin ，可知苹果的加速度为gsin ，苹果受重力、周围苹果的作用力，两个力的合力等于mgsin ，所以其他苹果对该苹果的作用力等于mgcos ，方向垂直于斜面向上，根据功的公式可知，周围苹果对它的作用力不做功，故C正确，A、B、D错误2(2018长沙模拟)国家“十三五”重点研发计划现代轨道交通专项启动时速600公里高速磁悬浮交通和时速200公里中速磁悬浮交通研发项目，列车速度的提高要解决许多具体的技术问题，提高牵引功率就是其中之一若列车匀速行驶时，所受阻力大小与速度大小成正比，当磁悬浮列车分别以600 km/h和200 km/h的速度匀速行驶时，列车的牵引功率之比为()A31 B61C91 D121解析：C列车匀速行驶时，则有FFfkv，牵引力的功率PFvkv2，因为列车的速度之比为31，所以牵引功率之比为91，故C正确，A、B、D错误3雨滴在空中运动时所受的阻力与其速度的平方成正比，若有两个雨滴从高空中落下，其质量分别为m1、m2，落在地面前均做匀速直线运动，则两雨滴落地前瞬间重力的功率之比为()Am1m2 B.C. D.解析：D根据平衡条件得mgkv2，雨滴的末速度为v.则落地前瞬间重力对雨滴做功的功率为Pmgvmg，所以两雨滴落地前瞬间重力的功率之比为P1P2.4.如图所示，在水平面上，有一弯曲的槽道，槽道由半径分别为和R的两个半圆构成现用大小恒为F的拉力将一光滑小球从A点沿槽道拉至B点，若拉力F的方向时刻与小球运动方向一致，则此过程中拉力所做的功为()A0 BFRC2FR D.FR解析：D因为F的方向不断改变，不能用WFlcos 求解，但由于拉力F的方向时刻与小球运动方向一致，可采用微元法，把小球的位移分割成许多的小段，在每一小段位移上作用在小球上的力F可视为恒力，F做的总功即为F在各个小段上做功的代数和，由此得：WF(22R)FR，所以本题答案为D.5.一汽车在平直公路上行驶从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示假定汽车所受阻力的大小Ff恒定不变下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中，可能正确的是()解析：A当牵引力大于阻力时，机车加速运动，但速度的增加会导致牵引力变小，机车所受的合力变小，机车的加速度变小，故机车的运动为加速度不断变小的加速运动，直到加速度等于零变为匀速直线运动，故0t1时间内，是一个恒定功率加速过程，直到变为匀速直线运动，t1t2时间内，是另一个恒定功率加速过程，直到变为匀速直线运动，故A项正确6.(2018白城模拟)如图是武广铁路上某机车在性能测试过程中的vt图像，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像中，设整个测试过程中牵引力F做的功和克服摩擦力Ff做的功分别为W1、W2,0t1时间内F做功的平均功率和全过程克服摩擦力Ff做功的平均功率分别为P1、P2，则下列判断正确的是()AW1W2，F2Ff BW1W2，F2FfCP12Ff DP1P2，F2Ff解析：B对全过程由动能定理可知W1W20，故W1W2，由于图像中，则t2t1t1，即t22t1，由匀变速直线运动的平均速度，可知加速阶段的平均速度与减速阶段的平均速度相等，即12，根据xt，所以加速阶段的位移x与减速过程中的位移x之间的关系为xx，根据恒力做功公式得，W1Fx，W2Ff(xx)，解得F2Ff，故A错误，B正确；P1，P2，由于W1W2、t2t1，所以P12P2，故C、D错误7.如图所示，一辆货车通过光滑轻质定滑轮提升一箱货物，货箱质量为M，货物质量为m，货车以速度v向左匀速运动，将货物提升高度h，则()A货物向上做匀速运动B箱中的货物对箱底的压力大于mgC图示位置时货车拉力的功率大于(Mm)gvcos D此过程中货车拉力做的功为(Mm)gh解析：BC将货车的速度进行正交分解，如图所示：由于绳子不可伸长，货箱和货物整体向上运动的速度和货车速度沿着绳子方向的分量相等，即v1vcos ，由于不断减小，故货箱和货物整体向上做加速运动，处于超重状态，故箱中的货物对箱底的压力大于mg，选项A错误，B正确；货箱和货物整体向上做加速运动，则拉力大于(Mm)g，整体的速度为vcos ，拉力功率PFv1(Mm)gvcos ，选项C正确；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(Mm)gh，选项D错误8.(2018白银模拟)如图所示，质量为m的小球(可视为质点)，用长为L的细线悬挂于O点，自由静止在A位置现用水平力F缓慢地将小球从A拉到B位置而静止，细线与竖直方向夹角为60，此时细线的拉力为FT1，然后撤去水平力F，小球从B返回到A点时细线的拉力为FT2，则()AFT1FT22mgB从A到B，拉力F做功为mgLC从B到A的过程中，小球受到的合外力大小不变D从B到A的过程中，小球重力的瞬时功率先增大后减小解析：AD小球在B位置时受到向下的重力mg、水平向右的拉力F、沿BO方向的拉力FT1，根据平衡条件得FT12mg，小球返回到A时，由牛顿第二定律得FT2mgm，从B到A由动能定理得mgL(1cos 60)mv0；联立解得FT22mg，即FT1FT22mg，故A正确；根据动能定理得WFmgL(1cos 60)0，解得WFmgL，故B错误；从B到A小球做圆周运动，在B点时所受的合力为FBmgsin ，在A点时所受的合力为FAm，解得FAmg，显然FAFB，故C错误；根据PFvcos ，小球在B点时的速度为0，所以重力的瞬时功率也为0，尽管小球在A点时的速度最大，但此时在竖直方向的速度为0，所以重力的瞬时功率也为0，所以小球从B到A的过程中重力的瞬时功率先增大后减小，故D正确9如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2 kg的物体在F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知以下说法不正确的是()A物体加速度大小为2 m/s2BF的大小为21 NC4 s末F的功率大小为42 WD4 s内F做功的平均功率为42 W解析：ABD由图乙可知，物体的加速度a0.5 m/s2，由2Fmgma可得：F10.5 N，A、B均错误；4 s末力F的作用点的速度大小为vF22 m/s4 m/s，故4 s末拉力F做功的功率为PFvF42 W，C正确；4 s内物体上升的高度h4 m，力F的作用点的位移l2h8 m，拉力F所做的功WFl84 J,4 s内拉力F做功的平均功率21 W，D错误10.质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的vt图像如图所示，OA段为倾斜直线，AB段为曲线从t1时刻起牵引力的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为Ff，则()A0t1时间内，汽车的牵引力等于mBt1t2时间内，汽车的功率等于(mFf)v1C汽车运动的最大速度v2(1)v1Dt1t2时间内，汽车的平均速度小于解析：BC由题图可知，0t1阶段，汽车做匀加速为直线运动，a，F1Ffma，联立得F1mFf，选项A错误；在t1时刻汽车达到额定功率PF1v1(mFf)v1，t1t2时间内，汽车保持额定功率不变，选项B正确；t2时刻，速度达到最大值v2，此时刻F2Ff，PF2v2，v2(1)v1，选项C正确；由vt图线与t轴所围图形的面积表示位移的大小可知，t1t2时间内，汽车的平均速度大于，故选项D错误二、计算题(本题共2小题，需写出规范的解题步骤)11如图甲所示，在水平路段AB上有一质量为2103 kg的汽车，正以10 m/s的速度向右匀速行驶，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的vt图像如图乙所示，在t20 s时汽车到达C点，运动过程中汽车发动机的输出功率保持不变假设汽车在AB路段上运动时所受的恒定阻力(含地面摩擦力和空气阻力等)Ff12 000 N，解题时将汽车看成质点，求：(1)运动过程中汽车发动机的输出功率P；(2)汽车速度减至8 m/s时的加速度a大小；(3)BC路段的长度解析：(1)汽车在AB路段时牵引力和阻力相等，有F1Ff1，输出功率PF1v1解得P20 kW(2)t15 s后汽车处于匀速运动状态，有F2Ff2，PF2v2，解得Ff24 000 Nv8 m/s时汽车在做减速运动，有Ff2Fma，F解得a0.75 m/s2(3)对BC段由动能定理有PtFf2xmvmv解得x68.75 m答案：(1)20 kW(2)0.75 m/s2(3)68.75 m12.在检测某种汽车性能的实验中，质量为3103 kg的汽车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为40 m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻该汽车的牵引力F与对应速度v，并描绘出如图所示的F图像(图线ABC为汽车由静止到达到最大速度的全过程，AB、BO均为直线)假设该汽车行驶中所受的阻力恒定，根据图线ABC：(1)求该汽车的额定功率(2)该汽车由静止开始运动，经过35 s达到最大速度40 m/s，求其在BC段的位移解析：(1)由图线分析可知：图线AB表示牵引力F不变即F8 000 N，阻力f不变，汽车由静止开始做匀加速直线运动；图线BC的斜率表示汽车的功率P不变，达到额定功率后，汽车所受牵引力逐渐减小，汽车做加速度减小的变加速直线运动，直至达到最大速度40 m/s，此后汽车做匀速直线运动由图可知：当最大速度vmax40 m/s时，牵引力为Fmin2