高考物理一轮复习 专题18 功和功率（测）（含解析）.doc

专题18 功和功率【满分：110分 时间：90分钟】一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中. 18题只有一项符合题目要求； 912题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)1如图所示，三个固定的斜面，底边长度都相等，斜面倾角分别为30、45、60，斜面的表面情况都一样。完全相同的物体(可视为质点)a、b、c分别从三斜面的顶部滑到底部的过程中： （ ）a物体a克服摩擦力做的功最多 b物体b克服摩擦力做的功最多c物体c克服摩擦力做的功最多 d三个物体克服摩擦力做的功一样多【答案】d【名师点睛】要比较不同情境下一个物理量的大小，一般我们应该先把这个物理量表示出来，看与哪些因素有关，再根据题目已知的去判断当然物理量表示的过程就运用了物理规律。2一滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0时其速度为2.0m/s，从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平拉力f，力f和滑块的速度v随时间t的变化规律分别如图甲和乙所示，设在第1s内、第2s内、第3s内，力f对滑块做功的平均功率分别为p1、p2、p3，则： （ ）ap1p2p3 bp1=p2p3c02s内，力f对滑块做功为4j d02s内，摩擦力对滑块做功为4j【答案】c【解析】根据匀变速直线运动的平均速度公式，知物体在第1s内的平均速度为：，第2s内的平均速度为：，第3s做匀速直线运动，根据平均功率公式有：；，所以ab错误；由速度图象可知，第1s、2s、3s内的位移分别为1m、1m、2m，由f-t图象及功的公式w=fscos可求知：第1s内拉力做的功w1=1j，第2s内拉力做的功w2=3j，故02s内拉力所做的功为4j；故c正确；在0-2s内力f做的总功为4j，动能变化为0，根据动能定理有此过程中只有拉力f和摩擦力做功，故拉力和摩擦力做功的代数和为0，得摩擦力对滑块做功-4j，故d错误故选c。【名师点睛】本题考查功率公式、功的公式及动能定理等的应用，要注意由图象进行分析，找出需要的条件即可利用物理规律解题。3一汽车的额定功率为p，设在水平公路行驶所受的阻力恒定，最大行驶速度为vm则： （ ）a无论汽车以哪种方式启动，加速度与牵引力成正比b若汽车匀加速启动，则在刚达到额定功率时的速度等于vmc汽车以速度vm匀速行驶，若要减速，则要减少牵引力d若汽车以额定功率启动，则做匀加速直线运动【答案】c【名师点睛】本题考查机车的两种启动方式，要注意恒定功率启动时，汽车做变加速运动；匀加速启动时，汽车达到额定功率后有一段变加速过程。4一列火车从车站以额定功率开始启动，沿着直线轨道运动行驶5 min后速度达到30 m/s，设列车所受阻力恒定，该列车在这段时间内行驶的距离： （ ）a一定大于4.5 km b可能等于4.5 kmc一定小于4.5 km d条件不足，无法确定【答案】a【解析】根据火车的运动的过程，画出火车的速度时间图象如图所示，根据速度时间图象曲线与坐标轴围成的面积表示位移可知，如果物体做初速度为零，速度为30m/s的匀加速直线运动，位移等于三角形的面积，即x=30300=4500m；而此时实际曲线形成面积大于4500m所以a正确，故选a。【名师点睛】根据速度时间图象可以快速准确的解决本题，要注意在速度时间图象中斜率表示加速度，图象与坐标轴围成面积代表位移，时间轴上方位移为正，时间轴下方位移为负。5关于重力，摩擦力做功的叙述，正确的是： （ ）a、重力对物体做功只与始、末位置有关，而与路径无关b、物体克服重力做了多少功，物体的重力势能就减少多少c、摩擦力对物体做功与路径无关d、摩擦力对物体做功，物体动能一定减少【答案】a【名师点睛】解答此题要知道：重力对物体做功只与始、末位置有关，而与路径无关物体克服重力做了多少功，物体的重力势能就增加多少摩擦力对物体做功与路径有关摩擦力也可以对物体做正功。6一升降机箱底部装有若干根弹簧，设在某次事故中，升降机吊索在空中断裂，忽略摩擦和空气阻力影响，则从弹簧下端触地到弹簧被压缩到最短的过程中： （ ）升降机的速度不断减小 升降机的加速度不断变大合力先做正功后做负功 重力的功率一直不变【答案】c【解析】从弹簧下端触地到弹簧被压缩到最短的过程中，开始重力大于弹力，加速度方向向下，升降机做加速运动，加速度减小，加速度减小为零后，弹力大于重力，加速度方向向上，做减速运动，速度减小，加速度增大，可知速度先增大后减小，加速度先减小后增大，故ab错误在整个过程中，合力的方向先向下再向上，可知合力先做正功，再做负功，故c正确由于速度先增大后减小，则重力的功率先增大后减小，故d错误故选c.【名师点睛】解决本题的关键知道加速度的方向与速度方向相同，物体做加速运动，当加速度的方向与速度方向相反，物体做减速运动掌握判断功的正负的方法。7质量为kg，发动机额定功率为kw的汽车在平直公路上行驶；若汽车所受阻力大小恒为n，则下列判断中错误的是： （ ）a汽车的最大动能是jb汽车从静止开始以加速度2/匀加速启动，启动后第2秒末时发动机实际功率是kwc汽车以加速度2/做初速度为零的匀加速直线运动，匀加速过程中的最大速度为20/d若汽车保持额定功率启动，则当汽车速度为5/时，其加速度为6/【答案】c【名师点睛】解决本题的关键会通过汽车受力情况判断其运动情况，知道汽车在平直路面上行驶时，当牵引力与阻力相等时，速度最大；以恒定加速度启动，当功率达到额定功率时，匀加速直线运动结束。8中国的高铁技术居世界领先地位通常，列车受到的阻力与速度的平方成正比，即列车要跑得快，必须用大功率的机车牵引若列车以120km/h的速度匀速行驶时机车的功率为p，则该列车以240km/h的速度匀速行驶时机车的功率为： （ ）a2pb4pc8p d16p【答案】c【解析】列车匀速行驶，则牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等所以：f=f=kv2，因为：p=fv=kv3，故当速度变为原来的2倍时，功率变为原来的8倍，即为8p，故选c【名师点睛】本题考查了功率的计算，通过摩擦力与速度的关系，表示出牵引力，列车做匀速直线运动，处于平衡状态，牵引力等于阻力；再有功率公式写出p=kv3，是解题的关键。9质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图象如图所示，其中oa为过原点的一条直线。从t1时刻起汽车的功率保持不变，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b汽车在t1t2时间内的功率等于t2以后的功率c t1t2时间内，汽车的功率等于dt1t2时间内，汽车的平均速度等于【答案】bc 10受连日暴雨影响，2016 年5 月8 日上午，抚州市黎川县发生内涝及泥石流等地质灾害。从当地消防部门获悉，截止8 日下午已经营救出被困群众40 余人，救援工作仍在进行。假设一块质量为2kg的石块随着雨水由静止开始沿倾角为30、长50m 的斜坡滑下，则石块下落至坡底时（忽略一切阻力，取g=10m/s2）： （ ）a石块具有的动能为1000jb石块具有的动能为500jc重力的瞬时功率为200wd重力的瞬时功率为100w【答案】bd【解析】不计阻力，石块下落至坡底的过程中，只有重力做功，其机械能守恒，则有：ek=mglsin30=210500.5j=500j，即石块具有的动能为500j，故a错误，b正确由ek=mv2，得石块的速度为：v=10m/s，所以，石块下落至坡底时重力的瞬时功率为 p=mgsin30v=2100.510w=100w，故c错误，d正确；故选bd【名师点睛】本题要注意题设的条件：不计一切阻力，所以石块下落至坡底的过程中，只有重力做功，其机械能守恒要注意重力下滑时重力的功率公式不是p=mgv。11如图所示,细线的一端固定于o点,另一端系一小球. 在水平拉力作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由点b运动到点a .下列说法不正确的是： （ ）a小球所受合力为0 b绳子上张力t做负功 c重力的功率p逐渐增大 d水平拉力f逐渐减小【答案】abc【名师点睛】解决本题的关键掌握功的正负判断以及功的求法，知道f是变力，在垂直绳子方向上合力为零. 12一物体在水平面上，受恒定的水平拉力和摩擦力作用由静止开始沿直线运动，已知在第1秒内合力对物体做的功为45 j，在第1秒末撤去拉力，其vt图象如图所示，g取10 m/s2，则： （ ）a物体的质量为10 kgb物体与水平面间的动摩擦因数为0.2c第1秒内拉力对物体做的功为60 jd第1秒内摩擦力对物体做的功为60 j【答案】ac二、非选择题（本大题共4小题，第13、14题每题10分；第15、16题每题15分；共50分）13（10分）质量为m=1kg的物体以初速v0=12m/s竖直上抛，空气阻力大小为其重力的0.2倍，g取10m/s2，求：（1）该物体上升和下降时的加速度之比；（2）求整个过程中物体克服阻力做功的平均功率p1和物体落回抛出点时重力的瞬时功率p2。【答案】（1）（2），【解析】（1）受力分析可得：上升过程中受到向下的重力和空气阻力，牛二定律可得下降过程中受到向下的重力和向上的空气阻力，牛二定律可得（2）物体上升高度物体上升时间；下落时间得出总时间：落回出发点的速度因而：14（10分）质量为m的物体静置于水平地面上，现对物体施以水平方向的恒定拉力，t s末物体的速度到达v时撤去拉力，物体运动的v-t图象如图所示，求：（1）滑动摩擦力在(0-3t) s内做的功；（2）拉力在t s末的功率。【答案】(1)；(2)【名师点睛】物体先做匀加速直线运动，后做匀加速直线运动，图象的斜率表示加速度，根据牛顿第二定律求解拉力和摩擦力，根据面积求解位移，然后求解功。15（15分）如图所示，质量为m=4kg的木板静止在光滑的水平面上，在木板的右端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块，铁块与木板之间的摩擦因数，在铁块上加一个水平向左的恒力f=8n，铁块在长l=6m的木板上滑动，取g=10m/s2。求：（1）经过多长时间铁块运动到木板的左端。（2）在铁块到达木板左端的过程中，恒力f对铁块所做的功。【答案】（1）2s（2）64j 16（15分）假设有一辆超级电容车，质量m=1103kg，额定功率p=40kw，当超级电容车在平直水平路面上行驶时，受到的阻力f是车重的0.2倍，g取10m/s2（1）超级电容车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？（2）若超级电容车从静止开始，保持以2 m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？（3）若超级电容车从静止开始，保持额定功率做加速运动，20s后达到最大速度，求此过程中超级电容车的位移【答案】（1）20m/s （2）5s（3）300m【解析】（1）当汽车速度达到最大时汽车的牵引力与阻力平衡，即f=ff=kmg=2