2013届高考物理一轮复习备考演练 4.1 功和功率

1 20132013 届高考物理一轮复习备考演练届高考物理一轮复习备考演练 4 14 1 功和功率功和功率 对应学生 用书P253 1 2011 朝阳区模拟 如图 4 1 13 所示 一个物块在与水平方向成 角的恒力F 作用下 沿水平面向右运动一段距离x 在此过程中 恒力F对物块所做的功为 图 4 1 13 A B Fx sin Fx cos C Fxsin D Fxcos 答案 D 2 2012 广州模拟 如图 4 1 14 所示 拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有 效方法 如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了 100 m 那么下列说法正确的是 图 4 1 14 A 轮胎受到地面的摩擦力对轮胎做了负功 B 轮胎受到的重力对轮胎做了正功 C 轮胎受到的拉力对轮胎不做功 D 轮胎受到地面的支持力对轮胎做了正功 解析 根据力做功的条件 轮胎受到的重力和地面的支持力都与位移垂直 这两个力均 不做功 B D 错误 轮胎受到地面的摩擦力与位移反向 做负功 A 正确 轮胎受到的拉力 与位移夹角小于 90 做正功 C 错误 答案 A 图 4 1 15 3 如图 4 1 15 所示 长为L的轻杆A一端固定一个质量为m的小球B 另一端固定 在水平转轴O上 轻杆A绕转轴O在竖直平面内匀速转动 角速度为 在轻杆A与水平方 向夹角 从 0 增加到 90 的过程中 下列说法错误的是 A 小球B受到轻杆A作用力的方向一定沿着轻杆A 2 B 小球B受到的合力的方向一定沿着轻杆A C 小球B受到轻杆A的作用力逐渐减小 D 小球B受到轻杆A的作用力对小球B做正功 解析 因为小球在竖直平面内做匀速圆周运动 所以小球B受到的合力的方向一定沿着 轻杆A A 错误 B 正确 由于小球所受的重力以及所需的向心力均不变 而重力与合力 向 心力 之间的夹角减小 故小球B受到轻杆A的作用力逐渐减小 C 正确 由于小球的动能不 变 而重力做负功 所以小球B受到的轻杆A的作用力对小球B做正功 D 正确 答案 A 图 4 1 16 4 如图 4 1 16 所示 质量为M的物体放在光滑水平地面上 受与水平方向成 角 的恒定拉力F作用 从静止开始沿水平地面运动 在时间t内 拉力F对物体所做的功为W 若仅改变上述某一个量 物体还是从静止开始沿水平地面运动 下列可使拉力做的功为 2W 的是 A 物体质量减小为 B 拉力增大为 2F M 2 C 做功时间增长为 2t D 角从 60 变为 0 解析 由Fcos Ma及W F at2可得 W 要使拉力做的功变为 1 2 F2t2 cos 2M 2W 可使F F t t M 或者 cos cos 由此可知选项 A 正确 22 M 2 1 2 答案 A 图 4 1 17 5 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 4 1 17 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 而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sA sB 1 2 做功W Fs 可得 WA WB 2 1 故选 B 答案 B 6 设汽车在启动阶段所受阻力恒定并做匀加速直线运动 则在这过程中 3 A 牵引力增大 功率增大 B 牵引力不变 功率增大 C 牵引力增大 功率不变 D 牵引力不变 功率不变 解析 汽车在启动阶段做匀加速直线运动 其加速度为定值 由F f ma知牵引力F 不变 又由P Fv知功率P增大 B 正确 答案 B 图 4 1 18 7 如图 4 1 18 所示 质量相同的两物体处于同一高度 A沿固定在地面上的光滑斜 面下滑 B自由下落 最后到达同一水平面 则 A 重力对两物体做的功相同 B 重力的平均功率相同 C 到达底端时重力的瞬时功率PA PB D 到达底端时两物体的动能相同 速度相同 解析 由于两个物体质量相同 下落高度相同 所以重力对两物体做的功相同 A 选项 正确 由于下落的时间不同 所以重力的平均功率不相同 B 选项错误 根据机械能守恒可 知 两物体到达底端时动能相同 即速度大小相同 方向不同 D 选项错误 由瞬时功率的 计算式可得PA mgvcos PB mgv 因此 到达底端时重力的瞬时率PAf 故速度继续增加 则F开始减 小 加速度开始减小 当F f时 加速度减为零 速度增加到最大为v 此后汽车开始做匀 5 速运动 故 C 正确 D 错误 机车启动模型 答案 C 12 2010 年 9 月 19 日 强台风 凡亚比 在台湾省花莲县丰滨乡附近沿海登陆 水平 风速达到 40 m s 一块质量为 2 kg 的石块从山顶无初速被吹下悬崖 假设山高 2 000 m 若 风速不变 不计空气阻力 g 10 m s2 则下列说法中正确的是 A 石块做平抛运动 B 石块下落过程中加速度恒定不变 C 石块落到地面时与初始位置的水平距离小于 800 m D 石块落地时重力的瞬时功率为 400 W 解析 石块水平方向做加速运动 故不属于平抛运动 A 错 竖直方向加速度恒为g 水平方向加速度不断变化 B 错 根据t 20 s 水平方向最大速度为 40 m s 在这 2h g 个过程中平均速度小于 40 m s 水平位移s t 800 m C 对 落地时竖直方向 v vy gt 200 m s 石块落地时瞬时功率P mgvy 4 000 W D 错 答案 C 13 如图 4 1 22 所示 质量为M的拖拉机拉着耙来耙地 由静止开始做匀加速直线 运动 在时间t内前进的距离为x 耙地时 拖拉机受到的牵引力恒为F 受到地面的阻力为 自重的k倍 耙所受阻力恒定 连接杆质量不计且与水平面的夹角 保持不变 求 图 4 1 22 1 拖拉机的加速度大小 2 拖拉机对连接杆的拉力大小 3 时间t内拖拉机对耙做的功 解析 1 由匀变速直线运动的公式 x at2 1 2 得 a 2x t2 2 设连接杆对拖拉机的拉力为f 由牛顿第二定律得 F kMg fcos Ma 根据牛顿第三定律 联立 式 解得拖拉机对连接杆的拉力大小为 f f 1 cos F M kg 2x t2 3 拖拉机对耙做的功 W f xcos 联立 式 解得 W x F M kg 2x t2 6 答案 1 2 2x t2 1 cos F M kg 2x t2 3 x F M kg 2x t2 14 高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图像 现利用这架照相机对MD 2000 家用汽车的加速性能进行研究 如图 4 1 23 所示为汽车做匀加速直线运动时三次曝光的 照片 图中的标尺单位为米 照相机每两次曝光的时间间隔为 1 0 s 已知该汽车的质量为 2 000 kg 额定功率为 72 kW 汽车运动过程中所受的阻力始终为 1 600 N 图 4 1 23 1 求该汽车加速度的大小 2 若汽车由静止以此加速度开始做匀加速直线运动 匀加速运动状态最多能保持多长 时间 3 求汽车所能达到的最大速度 解析 1 汽车做匀加速直线运动 据运动学公式 有 s1 v0 T a T2 1 2 v1 v0 a T s2 v1 T a T2 1 2 由以上几式可得 s s2 s1 a T2 a m s2 1 0 m s2 s T2 3 00 2 00 1 02 2 做匀加速直线运动的汽车所受合力为恒力 由牛顿第二定律得 F f ma 所以 F ma f 3 600 N 随着速度的增大 汽车的输出功率增大 当达到额定功率时