2012届高三物理练习 功和功率 新人教版

用心 爱心 专心 1 第五章第五章 第第 1 1 单元单元 功和功率功和功率 课时作业 命 题 设 计 难度 题号 较易 中等稍难 功 1 6 11 单 一 目 标 功率 27 综合 目标 功及功率的计算3 4 5 8 910 12 一 选择题 本大题共 10 个小题 共 70 分 每小题至少有一个选项正确 全部选对的 得 7 分 选对但不全的得 4 分 有选错的得 0 分 1 一人乘电梯从 1 楼到 20 楼 在此过程中经历了先加速 后匀速 再减速的运动过 程 则电梯支持力对人做功情况是 A 加速时做正功 匀速时不做功 减速时做负功 B 加速时做正功 匀速和减速时做负功 C 加速和匀速时做正功 减速时做负功 D 始终做正功 解析 支持力始终竖直向上 与位移同向 0 故支持力始终做正功 D 正确 答案 D 2 2009 宁夏高考 水平地面上有一木箱 木箱与地面之 间的 动摩擦因数为 0 1 现对木箱施加一拉力F 使 木 箱做匀速直线运动 设F的方向与水平面夹角为 如图 1 所示 在 从 0 逐渐增大到 90 的过程中 木箱的速度保持不变 则 A F先减小后增大 B F一直增大 C F的功率减小 D F的功率不变 解析 由木箱受力平衡可知 Fcos G Fsin 目标目标 用心 爱心 专心 2 即F G cos sin G 1 2cos 故F先减小后变大 根据P Fvcos 可知F的功率减小 故 A C 正 Gv 1 tan 确 答案 AC 3 在距地面高 5 m 的平台上 以 25 m s 的速率竖直向上抛出一质量为 1 kg 的石块 不计空气阻力 取g 10 m s2 则抛出后第三秒内重力对石块所做的功是 A 100 J B 50 J C 100 J D 0 J 解析 石块在 2 s 末与 3 s 末在同一位置 故第 3 s 内位移为 0 所以第 3 s 内重力 做 功为零 答案 D 4 2010 黄冈模拟 如图 2 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 的瞬时功率PA PB C 选项正确 答案 AC 5 如图 3 所示是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动 小车的装置 当太阳光照射到小车上方的光电板时 光电板中产生的电流经电动机带动小车前进 若小车 在平直的公路上以初速度v0开始加速行驶 经过时间 t 前进了距离l 达到最大速度vmax 设此过程中电 动 机功率恒为额定功率P 受的阻力恒为Ff 则此过程 用心 爱心 专心 3 中电动机所做的功为 A Ffvmaxt B Pt C Fft D mv Ffl mv v0 vmax 2 1 22max 1 22 0 解析 因小车以恒定的功率运动 故此过程小车电动机做功为W Pt Ffvmaxt A B 均正确 由动能定理可得 W Ff l mv mv 1 22max 1 22 0 得 W mv mv Ffl 1 22max 1 22 0 故 D 正确 C 错误 答案 ABD 6 2008 宁夏高考 一滑块在水平地面上沿直线滑行 t 0 时其速度为 1 m s 从此 刻 开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F 力F和滑块的速率v随时间的变化 规律分别如图 4 甲和乙所示 设在第 1 秒内 第 2 秒内 第 3 秒内力F对滑块做的 功分别为W1 W2 W3 则以下关系正确的是 图 4 A W1 W2 W3 B W1 W2 W3 C W1 W3 W2 D W1 W2 W3 解析 力F做的功等于每段恒力F与该段滑块运动的位移数值 v t图象中图象与坐 标轴围成的面积 的乘积 第 1 秒内 位移为一个小三角形面积S 第 2 秒内 位移 也为一个小三角形面积S 第 3 秒内 位移为两个小三角形面积 2S 故W1 1S W2 3S W3 4S 所以W1 W2 W3 答案 B 7 2009 宁夏高考 质量为m的物体静止在光滑水平面上 从 t 0 时刻开始受到水平力的作用 力的大小F与时间t的关系如图 5 所示 力的方向保持不变 则 A 3t0时刻的瞬时功率为 5F2 0t0 m 用心 爱心 专心 4 B 3t0时刻的瞬时功率为 15F2 0t0 m C 在t 0 到 3t0这段时间内 水平力的平均功率为 23F2 0t0 4m D 在t 0 到 3t0这段时间内 水平力的平均功率为 25F2 0t0 6m 解析 2t0时速度v1 2t0 F0 m 0 2t0内位移x1 2t0 2 2 1 2 F0 m F0t2 0 m F做功W1 F0 x1 2 F2 0t2 0 m 3t0时速度v2 t0 v1 5 t0 3F0 m F0 m 3t0时刻瞬时功率 P 3F0 v2 15 故 B 正确 F2 0t0 m 2t0 3t0内位移x2 v1t0 t 1 2 3F0 m2 0 7 2 F0t2 0 m F做的功W2 3F0 x2 21 2 F2 0t2 0 m 0 3t0内F的平均功率 故 D 正确 P W1 W2 3t0 25F2 0t0 6m 答案 BD 8 图 6 汽车在水平路面上从静止开始做匀加速直线运动 t1末关闭发动机 做匀减速直线运动 t2末静止 其v t图象如图 6 所示 图中 若汽车牵引力做功为W 平均功率为P 汽车加速和减速过程中克服摩擦力做功分别为W1和W2 平均功率分别为P1和P2 则 A W W1 W2 B W1 W2 C P P1 D P1 P2 解析 整个过程动能变化量为零 所以合力的功为零 A 项正确 摩擦力大小相等 第 一段位移大 所以 B 项正确 第一段是加速的 牵引力大于摩擦力 所以P P1 C 项错 加 速阶段和减速阶段平均速度相等 所以摩擦力的平均功率相等 D 项正确 答案 ABD 用心 爱心 专心 5 9 一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物 当重物的速度为v1时 起 重机的有用功率达到最大值P 以后起重机保持该功率不变 继续提升重物 直到以最大速 度v2匀速上升为止 物体上升的高度为h 则整个过程中 下列说法正确的是 A 钢绳的最大拉力为 P v2 B 钢绳的最大拉力为 P v1 C 重物的最大速度v2 P mg D 重物匀加速运动的加速度为 g P mv1 解析 由F mg ma和P Fv可知 重物匀加速上升过程中钢绳拉力大于重力且不变 达到最大功率P后 随v增加 钢绳拉力F变小 当F mg时重物达最大速度v2 故 v2 最大拉力F mg ma A 错误 B C 正确 由 mg ma得 a g D 正 P mg P v1 P v1 P mv1 确 答案 BCD 10 2010 徐州模拟 一物块放在水平面上 在水平拉力F作用下做直线运动 运动的 v t图象如图 7 所示 则有关该力F的功率P t图象可能是图 8 中的 图 7 图 8 解析 由于题目未讲水平面是否光滑 故应分情况讨论 若水平面光滑 0 t1段F为 恒力 速度线性增加 故功率也线性增大 t1 t2段F为零 功率为零 t2 t3段F反向 仍为恒力 速度线性减小 故功率也线性减小 故 C 正确 若水平面不光滑 由于t1 t2时刻后一小段时间内 F突然减小 故功率突然减小 故 B 项正确 答案 BC 二 非选择题 本大题共 2 个小题 共 30 分 解答时应写出必要的文字说明 方程式和 演算步骤 有数值计算的要注明单位 用心 爱心 专心 6 11 15 分 静止在水平地面上的木箱 质量m 50 kg 木箱与地面间的动摩擦因数 0 4 若用大小为 400 N 方向与水平方向成 37 角的斜向上的拉力拉木箱从静止开始 运动 使木箱能够到达 50 m 远处 拉力最少做多少功 cos37 0 8 取g 10 m s2 解析 欲使拉力做功最少 须使拉力作用的位移最小 故重物应先在拉力作用下加速 再撤去拉力使木箱减速 到达 50 m 处时速度恰好减为 0 设加速时加速度的大小为a1 减速 时加速度的大小为a2 由牛顿第二定律得 加速时有 水平方向Fcos37 FN ma1 竖直方向Fsin37 FN mg 0 减速时有 mg ma2 且有v2 2a1x1 2a2x2 x1 x2 x 联立以上各式解得 x1 24 m 由功的定义 有 W Fx1cos37 400 24 0 8 J 7 68 103 J 答案 7 68 103 J 12 15 分 图 9 汽车发动机的功率为 60 kW 汽车的质量为 4 t 当它行驶在坡度为 0 02 sin 0 02 的长直公路上时 如图 9 所示 所受摩擦阻力为车重的 0 1 倍 g 10 m s2 求 1 汽车所能达到的最大速度vm 2 若汽车从静止开始以 0 6 m s2的加速度做匀加速直线运动 则此过程能维持多长时 间 3 当汽车匀加速行驶的速度达到最大值时 汽车做功多少 解析 1 汽车在坡路上行驶 所受阻力由两部分构成 即Ff kmg mgsin 4000 N 800 N 4800 N 又因为当F Ff时 P Ff vm 所以 vm m s 12 5 m s P kmg mgsin 60 103 4800 2 汽车从静止开始 以a 0 6 m s2匀加速行驶 由F合 ma 有 F Ff ma 所以F ma kmg mgsin 用心 爱心 专心 7 4 103 0 6 N 4800 N 7 2 103 N 保持这一牵引力 汽车可达到匀加速行驶的最大速度v