（浙江选考）2021版新高考物理一轮复习 6 第五章 机械能及其守恒定律 1 第1节 功和功率达标检测巩固提能

第1节功和功率 随堂检测1(201711月浙江选考)如图所示，质量为60 kg的某运动员在做俯卧撑运动，运动过程中可将她的身体视为一根直棒已知重心在c点，其垂线与脚、两手连线中点间的距离oa、ob分别为0.9 m和0.6 m若她在1 min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4 m，则克服重力做的功和相应的功率约为()a430 j，7 w b4 300 j，70 wc720 j，12 w d7 200 j，120 w答案：b2质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为p，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车能够达到最大速度为v，那么当汽车的速度为v时，汽车的瞬时加速度的大小为()a. b. c. d.解析：选b.以恒定功率起步的机车，因pfv，v逐渐增大，f逐渐减小，即牵引力逐渐减小，所以机车做加速度逐渐减小的加速运动，当牵引力等于阻力时，不再加速，速度达到最大，可知阻力为ff，则当速度为v时，可求得牵引力f3，则此时的加速度为a，故本题的正确选项为b.3当前我国“高铁”事业发展迅猛，假设一辆高速列车在机车牵引力和恒定阻力作用下，在水平轨道上由静止开始启动，其vt图象如图所示，已知0t1时间内为过原点的倾斜直线，t1时刻达到额定功率p，此后保持功率p不变，在t3时刻达到最大速度v3，以后匀速运动下列判断正确的是()a从0至t3时间内，列车一直做匀加速直线运动bt2时刻的加速度大于t1时刻的加速度c在t3时刻以后，机车的牵引力为零d该列车所受的恒定阻力大小为解析：选d.0t1时间内，列车做匀加速运动，t1t3时间内，加速度逐渐变小，故a、b错误；t3以后列车做匀速运动，牵引力大小等于阻力大小，故c错误；匀速运动时fff牵，故d正确4.(201711月浙江选考)如图所示是具有登高平台的消防车，具有一定质量的伸缩臂能够在5 min内使承载4人的登高平台(人连同平台的总质量为400 kg)上升60 m到达灭火位置此后，在登高平台上的消防员用水炮灭火，已知水炮的出水量为3 m3/min，水离开炮口时的速率为20 m/s，则用于()a水炮工作的发动机输出功率约为1104 wb水炮工作的发动机输出功率约为4104 wc水炮工作的发动机输出功率约为2.4106 wd伸缩臂抬升登高平台的发动机输出功率约为800 w答案：b 课后达标一、选择题1一辆汽车在平直公路上从静止开始运动，假设汽车的功率保持不变，所受的阻力恒定，则下列说法正确的是()a汽车一直做匀加速运动b汽车先匀加速运动，后匀速运动c汽车先匀加速运动，后匀减速运动直至静止d汽车做加速度越来越小的加速运动，直至匀速运动答案：d2设飞机飞行中所受阻力与其速度的平方成正比，若飞机以速度v匀速飞行，其发动机功率为p，则飞机以3v匀速飞行时，其发动机的功率为()a3pb9pc27p d无法确定答案：c3.(2020湖州质检)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a点运动到b点，在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是()a逐渐增大b逐渐减小c先增大，后减小 d先减小，后增大答案：a4如图所示，木板可绕固定水平轴o转动木板从水平位置oa缓慢转到ob位置，木板上的物块始终相对于木板静止在这一过程中，物块的重力势能增加了2 j用fn表示物块受到的支持力，用ff表示物块受到的摩擦力在此过程中，以下判断正确的是()afn和ff对物块都不做功bfn对物块做功为2 j，ff对物块不做功cfn对物块不做功，ff对物块做功为2 jdfn和ff对物块所做功的代数和为0答案：b5中国已成为世界上高铁运营里程最长、在建规模最大的国家报道称，新一代高速列车正常持续运行牵引功率达 9 000 kw，速度为300 km/h.假设一列高速列车从杭州到金华运行路程为150 km，则()a列车从杭州到金华在动力上消耗的电能约为9 000 kwhb列车正常持续运行时的阻力大小约为105 nc如果该列车以150 km/h运动，则牵引功率为4 500 kwd假设从杭州到金华阻力大小不变，则列车克服阻力做功大小等于阻力与位移的乘积解析：选b.根据题意，不知道该列车运行时间，所以无法求出杭州到金华列车消耗的电能，a错误；根据pfv可知，f1.08105 n，b正确；列车的瞬时速度为150 km/h，但不能确定是匀速运动还是其他运动，所以不能确定牵引功率，c错误；假设阻力大小不变，则克服阻力做功应该为阻力大小与其路程的乘积，d错误6(2020丽水高三期中)如图所示为牵引力f和车速的倒数的关系图象，若汽车质量为2103 kg，它由静止开始沿平直的公路行驶，设阻力恒定且最大车速为30 m/s，则()a汽车所受的阻力为6103 nb汽车的速度为15 m/s时，功率为6104 wc汽车匀加速运动的加速度为3 m/s2d汽车匀加速所需的时间为7.5 s答案：b7(2020温州乐清期中)塔吊吊起货物沿竖直方向匀速上升过程中，钢丝绳对货物的拉力及其功率变化说法正确的是()a拉力增大，功率不变 b拉力不变，功率变大c拉力减小，功率变大 d拉力不变，功率不变解析：选d.因为货物匀速上升，知fmg，则拉力不变，根据pfv知，拉力功率不变故d正确，a、b、c错误8.“激流勇进”是一种常见的水上机动游乐设备，常见于主题游乐园中游客们在一定安全装置的束缚下，沿着设计好的水道漂行其间通常会有至少一次大幅度的机械提升和瞬时跌落图中所示为游客们正坐在皮筏艇上从高处沿斜坡水道向下加速滑行，在此过程中下列说法正确的是()a合力对游客做负功 b皮筏艇对游客不做功c重力对游客做正功 d游客的机械能增加答案：c9(2020宁波质检)汽车发动机的额定功率是60 kw，汽车的质量为2103 kg，在平直路面上行驶，受到的阻力是车重的0.1.若汽车从静止出发，以0.5 m/s2的加速度做匀加速运动，则出发50 s时，汽车发动机的实际功率为(g取10 m/s2)()a25 kw b50 kwc60 kw d75 kw解析：选c.汽车受到的阻力ff0.1mg2 000 n，汽车以0.5 m/s2的加速度做匀加速运动，由牛顿第二定律得fffma，解得f3 000 n，若50 s内车做匀加速运动，则vat25 m/s，50 s末汽车功率pfv75 000 w75 kw，但汽车发动机的额定功率是60 kw，则50 s 内车不是匀加速运动，而是先匀加速运动后变加速运动，出发50 s时，汽车发动机的实际功率为60 kw，故c正确10一辆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和速度的倒数的关系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解析：选d.由fffma，pfv可得：a，对应图线可知，k40，可求出汽车的功率p，由a0时，0.05可得：vm20 m/s，再由vm，可求出汽车受到的阻力ff，但无法求出汽车运动到最大速度的时间11.(2020浙江温岭高二月考)如图是武广铁路上某机车在性能测试过程中的vt图象，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象中，设整个测试过程中牵引力f做的功和克服摩擦力f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f做功的平均功率分别为p1、p2，则下列判断正确的是()aw1w2，f2f bw1w2，f2fcp12f dp1p2，f2f解析：选b.机车整个运动过程中，根据动能定理有w1w20，所以w1w2，又p1，p2，因t2t1，所以p1p2；根据牛顿第二定律，机车的牵引力为f时的加速度大小a1，关闭发动机后机车加速度大小a2，根据vt图象斜率的意义可知a1a2，即ff f，所以有f 2f，综上分析可知，b正确12.如图所示，汽车停在缓坡上，要求驾驶员在保证汽车不后退的前提下向上启动，这就是汽车驾驶中的“坡道起步”，驾驶员的正确操作是：变速杆挂入低速挡，徐徐踩下加速踏板，然后慢慢松开离合器，同时松开手刹，汽车慢慢启动，下列说法正确的是()a变速杆挂入低速挡，是为了增大汽车的输出功率b变速杆挂入低速挡，是为了能够提供较大的牵引力c徐徐踩下加速踏板，是为了让牵引力对汽车做更多的功d徐徐踩下加速踏板，是为了让汽车的输出功率保持为额定功率解析：选b.由pfv可知，在功率一定的情况下，当速度减小时，汽车的牵引力就会增大，此时更容易上坡，则换低速挡，增大牵引力，故a错误，b正确；徐徐踩下加速踏板，发动机的输出功率增大，根据pfv可知，是为了增大牵引力，故c、d错误13一物体在粗糙的水平面上滑行从某时刻起，对该物体再施加一水平恒力f，则在此后的一段时间内()a如果物体改做匀速运动，则力f一定对物体做负功b如果物体改做匀加速直线运动，则力f一定对物体做正功c如果物体仍做匀减速运动，则力f一定对物体做负功d如果物体改做曲线运动，则力f一定对物体不做功解析：选b.物体在粗糙的水平面上做匀减速直线运动施加一水平恒力f后，如果物体改做匀速运动，则力f一定与摩擦力等大、反向，与物体运动方向相同，对物体做正功，a错误；如果物体改做匀加速直线运动，则力f一定与物体运动方向相同，且大于摩擦力，力f对物体做正功，b正确；如果物体仍做匀减速运动，则力f可能与物体运动方向相同，但大小小于摩擦力，对物体做正功，也可能与物体运动方向相反，对物体做负功，c错误；只要物体受力f与物体运动方向不共线，物体就做曲线运动，力f与速度的夹角既可以是锐角也可以是钝角，还可以是直角，各种做功情况都有可能，d错误14.(2020舟山高二期中)在水平面上，有一弯曲的槽道弧ab，槽道由半径分别为和r的两个半圆构成(如图所示)，现用大小恒为f的拉力将一光滑小球从a点沿滑槽道拉至b点，若拉力f的方向时时刻刻均与小球运动方向一致，则此过程中拉力所做的功为()a0 bfrc.fr d2fr解析：选c.虽然拉力方向时刻改变，但力与运动方向始终一致，用微元法，在很小的一段位移内可以看成恒力，小球的路程为r，则拉力做的功为fr，故c正确二、非选择题15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的速度向右匀速运动，汽车前方的水平路段bc较粗糙，汽车通过整个abc路段的vt图象如图乙所示(在t15 s处水平虚线与曲线相切)，运动过程中汽车发动机的输出功率保持20 kw 不变，假设汽车在两个路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空气阻力等)各自有恒定的大小求：(1)汽车在ab路段