2021版高考物理大复习通用版课后限时集训：功和功率含解析

1、教学资料范本2021版高考物理大复习通用版课后限时集训：功和功率含 解析编辑:时间:13 / 13建议用时：4砌钟1 .如图所示，两箱相同的货物，现要用电梯将它们从一楼运到二楼，其中 图甲是利用扶梯台式电梯运送货物，图乙是用履带式自动电梯运送，假设两种 情况下电梯都是匀速地运送货物，下列关于两电梯在运送货物时说法正确的是 ()甲乙A .两种情况下电梯对货物的支持力都对货物做正功B.图乙中电梯对货物的支持力对货物做正功C.图甲中电梯对货物的支持力对货物不做功D.图乙中电梯对货物的支持力对货物不做功D 在图甲中，货物随电梯匀速上升时，货物受到的支持力竖直向上，与 货物位移方向的夹角小于90

2、6;,故此种情况下支持力对货物做正功，选项 C错 误；图乙中，货物受到的支持力与履带式自动电梯接触面垂直，此时货物受到 的支持力与货物位移垂直，故此种情况下支持力对货物不做功，故选项 A、B 错误，D正确。 12 .（20xx白银,g拟）如图所示，小物块甲从竖直固定的4 光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为 R,圆弧底端切线水平。小物块乙 从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下。下列判断正确的是 （）A.两物块到达底端时速度相同B.两物块运动到底端的过程中重力做功相同C.两物块到达底端时动能相同D.两物块到达底端时，重力对乙做功的瞬时功率大于重力对甲做功的瞬 时功率 .、1c -D 两物块下落的图

3、度相同，根据动能定理，有 mgR=-mv2,解得v =圾R,可知两物块到达底端时的速度大小相等，但方向不同，A错误；两物块的质量大小关系不确定，故无法判断两物块运动到底端时重力做的功及动能是 否相同，B、C错误；在底端时，重力对甲做功的瞬时功率为零，重力对乙做 功的瞬时功率大于零，D正确。3 .质量为2 kg的小铁球从某一高度由静止释放，经3s到达地面，不计空气阻力，g取10 m/s2。则（）1. 2 s末重力的瞬时功率为200 W8. 2 s末重力的瞬时功率为400 WC.前2 s内重力的平均功率为100 WD.前2 s内重力的平均功率为400 WB 物体只受重力，做自由落体运动，2 s末速

4、度为vi = gti = 20 m/s,下落 2 s末重力做功的瞬时功率 P=mgvi = 400 W,故选项A错误,B正确；前2 s 内的位移为h2=2gt2=20 m,所以前2 s内重力的平均功率为 P2=42= 200W,故选项C、D错误。9. 水平路面上的汽车以恒定功率P做加速运动，所受阻力恒定，经过时间t,汽车的速度刚好达到最大，在t时间内（）A.汽车做匀加速直线运动B.汽车加速度越来越大C.汽车克服阻力做的功等于PtD.汽车克服阻力做的功小于PtD 根据P=Fv知，随着速度增大牵引力减小，根据牛顿第二定律得a =FFf » ,加速度减小，故A、B错误；牵引力做功 W= P

5、t,根据动能定理知，克服阻力做的功小于牵引力做的功，即小于 Pt,故C错误，D正确。10. （20xx遵义模拟）提高物体（例如汽车）运动速率的有效途径是增大发动机的功率和减小阻力因数（设阻力与物体运动速率的平方成正比，即 Ff=kv2, k是阻力因数）。当发动机 的额定功率为P0时，物体运动的最大速率为vm,如果要使物体运动的速率增大 到2vm,则下列办法可行的是（）A.阻力因数不变，使发动机额定功率增大到 2P0 kB.发动机额定功率不变，使阻力因数减小到 4C.阻力因数不变，使发动机额定功率增大到 8P0kD.发动机额定功率不变，使阻力因数减小到 16C 物体匀速运动时，牵引力与阻力相等，

6、由P= Fvm = Ffvm = kvm! 要使物体运动的速率增大到2vm,阻力因数不变时，需使发动机额定功率增大到k8P0,故A错误，C正确；发动机额定功率不变时，需使阻力因数减小到 ",故8B、D错误。6 .（20xx浙江选考）如图所示，质量为60kg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 0.4m,则克服重力做的功和相应的功率约为（取g=10 m/s2）（）A. 430 J,7 WC. 720 J,12

7、WB. 4 300 J,70 WD. 7 200 J,120 WB 设重心上升的高度为h,根据相似三角形可知，每次俯卧撑中，有 040.9=cQ工”,即h = 0.24 m。一次俯卧撑中，克服重力做功 W= mgh = 0.9 +0.660X10X0.24 J=144 J,所以一分钟内克服重力做的总功为W总 = NW=4 320,、 W一一.J,功率P=1=72 W,故选项B正确。7 .（多选）一辆CRH2型动车组的总质量M = 2.0X 105 kg,额定输出功率为4800 kWo假设该动车组在水平轨道上运动时的最大速度为270km/h,受到的阻力Ff与速度v满足Ff = kv, g取10m

8、/s2。下列说法正确的是（）A.该动车组以最大速度行驶时的牵引力为 6.4X104 N8 .从题中给出的数据可算出k=1.0X 103 N s/mC.当匀速行驶的速度为最大速度一半时，动车组受到的阻力为1.6X104 ND.当匀速行驶的速度为最大速度一半时，动车组的输出功率为1 200 kWAD 最大速度为vm = 270 km/h = 75 m/s,根据P=Fv,得该动车组以最P 4 800 X103/-.大速度行驶时的牵引力为 F=QN=6.4X104 N,故A正确；当vm 75vm牵引力与阻力相等时，速度达到最大，则有F=Ff=kvm,解得k=-F =6.4 75104 Ns/m=853

9、.3 Ns/m,故B错误；当匀速行驶的速度为 v=Vm寸，则,75,.有 F f=kv=853.3X N = 3.2X 104 N,此时牵引力 F = Ff =3.2X104 N,动车75.组输出功率P = F v = 3.2X104X-2 W=1 200 kW,故C错误，D正确。8.（20xx山东师大附中二模）汽车沿平直公路以恒定功率P从静止开始启动，如图所示为牵引力F与速度v 的关系，加速过程在图中的T点结束，所用的时间t=8 s,通过的路程s= 50 m,8 s后汽车做匀速运动，若汽车所受阻力始终不变，则 （）A.汽车做匀速运动时的牵引力大小为 2X105 NB.汽车所受的阻力大小为4X

10、104 NC.汽车的恒定功率为1.6X 105 WD.汽车的质量为8X103 kgC 汽车的加速过程在T点结束，即此后汽车沿平直路面做匀速运动，由 平衡条件和图象信息可得Ff = 0,汽车做匀速运动时的牵引力大小为 F = 2X104 N,故A错误；汽车所受的阻力大小f=2X104 N,故B错误；由图象 信息得汽车的恒定功率 P=Fv = 2X 104X8 W=1.6X105 W,故C正确；汽车1 C . 一 加速运动过程，牵引力做功为 W= Pt,根据动能定理可得Ptfs=2mv2,解得m =错误！=错误！ kg = 8.75X 103 kg,故 D 错误。9 .（多选）（20xx江苏宿迁期

11、末）一辆汽车以速度V0在平直的公路上匀速行驶。到达某处时，司机减小油门使 汽车输出功率减小为原来的一半，并保持该功率行驶。假设汽车受到的阻力包 定，从减小油门开始，下列能正确表示汽车加速度 a、速度v、时间t之间的关系 的是（）ABCDAD 由牛顿第二定律可知fF*=ma,即v0 P- = ma,因P'=P,解得a=一"PL由题意可知，当1<1时，a = 0；若>e，a产+春2mv mv0v v0v v02nv mv0P ，故A正确，B错误；汽车匀速行驶时牵引力等于阻力，即f=F牵=心功率突P 然减小一半，P'= 2,汽车的速度由于惯性来不及变化，此时 v

12、 = v。,则根据P= Fv,牵引力立刻减小一半，小于阻力，合力变为反方向，汽车做减速运动； 功率一定时，速度减小，牵引力增大，合力减小，加速度减小，故汽车做加速 度不断减小的减速运动，当牵引力增大到等于阻力时，加速度减为零，此时速度刚好减为:，汽车再次以V0的速度做匀速直线运动，故 C错误，D正确。10 .（20xx黄山一模）一辆F1赛车含运动员的总质量约为600kg,在一次F1比赛中，赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，1 ,其加速度a和速度的倒数v的关系如图所小，则赛车在加速的过程中（）A .速度随时间均匀增大B .加速度随时间均匀增大C.发动机输出功率为240 kWD .所

13、受阻力大小为24 000 N 一， ，,一 1 一C 本题考查根据a图象分析功率变化问题。由题图可知，加速度变 化，故赛车做变加速直线运动，故 A错误；a-1函数方程为a=4V04（m/s2）, 赛车加速运动，速度增大，加速度减小，故 B错误；对赛车受力分析，受重 力、支持力、牵引力和摩擦力，根据牛顿第二定律，有Ff = ma,其中F =P ，1P f ， 一1联立得a=匚结合图线可知，当赛车的速度最大时，加速度为零，故 vmv ma = 0时，1=0.01 s/m, vm = 100 m/s,所以最大速度为100 m/s；由图象可知f vmm=4 m/s2,则 f=4X600 N=2 400

14、 N; P额 = fvm = 2 400X 100 W=240 kW,故C正确，D错误。11.质量为 1.0X 103kg的汽车，沿倾角为30。的斜坡由静止开始运动，汽车在运动过程中所受摩擦阻 力大小包为2 000 N,汽车发动机的额定输出功率为5.6X104 W,开始时以a=1 m/s2的加速度做匀加速运动(g取10 m/s2)。求：(1)汽车做匀加速运动的时间t1；(2)汽车所能达到的最大速率；(3)若斜坡长143.5m,且认为汽车到达坡顶之前，已达到最大速率，则汽车从坡底到坡顶需多长 时间？解析(1)由牛顿第二定律得F -mgsin 30 Ff=ma设匀加速过程的末速度为v,则有P=Fv

15、 v = at1解彳3t1 = 7 So(2)当达到最大速度vm时，a = 0,则有P= (mgsin 30 + Ff)vm解彳v vm= 8 m/s。,，、1,“ _(3)汽车匀加速运动的位移x1 = 2at2,在后一阶段对汽车由动能定理得1 12Pt2一(mgsin 30 + Ff)x2 = 2mv2i- 2mv2又有 X=X1 + X2解彳3t2= 15 s故汽车运动的总时间为t = t1 + t2 = 22 So答案(1)7 s (2)8 m/s (3)22 s12. (20xx衡水模拟)如图甲所示，在水平路段AB上有一质量为2X 103 kg的汽车(可视为质点)，正以10m/s的速度

16、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v-t图象如图乙所示(在t=15 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 20kW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：甲乙(1)汽车在AB路段上运动时所受阻力fi的大小；汽车刚好开过B点时加速度a的大小；(3)BC路段的长度。解析(1)汽车在AB路段做匀速直线运动，本!据平衡条件，有：Fi = fiP = Fivi解得:P 20X103fi =二=vi10N = 2 000 No(2)t = 15 s时汽车处于平衡状态,有:F2=f2P= F2v2“

17、口 P 20 X 103解得：f2 = -=-； N = 4 000 N v2 5刚好开过B点时汽车的牵引力仍为Fi,根据牛顿第二定律，有：f2 Fi = ma解得：a=1 m/s2。(3)对于汽车在BC路段运动，由动能定理得：11Ptf2s= mv 2mv 2解得：s= 68.75 m。答案(1)2 000 N (2)1 m/s2 (3)68.75 m13.在检测某种汽车性能的实验中，质量为 3X 103kg的汽车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为40m/s,利用传感器测得此过程中不同时刻该汽车的牵引力F与对应的速度v,并，一，1描绘出如图所示的F- v图象(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)。假设该汽车行驶过程中所受的阻力恒定，根据图线 ABC,求：(1)该汽车的额定功率；(2)该汽车由静止开始运动，经过35 s4到最大速度40 m/s,求其在BC段的位移大小。解析(1)图线AB表示牵引力F不变，即F = 8 000 N,阻力Ff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。由题图可知：当达到最