功和功率.pdf

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1、2020 物理备考物理备考功和功率功和功率领世培优整理的第 122 份资料希望是附丽于存在的，有存在，便有希望，有希望，便是光明。鲁迅12020 年高考物理备考：专题练习卷年高考物理备考：专题练习卷-功和功率功和功率一、单项选择题一、单项选择题(每小题每小题 5 分，共分，共 50 分分)1在光滑的水平面上，用一水平拉力 F 使物体从静止开始移动 x，平均功率为 P，如果将水平拉力增加为 4F，使同一物体从静止开始移动 x，平均功率为()A2PB4PC6PD8P【答案】D【解析】设第一次运动时间为 t，则其平均功率表达式为 PFxt；第二次加速度为第一次的 4 倍，由 x12at2可知时间为t

2、2，其平均功率为4Fxt/28Fxt8P，D 正确。2.如图 1 所示，质量为 m 的物体置于倾角为的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为，在外力作用下，斜面以加速度 a 沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体 m 与斜面体相对静止。则关于斜面对 m 的支持力和摩擦力的下列说法中错误的是()A支持力一定做正功B摩擦力一定做正功C摩擦力可能不做功D摩擦力可能做负功【答案】B【解析】选支持力方向垂直斜面向上，故支持力一定做正功，而摩擦力是否存在需要讨论，若摩擦力恰好为零，此时物体只受重力和支持力，如图所示，此时加速度 agtan ，当 agtan 时，摩擦力沿斜面向下，摩擦力与位移夹角小于 90，则

3、其做正功；当 agtan 时，摩擦力沿斜面向上，摩擦力与位移夹角大于 90，则其做负功，B 错误，A、C、D 正确。3.如图所示，质量分别是 mA和 mB的 A、B 两物体，用劲度系数为 k 的弹簧相连，处于静止状态。现对 A 施以竖直向上的力 F，并将其缓慢提起，当 B 对地面恰无压力时撤去 F，A 由静止向下运动至最大速度时，重力做的功为()2A.m2Ag2kB.m2Bg2kC.mAmAmBg2kD.mBmAmBg2k【答案】C【解析】当 A 向下运动至平衡位置时速度最大，此时弹簧的压缩量 x1mAgk；当 B 恰好对地无压力时弹簧的伸长量 x2mBgk。 故知 A 从撤去 F 至速度达到

4、最大的过程中， 重力做的功 WGmAg(x1x2)mAmAmBg2k，C 正确。4、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1v图象如图 4 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【答案】D【解析】由 FFfma，PFv 可得 aPm1vFfm，对应图线可知，Pmk40，可求出汽车的功率P，由 a0 时，1vm0.05 可得 vm20 m/s，再由 vmPFf，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，D 正

5、确。5.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，汽车速度能够达到的最大值为 v，那么当汽车的车速为v4时，汽车的瞬时加速度的大小为()A.PmvB.2PmvC.3PmvD.4Pmv3【答案】C【解析】当汽车牵引力等于阻力时，速度最大，则阻力 FfPv，当速度为v4时，牵引力 FPv44Pv，由牛顿第二定律得 FFfma，解得 a3Pmv，C 正确。6.质量为 2 kg 的物体做直线运动，沿此直线作用于物体的外力与位移的关系如图所示，若物体的初速度为 3 m/s，则其末速度为()A5 m/sB 23 m/sC 5 m/sD 35 m

6、/s【答案】B【解析】 F x 图像与 x 轴围成的面积表示外力所做的功， 由题图可知： W(224432) J14 J，根据动能定理得：W12mv212mv02，解得：v 23 m/s，故 B 正确7.如图所示，一质量为 m 的质点在半径为 R 的半球形容器中(容器固定)由静止开始自边缘上的 A 点滑下，到达最低点 B 时，它对容器的正压力为 FN。重力加速度为 g，则质点自 A 滑到 B 的过程中，摩擦力对其所做的功为()A.12R(FN3mg)B.12R(2mgFN)C.12R(FNmg)D.12R(FN2mg)【答案】A【解析】质点在 B 点，由牛顿第二定律，有：FNmgmv2R，质点

7、在 B 点的动能为 EkB12mv212(FNmg)R。质点自 A 滑到 B 的过程中，由动能定理得：mgRWfEkB0，解得：Wf12R(FN3mg)，故 A 正确，B、C、D 错误。8.一物块放在水平地面上，受到水平推力 F 的作用，力 F 与时间 t 的关系如图甲所示，物块的运动速度 v 与时间 t 的关系如图乙所示， 10 s 后的 v t 图像没有画出，重力加速度 g 取 10 m/s2，下列说法正确的是()4A物块滑动时受到的摩擦力大小是 6 NB物块的质量为 1 kgC物块在 010 s 内克服摩擦力做功为 50 JD物块在 1015 s 内的位移为 6.25 m【答案】D【解析

8、】由题图乙可知，在 510 s 内物块做匀速运动，故受到的摩擦力与水平推力相同，故摩擦力 fF4 N，故 A 错误；在 05 s 内物块的加速度为 avt55m/s21 m/s2，根据牛顿第二定律可得 Ffma，解得 m2 kg，故 B 错误；在 010 s 内物块通过的位移为 x12(510)5 m37.5 m，故克服摩擦力做功为 Wffx437.5 J150 J，故 C 错误；撤去外力后物块产生的加速度为 afm2 m/s2，减速到零所需时间为 t052s2.5 s5 s，减速到零通过的位移为 x0v22a05222m6.25 m，故 D 正确。9.如图所示，木板可绕固定水平轴 O 转动。

9、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】B【解析】物块所受的摩擦力 Ff沿木板斜向上，与物块的运动方向垂直，故摩擦力 Ff对物块不做功，物块在慢慢移动过程中，重力势能增加了 2 J，重力做功2 J，支持力 FN对物块做功 2 J，故 B 正确。10.如图所示，20

10、12 年 10 号台风“达维”逐渐向江苏北部到山东半岛南部沿海靠近，于8 月 2 日夜间在江苏盐城到山东青岛一带沿海登陆。受其影响，下午 6 时左右到达沂5水县，水平风速达到 40 m/s。一块质量为 2 kg 的石块从灵泉山顶无初速度被吹下悬崖，假设山高 2000 m，若风速不变，不计空气阻力，取 g10 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 mD石块落地时重力的瞬时功率为 400 W【答案】C【解析】风速不变石块水平方向做匀加速运动，故不属于平抛运动，A 错误；竖直方向加速度恒为g，水平方向加速度不

11、变，合加速度不变，B 错误；根据 t2hg20 s，石块在水平方向最大速度为 40 m/s，在这个过程中其平均速度小于 40 m/s，水平位移 xvt800 m，C 正确；石块落地时竖直方向的速度 vygt200 m/s，石块落地时重力的瞬时功率 Pmgvy4 000 W，D 错误。二、不定项选择题（共二、不定项选择题（共 20 分）分）11.如图所示，在外力作用下某质点运动的 vt 图象为正弦曲线。从图中可判断()A在 0t1时间内，外力做正功B在 0t1时间内，外力的功率逐渐增大C在 t2时刻，外力的功率最大D在 t1t3时间内，外力做的总功为零【答案】AD【解析】0t1内，速度变大，合力

12、与速度方向相同，外力做正功，A 正确；根据 vt 图象的斜率表示加速度，加速度对应合力，故 t1时刻合力 F0，由 PFv 知，外力的功率为零，B 错误；在t2时刻速度为零，故此时外力的功率为零，C 错误；在 t1t3时间内，动能变化量为零，由动能定理知，外力做的总功为零，D 正确。12 图是利用太阳能驱动的小车，若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间 t 前进距离 s， 速度达到最大值 vm， 在这一过程中电动机的功率恒为 P， 小车所受阻力恒为 F，那么这段时间内()6A小车做匀加速运动B电动机所做的功为 PtC电动机所做的功为12mv2mD电动机所做的功为 Fs12mv2m【

13、答案】BD【解析】对小车由牛顿第二定律得PvFma，由于小车的速度逐渐增大，故小车加速度逐渐减小，小车做加速度逐渐减小的加速运动，A 错误；电动机对小车所做的功 WPt，B 正确；对小车由动能定理得 WFs12mv2m，解得 WFs12mv2m，C 错误，D 正确。13.汽车在水平路面上从静止开始做匀加速直线运动，t1秒末关闭发动机，做匀减速直线运动，t2秒末静止，其 vt 图象如图 6 所示，图中P1，C 错误；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 正确。14 如图所示，摆球质量为 m，悬线长度为 L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从 A 点运动到B 点的过程中空

14、气阻力的大小 F阻不变，则下列说法正确的是()A重力做功为 mgL7B悬线的拉力做功为 0C空气阻力做功为mgLD空气阻力做功为12F阻L【答案】ABD【解析】解析摆球下落过程中，重力做功为 mgL，A 正确；悬线的拉力始终与速度方向垂直，故做功为 0，B 正确；空气阻力的大小不变，方向始终与速度方向相反，故做功为F阻12L，C 错误，D 正确。三、非选择题（共三、非选择题（共 30 分）分）15.如图甲所示，在水平路段 AB 上有一质量为 2103kg 的汽车(可视为质点)，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 图像如图

15、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 路段上运动时所受阻力 f1的大小。(2)汽车刚好开过 B 点时加速度 a 的大小。(3)BC 路段的长度。【答案】(1)2 000 N(2)1 m/s2(3)68.75 m【解析】(1)汽车在 AB 路段做匀速直线运动，根据平衡条件，有：F1f1PF1v1解得：f1Pv12010310N2 000 N。(2)t15 s 时汽车处于平衡状态，有：F2f2PF2v2解得：f2Pv2201035N4

16、000 N刚好开过 B 点时汽车的牵引力仍为 F1，根据牛顿第二定律，有：f2F1ma解得：a1 m/s2。8(3)对于汽车在 BC 路段运动，由动能定理得：Ptf2s12mv2212mv12解得：s68.75 m。16.一质量为 M2103kg 的汽车，其额定功率 P额80 kW，在平直公路上行驶时受到的阻力为 f4103N。如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，经过时间 t5 s 汽车发动机输出的功率达到额定功率，假设运动过程中阻力不变，求：(1)汽车在平直公路上行驶的最大速度 vmax；(2)汽车做匀加速直线运动的加速度 a。【答案】(1)20 m/s(2)2 m/s2【解析】解析：(1)

17、当牵引力与阻力相等时，速度最大。则有：P额Fvmfvm，解得：vmP额f80 0004 000m/s20 m/s。(2)根据牛顿第二定律得 F1fMa汽车做匀加速运动达到最大速度为 v，此时功率为额定功率，满足：vP额F1匀加速直线运动的时间 t5 s，满足：tva代入数据联立解得：a2 m/s2。17.一列火车总质量 m500 t，发动机的额定功率 P6105W，在轨道上行驶时，轨道对列车的阻力 Ff是车重的 0.01 倍(g 取 10 m/s2)(1)求列车在水平轨道上行驶的最大速度；(2)在水平轨道上，发动机以额定功率 P 工作，求当行驶速度为 v11 m/s 和 v210 m/s 时，

18、列车的瞬时加速度 a1、a2的大小；(3)列车在水平轨道上以 36 km/h 的速度匀速行驶时，求发动机的实际功率 P；(4)若列车从静止开始，保持 0.5 m/s2的加速度做匀加速运动，求这一过程维持的最长时间【答案】 ：(1)12 m/s(2)1.1 m/s20.02 m/s2(3)5105W(4)4 s【解析】 ：(1)列车以额定功率行驶，当牵引力等于阻力，即 FFfkmg 时，列车的加速度为零，速度达到最大值 vm，则vmPFPFfPkmg12 m/s.(2)当 vvm时，列车做加速运动，若 v11 m/s，则 F1Pv16105N，根据牛顿第二定律得 a1F1Ffm1.1 m/s29

19、若 v210 m/s，则 F2Pv26104N根据牛顿第二定律得 a2F2Ffm0.02 m/s2.(3)当 v36 km/h10 m/s 时，列车匀速运动，则发动机的实际功率 PFfv5105W.(4)由牛顿第二定律得 FFfma3105N在此过程中，速度增大，发动机功率增大，当功率为额定功率时速度为 v，即 vPF2 m/s，由 vat 得 tva4 s.【领世培优是谁领世培优是谁】连续七年培养出高考数学满分学员；近六年培养出 69 名清华北大学子；2018 年高考中， 领世培优数学 140 分以上学员共 138 人， 每六名领世学员就有一人数学成绩达到 140 分；2018 年高考中，1

20、3 名领世学员数学满分 150；2018 年领世学子中参与竞赛的学员中，25 人获得数学、物理、化学、地理等国家、省一以上奖项，1 人入选国家集训队，2 人省队。领世直播课领世直播课-是领世培优全力打造的高中生在线学习平台，致力于为从高一到高考的孩子提供优质的教学产品和服务。汇集了清华北大毕业、学科竞赛得奖者、省高考状元、全国竞赛教练等众多高考名师。在线直播辅导，自主研发六步教学法，提升授课效果，已带出多名数学满分学员，每年都有数十名学员在领世的带领下成功进入清华北大等 C9 名校！领世直播课课程涵盖了高中数学、物理、化学、语文、历史、生物、政治等多个学科的课程，更有自主招生、学科竞赛、高考志愿填报等专家解读和热点资讯。领世培优素以“师资强大、课程高质”闻名于同学与家长之间，对自身课程及服务质量的要求极高，深受家长及学生的喜爱。教师团队中不乏学生口中的男神、女神，领世不仅教书，更注重育人，非常重视传输正确的价值观和世界观，教学生认识世界、开拓眼界，这也是领世的一大特色。加入领世，可以让您：学习有效率，人生有方向！学习有效率，人生有方向！领世直播课 app 学习地址： （请扫描右侧二维码获取）更多学习资料、试题、讲解视频、政策解析以及各种学习问题，请加晶晶学姐 QQ：2147833611（扫描上方二维码，也可添加晶晶学姐 QQ）