（浙江選考）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第五章 1 第1節(jié) 功和功率練習(xí)（含解析）

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1、功和功率 【隨堂檢測(cè)】 1．(2017·11月浙江選考)如圖所示，質(zhì)量為60 kg的某運(yùn)動(dòng)員在做俯臥撐運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中可將她的身體視為一根直棒．已知重心在c點(diǎn)，其垂線與腳、兩手連線中點(diǎn)間的距離Oa、Ob分別為0.9 m和0.6 m．若她在1 min內(nèi)做了30個(gè)俯臥撐，每次肩部上升的距離均為0.4 m，則克服重力做的功和相應(yīng)的功率約為(　　) A．430 J，7 W　　　　　　　 B．4 300 J，70 W C．720 J，12 W D．7 200 J，120 W 答案：B 2．(2019·紹興月考)水平地面上放一個(gè)重4 N的足球，一個(gè)小孩用10 N的力踢球，使球向前運(yùn)動(dòng)2 m

2、．關(guān)于小孩對(duì)球做功的下列說法中，正確的是(　　) A．小孩對(duì)球做功20 J B．小孩對(duì)球做功8 J C．小孩對(duì)球做功28 J D．題中條件不足，無法算出小孩對(duì)球做功的多少 解析：選D.小孩踢球的力是瞬時(shí)的，僅僅在小孩的腳與球接觸時(shí)才施加給球，并不是用恒定的10 N的力推動(dòng)足球前進(jìn)2 m，所以A錯(cuò)誤；同理，根據(jù)功的定義，B、C也錯(cuò)誤；小孩踢球時(shí)對(duì)球做的功，轉(zhuǎn)化為球所增加的能量(動(dòng)能)，表現(xiàn)為獲得初速度v0沿地面前進(jìn)，由于題中無法求出初速度，也不知道踢力作用在球上時(shí)球移動(dòng)的距離，因此無法算出小孩對(duì)球做功的多少． 3．質(zhì)量為m的汽車，啟動(dòng)后沿平直路面行駛，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒為P，且行駛過

3、程中受到的摩擦阻力大小一定，汽車能夠達(dá)到最大速度為v，那么當(dāng)汽車的速度為v時(shí)，汽車的瞬時(shí)加速度的大小為(　　) A. B. C. D. 解析：選B.以恒定功率起步的機(jī)車，因P＝Fv，v逐漸增大，F(xiàn)逐漸減小，即牽引力逐漸減小，所以機(jī)車做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，不再加速，速度達(dá)到最大，可知阻力為f＝F＝，則當(dāng)速度為v時(shí)，可求得牽引力F′＝＝3，則此時(shí)的加速度為a＝＝，故本題的正確選項(xiàng)為B. 4.當(dāng)前我國(guó)“高鐵”事業(yè)發(fā)展迅猛，假設(shè)一輛高速列車在機(jī)車牽引力和恒定阻力作用下，在水平軌道上由靜止開始啟動(dòng)，其v－t圖象如圖所示，已知0～t1時(shí)間內(nèi)為過原點(diǎn)的傾斜直線，t1

4、時(shí)刻達(dá)到額定功率P，此后保持功率P不變，在t3時(shí)刻達(dá)到最大速度v3，以后勻速運(yùn)動(dòng)．下列判斷正確的是(　　) A．從0至t3時(shí)間內(nèi)，列車一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng) B．t2時(shí)刻的加速度大于t1時(shí)刻的加速度 C．在t3時(shí)刻以后，機(jī)車的牽引力為零 D．該列車所受的恒定阻力大小為 解析：選D.0～t1時(shí)間內(nèi)，列車做勻加速運(yùn)動(dòng)，t1～t3時(shí)間內(nèi)，加速度逐漸變小，故A、B錯(cuò)誤；t3以后列車做勻速運(yùn)動(dòng)，牽引力大小等于阻力大小，故C錯(cuò)誤；勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)Ff＝F牽＝，故D正確． 5.(2017·11月浙江選考)如圖所示是具有登高平臺(tái)的消防車，具有一定質(zhì)量的伸縮臂能夠在5 min內(nèi)使承載4人的登高平臺(tái)(人連同平

5、臺(tái)的總質(zhì)量為400 kg)上升60 m到達(dá)滅火位置．此后，在登高平臺(tái)上的消防員用水炮滅火，已知水炮的出水量為3 m3/min，水離開炮口時(shí)的速率為20 m/s，則用于(　　) A．水炮工作的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率約為1×104 W B．水炮工作的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率約為4×104 W C．水炮工作的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率約為2.4×106 W D．伸縮臂抬升登高平臺(tái)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率約為800 W 答案：B 【課后達(dá)標(biāo)檢測(cè)】 一、選擇題 1．一輛汽車在平直公路上從靜止開始運(yùn)動(dòng)，假設(shè)汽車的功率保持不變，所受的阻力恒定，則下列說法正確的是(　　) A．汽車一直做勻加速運(yùn)動(dòng) B．汽車先勻加速運(yùn)動(dòng)，后勻速

6、運(yùn)動(dòng) C．汽車先勻加速運(yùn)動(dòng)，后勻減速運(yùn)動(dòng)直至靜止 D．汽車做加速度越來越小的加速運(yùn)動(dòng)，直至勻速運(yùn)動(dòng) 答案：D 2.(2019·湖州質(zhì)檢)如圖所示，細(xì)線的一端固定于O點(diǎn)，另一端系一小球，在水平拉力作用下，小球以恒定速率在豎直平面內(nèi)由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，在此過程中拉力的瞬時(shí)功率變化情況是(　　) A．逐漸增大　　　　　　　 B．逐漸減小 C．先增大，后減小 D．先減小，后增大 答案：A 3．如圖所示，木板可繞固定水平軸O轉(zhuǎn)動(dòng)．木板從水平位置OA緩慢轉(zhuǎn)到OB位置，木板上的物塊始終相對(duì)于木板靜止．在這一過程中，物塊的重力勢(shì)能增加了2 J．用FN表示物塊受到的支持力，用Ff表示物塊受

7、到的摩擦力．在此過程中，以下判斷正確的是(　　) A．FN和Ff對(duì)物塊都不做功 B．FN對(duì)物塊做功為2 J，F(xiàn)f對(duì)物塊不做功 C．FN對(duì)物塊不做功，F(xiàn)f對(duì)物塊做功為2 J D．FN和Ff對(duì)物塊所做功的代數(shù)和為0 答案：B 4．(2019·麗水高三期中)如圖所示為牽引力F和車速的倒數(shù)的關(guān)系圖象，若汽車質(zhì)量為2×103 kg，它由靜止開始沿平直的公路行駛，設(shè)阻力恒定且最大車速為30 m/s，則(　　) A．汽車所受的阻力為6×103 N B．汽車的速度為15 m/s時(shí)，功率為6×104 W C．汽車勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為3 m/s2 D．汽車勻加速所需的時(shí)間為7.5 s 答

8、案：B 5．(2019·溫州樂清期中)塔吊吊起貨物沿豎直方向勻速上升過程中，鋼絲繩對(duì)貨物的拉力及其功率變化說法正確的是(　　) A．拉力增大，功率不變 B．拉力不變，功率變大 C．拉力減小，功率變大 D．拉力不變，功率不變 解析：選D.因?yàn)樨浳飫蛩偕仙狥＝mg，則拉力不變，根據(jù)P＝Fv知，拉力功率不變．故D正確，A、B、C錯(cuò)誤． 6．(2019·寧波質(zhì)檢)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率是60 kW，汽車的質(zhì)量為2×103 kg，在平直路面上行駛，受到的阻力是車重的0.1.若汽車從靜止出發(fā)，以0.5 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，則出發(fā)50 s時(shí)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率為(g取10 m

9、/s2)(　　) A．25 kW B．50 kW C．60 kW D．75 kW 解析：選C.汽車受到的阻力Ff＝0.1mg＝2 000 N，汽車以0.5 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得F－Ff＝ma，解得F＝3 000 N，若50 s內(nèi)車做勻加速運(yùn)動(dòng)，則v＝at＝25 m/s，50 s末汽車功率P＝Fv＝75 000 W＝75 kW，但汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率是60 kW，則50 s 內(nèi)車不是勻加速運(yùn)動(dòng)，而是先勻加速運(yùn)動(dòng)后變加速運(yùn)動(dòng)，出發(fā)50 s時(shí)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率為60 kW，故C正確． 7．一輛汽車在平直的公路上以某一初速度運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中保持恒定的牽引功

10、率，其加速度a和速度的倒數(shù)的關(guān)系圖象如圖所示．若已知汽車的質(zhì)量，則根據(jù)圖象所給的信息，不能求出的物理量是(　　) A．汽車的功率 B．汽車行駛的最大速度 C．汽車所受到的阻力 D．汽車運(yùn)動(dòng)到最大速度所需的時(shí)間 解析：選D.由F－Ff＝ma，P＝Fv可得：a＝·－，對(duì)應(yīng)圖線可知，＝k＝40，可求出汽車的功率P，由a＝0時(shí)，＝0.05可得：vm＝20 m/s，再由vm＝，可求出汽車受到的阻力Ff，但無法求出汽車運(yùn)動(dòng)到最大速度的時(shí)間． 8．(2019·浙江溫嶺高二月考)如圖是武廣鐵路上某機(jī)車在性能測(cè)試過程中的v－t圖象，測(cè)試時(shí)機(jī)車先以恒定的牽引力F啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)使機(jī)車在水平鐵軌上由靜止開始運(yùn)

11、動(dòng)，t1時(shí)刻機(jī)車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，到t2時(shí)刻機(jī)車完全停下．圖象中θ>α，設(shè)整個(gè)測(cè)試過程中牽引力F做的功和克服摩擦力f做的功分別為W1、W2，0～t1時(shí)間內(nèi)F做功的平均功率和全過程克服摩擦力f做功的平均功率分別為P1、P2，則下列判斷正確的是(　　) A．W1>W2，F(xiàn)＝2f B．W1＝W2，F(xiàn)>2f C．P12f D．P1＝P2，F(xiàn)＝2f 解析：選B.機(jī)車整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，根據(jù)動(dòng)能定理有W1－W2＝0，所以W1＝W2，又P1＝，P2＝，因t2>t1，所以P1>P2；根據(jù)牛頓第二定律，機(jī)車的牽引力為F時(shí)的加速度大小a1＝，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后機(jī)車加速度大小a2＝，根據(jù)v－t圖象斜率的意

12、義可知a1>a2，即F－f>f，所以有F>2f，綜上分析可知，B正確． 9．一物體在粗糙的水平面上滑行．從某時(shí)刻起，對(duì)該物體再施加一水平恒力F，則在此后的一段時(shí)間內(nèi)(　　) A．如果物體改做勻速運(yùn)動(dòng)，則力F一定對(duì)物體做負(fù)功 B．如果物體改做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則力F一定對(duì)物體做正功 C．如果物體仍做勻減速運(yùn)動(dòng)，則力F一定對(duì)物體做負(fù)功 D．如果物體改做曲線運(yùn)動(dòng)，則力F一定對(duì)物體不做功 解析：選B.物體在粗糙的水平面上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)．施加一水平恒力F后，如果物體改做勻速運(yùn)動(dòng)，則力F一定與摩擦力等大、反向，與物體運(yùn)動(dòng)方向相同，對(duì)物體做正功，A錯(cuò)誤；如果物體改做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則力F一定與物

13、體運(yùn)動(dòng)方向相同，且大于摩擦力，力F對(duì)物體做正功，B正確；如果物體仍做勻減速運(yùn)動(dòng)，則力F可能與物體運(yùn)動(dòng)方向相同，但大小小于摩擦力，對(duì)物體做正功，也可能與物體運(yùn)動(dòng)方向相反，對(duì)物體做負(fù)功，C錯(cuò)誤；只要物體受力F與物體運(yùn)動(dòng)方向不共線，物體就做曲線運(yùn)動(dòng)，力F與速度的夾角既可以是銳角也可以是鈍角，還可以是直角，各種做功情況都有可能，D錯(cuò)誤． 10.(2019·舟山高二期中)在水平面上，有一彎曲的槽道弧AB，槽道由半徑分別為和R的兩個(gè)半圓構(gòu)成(如圖所示)，現(xiàn)用大小恒為F的拉力將一光滑小球從A點(diǎn)沿滑槽道拉至B點(diǎn)，若拉力F的方向時(shí)時(shí)刻刻均與小球運(yùn)動(dòng)方向一致，則此過程中拉力所做的功為(　　) A．0 B．

14、FR C.πFR D．2πFR 解析：選C.雖然拉力方向時(shí)刻改變，但力與運(yùn)動(dòng)方向始終一致，用微元法，在很小的一段位移內(nèi)可以看成恒力，小球的路程為πR＋π，則拉力做的功為πFR，故C正確． 二、非選擇題 11．(2019·杭州質(zhì)檢)電動(dòng)自行車是目前較為實(shí)用的代步工具，某廠生產(chǎn)的一種電動(dòng)自行車，設(shè)計(jì)質(zhì)量(包括人)m＝80 kg，動(dòng)力電源選用能量存儲(chǔ)為“36 V　10 A·h”(輸出電壓為36 V，工作電流與工作時(shí)間的乘積為10安培小時(shí))的蓄電池(不計(jì)內(nèi)阻)，所用電動(dòng)機(jī)的輸入功率有兩擋，分別為P1＝120 W和P2＝180 W，考慮到傳動(dòng)摩擦以及電機(jī)發(fā)熱等各種因素造成的損耗，電動(dòng)自行車行

15、駛時(shí)的功率為輸入功率的80%，如果電動(dòng)自行車在平直公路上行駛時(shí)所受阻力與行駛速率和自行車對(duì)地面的壓力都成正比，即Ff＝kmgv，其中k＝5.0×10－3s·m－1，g取10 m/s2. (1)電動(dòng)自行車分別采用兩擋行駛時(shí)，行駛的最長(zhǎng)時(shí)間分別是多少？ (2)求電動(dòng)自行車在平直公路上能達(dá)到的最大速度． (3)估算選用“功率高擋”時(shí)電動(dòng)自行車在平直公路上的最大行程． 解析：(1)根據(jù)公式P＝UI，可得兩擋電流分別為 I1＝＝ A，I2＝＝5 A 再根據(jù)電池容量可得t1＝＝3 h，t2＝＝2 h. (2)當(dāng)電動(dòng)自行車以最大功率行駛至勻速狀態(tài)時(shí)速度最大，則F牽＝Ff＝kmgvm F牽＝

16、 vm＝＝6 m/s. (3)忽略電動(dòng)自行車的啟動(dòng)和減速過程，可認(rèn)為電動(dòng)自行車能以最大速度行駛2 h，即 sm＝vmt＝43.2 km. 答案：見解析 12．如圖甲所示，在水平路段AB上有一質(zhì)量為2×103 kg的汽車，正以10 m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，汽車前方的水平路段BC較粗糙，汽車通過整個(gè)ABC路段的v－t圖象如圖乙所示(在t＝15 s處水平虛線與曲線相切)，運(yùn)動(dòng)過程中汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率保持20 kW不變，假設(shè)汽車在兩個(gè)路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空氣阻力等)各自有恒定的大小． (1)求汽車在AB路段上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力Ff1； (2)求汽車剛好到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的加速度a； (3)求BC路段的長(zhǎng)度． 解析：(1)汽車在AB路段時(shí)，有F1＝Ff1，P＝F1v1， Ff1＝，聯(lián)立解得：Ff1＝ N＝2 000 N. (2)t＝15 s時(shí)汽車處于平衡態(tài)，有F2＝Ff2，P＝F2v2，F(xiàn)f2＝， 聯(lián)立解得：Ff2＝ N＝4 000 N. t＝5 s時(shí)汽車開始減速運(yùn)動(dòng)，有F1－Ff2＝ma， 解得a＝－1 m/s2. (3)Pt－Ff2x＝mv－mv 解得x＝68.75 m. 答案：(1)2 000 N　(2)－1 m/s2　(3)68.75 m - 7 -