（浙江專用）2019版高考物理大二輪復(fù)習(xí)優(yōu)選習(xí)題 專題二 能量與動(dòng)量 提升訓(xùn)練6 功、功率.doc

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提升訓(xùn)練6　功、功率 1.小物塊P位于光滑的斜面Q上,斜面位于光滑的水平地面上(如圖所示),從地面上看,在小物塊沿斜面下滑的過程中,斜面對(duì)小物塊的作用力(　　) A.垂直于接觸面,做功為零 B.垂直于接觸面,做負(fù)功 C.不垂直于接觸面,做功為零 D.不垂直于接觸面,做正功 2.如圖所示,演員正在進(jìn)行雜技表演。由圖可估算出他將一只雞蛋拋出的過程中對(duì)雞蛋所做的功最接近于(　　) A.0.3 J B.3 J C.30 J D.300 J 3.(2018年3月杭州命題比賽)質(zhì)量為50 kg的同學(xué)在做仰臥起坐運(yùn)動(dòng),若該同學(xué)上半身的質(zhì)量約為全身質(zhì)量的35,她在1 min內(nèi)做了50個(gè)仰臥起坐,每次上半身重心上升的距離均為0.3 m,則她克服重力做的功W和相應(yīng)的功率P約為(　　) A.W=4 500 J　P=75 W B.W=450 J　P=7.5 W C.W=3 600 J　P=60 W D.W=360 J　P=6 W 4. (2018年2月寧波重點(diǎn)中學(xué)期末,7)如圖所示,自動(dòng)卸貨車靜止在水平地面上,在液壓機(jī)的作用下,車廂與水平方向的夾角緩慢增大,在貨物沒有滑動(dòng)之前的過程中,下列說法正確的是(　　) A.貨物受到的靜摩擦力減小 B.地面對(duì)貨車有水平向右的摩擦力 C.貨物受到的摩擦力對(duì)貨物做負(fù)功 D.貨物受到的支持力對(duì)貨物做正功 5.一質(zhì)量為m的物體靜止在粗糙的水平地面上,從t=0時(shí)刻開始受到方向恒定的水平拉力F作用,F與時(shí)間t的關(guān)系如圖甲所示。物體在t02時(shí)刻開始運(yùn)動(dòng),其v-t圖象如圖乙所示,若認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力,則(　　) A.物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2F0mg B.物體在t0時(shí)刻的加速度大小為2v0t0 C.物體所受合力在t0時(shí)刻的功率為2F0v0 D.水平力F在t0到2t0這段時(shí)間內(nèi)的平均功率為F02v0+F0t0m 6.(寧波諾丁漢大學(xué)附屬中學(xué)2017—2018學(xué)年第二學(xué)期期中)美國研發(fā)的強(qiáng)力武器軌道電磁炮在試射中,將炮彈以5倍音速,擊向200 km外的目標(biāo),射程為海軍常規(guī)武器的10倍,且破壞力驚人。電磁炮原理如圖所示,若炮彈質(zhì)量為m,水平軌道長L,寬為d,軌道摩擦不計(jì),炮彈在軌道上做勻加速運(yùn)動(dòng)。要使炮彈達(dá)到5倍音速(設(shè)音速為v),則(　　) A.炮彈在軌道上的加速度為v22L B.磁場(chǎng)力做的功為52mv2 C.磁場(chǎng)力做功的最大功率為125mv32L D.磁場(chǎng)力的大小為25mdv22L 7.物體受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直線運(yùn)動(dòng)。通過力和速度傳感器監(jiān)測(cè)到推力F、物體速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律分別如圖甲、乙所示。g取10 m/s2,則下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A.物體的質(zhì)量m=0.5 kg B.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4 C.第2 s內(nèi)物體克服摩擦力做的功W=2 J D.前2 s內(nèi)推力F做功的平均功率P=3 W 8.電動(dòng)自行車已成為人們出行的重要交通工具,下表為一輛電動(dòng)自行車的銘牌上給出的技術(shù)參數(shù)。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以得出(g取10 m/s2) 規(guī)格 后輪驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī) 車型 26英寸 額定輸出功率 160 W 整車質(zhì)量 40 kg 額定電壓 40V 最大載量 120 kg 額定電流 5 A 水平路面額定功率下滿載行駛最大速度 10 m/s A.電動(dòng)機(jī)在正常工作時(shí)的輸出功率為40 W B.水平路面上額定功率下且滿載最大速度行駛過程中,電動(dòng)自行車所受阻力為20 N C.在額定電壓下,電動(dòng)機(jī)突然卡死時(shí),電動(dòng)機(jī)的總功率為200 W D.電動(dòng)自行車在額定功率情況下正常行駛1小時(shí)消耗電能為7.2105 J 9.某品牌汽車在某次測(cè)試過程中數(shù)據(jù)如下表所示,請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)回答問題。 整車行駛質(zhì)量 1 500 kg 額定功率 75 kW 加速過程 車輛從靜止加速到108 km/h所需時(shí)間為10 s 制動(dòng)過程 車輛以36 km/h行駛時(shí)的制動(dòng)距離為5.0 m 已知汽車在水平公路上沿直線行駛時(shí)所受阻力Ff跟行駛速率v和汽車所受重力mg的乘積成正比,即Ff=kmgv,其中k=2.010-3 s/m。重力加速度g取10 m/s2。 (1)若汽車加速過程和制動(dòng)過程都做勻變速直線運(yùn)動(dòng),求這次測(cè)試中加速過程的加速度大小a1和制動(dòng)過程的加速度大小a2; (2)求汽車在水平公路上行駛的最大速度vm; (3)把該汽車改裝成同等功率的純電動(dòng)汽車,其他參數(shù)不變。若電源功率轉(zhuǎn)化為汽車前進(jìn)的機(jī)械功率的效率η=90%。假設(shè)1 kWh電能的售價(jià)為0.50 元(人民幣),求電動(dòng)汽車在平直公路上以最大速度行駛的距離l=100 km時(shí)所消耗電能的費(fèi)用。結(jié)合此題目,談?wù)勀銓?duì)電動(dòng)汽車的看法。 10.某次登陸演練中,假設(shè)一艘戰(zhàn)艦因噸位大吃水太深,只能停錨在距離海岸登陸點(diǎn)s=1 km處,登陸隊(duì)員需要從較高的軍艦甲板上,利用繩索下滑到登陸快艇上再行登陸接近目標(biāo)。若繩索兩端固定好后,與豎直方向的夾角θ=30,為保證行動(dòng)最快,隊(duì)員甲先無摩擦自由加速下滑到某最大速度,再靠摩擦勻減速滑至快艇,速度剛好為零;在隊(duì)員甲開始下滑時(shí),隊(duì)員乙在甲板上同時(shí)向快艇以速度v0=33 m/s平拋救生圈,第一個(gè)剛落到快艇上,接著拋第二個(gè),結(jié)果第二個(gè)救生圈剛好與甲隊(duì)員同時(shí)抵達(dá)快艇。若人的質(zhì)量為m,重力加速度g取10 m/s2,問: (1)軍艦甲板到快艇的豎直高度H是多少?隊(duì)員甲在繩索上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t0是多少? (2)若加速過程與減速過程中的加速度大小相等,則隊(duì)員甲在何處速度最大?最大速度多大? (3)若登陸艇額定功率為5 kW,載人后連同裝備總質(zhì)量為1103 kg,從靜止開始以最大功率向登陸點(diǎn)加速靠近,到達(dá)岸邊時(shí)剛好能達(dá)到最大速度10 m/s,則登陸艇運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t是多少?(忽略初始時(shí)登陸艇與戰(zhàn)艦之間的距離) 11.嚴(yán)重的霧霾天氣,對(duì)國計(jì)民生已造成了嚴(yán)重的影響。汽車尾氣是形成霧霾的重要污染源,“鐵腕治污”已成為國家的工作重點(diǎn)。地鐵列車可實(shí)現(xiàn)零排放,大力發(fā)展地鐵,可以大大減少燃油公交車的使用,減少汽車尾氣排放。若一地鐵列車從甲站由靜止啟動(dòng)后做直線運(yùn)動(dòng),先勻加速運(yùn)動(dòng)20 s達(dá)最高速度72 km/h,再勻速運(yùn)動(dòng)80 s,接著勻減速運(yùn)動(dòng)15 s到達(dá)乙站停住。設(shè)列車在勻加速運(yùn)動(dòng)階段牽引力為1106 N,勻速運(yùn)動(dòng)階段牽引力的功率為6103 kW,忽略勻減速運(yùn)動(dòng)階段牽引力所做的功。 (1)求甲站到乙站的距離; (2)如果燃油公交車運(yùn)行中做的功與該列車從甲站到乙站牽引力做的功相同,求公交車排放氣態(tài)污染物的質(zhì)量。(燃油公交車每做1 J功排放氣態(tài)污染物310-6 g) 12.如圖甲所示,電動(dòng)機(jī)通過繞過光滑定滑輪的細(xì)繩與放在傾角為30的光滑斜面上的物體相連,啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)后物體沿斜面上升。在0~3 s時(shí)間內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖乙所示,其中除1~2 s時(shí)間段圖象為曲線外,其余時(shí)間段圖象均為直線。1 s后電動(dòng)機(jī)的輸出功率保持不變。已知物體的質(zhì)量為2 kg,重力加速度g取10 m/s2。求: (1)1 s后電動(dòng)機(jī)的輸出功率P; (2)物體運(yùn)動(dòng)的最大速度vm; (3)在0~3 s內(nèi)電動(dòng)機(jī)所做的功。 13.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定牽引功率為60 kW,汽車質(zhì)量為5 t,汽車在水平路面上行駛時(shí),阻力是車重的110,試問:(g取10 N/kg) (1)汽車保持以額定功率從靜止啟動(dòng)后能達(dá)到的最大速度是多少? (2)若汽車從靜止開始,保持以0.5 m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),這一過程能維持多長時(shí)間?  提升訓(xùn)練6　功、功率 1.B　解析 由于斜面光滑,斜面對(duì)物體的作用力是彈力,總是垂直于接觸面,由于斜面后退,小物塊對(duì)地位移與接觸面不平行且與彈力的夾角為鈍角,所以斜面對(duì)小物塊的彈力做負(fù)功,B正確。 2.A　解析 一個(gè)雞蛋大約50 g,根據(jù)人的身高估測(cè)雞蛋拋出的高度大約為60 cm,則將一只雞蛋拋出的過程中,對(duì)雞蛋做的功約等于雞蛋重力勢(shì)能的增加量,即W=mgh=5010-3106010-2 J=0.3 J,A正確。 3.A　解析 每次上半身重心上升的距離均為0.3 m,則她每一次克服重力做的功:W=35mgh=3550100.3 J=90 J,1 min內(nèi)克服重力所做的功:W總=50W=5090 J=4 500 J,相應(yīng)的功率約為P=W總t=4 50060 W=75 W,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。 4.D 5.D　解析 由題圖知在t02時(shí)刻,物體剛被拉動(dòng),有F0=μmg,則μ=F0mg,A錯(cuò)誤;在t0時(shí)刻加速度大于v0t02=2v0t0,B錯(cuò)誤;物體在t0時(shí)刻的合力F=2F0-μmg=F0,功率P=Fv0=F0v0,C錯(cuò)誤;t0~2t0時(shí)間內(nèi),加速度為a=2F0-μmgm=F0m,2t0時(shí)刻的速度為v=v0+at0,t0~2t0時(shí)間內(nèi)的平均速度v=v0+v2,平均功率P=2F0v,聯(lián)立得P=F02v0+F0t0m,D正確。 6.C　解析 由題知,2aL=(5v)2-0,故a=25v22L,A錯(cuò)誤;設(shè)磁場(chǎng)力為F,則F=ma=25mv22L,磁場(chǎng)力做功W=FL=25mv22,故B、D錯(cuò)誤;磁場(chǎng)力做功的最大功率Pm=Fvm=125mv32L,故C正確。 7.D 8.D　解析 電動(dòng)機(jī)在正常工作時(shí)輸出的功率為160 W,故A錯(cuò);Ff=P輸出v=16 N,故B錯(cuò);在額定電壓下,電動(dòng)機(jī)卡死,電流大于5 A,故功率大于200 W,故C錯(cuò);W=UIt=7.2105 J,故D對(duì)。 9.答案 (1)a1=3 m/s2,a2=10 m/s2　(2)50 m/s　(3)23.2 元　可以從行駛費(fèi)用、環(huán)保和減排等角度說明 解析 (1)加速過程的加速度大小 a1=ΔvΔt=108km/h10s=3 m/s2 制動(dòng)過程滿足2(-a2)x=vt2-v02 解得加速度大小a2=10 m/s2。 (2)當(dāng)汽車的速度達(dá)到最大時(shí),汽車受到的牽引力與阻力相等。 滿足Pm=Ffvm,即Pm=kmgvm2 解得vm=50 m/s。 (3)以最大速度行駛過程中,克服阻力所做的功 Wf=Ffl=kmgvml 代入數(shù)據(jù),解得Wf=1.5108 J 消耗電能E=Wfη≈1.667108 J≈46.3 kWh 所以,以最大速度行駛100 km的費(fèi)用 Y=46.30.5元=23.15元≈23.2元 可以從行駛費(fèi)用、環(huán)保和減排等角度說明。 10.答案 (1)H=16.2 m,t0≈3.6 s　(2)甲在繩索中點(diǎn)處速度最大,vm≈10.39 m/s　(3)110 s 解析 (1)救生圈做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,有H=12gt2 ① Htanθ=v0t ② 設(shè)人下滑時(shí)間為t0,由題意知t0=2t ③ 聯(lián)立①②③得H=16.2 m,t0≈3.6 s。 (2)由幾何關(guān)系得繩索長 l=Hcos30≈18.7 m④ 因加速過程與減速過程的加速度大小相等,所以,甲在繩索中點(diǎn)處速度最大, 由12vmt0=l ⑤ 得vm=2lt0≈10.39 m/s。 ⑥ (3)加速過程有P額t-Ffs=12mvm2 ⑦ 加速到最大速度時(shí)vm=P額Ff ⑧ 聯(lián)立⑦⑧解得t=110 s。 11.答案 (1)1 950 m　(2)2.04 kg 解析 (1)設(shè)列車勻加速直線運(yùn)動(dòng)階段所用的時(shí)間為t1,距離為s1;在勻速直線運(yùn)動(dòng)階段所用的時(shí)間為t2,距離為s2,速度為v;在勻減速直線運(yùn)動(dòng)階段所用的時(shí)間為t3,距離為s3;甲站到乙站的距離為s。則 s1=12vt1① s2=vt2② s3=12vt3③ s=s1+s2+s3④ 聯(lián)立①②③④式并代入數(shù)據(jù)得s=1 950 m。⑤ (2)設(shè)列車在勻加速直線運(yùn)動(dòng)階段的牽引力為F,所做的功為W1;在勻速直線運(yùn)動(dòng)階段的牽引力的功率為P,所做的功為W2。設(shè)燃油公交車與該列車從甲站到乙站做相同的功W,排放氣態(tài)污染物的質(zhì)量為m。則 W1=Fs1⑥ W2=Pt2⑦ W=W1+W2⑧ m=(310-9 kgJ-1)W⑨ 聯(lián)立①⑥⑦⑧⑨式并代入數(shù)據(jù)得 m=2.04 kg。⑩ 12.答案 (1)100 W　(2)10 m/s　(3)250 J 解析 (1)設(shè)物體的質(zhì)量為m,在時(shí)間t1=1 s內(nèi),做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a,1 s末物體的速度大小達(dá)到v1,此過程中,細(xì)線拉力的大小為F1,則根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律可得v1=at1,F1-mgsin30=ma 其中由題圖可知v1=5 m/s 在1 s末設(shè)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P,則由功率公式可得P=F1v1 聯(lián)立解得a=5 m/s2,P=100 W。 (2)當(dāng)物體達(dá)到最大速度vm后,設(shè)細(xì)繩的拉力大小為F2,由牛頓第二定律和功率的公式可得F2-mgsin30=0,P= F2vm 聯(lián)立解得vm=10 m/s。 (3)在時(shí)間t1=1 s內(nèi),物體的位移為x,電動(dòng)機(jī)做的功為W1,則由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式及動(dòng)能定理有x=12at12,W1-mgxsin30=12mv12,解得W1=50 J 設(shè)在時(shí)間t=3 s內(nèi)電動(dòng)機(jī)做的功為W,則W=W1+P(t- t1)=250 J。 13.答案 (1)12 m/s　(2)16 s 解析 (1)當(dāng)a=0時(shí),速度最大,此時(shí)F=Ff=1105 00010 N=5 000 N,則vm=PF=601035 000 m/s=12 m/s。 (2)牽引力F=Ff+ma=5 000 N+5 0000.5 N=7 500 N,勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度v=PF=60 0007 500 m/s=8 m/s,t=80.5 s=16 s。