（新課標(biāo)）2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時作業(yè)21 功和功率（含解析）新人教版

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1、功和功率一、選擇題1如圖所示，力F大小相等，物體沿水平面運動的位移l也相同，下列哪種情況F做功最少()答案D解析A項中，拉力做功為：WFs；B項中，拉力做功為：WFscos30Fs；C項中，拉力做功為：WFscos30Fs；D項中，拉力做功為：WFscos60Fs；故D圖中拉力F做功最小2(2018海南)某大瀑布的平均水流量為5 900 m3/s，水的落差為50 m已知水的密度為1.00103 kg/m3.在大瀑布水流下落過程中，重力做功的平均功率約為()A3106 WB3107 WC3108 W D3109 W答案D解析設(shè)在很短時間t內(nèi)有質(zhì)量為m的水落下，重力做功的平均功率P水的質(zhì)量mQt代

2、入數(shù)據(jù)解得，P3109 W.3.如圖所示，光滑斜面放在水平面上，斜面上用固定的豎直擋板擋住一個光滑的重球當(dāng)整個裝置沿水平面向左減速運動的過程中，關(guān)于重球所受各力做功情況的說法中錯誤是()A重力不做功B斜面對球的彈力一定做正功C擋板對球的彈力可能不做功D擋板對球的彈力一定做負(fù)功答案C解析對小球進行受力分析如圖：重力方向與位移方向垂直，重力不做功，故A項正確由于整個裝置向左減速運動，加速度水平向右，則N10，N1的方向與位移方向相反，所以N1一定做負(fù)功故C項錯誤，D項正確豎直方向受力平衡，則得N20，且N2與位移的夾角為銳角，斜面對球的彈力一定做正功故B項正確4.如圖所示，質(zhì)量相同的兩物體從同一高

3、度由靜止開始運動，A沿著固定在地面上的光滑斜面下滑，B做自由落體運動兩物體分別到達(dá)地面時，下列說法正確的是()A重力的平均功率PAPBB重力的平均功率PAPBC重力的瞬時功率PAPBD重力的瞬時功率PAtB，由P知PAPB，A、B兩項錯誤；由勻變速直線運動公式可知落地時兩物體的速度大小相等，方向不同，重力的瞬時功率PAmgvsin，PBmgv，顯然PAPB，故C項錯誤，D項正確5(2018黃浦區(qū)二模)質(zhì)量為m的汽車，起動后沿平直路面行駛，如果發(fā)動機的功率恒為P，且行駛過程中受到的阻力大小一定，汽車速度能夠達(dá)到的最大值為v，那么當(dāng)汽車的車速為時，汽車的瞬時加速度的大小為()A. B.C. D.答

4、案A解析當(dāng)牽引力等于阻力時，速度最大，根據(jù)PFvfv得，阻力的大小f.當(dāng)速度為時，牽引力F，根據(jù)牛頓第二定律得，加速度a.故A項正確，B、C、D三項錯誤6(2018課標(biāo)全國)(多選)地下礦井中的礦石裝在礦車中，用電機通過豎井運送到地面某豎井中礦車提升的速度大小v隨時間t的變化關(guān)系如圖所示，其中圖線分別描述兩次不同的提升過程，它們變速階段加速度的大小都相同；兩次提升的高度相同，提升的質(zhì)量相等不考慮摩擦阻力和空氣阻力對于第次和第次提升過程()A礦車上升所用的時間之比為45B電機的最大牽引力之比為21C電機輸出的最大功率之比為21D電機所做的功之比為45答案AC解析A項，設(shè)第次提升過程礦車上升所用的

5、時間為t.根據(jù)vt圖像的面積表示位移，得：v0(t2t0)解得t2.5t0.所以第次和第次提升過程礦車上升所用的時間之比為2t0t45，故A項正確B項，兩次礦車勻加速運動的加速度相同，所以電機的最大牽引力相等，故B項錯誤C項，設(shè)電機的最大牽引力為F.第次電機輸出的最大功率為P1Fv0，第次電機輸出的最大功率為P2Fv0，因此電機輸出的最大功率之比為21，故C項正確D項，電機所做的功與重力做功之和為零，因此電機做功之比為W1W211，故D項錯誤7.如圖所示，在傾角為的斜面(足夠長)上某點，以速度v0水平拋出一個質(zhì)量為m的小球，則在小球從拋出至離開斜面最大距離時，其重力的瞬時功率為(重力加速度為g

6、)()Amgv0sin B.mgv0sinCmg Dmgv0tan答案D解析將平拋運動分解為沿斜面方向和垂直于斜面方向，則y方向上的分速度vyv0sin，y方向上的加速度aygcos.當(dāng)y方向上的分速度為零時，小球距離斜面最遠(yuǎn)，則t則豎直方向獲得的速度為vygtv0tan，故重力的瞬時功率為Pmgvymgv0tan，故D項正確8(2018丹東一模)一汽車在平直公路上行駛從某時刻開始計時，發(fā)動機的功率P隨時間t的變化如圖所示假定汽車所受阻力的大小f恒定不變下列描述該汽車的速度v隨時間t變化的圖像中，可能正確的是()答案A解析在0t1時間內(nèi)，如果勻速，則vt圖像是與時間軸平行的直線，如果是加速，v

7、t圖像先是平滑的曲線，后是平行于橫軸的直線；在t1t2時間內(nèi)，功率突然減小，由PFv知，故牽引力突然減小，是減速運動，根據(jù)PFv，由于速度逐漸減小，且功率恒定，故牽引力逐漸增加；加速度減小，是加速度減小的減速運動，當(dāng)加速度為0時，汽車開始做勻速直線運動，此時速度v2.所以在t1t2時間內(nèi)，即vt圖像也先是平滑的曲線，后是平行于橫軸的直線故A項正確，B、C、D三項錯誤9(2018溫州模擬)近幾年有軌電車在我國多個城市開通運營給該車充電的充電樁安裝在公交站點，在乘客上下車的時間里可把電容器充滿假設(shè)這種電車的質(zhì)量(含乘客)m15 t，充電樁電能轉(zhuǎn)化電車機械能的效率為75%，以速度10 m/s正常勻速

8、行駛時，一次充滿可持續(xù)正常行駛5 km，電車受到的平均阻力為車重的0.02倍，則()A這種電車正常勻速行駛時發(fā)動機輸出功率為3103 WB若某次進站從接近沒電到充滿電，電車從充電樁所獲得的能量為1.5107 JC若某次進站從接近沒電到充滿電用時20 s，則充電樁為電車充電時的平均功率為1106 WD若按電價0.72元/kWh來計算，從接近沒電到充滿電需要電費40.0元答案C解析A項，電車的重力：Gmg15103kg10 N/kg1.5105 N，所受阻力：f0.02G0.021.5105 N3 000 N，電車勻速行駛，則牽引力Ff3 000 N，電車正常勻速行駛時的功率：P行Fv3 000

9、N10 m/s3.0104 W，故A項錯誤；B項，電車每次充滿電后持續(xù)正常行駛5 km，電車做功：WFs3103 N5103 m1.5107 J，電車從充電樁所獲得的能量：E2107 J，故B項錯誤；C項，若某次進站從接近沒電到充滿電用時20 s，則充電樁為電車充電時的平均功率為P1106 W，故C項正確；D項，若按電價0.72元/kWh來計算，從接近沒電到充滿電需要電費Y0.72元4元，故D項錯誤10(2018南平二模)(多選)一輛機動車在平直的公路上由靜止啟動如圖所示，圖線A表示該車運動的速度與時間的關(guān)系，圖線B表示該車的功率與時間的關(guān)系設(shè)機車在運動過程中阻力不變，則以下說法正確的是()A

10、022 s內(nèi)機動車先做加速度逐漸減小的加速運動，后做勻速運動B運動過程中機動車所受阻力為1 500 NC機動車速度為5 m/s時牽引力大小為3103 ND機動車的質(zhì)量為562.5 kg答案BD解析A項，根據(jù)速度時間圖像可知，機動車先做勻加速運動，后做變加速運動，最后做勻速運動，故A項錯誤；B項，最大速度vm12 m/s，根據(jù)圖線B可以機車的額定功率為：P018 000 W，當(dāng)牽引力等于阻力時，速度取到最大值，則阻力為：f N1 500 N，故B項正確；C項，06 s內(nèi)的加速度為：a m/s2 m/s2，勻加速運動的牽引力為：F N2 250 N，保持不變，故C項錯誤；D項，根據(jù)牛頓第二定律得：

11、Ffma解得：m562.5 kg，故D項正確11(多選)完全相同的兩輛汽車，都拖著完全相同的拖車，以相同的速度在平直公路上以速度v勻速齊頭并迸，汽車與拖車的質(zhì)量均為m，某一時刻兩拖車同時與汽車脫離之后，甲汽車保持原來的牽引力繼續(xù)前進，乙汽車保持原來的功率繼續(xù)前進，經(jīng)過一段時間后甲車的速度變?yōu)?v，乙車的速度變?yōu)?.5v，若路面對汽車的阻力恒為車重的0.1倍，取g10 m/s2，則此時()A甲乙兩車在這段時間內(nèi)的位移之比為43B甲車的功率增大到原來的4倍C甲乙兩車在這段時間內(nèi)克服阻力做功之比為1211D甲乙兩車在這段時間內(nèi)牽引力做功之比為32答案CD解析汽車拖著拖車時做勻速運動，受牽引力F0.1

12、2mg，P10.12mgv.拖車脫離后，對甲車，因為保持牽引力不變，有F0.1mgma，2vvat，聯(lián)立解得a1 m/s2，tv(s)，x1vtat2v2，對乙車，因為保持功率不變，由動能定理：P1t0.1mgx2m(1.5v)2mv2，解得x2v2，故有，A項錯誤；甲車的功率與速度成正比，故B項錯誤；汽車克服阻力做功為Wfx，故，C項正確；而牽引力做功之比，D項正確12.(2018衡水一模)(多選)根據(jù)列車顯示屏上的速度顯示每隔五秒鐘記錄一次速度值，畫出了從列車啟動到達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)速度的一段時間內(nèi)的速度時間圖線如圖所示其中OA段為直線，AB段為曲線，BC段為直線.60 s后，列車以額定功率行駛通過

13、查閱資料可知動車組列車總質(zhì)量為600 t，列車運行機械阻力恒為1.46104 N，列車運行速度在200 km/h以下時空氣阻力f風(fēng)kv2(k6.00 Nm2s2，v為列車速度)小明根據(jù)以上信息做出的以下判斷正確的是()A啟動最初60 s時間內(nèi)動車組牽引力和空氣阻力做的總功約1.3107 JB動車組的額定功率可達(dá)9.6103 kWC列車速度為180 km/h時的加速度約為0.27 m/s2D以標(biāo)準(zhǔn)速度勻速行駛時的空氣阻力為6.0104 N答案BC解析A項，108 km/h30 m/s，180 km/h50 m/s，360 km/h100 m/s由圖可知，在前60 s內(nèi)，物體的位移是：xv1t13

14、060 m900 m前60 s內(nèi)，牽引力、機械阻力與空氣阻力做功，由動能定理可得：(Ff1f2)xmv12可知，在啟動最初60 s時間內(nèi)動車組牽引力和空氣阻力做的總功：W(Ff2)xmv12f1x代入數(shù)據(jù)可得：W2.8107 J故A項錯誤；B項，由題圖可知，0t1階段，汽車做勻加速直線運動，a，當(dāng)速度是30 m/s時，空氣阻力：f21kv126.00302 N5 400 N由牛頓第二定律可得：F1f1f21ma，代入數(shù)據(jù)聯(lián)立得，F(xiàn)13.2105 N，所以，機車的功率：PF1v13.210530 W9.6106 W9.6103 kW.故B項正確；C項，列車速度為180 km/h50 m/s時的加

15、速度的牽引力：F2，f22kv2由牛頓第二定律可得：F2f1f22ma代入數(shù)據(jù)，聯(lián)立得：a0.27 m/s2.故C項正確；D項，在標(biāo)準(zhǔn)速度勻速行駛時的：PF3v3；勻速運動時，受力平衡，得：F3f1f23代入數(shù)據(jù)，聯(lián)立得：f238.14104 N，故D項錯誤二、非選擇題13質(zhì)量為1.0103 kg的汽車，沿傾角為30的斜坡由靜止開始運動，汽車在運動過程中所受摩擦阻力大小恒為2 000 N，汽車發(fā)動機的額定輸出功率為5.6104 W，開始時以a1 m/s2的加速度做勻加速運動(g10 m/s2)求：(1)汽車做勻加速運動的時間t1；(2)汽車所能達(dá)到的最大速率；(3)若斜坡長143.5 m，且認(rèn)為汽車到達(dá)坡頂之前，已達(dá)到最大速率，則汽車從坡底到坡頂需多長時間？答案(1)7 s(2)8 m/s(3)22 s解析(1)由牛頓第二定律得Fmgsin30Ffma設(shè)勻加速過程的末速度為v，則有PFvvat1解得t17 s(2)當(dāng)達(dá)到最大速度vm時，a0，則有P(mgsin30Ff)vm解得vm8 m/s(3)汽車勻加速運動的位移x1at12在后一階段對汽車由動能定理得Pt2(mgsin30Ff)x2mvm2mv2又有xx1x2解得t215 s故汽車運動的總時間為tt1t222 s.8