（課標(biāo)通用）高考物理一輪復(fù)習(xí) 作業(yè)21 功和功率（含解析）-人教版高三全冊(cè)物理試題

作業(yè)21功和功率 一、選擇題1如圖211所示，站在做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的車(chē)廂里的人向前推車(chē)廂壁，以下關(guān)于人對(duì)車(chē)做功的說(shuō)法中正確的是()圖211A做正功 B做負(fù)功C不做功 D無(wú)法確定解析：在水平方向上，人對(duì)車(chē)的作用力有兩個(gè)：一個(gè)是人對(duì)車(chē)壁向前的推力F，另一個(gè)是人對(duì)車(chē)廂地板向后的摩擦力F.由于人隨車(chē)向前做勻加速運(yùn)動(dòng)，所以車(chē)對(duì)人的總作用力是向前的，由牛頓第三定律可知人對(duì)車(chē)的總作用力是向后的所以此合力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，人對(duì)車(chē)做的總功為負(fù)功，所以B正確答案：B圖2122如圖212所示，木塊B上表面是水平的，當(dāng)木塊A置于B上，并與B保持相對(duì)靜止，一起沿固定的光滑斜面由靜止開(kāi)始下滑，在下滑過(guò)程中()AA所受的合外力對(duì)A不做功BB對(duì)A的彈力做正功CB對(duì)A的摩擦力做正功DA對(duì)B做正功解析：A、B一起沿固定的光滑斜面由靜止開(kāi)始下滑，加速度為gsin.由于A速度增大，由動(dòng)能定理，A所受的合外力對(duì)A做功，B對(duì)A的摩擦力做正功，B對(duì)A的彈力做負(fù)功，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，C正確A對(duì)B不做功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：C3質(zhì)量為m的汽車(chē)，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(guò)程中受到的摩擦阻力大小一定，汽車(chē)速度能夠達(dá)到的最大值為v，那么當(dāng)汽車(chē)的車(chē)速為時(shí)，汽車(chē)的瞬時(shí)加速度的大小為()A.B.C. D.解析：當(dāng)汽車(chē)牽引力等于阻力時(shí)，速度最大，則阻力Ff，當(dāng)速度為時(shí)，牽引力F，由牛頓第二定律得FFfma，解得a，選項(xiàng)C正確答案：C4(江西余江一中二模)如圖213甲所示，靜止在水平地面上的物塊受到水平拉力F的作用，F(xiàn)與時(shí)間t的關(guān)系如圖213乙所示，設(shè)物塊與地面之間的最大靜摩擦力fm大小與滑動(dòng)摩擦力大小相等，則()圖213A0t1時(shí)間內(nèi)所受摩擦力大小不變Bt1t2時(shí)間內(nèi)物塊做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)Ct2時(shí)刻物塊的速度最大Dt2t3時(shí)間內(nèi)物塊克服摩擦力做功的功率增大解析：在0t1時(shí)間內(nèi)水平拉力小于最大靜摩擦力，物塊保持不動(dòng)，摩擦力大小逐漸增大，故A錯(cuò)誤；t1t2時(shí)間內(nèi)，拉力逐漸增大，摩擦力不變，根據(jù)牛頓第二定律可知，加速度逐漸增大，故B錯(cuò)誤；t1t3時(shí)間內(nèi)，合力向前，物塊一直加速前進(jìn)，t3時(shí)刻后合力反向，物塊要做減速運(yùn)動(dòng)，所以t3時(shí)刻物塊速度最大，故C錯(cuò)誤；t2t3時(shí)間內(nèi)物塊速度逐漸增大，摩擦力大小不變，根據(jù)Pfv可知物塊克服摩擦力的功率增大，故D正確答案：D5(銀川模擬)有一種太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的小車(chē)，當(dāng)太陽(yáng)光照射到小車(chē)上方的光電板時(shí)，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)小車(chē)前進(jìn)若質(zhì)量為m的小車(chē)在平直的水泥路上從靜止開(kāi)始沿直線(xiàn)加速行駛，經(jīng)過(guò)時(shí)間t前進(jìn)的距離為x，且速度達(dá)到最大值vm.設(shè)這一過(guò)程中電動(dòng)機(jī)的功率恒為P，小車(chē)所受阻力恒為Ff，那么這段時(shí)間內(nèi)()A小車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)B小車(chē)受到的牽引力逐漸增大C小車(chē)受到的合外力所做的功為PtD小車(chē)受到的牽引力做的功為Ffxmv解析：小車(chē)在運(yùn)動(dòng)方向上受牽引力F和阻力Ff，因?yàn)関增大，P不變，由PFv，F(xiàn)Ffma，得出F逐漸減小，a也逐漸減小，當(dāng)vvm時(shí)，a0，故A、B均錯(cuò)；合外力做的功W外PtFfx，由動(dòng)能定理得PtFfxmv，故C錯(cuò)誤，D正確答案：D6質(zhì)量為5×103 kg的汽車(chē)在水平路面上由靜止開(kāi)始以加速度a2 m/s2開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所受阻力是1.0×103 N，則汽車(chē)勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中()A第1 s內(nèi)汽車(chē)所受牽引力做功為1.0×104 JB第1 s內(nèi)汽車(chē)所受合力的平均功率20 kWC第1 s末汽車(chē)所受合力的瞬時(shí)功率為22 kWD第1 s末汽車(chē)所受牽引力的瞬時(shí)功率為22 kW解析：據(jù)牛頓第二定律Ffma得牽引力Ffma1.1×104 N第1 s內(nèi)汽車(chē)位移xat21 m，第1 s末汽車(chē)速度vat2 m/s，汽車(chē)合力F合ma1×104 N，則第1 s內(nèi)汽車(chē)牽引力做功：WFFx1.1×104 J，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；第1 s內(nèi)合力做功：WF合x(chóng)1×104 J，平均功率1×104 W，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；1 s末合力的瞬時(shí)功率P合F合v2×104 W，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；1 s末牽引力瞬時(shí)功率PFv2.2×104 W22 kW，故D項(xiàng)正確答案：D圖2147(多選)質(zhì)量為m2 kg的物體沿水平面向右做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，t0時(shí)刻受到一個(gè)水平向左的恒力F，此后物體的vt圖象如圖214所示，取水平向右為正方向，g取10 m/s2，則()A物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.05B10 s末恒力F的瞬時(shí)功率為6 WC10 s末物體在計(jì)時(shí)起點(diǎn)左側(cè)4 m處D010 s內(nèi)恒力F做功的平均功率為0.6 W解析：由圖線(xiàn)可知04 s內(nèi)的加速度：a1 m/s22 m/s2，可得：Fmgma1；由圖線(xiàn)可知410 s內(nèi)的加速度：a2 m/s21 m/s2，可得：Fmgma2；解得：F3 N，0.05，選項(xiàng)A正確；10 s末恒力F的瞬時(shí)功率為P10Fv103×6 W18 W，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；04 s內(nèi)的位移x1×4×8 m16 m，410 s內(nèi)的位移x2×6×6 m18 m，故10 s末物體在計(jì)時(shí)起點(diǎn)左側(cè)2 m處，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；010 s內(nèi)恒力F做功的平均功率為 W0.6 W，選項(xiàng)D正確答案：AD8(多選)如圖215所示，某一百貨商場(chǎng)內(nèi)自動(dòng)電梯以恒定速度v0勻速上升，一個(gè)質(zhì)量為m的人沿電梯勻速往上走，在時(shí)間t內(nèi)走完此電梯若電梯長(zhǎng)為l，電梯斜面傾角為，則()圖215A電梯對(duì)該人做功為mglsinB電梯對(duì)該人做功為mgv0tsinC重力的功率為D重力的功率為mgv0sin解析：對(duì)人受力分析可知，人在勻速通過(guò)電梯過(guò)程中，重力和電梯的支持力平衡，重心的位移為l，傳送距離為xv0t，人克服重力做的功WGmglsin，重力的功率P，電梯對(duì)人做的功Wmgxsinmgv0tsin，故選項(xiàng)B、C正確答案：BC9(廣州調(diào)研)(多選)用起重機(jī)提升貨物，貨物上升過(guò)程中的vt圖象如圖216所示，在t3 s到t5 s內(nèi)，重力對(duì)貨物做的功為W1、繩索拉力對(duì)貨物做的功為W2、貨物所受合力做的功為W3，則()圖216AW1>0 BW2<0CW2>0 DW3<0解析：分析題圖可知，貨物一直向上運(yùn)動(dòng)，根據(jù)功的定義式可得：重力做負(fù)功，拉力做正功，即W1<0，W2>0，A、B錯(cuò)誤，C正確；根據(jù)動(dòng)能定理：合力所做的功W30mv2，v2 m/s，即W3<0，D正確答案：CD10(山東青島一模)(多選)如圖217所示，F(xiàn)t圖象表示某物體所受的合外力F隨時(shí)間的變化關(guān)系，t0時(shí)物體的初速度為零，則下列說(shuō)法正確的是()圖217A前4 s內(nèi)物體的速度變化量為零B前4 s內(nèi)物體的位移為零C物體在02 s內(nèi)的位移大于24 s內(nèi)的位移D02 s內(nèi)F所做的功等于24 s內(nèi)物體克服F所做的功圖218解析：由Ft圖線(xiàn)與坐標(biāo)軸所圍成圖形的面積表示合力的沖量，由題圖可知，前4 s內(nèi)圖形的“面積”為0，則動(dòng)量的變化為0，所以物體的速度變化量為零，A正確；物體在02 s內(nèi)的速度與24 s內(nèi)的速度圖象如圖218所示，前4 s內(nèi)物體一直向前運(yùn)動(dòng)，位移不為0，圖中兩個(gè)三角形全等，可知B錯(cuò)誤，C正確；前4 s內(nèi)合力做的總功為0，所以02 s內(nèi)F所做的功等于24 s內(nèi)物體克服F所做的功，D正確答案：ACD11(河南模擬)(多選)質(zhì)量為2 kg的物塊，放在水平面上，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1，在水平拉力的作用下物塊由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，水平拉力做的功W隨物塊的位移x變化的關(guān)系如圖219所示重力加速度取g10 m/s2，下列說(shuō)法正確的是()圖219A在x0至x2 m的過(guò)程中，物塊的加速度大小是1 m/s2B在x4 m時(shí)，摩擦力的瞬時(shí)功率是4 WC在x2 m至x6 m的過(guò)程中，物塊做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)D在x0至x6 m的過(guò)程中，拉力的平均功率是4 W解析：Wx圖線(xiàn)的斜率表示水平拉力F的大小，由圖可知，x0至x2 m的過(guò)程中，水平拉力為F14 N，由牛頓第二定律有F1mgma，解得a1 m/s2，故A正確根據(jù)圖象可知，x4 m對(duì)應(yīng)拉力做的功W12 J，04 m的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理有Wmgxmv2，解得v2 m/s，則在x4 m 時(shí)，摩擦力的瞬時(shí)功率是Pmgv0.1×2×10×2 W4 W，故B正確Wx圖線(xiàn)的斜率表示水平拉力F的大小，由圖可知，x2 m至x6 m的過(guò)程中，水平拉力F22 N，而fmg2 N，F(xiàn)2f，物塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤在x0至x2 m的過(guò)程中物塊的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t12 s，在x2 m至x6 m的過(guò)程中物塊的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2 s2 s，在x0至x6 m的過(guò)程中，拉力的平均功率 W4 W，故D正確答案：ABD12(多選)我國(guó)高鐵技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，和諧號(hào)動(dòng)車(chē)組是由動(dòng)車(chē)和拖車(chē)編組而成的，提供動(dòng)力的車(chē)廂叫動(dòng)車(chē)，不提供動(dòng)力的車(chē)廂叫拖車(chē)假設(shè)動(dòng)車(chē)組各車(chē)廂質(zhì)量均相等，動(dòng)車(chē)的額定功率都相同，動(dòng)車(chē)組在水平直軌道上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中阻力與車(chē)重成正比某列動(dòng)車(chē)組由8節(jié)車(chē)廂組成，其中第1、5節(jié)車(chē)廂為動(dòng)車(chē)，其余為拖車(chē)，則該動(dòng)車(chē)組()圖2110A啟動(dòng)時(shí)乘客受到車(chē)廂作用力的方向與車(chē)運(yùn)動(dòng)的方向相反B做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，第5、6節(jié)與第6、7節(jié)車(chē)廂間的作用力之比為32C進(jìn)站時(shí)從關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)到停下來(lái)滑行的距離與關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的速度成正比D與改為4節(jié)動(dòng)車(chē)帶4節(jié)拖車(chē)的動(dòng)車(chē)組最大速度之比為12解析：?jiǎn)?dòng)時(shí)，動(dòng)車(chē)組做加速運(yùn)動(dòng)，加速度方向向前，乘客受到豎直向下的重力和車(chē)廂對(duì)乘客的作用力，由牛頓第二定律可知，這兩個(gè)力的合力方向向前，所以啟動(dòng)時(shí)乘客受到車(chē)廂作用力的方向一定傾斜向前，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；設(shè)每節(jié)車(chē)廂質(zhì)量為m，動(dòng)車(chē)組在水平直軌道上運(yùn)行過(guò)程中阻力與車(chē)重成正比，則有每節(jié)車(chē)廂所受阻力fkmg，設(shè)動(dòng)車(chē)組勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度為a，每節(jié)動(dòng)車(chē)的牽引力為F，對(duì)8節(jié)車(chē)廂組成的動(dòng)車(chē)組整體，由牛頓第二定律，2F8f8ma；設(shè)第5節(jié)車(chē)廂對(duì)第6節(jié)車(chē)廂的拉力為F5，隔離第6、7、8節(jié)車(chē)廂，把第6、7、8節(jié)車(chē)廂作為整體進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定律得，F(xiàn)53f3ma，解得F5；設(shè)第6節(jié)車(chē)廂對(duì)第7節(jié)車(chē)廂的拉力為F6，隔離第7、8節(jié)車(chē)廂，把第7、8節(jié)車(chē)廂作為整體進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定律得，F(xiàn)62f2ma，解得F6；第5、6節(jié)車(chē)廂與第6、7節(jié)車(chē)廂間的作用力之比為F5F632，選項(xiàng)B正確；關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后，動(dòng)車(chē)組在阻力作用下滑行，由勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，滑行距離x，與關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)速度的二次方成正比，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；設(shè)每節(jié)動(dòng)車(chē)的額定功率為P，當(dāng)有2節(jié)動(dòng)車(chē)帶6節(jié)拖車(chē)時(shí)，2P8f·v1m；當(dāng)改為4節(jié)動(dòng)車(chē)帶4節(jié)拖車(chē)時(shí)，4P8f·v2m；聯(lián)立解得v1mv2m12，選項(xiàng)D正確答案：BD二、非選擇題13(四川綿陽(yáng)診斷)綿陽(yáng)規(guī)劃建設(shè)一新機(jī)場(chǎng)，請(qǐng)你幫助設(shè)計(jì)飛機(jī)跑道設(shè)飛機(jī)質(zhì)量m5×104 kg，起飛速度是80 m/s.(1)若起飛加速滑行過(guò)程中飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際功率保持額定功率P8 000 kW，飛機(jī)在起飛前瞬間加速度a10.4 m/s2，求飛機(jī)在起飛前瞬間受到的阻力大??；(2)若飛機(jī)在起飛加速滑行過(guò)程中牽引力恒為F8×104 N，受到的平均阻力為f2×104 N如果允許飛機(jī)在達(dá)到起飛速度的瞬間可能因故而停止起飛，立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后且能以大小為4 m/s2的恒定加速度減速而停下，為確保飛機(jī)不滑出跑道，則跑道的長(zhǎng)度至少多長(zhǎng)？解析：(1)設(shè)飛機(jī)在起飛前瞬間牽引力大小為F1，受到的阻力大小為f1，起飛速度vm80 m/s，則PF1vmF1f1ma1代入數(shù)據(jù)解得f18×104 N.(2)設(shè)飛機(jī)起飛過(guò)程加速度為a2，達(dá)到起飛速度應(yīng)滑行距離為x1，因故減速滑行距離為x2，跑道的長(zhǎng)度至少為x，則Ffma2v2a2x1v2a3x2a34 m/s2xx1x2代入數(shù)據(jù)解得x3 467 m.答案：(1)8×104 N(2)3 467 m圖211114水平面上靜止放置一質(zhì)量為m0.2 kg的物塊，固定在同一水平面上的小型電動(dòng)機(jī)通過(guò)水平細(xì)線(xiàn)牽引物塊，使物塊由靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，2 s末達(dá)到額定功率，其vt圖線(xiàn)如圖2111所示，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，取g10 m/s2，電動(dòng)機(jī)與物塊間的距離足夠長(zhǎng)求：(1)物塊做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的牽引力大小；(2)電動(dòng)機(jī)的額定功率；(3)物塊在電動(dòng)機(jī)牽引下，最終能達(dá)到的最大速度解析：(1)由題圖知物塊在勻加速階段加速度大小a0.4 m/s2物塊受到的摩擦力大小Ffmg設(shè)牽引力大小為F，則有：FFfma得F0.28 N.(2)當(dāng)v0.8 m/s時(shí)，電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定功率，則PFv0.224 W.(3)物塊達(dá)到最大速度vm時(shí)，此時(shí)物塊所受的牽引力大小等于摩擦力大小，有Ffmg，PFfvm解得vm1.12 m/s.答案：(1)0.28 N(2)0.224 W(3)1.12 m/s