2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第五章 基礎(chǔ)課1 功和功率訓(xùn)練（含解析）教科版.doc

基礎(chǔ)課1功和功率一、選擇題(16題為單項(xiàng)選擇題，710題為多項(xiàng)選擇題)1如圖1所示，甲、乙兩物體之間存在相互作用的滑動(dòng)摩擦力，甲對(duì)乙的滑動(dòng)摩擦力對(duì)乙做了負(fù)功，則乙對(duì)甲的滑動(dòng)摩擦力對(duì)甲()圖1A可能做正功，也可能做負(fù)功，也可能不做功B可能做正功，也可能做負(fù)功，但不可能不做功C可能做正功，也可能不做功，但不可能做負(fù)功D可能做負(fù)功，也可能不做功，但不可能做正功解析若甲固定不動(dòng)，乙在甲表面滑動(dòng)，則乙對(duì)甲的滑動(dòng)摩擦力對(duì)甲不做功；若乙向右運(yùn)動(dòng)的同時(shí)甲向左運(yùn)動(dòng)，則甲、乙間的一對(duì)滑動(dòng)摩擦力均做負(fù)功；若水平地面光滑，靜止的甲在乙的滑動(dòng)摩擦力帶動(dòng)下做加速運(yùn)動(dòng)，則乙對(duì)甲的滑動(dòng)摩擦力對(duì)甲做正功，所以只有選項(xiàng)A正確。答案A2同一恒力按同樣的方式施于物體上，使它分別沿著粗糙水平地面和光滑水平地面移動(dòng)相同一段距離時(shí)，恒力做的功和平均功率分別為W1、P1和W2、P2，則二者的關(guān)系是()AW1W2、P1P2 BW1W2、P1P2CW1W2、P1P2 DW1W2、P1P2解析由功的定義WFlcos 可知，W1W2，由于沿粗糙地面運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度較小，通過相同位移所用時(shí)間較長(zhǎng)，所以根據(jù)P可知，P1P2，故B正確。答案B3(2017安徽期中測(cè)試)A、B兩物體的質(zhì)量之比mAmB21，它們以相同的初速度v0在水平面上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，直到停止，其速度時(shí)間圖像如圖2所示。那么，A、B兩物體所受摩擦力之比FAFB與A、B兩物體克服摩擦阻力做功之比WAWB分別為()圖2A21，41 B41，21C14，12 D12，14解析由vt圖像可知：aAaB21，又由Fma，mAmB21，可得FAFB41；又由題圖中面積關(guān)系可知A、B位移之比xAxB12，由做功公式WFx，可得WAWB21，故選B。答案B4(2016濟(jì)南模擬)汽車從靜止勻加速啟動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間及加速度、牽引力和功率隨速度變化的圖像如圖所示，其中錯(cuò)誤的是()解析汽車啟動(dòng)時(shí)由PFv和Ffma可知，勻加速啟動(dòng)過程中，牽引力F、加速度a恒定不變，速度和功率均勻增大，當(dāng)功率增大到額定功率后保持不變，牽引力逐漸減小到與阻力相等，加速度逐漸減小到零，速度逐漸增大到最大速度，故A、C、D正確，B錯(cuò)誤。答案B5(2016福建廈門質(zhì)檢)汽車以恒定的功率在平直公路上行駛，所受到的摩擦阻力恒等于車重的0.1，汽車能達(dá)到的最大速度為vm。則當(dāng)汽車速度為vm時(shí)，汽車的加速度為(重力加速度為g)()A0.1g B0.2g C0.3g D0.4g解析設(shè)汽車功率恒為P，達(dá)到最大速度vm時(shí)，牽引力Ff0.1mg，PFvm，當(dāng)汽車速度為vvm時(shí)，F(xiàn)0.2mg，由牛頓第二定律有Ffma，解得a0.1g，A項(xiàng)正確。答案A圖36如圖3所示，半徑為R的光滑圓弧軌道左端有一質(zhì)量為m的小球，在大小恒為F、方向始終與軌道相切的外力作用下，小球在豎直平面內(nèi)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，軌道左端切線水平，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到軌道的末端時(shí)立即撤去外力，此時(shí)小球的速率為v，已知重力加速度為g，則()A此過程外力做功為FRB此過程外力做功為FRC小球離開軌道的末端時(shí)，拉力的功率為FvD小球離開軌道末端時(shí)，拉力的功率為Fv解析由于力的大小不變，方向始終沿圓弧的切線方向，所以力F做的功為WF2RFR，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；小球離開軌道時(shí)的速率為v，方向和外力F的方向相同，所以拉力的功率為Fv，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。答案C7質(zhì)量為m的物體置于傾角為的斜面上，物體和斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，在外力作用下斜面以加速度a向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，如圖4所示，運(yùn)動(dòng)過程中物體與斜面之間保持相對(duì)靜止，則下列說法正確的是()圖4A斜面對(duì)物體的支持力一定做正功B斜面對(duì)物體的摩擦力一定做正功C斜面對(duì)物體的摩擦力可能不做功D斜面對(duì)物體的摩擦力可能做負(fù)功解析物體所受的支持力始終垂直于斜面向上，由于位移方向水平向左，則力與位移方向之間的夾角為銳角，因此支持力一定做正功，選項(xiàng)A正確；摩擦力做功有三種情況：當(dāng)加速度agtan 時(shí)，物體所受的摩擦力為零，摩擦力不做功；當(dāng)加速度agtan 時(shí)，物體所受的摩擦力沿斜面向下，摩擦力做正功；當(dāng)加速度agtan 時(shí)，物體所受的摩擦力沿斜面向上，摩擦力做負(fù)功，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C、D正確。答案ACD8.一質(zhì)量為1 kg的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑水平面上，從t0時(shí)刻開始，受到水平外力F作用，如圖5所示。下列判斷正確的是()圖5A第1 s末的瞬時(shí)功率為6 WB第1 s內(nèi)的平均功率為4 WC前2 s內(nèi)的平均功率為4 WD第1 s末與第2 s末外力的瞬時(shí)功率之比為94解析第1 s末質(zhì)點(diǎn)的速度v1t11 m/s3 m/s。第2 s末質(zhì)點(diǎn)的速度v2v1t2(31) m/s4 m/s。第1 s末的瞬時(shí)功率P1F1v19 W第2 s末的瞬時(shí)功率P2F2v24 W，故A錯(cuò)，D對(duì)；第1 s內(nèi)的平均功率1F114.5 W，故B錯(cuò)；前2 s內(nèi)外力的平均功率P W4 W，故C對(duì)。答案CD9(2017湖北聯(lián)考)在離水平地面h高處將一質(zhì)量為m的小球水平拋出，在空中運(yùn)動(dòng)的過程中所受空氣阻力大小恒為f，落地時(shí)小球距拋出點(diǎn)的水平距離為x，速率為v，那么，在小球運(yùn)動(dòng)的過程中()A重力做功為mghB克服空氣阻力做的功為fC落地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率為mgvD重力勢(shì)能和機(jī)械能都逐漸減少解析重力做功為WGmgh，A正確；空氣阻力做功與經(jīng)過的路程有關(guān)，而小球經(jīng)過的路程大于，故克服空氣阻力做的功大于f，B錯(cuò)誤；落地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率為重力與沿重力方向的分速度的乘積，故落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率小于mgv，C錯(cuò)誤；重力做正功，重力勢(shì)能減少，空氣阻力做負(fù)功，機(jī)械能減少，D正確。答案AD10(2016宿遷三模)一汽車在平直公路上以20 kW的功率行駛，t1時(shí)刻駛?cè)肓硪欢巫枇愣ǖ钠街惫罚鋠t圖像如圖6所示，已知汽車的質(zhì)量為2103 kg。下列說法中正確的是()圖6At1前汽車受到的阻力大小為2103 NBt1后汽車受到的阻力大小為2103 NCt1時(shí)刻汽車加速度大小突然變?yōu)? m/s2Dt1t2時(shí)間內(nèi)汽車的平均速度為7.5 m/s解析t1前汽車勻速，有PF1v1f1v1，得f1 N2103 N，A項(xiàng)正確；進(jìn)入另一段公路后最終以v25 m/s勻速，得出f2 N4103 N，B項(xiàng)錯(cuò)誤；t1時(shí)刻牽引力為2103 N，阻力瞬間變?yōu)?103 N，加速度為a m/s21 m/s2，C項(xiàng)正確；根據(jù)面積得出t1t2時(shí)間內(nèi)汽車的平均速度小于7.5 m/s，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案AC二、非選擇題11下表是一輛電動(dòng)車的部分技術(shù)指標(biāo)，其中的額定車速是指電動(dòng)車滿載的情況下，在平直道路上以額定功率勻速行駛時(shí)的速度。額定車速18 km/h電源輸出電壓36 V整車質(zhì)量40 kg充電時(shí)間68 h載重80 kg電動(dòng)機(jī)的額定輸出功率180 W電源136 V/12 Ah電動(dòng)機(jī)的額定工作電壓/電流36 V/6 A請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，完成下列問題(g取10 m/s2)。(1)在行駛的過程中，電動(dòng)車受到的阻力是車重(包括載重)的k倍，假定k是定值，試推算k的大小；(2)若電動(dòng)車以額定功率行駛，求速度為3 m/s時(shí)的加速度是多少？解析(1)由表可得到P出180 W，車速v18 km/h5 m/s，由P出Fv，勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)有Ff，其中fk(Mm)g，解得k0.03。(2)當(dāng)車速v3 m/s時(shí)，牽引力F，由牛頓第二定律知Fk(Mm)g(mM)a，解得a0.2 m/s2。答案(1)0.03(2)0.2 m/s212(2017湖南衡陽(yáng)聯(lián)考，24)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)t110 s達(dá)到速度大小v54 km/h，再勻速運(yùn)動(dòng)t2100 s，接著勻減速運(yùn)動(dòng)t312 s到達(dá)乙站停車。列車在運(yùn)行過程中所受的阻力大小恒為f1105 N，列車在減速過程中發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作，求：(1)列車勻速運(yùn)動(dòng)過程中克服阻力所做的功W；(2)列車的質(zhì)量m；(3)列車在勻加速階段牽引力的平均功率。解析(1)已知v54 km/h15 m/s列車在勻速階段的位移為：xvt21 500 m列車勻速運(yùn)動(dòng)過程中克服阻力所做的功為：Wfx1.5108 J(2)設(shè)列車勻減速階段的加速度大小為a，由牛頓第二定律有：fma又：a解得m8104 kg(3)設(shè)列車在勻加速階段的加速度大小為a，由牛頓第二定律有：Ffma又：a該階段牽引力的平均功率為F解得：1.65106 W。答案(1)1.5108 J(2)8104 kg(3)1.65106 W