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
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基礎(chǔ)課1 功和功率 一、選擇題(1~6題為單項(xiàng)選擇題,7~10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1 A.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 A 2.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( ) A.W1>W(wǎng)2、P1>P2 B.W1=W2、P1<P2 C.W1=W2、P1>P2 D.W1<W2、P1<P2 解析 由功的定義W=Flcos α可知,W1=W2,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,所以根據(jù)P=可知,P1<P2,故B正確。 答案 B 3.(2017安徽期中測(cè)試)A、B兩物體的質(zhì)量之比mA∶mB=2∶1,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FA∶FB與A、B兩物體克服摩擦阻力做功之比WA∶WB分別為( ) 圖2 A.2∶1,4∶1 B.4∶1,2∶1 C.1∶4,1∶2 D.1∶2,1∶4 解析 由v-t圖像可知:aA∶aB=2∶1,又由F=ma,mA∶mB=2∶1,可得FA∶FB=4∶1;又由題圖中面積關(guān)系可知A、B位移之比xA∶xB=1∶2,由做功公式W=Fx,可得WA∶WB=2∶1,故選B。 答案 B 4.(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P=Fv和F-f=ma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 B 5.(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)( ) A.0.1g B.0.2g C.0.3g D.0.4g 解析 設(shè)汽車功率恒為P,達(dá)到最大速度vm時(shí),牽引力F=f=0.1mg,P=Fvm,當(dāng)汽車速度為v=vm時(shí),F(xiàn)′==0.2mg,由牛頓第二定律有F′-f=ma,解得a=0.1g,A項(xiàng)正確。 答案 A 圖3 6.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FR B.此過程外力做功為FR C.小球離開軌道的末端時(shí),拉力的功率為Fv D.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W=F2πR=FR,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 C 7.質(zhì)量為m的物體置于傾角為α的斜面上,物體和斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,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4 A.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a=gtan α?xí)r,物體所受的摩擦力為零,摩擦力不做功;當(dāng)加速度a>gtan α?xí)r,物體所受的摩擦力沿斜面向下,摩擦力做正功;當(dāng)加速度a<gtan α?xí)r,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 ACD 8.一質(zhì)量為1 kg的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑水平面上,從t=0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5 A.第1 s末的瞬時(shí)功率為6 W B.第1 s內(nèi)的平均功率為4 W C.前2 s內(nèi)的平均功率為4 W D.第1 s末與第2 s末外力的瞬時(shí)功率之比為9∶4 解析 第1 s末質(zhì)點(diǎn)的速度 v1=t1=1 m/s=3 m/s。 第2 s末質(zhì)點(diǎn)的速度 v2=v1+t2=(3+1) m/s=4 m/s。 第1 s末的瞬時(shí)功率P1=F1v1=9 W 第2 s末的瞬時(shí)功率P2=F2v2=4 W,故A錯(cuò),D對(duì); 第1 s內(nèi)的平均功率1=F11=4.5 W,故B錯(cuò); 前2 s內(nèi)外力的平均功率P== W =4 W,故C對(duì)。 答案 CD 9.(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mgh B.克服空氣阻力做的功為f C.落地時(shí),重力的瞬時(shí)功率為mgv D.重力勢(shì)能和機(jī)械能都逐漸減少 解析 重力做功為WG=mgh,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 AD 10.(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?,其v-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6 A.t1前汽車受到的阻力大小為2103 N B.t1后汽車受到的阻力大小為2103 N C.t1時(shí)刻汽車加速度大小突然變?yōu)? m/s2 D.t1~t2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P=F1v1=f1v1,得f1== N=2103 N,A項(xiàng)正確;進(jìn)入另一段公路后最終以v2=5 m/s勻速,得出f2== N=4103 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/s2=-1 m/s2,C項(xiàng)正確;根據(jù)面積得出t1~t2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 6~8 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??; (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v=18 km/h=5 m/s,由P出=Fv,勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)有F=f,其中 f=k(M+m)g,解得k=0.03。 (2)當(dāng)車速v′=3 m/s時(shí),牽引力F′=,由牛頓第二定律知F′-k(M+m)g=(m+M)a,解得a=0.2 m/s2。 答案 (1)0.03 (2)0.2 m/s2 12.(2017湖南衡陽聯(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)t1=10 s達(dá)到速度大小v=54 km/h,再勻速運(yùn)動(dòng)t2=100 s,接著勻減速運(yùn)動(dòng)t3=12 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f=1105 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v=54 km/h=15 m/s 列車在勻速階段的位移為:x=vt2=1 500 m 列車勻速運(yùn)動(dòng)過程中克服阻力所做的功為: W=fx=1.5108 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: f=ma′ 又:a′= 解得m=8104 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: F-f=ma 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- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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