2019版高考物理一輪復習第五章機械能及其守恒定律配餐作業(yè)14功功率.docx

配餐作業(yè)(十四)功功率A組基礎鞏固題1通過認真學習，同學們掌握了豐富的物理知識。下列說法正確的是 ()A汽車在光滑的水平面上運動時，駕駛員通過操作方向盤，可以使汽車轉(zhuǎn)彎B在某一過程中，只要物體的位移為0，任何力對該物體所做的功就為0C物體的速度為0時，其加速度可能不為0D靜摩擦力對受力物體可以做正功，滑動摩擦力對受力物體一定做負功解析汽車在水平面上轉(zhuǎn)彎時，向心力的來源是靜摩擦力，所以在光滑水平面上，通過操作方向盤，不能使汽車轉(zhuǎn)彎，A項錯誤；B項容易片面地理解為WFx，因為位移x0，所以W0，但該公式只適用于恒力做功，例如汽車繞操場一圈回到出發(fā)點，雖然汽車的位移為零，但牽引力對汽車做了功，牽引力做的功為牽引力乘以路程，B項錯誤；物體的速度與加速度沒有必然聯(lián)系，例如汽車啟動的瞬間，雖然汽車的速度為0，但加速度不為0，C項正確；摩擦力可以對物體做正功、做負功或不做功，D項錯誤。答案C2.如圖所示，木板可繞固定水平軸O轉(zhuǎn)動。木板從水平位置OA緩慢轉(zhuǎn)到OB位置，木板上的物塊始終相對于木板靜止。在這一過程中，物塊的重力勢能增加了2 J。用N表示物塊受到的支持力，用f表示物塊受到的摩擦力。在此過程中，以下判斷正確的是()AN和f對物塊都不做功BN對物塊做功為2 J，f對物塊不做功CN對物塊不做功，f對物塊做功為2 JDN和f對物塊所做功的代數(shù)和為零解析由做功的條件可知：只要有力，并且物塊沿力的方向有位移，那么該力就對物塊做功。由受力分析知，支持力N做正功，但摩擦力f方向始終和速度方向垂直，所以摩擦力不做功。由動能定理知WNWG0，故支持力N做功為2 J。答案B3(多選)中國版“野?！奔壷匦蜌鈮|船，自重達540噸，最高時速為108 km/h，裝有M70大功率燃氣輪機，該機額定輸出功率為8 700 kW。假設“野?！奔壷匦蜌鈮|船在海面航行過程所受的阻力f與速度v成正比，即fkv。下列說法正確的是()A“野?！奔壷匦蜌鈮|船的最大牽引力為2.9105 NB在額定輸出功率下以最高時速航行時，氣墊船所受的阻力為2.9105 NC以最高時速一半的速度勻速航行時，氣墊船發(fā)動機的輸出功率為4 350 kWD由題中所給數(shù)據(jù)，能計算阻力f與速度v的比值k解析由PFv可知當輸出功率最大且勻速運動時牽引力與阻力相等，此時Ff2.9105 N，在此之前牽引力都比這一值大，A項錯，B項對；因為氣墊船所受阻力與速度成正比，因此PFvkv2，即以最大速度的一半勻速航行時，牽引力的功率為2 175 kW，C項錯；當輸出功率最大且勻速運動時牽引力與阻力相等，由PFvkv2可求k103 Nsm1，D項對。答案BD4(多選)一質(zhì)點在光滑水平面上處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)對該質(zhì)點施加水平力F，力F隨時間t按如圖所示的正弦規(guī)律變化，力F的方向始終在同一直線上，在04 s內(nèi)，下列說法正確的是()A第2 s末，質(zhì)點距離出發(fā)點最遠B第2 s末，質(zhì)點的動能最大C02 s內(nèi)，力F瞬時功率一直增大D04 s內(nèi)，力F做功為零解析從圖象可以看出在前2 s力的方向和運動的方向相同，物體經(jīng)歷了一個加速度逐漸增大的加速運動和加速度逐漸減小的加速運動，第2 s末，拉力F方向反向，速度方向不變，所以2 s后，質(zhì)點離出發(fā)點距離還在增大，故A項錯誤；第2 s末，拉力F方向反向，速度方向不變，物體要做減速運動，所以第2 s末，質(zhì)點的速度最大，動能最大，故B項正確；01 s內(nèi)，速度在增大，力F增大，根據(jù)瞬時功率PFv得力F瞬時功率一直增大，12 s內(nèi)，速度在增大，但是隨時間變化速度增大變慢，而力F隨時間減小變快，所以力F瞬時功率有減小的過程，故C項錯誤；04 s內(nèi)，初末速度都為零，根據(jù)動能定理得合力做功為零，所以力F做功為零，故D項正確。答案BD5(多選)如圖所示，光滑水平地面上固定一帶有光滑定滑輪的豎直桿，用輕繩一端系著小滑塊，另一端繞過定滑輪，現(xiàn)用恒力F1水平向左拉滑塊的同時，用恒力F2拉右側(cè)繩端，使滑塊從A點由靜止開始向右運動，經(jīng)過B點后到達C點，若ABBC，則滑塊()A從A點至B點F2做的功等于從B點至C點F2做的功B從A點至B點F2做的功小于從B點至C點F2做的功C從A點至C點F2做的功可能等于滑塊克服F1做的功D從A點至C點F2做的功可能大于滑塊克服F1做的功解析由題意知，滑塊從A點至B點時右側(cè)繩端的位移大于滑塊從B點至C點時右側(cè)繩端的位移，F(xiàn)2是恒力，則滑塊從A點至B點F2做的功大于從B點至C點F2做的功，A、B項錯誤；滑塊從A點至C點過程中，可能先加速后減速，滑塊在C點速率大于或等于零，根據(jù)動能定理得知，滑塊從A點運動到C點過程中動能的變化量大于或等于零，總功大于或等于零，則從A點至C點F2做的功大于或等于滑塊克服F1做的功，C、D項正確。答案CD6(多選)如圖所示，輕繩一端受到大小為F的水平恒力作用，另一端通過定滑輪與質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點的小物塊相連。開始時繩與水平方向的夾角為。當小物塊從水平面上的A點被拖動到水平面上的B點時，位移為L，隨后從B點沿斜面被拖動到定滑輪O處，BO間距離也為L。小物塊與水平面及斜面間的動摩擦因數(shù)均為，若小物塊從A點運動到O點的過程中，F(xiàn)對小物塊做的功為WF，小物塊在BO段運動過程中克服摩擦力做的功為Wf，則以下結(jié)果正確的是()AWFFL(cos1) BWF2FLcosCWfmgLcos2 DWfFLmgLsin2解析小物塊從A點運動到O點，拉力F的作用點移動的距離x2Lcos，所以拉力F做的功WFFx2FLcos，A項錯誤，B項正確；由幾何關(guān)系知斜面的傾角為2，所以小物塊在BO段受到的摩擦力fmgcos2，則WffLmgLcos2，C項正確，D項錯誤。答案BC7當前我國“高鐵”事業(yè)發(fā)展迅猛。假設一輛高速列車在機車牽引力和恒定阻力作用下，在水平軌道上由靜止開始啟動，其vt圖象如圖所示，已知在0t1時間內(nèi)為過原點的傾斜直線，t1時刻達到額定功率P，此后保持功率P不變，在t3時刻達到最大速度v3，以后勻速運動。下述判斷正確的是()A從0至t3時間內(nèi)，列車一直做勻加速直線運動Bt2時刻的加速度大于t1時刻的加速度C在t3時刻以后，機車的牽引力為零D該列車所受的恒定阻力大小為解析0t1時間內(nèi)，列車做勻加速運動，t1t3時間內(nèi)，加速度變小，故A、B項錯；t3以后列車做勻速運動，牽引力等于阻力，故C項錯；勻速運動時fF牽，故D項正確。答案D8一物體在粗糙的水平面上受到水平拉力作用，在一段時間內(nèi)的速度隨時間變化情況如圖所示。則拉力的功率隨時間變化的圖象可能是(g取10 m/s2)()解析由圖知在0t0時間內(nèi)，物體做初速度為零的勻加速運動，vat；由牛頓第二定律得Ffma，則拉力的功率PFv(fma)v(fma)at；在t0時刻以后，物體做勻速運動，v不變，則Ff，PFvfv，P不變，故D項正確。答案DB組能力提升題9列車在空載情況下以恒定功率P經(jīng)過一平直的路段，通過某點時速率為v，加速度大小為a1；當列車滿載貨物再次經(jīng)過同一點時，功率和速率均與原來相同，但加速度大小變?yōu)閍2。重力加速度大小為g。設阻力是列車重力的k倍，則列車滿載與空載時的質(zhì)量之比為()A. B.C. D.解析由PFv、Ffma及fkmg得m，由題干知空載與滿載貨物時通過同一點時功率和速率均相同，即P、v不變，所以，A項正確。答案A10(多選)兩實心小球甲和乙由同一種材料制成，甲球質(zhì)量大于乙球質(zhì)量。兩球在空氣中由靜止下落，假設它們運動時受到的阻力與球的半徑成正比，與球的速率無關(guān)。若它們下落相同的距離，則()A甲球用的時間比乙球長B甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小C甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小D甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功解析設fkR，則由牛頓第二定律得F合mgfma，而mR3，故ag，由m甲m乙、甲乙可知a甲a乙，故C項錯誤；因甲、乙位移相同，由v22ax可知，v甲v乙，B項正確；由xat2可知，t甲f乙，則W甲克服W乙克服，D項正確。答案BD11如圖所示，一長為L的輕桿一端固定在光滑鉸鏈上，另一端固定一質(zhì)量為m的小球。一水平向右的拉力作用于桿的中點，使桿以角速度勻速轉(zhuǎn)動，當桿與水平方向成60時，拉力的功率為()AmgL B.mgLC.mgL D.mgL解析由于桿做勻速轉(zhuǎn)動，拉力的功率等于克服重力做功的功率，PmgLcos60mgL，C項正確。答案C12.為了緩解城市交通擁堵問題，某市交通部門在禁止行人步行的十字路口增設了長度為12 m的“直行待行區(qū)”。如圖所示，當其他車道的車輛右轉(zhuǎn)時，直行道上的車輛可以提前進入“直行待行區(qū)”；當直行綠燈亮起時，可從“直行待行區(qū)”直行通過十字路口。如果該路段的限速為60 km/h，從提示進入“直行待行區(qū)”到直行綠燈亮起的時間為4 s?，F(xiàn)某汽車司機駕駛著質(zhì)量為1.5 t的小汽車，汽車的額定功率為63 kW，汽車的前端剛好停在停車線處，當司機看到上述提示時，立即由靜止開始做勻加速直線運動，當汽車的前端運動到“直行待行區(qū)”的前端線時，正好直行的綠燈亮起，司機保持該加速度繼續(xù)運動到額定功率后保持功率不變，汽車在運動中受到的阻力為車重的0.2倍，重力加速度g取10 m/s2，則：(1)在前4 s時間內(nèi)，汽車發(fā)動機所做的功是多少？(2)從開始運動計時，經(jīng)過12 s達到該路段限速，汽車經(jīng)過的總位移是多少？(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)解析(1)在這段時間內(nèi)，汽車前進的位移為xat2，汽車的加速度為a1.5 m/s2，汽車受到的阻力fkmg3103 N，根據(jù)牛頓第二定律Ffma，牽引力做功WFFx，由以上兩式得WF6.3104 J。(2)設汽車達到額定功率時的速度為v，時間為t，位移為x1，則P額Fv，vat，x1at2，設汽車以額定功率行駛的位移為x2，根據(jù)動能定理P額(tt)fx2mv2mv2，由以上各式解得x148 m，x250.55 m，汽車經(jīng)過的位移xx1x2，即x99 m。答案(1)6.3104 J(2)99 m【素養(yǎng)立意】用物理知識解決實際問題實現(xiàn)了學習物理的社會價值，不僅考查知識的運用，還告訴學生作為一名交通參與者應了解的規(guī)則。 13某品牌汽車在某次測試過程中數(shù)據(jù)如下表所示，請根據(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所需時間為10 s制動過程車輛以36 km/h行駛時的制動距離為5.0 m已知汽車在水平公路上沿直線行駛時所受阻力f跟行駛速率v和汽車所受重力mg的乘積成正比，即fkmgv，其中k2.0103 s/m。重力加速度g取10 m/s2。(1)若汽車加速過程和制動過程都做勻變速直線運動，求這次測試中加速過程的加速度大小a1和制動過程的加速度大小a2。(2)求汽車在水平公路上行駛的最大速率vm。(3)把該汽車改裝成同等功率的純電動汽車，其他參數(shù)不變。若電源功率轉(zhuǎn)化為汽車前進的機械功率的效率90%。假設1 kWh電能的售價為0.50元(人民幣)，求電動汽車在平直公路上以最大速度行駛的距離s100 km時所消耗電能的費用。結(jié)合此題目，談談你對電動汽車的看法。解析(1)加速過程的加速度大小a1 m/s23 m/s2，制動過程滿足2a2xvv，解得加速度大小a210 m/