高考物理第一輪復(fù)習(xí)限時規(guī)范訓(xùn)練：功和功率（含解析）

一輪復(fù)習(xí)限時規(guī)范訓(xùn)練:功和功率一、選擇題：在每小題給出的四個選項中，第1～5題只有一項符合題目要求，第6～8題有多項符合題目要求．1．如圖所示，乒乓球運動員用同一個乒乓球兩次發(fā)球，乒乓球恰好都在等高處水平向左越過球網(wǎng)，從最高點落到臺面的過程中(不計乒乓球的旋轉(zhuǎn)和空氣阻力)，下列說法正確的是()A．球第1次過網(wǎng)時的速度小于第2次的B．球第1次的速度改變量小于第2次的C．球兩次落到臺面時重力的瞬時功率相等D．球兩次落到臺面過程中重力的平均功率不相等解析：C球下落的高度相同，由h＝12gt2可知下落的時間相等，因球第1次比第2次通過的水平位移大，依據(jù)x＝vt可知，球第1次過網(wǎng)時的速度大于第2次過網(wǎng)時的速度．球在水平方向做勻速直線運動，在豎直方向做自由落體運動，故速度改變量只在豎直方向，由Δv＝gt可得速度改變量相等．重力的瞬時功率P＝mgvy，落地時豎直方向的速度相等，故球兩次落到臺面時重力的瞬時功率相等．平均功率等于功除以時間，重力兩次做的功相同，時間也相同，重力兩次的平均功率也相同，故選C.2．質(zhì)量為m的汽車，啟動后沿平直路面行駛，假如發(fā)動機的功率恒為P，且行駛過程中受到摩擦阻力大小肯定，汽車速度能夠達到的最大值為v，那么當(dāng)汽車的車速為eq\f(v,3)時，汽車的瞬時加速度的大小為()A．eq\f(P,mv)B．eq\f(2P,mv)C．eq\f(3P,mv)D．eq\f(4P,mv)【答案】B【解析】當(dāng)汽車勻速行駛時，有f＝F＝eq\f(P,v)，依據(jù)P＝F′×eq\f(v,3)，得F′＝eq\f(3P,v)，由牛頓其次定律得a＝eq\f(F′－f,m)＝eq\f(\f(3P,v)－\f(P,v),m)＝eq\f(2P,mv)，故選項B正確，A、C、D錯誤．3．如圖所示，質(zhì)量為m的小球以初速度v0水平拋出，恰好垂直打在傾角為θ的斜面上，不計空氣阻力，則球落在斜面上時重力的瞬時功率為()A．mgv0tanθB．eq\f(mgv0,tanθ)C．eq\f(mgv0,sinθ)D．mgv0cosθ【答案】B【解析】由于v垂直于斜面，可求出小球落在斜面上時速度的豎直重量v2＝eq\f(v0,tanθ)，此時重力做功的瞬時功率為P＝mgv2＝eq\f(mgv0,tanθ).選項B正確．4．如圖所示，木板質(zhì)量為M，長度為L，小木塊質(zhì)量為m，水平地面光滑，一根不計質(zhì)量的輕繩跨過定滑輪分別與M和m連接，小木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ，起先時木塊靜止在木板左端，現(xiàn)用水平向右的力將m拉至右端，拉力至少做功為()A．μmgLB．2μmgLC．eq\f(μmgL,2)D．μ(M＋m)gL【答案】A【解析】m緩慢運動至右端，拉力F做功最小，其中F＝μmg＋FT，F(xiàn)T＝μmg，小木塊位移為eq\f(L,2)，所以WF＝F·eq\f(L,2)＝μmgL.5．有一固定軌道ABCD如圖所示，AB段為四分之一光滑圓弧軌道，其半徑為R，BC段是水平光滑軌道，CD段是光滑斜面軌道，BC和斜面CD間用一小段光滑圓弧連接．有編號為1,2,3,4完全相同的4個小球(小球不能視為質(zhì)點，其半徑r<R)，緊挨在一起從圓弧軌道上某處由靜止釋放，經(jīng)平面BC到斜面CD上，忽視一切阻力，則下列說法正確的是()A．四個小球在整個運動過程中始終不分別B．在圓弧軌道上運動時，2號球?qū)?號球不做功C．在CD斜面軌道上運動時，2號球?qū)?號球做正功D．在CD斜面軌道上運動時，2號球?qū)?號球做負(fù)功【答案】A【解析】圓弧軌道越低的位置切線的傾角越小，加速度越小，故相鄰小球之間有擠壓力，小球在水平面上速度相同，無擠壓不分別，在斜面上加速度相同，無擠壓也不分別，故選項B、C、D錯誤，A正確．6．用起重機提升貨物，貨物上升過程中的v－t圖象如圖所示，在t＝3s到t＝5s內(nèi)，重力對貨物做的功為W1，繩索拉力對貨物做的功為W2，貨物所受合力做的功為W3，則()A．W1>0B．W2<0C．W2>0D．W3<0【答案】CD【解析】分析題圖可知，貨物始終向上運動，依據(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錯誤，C正確；依據(jù)動能定理：合力做的功W3＝0－eq\f(1,2)mv2，v＝2m/s，即W3<0，選項D正確．7．質(zhì)量為m的汽車在平直路面上啟動后就做勻加速直線運動，經(jīng)過時間t，達到速度v，此時汽車達到了額定功率．汽車以額定功率接著行駛．整個運動過程中汽車所受阻力恒為f，則()A．整個運動過程中，汽車運動的最大速度是vB．整個運動過程中，汽車運動的最大速度是eq\f(mv2,ft)C．勻加速運動階段，汽車的牽引力為f＋eq\f(mv,t)D．汽車的額定功率為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(m\f(v,t)＋f))v【答案】CD【解析】達到額定功率后汽車接著加速，直到最終勻速運動，A項錯誤；t時間內(nèi)，汽車的加速度a＝eq\f(v,t)，由牛頓其次定律得F－f＝ma，所以汽車的牽引力F＝f＋meq\f(v,t)，C項正確；t時刻汽車達到額定功率P＝Fv＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(m\f(v,t)＋f))v，D項正確；最終的速度為eq\f(P,f)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(mv,ft)＋1))v，因此B項錯誤．8．如圖所示，細(xì)繩的一端繞過定滑輪與木箱相連，現(xiàn)以大小恒定的拉力F拉動細(xì)繩，將靜置于A點的木箱經(jīng)B點移到C點(AB＝BC)，地面平直且與木箱的動摩擦因數(shù)到處相等．設(shè)從A到B和從B到C的過程中，F(xiàn)做功分別為W1，W2，克服摩擦力做功分別為Q1，Q2，木箱經(jīng)過B、C時的動能和F的功率分別為EkB，EkC和PB，PC，則下列關(guān)系肯定成立的有()A．W1＞W(wǎng)2B．Q1＞Q2C．EkB＞EkCD．PB＞PC【答案】AB【解析】F做功W＝Flcosα(α為繩與水平方向的夾角)，在AB段和BC段相比較，F(xiàn)大小相同，l相同，而α漸漸增大，故W1＞W(wǎng)2，A正確；物體運動中，支持力漸漸減小，摩擦力漸漸減小，故Q1＞Q2，B正確；因為物體運動狀況不能確定，故動能關(guān)系、功率關(guān)系無法確定，選項C、D錯．二、非選擇題9．如圖所示，建筑工人通過滑輪裝置將一質(zhì)量是100kg的料車沿30°角的斜面由底端勻速地拉－到頂端，斜面長L是4m，若不計滑輪的質(zhì)量和各處的摩擦力，g取10N/kg，求這一過程中：(1)人拉繩子的力做的功；(2)物體的重力做的功；(3)物體受到的各力對物體做的總功．解：(1)工人拉繩子的力F＝eq\f(1,2)mgsinθ工人將料車?yán)叫泵骓敹藭r，拉繩子的長度：l＝2L，依據(jù)公式W＝Flcosα，得W1＝eq\f(1,2)mgsinθ·2L＝2000J.(2)重力做功W2＝－mgh＝－mgLsinθ＝－2000J.(3)由于料車在斜面上勻速運動，則料車所受的合力為0，故W合＝0.10．如圖所示，水平傳送帶正以v＝2m/s的速度運行，兩端水平距離l＝8m，把一質(zhì)量m＝2kg的物塊輕輕放到傳送帶的A端，物塊在傳送帶的帶動下向右運動，若物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1，不計物塊的大小，g取10m/s2，則把這個物塊從A端傳送到B端的過程中，摩擦力對物塊做功的平均功率是多少？1s時，摩擦力對物塊做功的功率是多少？皮帶克服摩擦力做功的功率是多少？解：物塊受向右的摩擦力為Ff＝μmg加速度為a＝μg當(dāng)物塊與傳送帶相對靜止時，物塊的位移為x＝eq\f(v2,2a)摩擦力做功為W＝Ffx＝4J相對靜止后物塊與傳送帶之間無摩擦力，此后物塊勻速運動到B端，物塊由A端運動到B端所用的時間為t＝eq\f(v,a)＋eq\f(l－x,v)＝5s則物塊在被傳送過程中所受摩擦力的平均功率為P＝eq\f(W,t)＝0.8W1s時，物塊的速度為v1＝at＝1m/s則摩擦力對物塊做功的功率為P1＝Ffv1＝2W皮帶的速度為v＝2m/s故皮帶克服摩擦力做功的功率為P2＝Ffv＝4W.11．質(zhì)量為m的汽車，在平直馬路上以恒定的加速度勻加速啟動，汽車達到額定功率時速度大小為v，此時恰好起先下坡，司機馬上調(diào)整發(fā)動機的功率為額定功率的一半，使汽車以大小為v的速度沿坡路勻速下滑，下滑一段路程后汽車又開足馬力以額定功率加速下行，在坡路上加速t時間后，車速達到最大，且最大車速是剛下坡時速度的2倍，已知坡面傾角為θ，重力加速度為g，水平路面和坡面對車的阻力相同，在t時間內(nèi)汽車沿坡路通過的距離為s，試求：(1)汽車的額定功率；(2)平直馬路和坡面對車的阻力的大??；(3)汽車在平直馬路上勻加速行駛的加速度的大?。猓?1)設(shè)汽車的額定功率為P，阻力為f，汽車在坡面上勻速運動時的牽引力為F1，則對勻速運動過程，由平衡條件得F1＋mgsinθ＝f①又有eq\f(P,2)＝F1v②對汽車在坡面上以額定功率加速行駛t時間的過程，由動能定理得Pt＋