2022版高考物理一轮复习-课后练习14-功和功率.doc

2022版高考物理一轮复习 课后练习14 功和功率2022版高考物理一轮复习 课后练习14 功和功率年级：姓名：- 9 -功和功率建议用时：45分钟1如图所示，两箱相同的货物，现要用电梯将它们从一楼运到二楼，其中图甲是利用扶梯台式电梯运送货物，图乙是用履带式自动电梯运送，假设两种情况下电梯都是匀速地运送货物，下列关于两电梯在运送货物时说法正确的是 ()甲乙A两种情况下电梯对货物的支持力都对货物做正功B图乙中电梯对货物的支持力对货物做正功C图甲中电梯对货物的支持力对货物不做功D图乙中电梯对货物的支持力对货物不做功D在图甲中，货物随电梯匀速上升时，货物受到的支持力竖直向上，与货物位移方向的夹角小于90，故此种情况下支持力对货物做正功，选项C错误；图乙中，货物受到的支持力与履带式自动电梯接触面垂直，此时货物受到的支持力与货物位移垂直，故此种情况下支持力对货物不做功，故选项A、B错误，D正确。2(2019白银模拟)如图所示，小物块甲从竖直固定的光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧底端切线水平。小物块乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下。下列判断正确的是()A两物块到达底端时速度相同B两物块运动到底端的过程中重力做功相同C两物块到达底端时动能相同D两物块到达底端时，重力对乙做功的瞬时功率大于重力对甲做功的瞬时功率D两物块下落的高度相同，根据动能定理，有mgRmv2，解得v，可知两物块到达底端时的速度大小相等，但方向不同，A错误；两物块的质量大小关系不确定，故无法判断两物块运动到底端时重力做的功及动能是否相同，B、C错误；在底端时，重力对甲做功的瞬时功率为零，重力对乙做功的瞬时功率大于零，D正确。3质量为2 kg的小铁球从某一高度由静止释放，经3 s到达地面，不计空气阻力，g取10 m/s2。则()A2 s末重力的瞬时功率为200 WB2 s末重力的瞬时功率为400 WC前2 s内重力的平均功率为100 WD前2 s内重力的平均功率为400 WB物体只受重力，做自由落体运动，2 s末速度为v1gt120 m/s，下落2 s末重力做功的瞬时功率Pmgv1400 W，故选项A错误，B正确；前2 s内的位移为h2gt20 m，所以前2 s内重力的平均功率为2200 W，故选项C、D错误。4水平路面上的汽车以恒定功率P做加速运动，所受阻力恒定，经过时间t，汽车的速度刚好达到最大，在t时间内()A汽车做匀加速直线运动B汽车加速度越来越大C汽车克服阻力做的功等于PtD汽车克服阻力做的功小于PtD根据PFv知，随着速度增大牵引力减小，根据牛顿第二定律得a，加速度减小，故A、B错误；牵引力做功WPt，根据动能定理知，克服阻力做的功小于牵引力做的功，即小于Pt，故C错误，D正确。5(2020遵义模拟)提高物体(例如汽车)运动速率的有效途径是增大发动机的功率和减小阻力因数(设阻力与物体运动速率的平方成正比，即Ffkv2，k是阻力因数)。当发动机的额定功率为P0时，物体运动的最大速率为vm，如果要使物体运动的速率增大到2vm，则下列办法可行的是 ()A阻力因数不变，使发动机额定功率增大到2P0B发动机额定功率不变，使阻力因数减小到C阻力因数不变，使发动机额定功率增大到8P0D发动机额定功率不变，使阻力因数减小到C物体匀速运动时，牵引力与阻力相等，由PFvmFfvmkv，要使物体运动的速率增大到2vm，阻力因数不变时，需使发动机额定功率增大到8P0，故A错误，C正确；发动机额定功率不变时，需使阻力因数减小到，故B、D错误。6(2018浙江选考)如图所示，质量为60 kg的某运动员在做俯卧撑运动，运动过程中可将她的身体视为一根直棒。已知重心在c点，其垂线与脚、两手连线中点间的距离oa、ob分别为0.9 m和0.6 m。若她在1 min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4 m，则克服重力做的功和相应的功率约为(取g10 m/s2)()A430 J,7 W B4 300 J,70 WC720 J,12 W D7 200 J,120 WB设重心上升的高度为h，根据相似三角形可知，每次俯卧撑中，有，即h0.24 m。一次俯卧撑中，克服重力做功Wmgh60100.24 J144 J，所以一分钟内克服重力做的总功为W总NW4 320 J，功率P72 W，故选项B正确。7一辆CRH2型动车组的总质量M2.0105 kg，额定输出功率为4 800 kW。假设该动车组在水平轨道上运动时的最大速度为270 km/h，受到的阻力Ff与速度v满足Ffkv，g取10 m/s2。下列说法正确的是()A该动车组以最大速度行驶时的牵引力为6.4104 NB从题中给出的数据可算出k1.0103 Ns/mC当匀速行驶的速度为最大速度一半时，动车组受到的阻力为1.6104 ND当匀速行驶的速度为最大速度一半时，动车组的输出功率为2 400 kWA最大速度为vm270 km/h75 m/s，根据PFv，得该动车组以最大速度行驶时的牵引力为F N6.4104 N，故A正确；当牵引力与阻力相等时，速度达到最大，则有FFfkvm，解得k Ns/m853.3 Ns/m，故B错误；当匀速行驶的速度为v时，则有Ffkv853.3 N3.2104 N，此时牵引力FFf3.2104 N，动车组输出功率PFv3.2104 W1 200 kW，故C、D错误。8(2019江苏东海高中高考模拟)如图所示，从某高度以初速度v0水平抛出一个质量为m的小球，在小球未落地的过程中，其速度v、速度变化量v、重力的功率P和重力的功W与时间t的关系图象，正确的是() AB CDC小球t时刻的速度为v，由数学知识知，t0时，v0，所以vt图象不过原点，故A错误。由vatgt分析可知，vt图象是过原点的直线，故B错误。重力的功率Pmgvymggtmg2t，P与t成正比，Pt图象是过原点的直线，故C正确。重力的功Wmghmggt2，Wt是过原点的开口向上的抛物线，故D错误。9一辆汽车从t0时刻开始，以2 m/s的初速度做匀加速直线运动，至t时刻牵引力做的功为W，其t图象如图所示，则由图象可知()At1 s时汽车发动机的输出功率为20 kWB汽车牵引力大小为5103 NC汽车加速度大小为8 m/s2D12 s内牵引力做的功为2.5104 JB汽车以v02 m/s的初速度做匀加速直线运动，时间t内牵引力做的功WFxFFv0tFat2，则FatFv0，由图象可得纵轴截距Fv01104 J/s，解得牵引力F5103 N，选项B正确；图线斜率为Fa104 J/s2，解得加速度a4 m/s2，选项C错误；t1 s时汽车的速度为v1v0at16 m/s，此时发动机的输出功率为PFv13.0104 W，选项A错误；12 s内汽车的位移为xv1t2at8 m，12 s内牵引力做的功为WFx4.0104 J，选项D错误。10一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小f恒定不变。下列描述该汽车的速度随时间t变化的图象中，可能正确的是()ABCDA在0t1时间内，如果匀速，则vt图象是与时间轴平行的直线；如果是加速，根据PFv，牵引力减小；根据Ffma，加速度减小，是加速度减小的加速运动，当加速度为0时，即F1f，汽车开始做匀速直线运动，此时速度v1；所以0t1时间内，vt图象先是平滑的曲线，后是平行于横轴的直线；在t1t2时间内，功率突然增加，故牵引力突然增加，是加速运动，根据PFv，牵引力减小；再根据Ffma，加速度减小，是加速度减小的加速运动，当加速度为0时，即F2f，汽车开始做匀速直线运动，此时速度v2。所以在t1t2时间内，即vt图象也先是平滑的曲线，后是平行于横轴的直线，A正确。11如图所示，固定在水平面上的斜面倾角为30，物体P和Q叠放在斜面上，一起由静止开始沿斜面下滑。已知P与斜面间动摩擦因数为1，P与Q间动摩擦因数为2，P和Q质量分别为2m和m，重力加速度为g。求：(1)经过时间t，重力对P做功的瞬时功率；(2)经过时间t，物体P对Q的摩擦力所做的功。解析(1)因为l2，所以P、Q一起下滑对P、Q应用牛顿第二定律可知P、Q沿斜面下滑的加速度agsin 1gcos 应用速度公式可知经过时间t，P、Q的速度为vat又PFv可知重力对P做功的功率为PG(2mgsin )v解得PGmg2t。(2)在时间t内P运动位移xat2对Q，应用牛顿第二定律有mgsin fma摩擦力对Q做功为Wfx解得Wmg2t2。答案(1)mg2t(2)mg2t212(2019衡水模拟)如图甲所示，在水平路段AB上有一质量为2103 kg的汽车(可视为质点)，正以10 m/s的速度向右匀速运动，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的vt图象如图乙所示(在t15 s 处水平虚线与曲线相切)，运动过程中汽车发动机的输出功率保持20 kW不变，假设汽车在两个路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空气阻力等)各自有恒定的大小。求：甲乙(1)汽车在AB路段上运动时所受阻力f1的大小；(2)汽车刚好开过B点时加速度a的大小；(3)BC路段的长度。解析(1)汽车在AB路段做匀速直线运动，根据平衡条件，有：F1f1PF1v1解得：f1 N2 000 N。(2)t15 s时汽车处于平衡状态，有：F2f2PF2v2解得：f2 N4 000 N刚好开过B点时汽车的牵引力仍为F1，根据牛顿第二定律，有：f2F1ma解得：a1 m/s2。(3)对于汽车在BC路段运动，由动能定理得：Ptf2smvmv解得：s68.75 m。答案(1)2 000 N(2)1 m/s2(3)68.75 m13(2019江苏无锡期末)如图甲所示，质量为m2 kg的物块以初速度v020 m/s从图中所示位置开始沿粗糙水平面向右运动，同时物块受到一水平向左的恒力F作用，在运动过程中物块速度随时间变化的规律如图乙所示，g取10 m/s2。试求：甲乙(1)物块在04 s内的加速度a1的大小和48 s内的加速度a2的大小；(2)恒力F的大小及物块与水平面间的动摩擦因数；(3)8 s内恒力F所做的功。解析(1)由图可知，04 s内，物体向右做匀减速直线运动，48 s内，物体向左做匀加速直线运动。04 s内，a1 m/s25 m/s2。48 s内，a2 m/s22 m/s2。(2)根据牛顿第二定律，在04 s内恒力F与摩擦力同向：Fmgma148 s内恒力F与摩擦力反向：Fmgma2代入数据解得：F7 N，0.15。(3)根据图形的面积可得8 s内物体运动的位移s420 m48 m24 m恒力F做的功为W Fs724 J168 J。答案(1)5 m/s22 m/s2(2)7 N0.15(3)168 J