届高考物理一轮复习课时训练14功和功率.docx

届高考物理一轮复习课时训练14功和功率.docx

《届高考物理一轮复习课时训练14功和功率.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《届高考物理一轮复习课时训练14功和功率.docx（13页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

届高考物理一轮复习课时训练14功和功率

课时训练14　功和功率

一、选择题

1.

一辆汽车出厂前需经过13项严格的质量检测，才能被贴上“产品合格证”和“3C强制产品认证”标识。

其中的转毂检测就是进行低速实验，检测多项安全性能．在水平、平行的两条车道上检测甲、乙两车，在t＝0时刻，甲、乙两车并排，两车的速度—时间关系图象如图所示，则（　　）

A．0～6s，甲、乙两车相遇两次

B．0～6s，乙车牵引力做功与阻力做功之比为12

C．在t＝1s时乙车追上甲车，在t＝4s时甲车追上乙车

D．乙车的启动加速度大小是制动加速度大小的2倍

解析　根据两车的速度—时间图象可知，在0～6s内，甲车做匀速直线运动；在0～2s内乙车做初速度v0＝0，加速度a＝10m/s2的匀加速直线运动，在2～6s内乙车做初速度v0′＝20m/s，加速度a′＝－5m/s2的匀减速直线运动直至停止，则乙车的启动加速度大小是制动加速度大小的2倍，故D选项正确；根据v－t图线与时间轴围成的“面积”表示位移可知，在0～2s内甲、乙两车的位移相等，在0～6s内甲、乙两车的位移也相等，即在t＝2s时乙车追上甲车，在t＝6s时甲车追上乙车，则在0～6s内，甲、乙两车相遇两次，故A选项正确，C选项错误；根据动能定理可知WF－Ff＝0，则在0～6s内，乙车牵引力做功与阻力做功之比为11，故B选项错误.

答案　AD

2．高中生小明骑电动自行车沿平直公路行驶，因电瓶“没电”，改用脚蹬车以5m/s的速度匀速前行，骑行过程中所受阻力恒为车和人总重的0.02，取重力加速度g＝10m/s2.根据估算，小明骑此电动车做功的平均功率最接近（　　）

A．10WB．100W

C．1kWD．10kW

解析　设小明和车的总质量为80kg，则阻力f＝kmg＝0.02×80×10N＝16N，匀速前行时牵引力F＝f＝16N，小明骑此电动车做功的平均功率为Fv＝16×5W＝80W，只有选项B正确．

答案　B

3.

如图所示，用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边．已知拖动缆绳的电动机功率恒为P，小船的质量为m，小船受到的阻力大小恒为f，经过A点时缆绳与水平方向的夹角为θ，小船的速度大小为v0.若缆绳质量忽略不计，则此时小船加速度大小a和缆绳对船的拉力F为（　　）

A．a＝

，F＝

B．a＝

，F＝

C．a＝

，F＝

D．a＝

，F＝

解析　将船速沿绳和与绳垂直的方向分解，则沿绳方向的分速度大小v1＝v0cosθ，由P＝Fv1得F＝

，选项C、D均错误；根据牛顿第二定律有Fcosθ－f＝ma，得a＝

，选项B正确，A错误．

答案　B

4．如图甲所示，电梯中将重物放在压力传感器上，电梯竖直向上运行，传感器测出支持力F随高度h变化的图象如图乙所示，则0～4m的这一过程支持力对重物做的总功为（　　）

A．135JB．160J

C．180JD．200J

解析　支持力对重物做的总功为40×1J＋45×2J＋50×1J＝180J，只有选项C正确．

答案　C

5.

下列关于机车以恒定加速度启动后速度v、牵引力F、功率P和位移s随时间变化关系的图象中错误的是（　　）

解析　机车以恒定加速度启动后，在达到额定功率前，做匀加速直线运动，牵引力为恒力，由s＝

at2知s—t图象是抛物线，由v＝at知v与t成正比，根据P＝Fv＝Fat，P与t成正比；当达到额定功率P0后功率保持P0不变，速度仍在增大，由P0＝Fv知牵引力不断减小，但牵引力仍比阻力大，加速度不断减小，当牵引力减小到等于阻力时，加速度为零，机车以最大速度做匀速运动，牵引力不变，所以选项A、B、C均正确，D错误．

答案　D

6.

一物体自t＝0时开始做直线运动，其速度—时间图象如图所示．下列选项正确的是（　　）

A．在0～6s内，物体离出发点最远为30m

B．在0～6s内，物体经过的路程为30m

C．在0～6s内，物体的位移为30m

D．在0～6s内，物体所受的合外力做负功

解析　物体在0～2s内做匀加速运动，2～4s内做匀速运动，4～5s内做匀减速运动，5～6s内反向做匀加速运动，可知第5s时物体离出发点最远，由v—t图象可知，sm＝

×（2＋5）×10m＝35m,0～6s和0～4s内位移相等，即s＝

×（2＋4）×10m＝30m,0～6s内经过的路程x＝

×（2＋5）×10m＋

×1×10m＝40m,0～6s内物体所受的合外力做正功，故只有选项C正确．

答案　C

7.

如图所示，斜面体固定在水平地面上，虚线以上部分斜面光滑，虚线以下部分斜面粗糙．质量分别为m1、m2（m2>m1）的两物体之间用细线连接，开始时m1处在斜面顶端并被束缚住．当由静止释放m1后，两物体开始沿斜面下滑．则下列说法正确的是（　　）

A．m2到达斜面底端前两物体一定不能相遇

B．m2到达斜面底端前两物体有可能相遇

C．在虚线上方运动时细线对两物体均不做功

D．在虚线上方运动时细线对m1做正功，对m2做负功

解析　根据受力分析和牛顿第二定律以及运动学知识，题图所示的情况中，两物体在虚线以上部分的光滑斜面上滑动时速度和加速度都相同，因此两物体之间的细线上没有作用力，细线对两物体均不做功，故C选项正确，D选项错误；当m2进入虚线以下的斜面时，开始受到摩擦力的作用而有可能做减速运动，m1继续做加速运动，因此m2到达斜面底端前两物体有可能相遇，所以A选项错误，B选项正确．

答案　BC

8．（多选）

一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时速率为1m/s.从此刻开始在与速度平行的方向上对其施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图1和图2所示，则（两图取同一正方向，取重力加速度g＝10m/s2）（　　）

A．滑块的质量为0.5kg

B．滑块与水平地面间的动摩擦因数为0.05

C．第1s内摩擦力对滑块做功为－1J

D．第1s内力F的平均功率为1.5W

解析　由图1得F1＝1N，F2＝3N，由图2知2s内滑块的加速度不变，即为a＝

m/s2＝1m/s2，根据牛顿第二定律有F1＋f＝ma，F2－f＝ma，而f＝μmg，解得f＝1N，μ＝0.05，m＝2kg，选项A错误，B正确；由v—t图象面积法得第1s内滑块的位移s1＝

×（－1）×1m＝－0.5m，第1s内摩擦力对滑块做功为W1＝－f·|s1|＝－0.5J，选项C错误；第1s内力F的平均功率为F2·

＝3×

W＝1.5W，选项D正确．

答案　BD

9．把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆叫做动车．几节自带动力的车辆（动车）加几节不带动力的车辆（也叫拖车）编成一组，就是动车组，假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等．若1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为120km/h；则6节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为（　　）

A．120km/hB．240km/h

C．320km/hD．480km/h

解析　若1节动车和3节拖车编号的动车组的最大速度为v1＝

＝120km/h；则6节动车和3节拖车编成的动车组的最大速度为v2＝

＝

×4v1＝

×120km/h＝320km/h，故选项C正确．

答案　C

10．两辆完全相同的汽车，都拖着完全相同的拖车以相同的速度在平直公路上匀速齐头并进，某一时刻两拖车同时与汽车脱离，之后甲汽车保持原来的牵引力继续前进，乙汽车保持原来的功率继续前进，则一段时间后（假设均未达到最大功率）（　　）

A．甲车超前，乙车落后

B．乙车超前，甲车落后

C．它们齐头并进

D．甲车先超过乙车，后乙车又超过甲车

解析　拖车与汽车脱离之前，汽车的牵引力等于摩擦力，脱离之后，汽车受到的摩擦力Ff减小，因为甲汽车的牵引力F保持不变，所以其将做匀加速直线运动，且加速度的大小为a＝（F－Ff）/m，而乙汽车保持原来的功率不变做加速运动，根据P＝Fv可知，其牵引力会随其速度的逐渐增大而减小，其加速度大小也会从a＝（F－Ff）/m逐渐减小，可见，甲车的速度较大，甲车超前，乙车落后．

答案　A

二、非选择题

11.

一物体放在水平地面上，如图1所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示．求：

（1）0～6s时间内物体的位移；

（2）0～10s时间内，物体克服摩擦力所做的功．

解析　

（1）由图3知物体的位移为

x＝

×3m＝6m.

（2）由图3知，在6～8s时间内，物体做匀速运动，于是有f＝2N．由图3知，在0～10s时间内物体的总位移为l＝

×3m＝15m，所以W＝fl＝2×15J＝30J.

答案　

（1）6m　

（2）30J

12．如图a所示，在水平路段AB上有一质量为2×103kg的汽车，正以10m/s的速度向右匀速行驶，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的v—t图象如图b所示，在t＝20s时汽车到达C点，运动过程中汽车发动机的输出功率保持不变．假设汽车在AB路段上运动时所受的恒定阻力（含地面摩擦力和空气阻力等）f1＝2000N．求：

（1）汽车运动过程中发动机的输出功率P；

（2）汽车速度减至8m/s时加速度a的大小；

（3）BC路段的长度．（解题时将汽车看成质点）

解析　

（1）汽车在AB路段时，牵引力和阻力相等F1＝f1，P＝F1v1

联立解得：

P＝20kW

（2）t＝15s后汽车处于匀速运动状态，有

F2＝f2，P＝F2v2，f2＝P/v2

联立解得：

f2＝4000N

v＝8m/s时汽车在做减速运动，有f2－F＝ma，F＝P/v

解得a＝0.75m/s2

（3）Pt－f2s＝

mv

－

mv

解得s＝93.75m

答案　见解析

13．动车组是城际间实现小编组、大密度的高效运输工具，以其编组灵活、方便、快捷、安全、可靠、舒适等特点而备受世界各国铁路运输和城市轨道交通运输的青睐．动车组就是几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组，就是动车组．假设有一动车组由六节车厢连接而成，每节车厢的总质量均为8×104kg.其中第一节、第二节带动力，他们的额定功率分别是2×107W和1×107W，（第一节车厢达到额定功率不够再启动第二节车厢）车在行驶过程中阻力恒为重力的0.1倍（g＝10m/s2）

（1）求该动车组的最大行驶速度；

（2）若列车以1m/s2的加速度匀加速启动，t＝10s时刻，第一节和第二节车厢之间拉力的最大值是多大？

解析　

（1）对整列动车，质量M＝6×8×104＝4.8×105kg，当牵引力等于阻力时，动车速度最大Pm＝fvm，

其中阻力f＝0.1Mg＝0.1×6×8×104×10N＝4.8×105N，

假设两节有动力的车厢都正常工作，

则vm＝

＝

＝

m/s＝62.5m/s

（2）当t＝10s时，v1＝at＝10m/s.假设只有第一节车厢提供动力，则对整列车：

－f＝Ma

解得：

P11＝9.6×106W

说明只有第一节车厢提供动力可以按照题设要求行驶．此时第一、二节间拉力最大对后五节车厢有

Fm－f2＝M2a

其中M2＝5×8×104kg＝4.0×105kg

解得第一、二节间最大拉力Fm＝8×105N.

答案　

（1）vm＝62.5m/s　

（2）Fm＝8×105N

14.

一传送带装置示意如图，传送带在AB区域是倾斜的，倾角θ＝30°.工作时传送带向上运行的速度保持v＝2m/s不变．现将质量均为m＝2kg的小货箱（可视为质点）一个一个在A处放到传送带上，放置小货箱的时间间隔均为T＝1s，放置时初速度为零，小货箱一到达B处立即被取走．已知小货箱刚放在A处时，前方相邻的小货箱还处于匀加速运动阶段，此时两者相距为s1＝0.5m．传送带装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦，取g＝10m/s2.

（1）求小货箱在传送带上做匀加速运动的加速度大小；

（2）AB的长度至少多长才能使小货箱最后的速度能达到v＝2m/s?

（3）除了刚释放货箱的时刻，若其它时间内总有4个货箱在传送带上运动，求每运送一个小货箱电动机对外做多少功？

并求电动机的平均输出功率

.

解析　

（1）小货箱刚放在A处时，前方相邻的小货箱已经运动了时间T.

有s1＝

aT2

代入数据解得加速度大小：

a＝1m/s2.

（2）AB的长度至少为l，则货箱的速度达到v＝2m/s时，有v2＝2al

代入数据解得AB的长度至少为：

l＝2m.

（3）传送带上总有4个货箱在运动，说明货箱在A处释放后经过t＝4T的时间运动至B处．

货箱匀加速运动的时间是

t1＝

＝2s

设货箱受到的滑动摩擦力大小为f，由牛顿运动定律得

f－mgsinθ＝ma

这段时间内，传送带克服该货箱的摩擦力做的功：

W1＝f·vt1

代入数据解得W1＝48J

货箱在此后的时间内随传送带做匀速运动，传送带克服该货箱的摩擦力做的功

W2＝mgsinθ·v（t－t1）

代入数据解得W2＝40J

每运送一个小货箱电动机对外做的功：

W＝W1＋W2＝88J

放置小货箱的时间间隔为T，则每隔时间T就有一个小货箱到达B处，因此电动机的平均输出功率：

＝

＝88W.

答案　

（1）1m/s2　

（2）2m　（3）88J　88W