高考物理一轮复习 课时跟踪检测20 功和功率-人教版高三全册物理试题.doc

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1、课时跟踪检测二十功和功率【基础过关】1(2016届北京海淀重点中学月考)一物体放在水平面上，它的俯视图如图所示，两个相互垂直的力F1和F2同时作用在物体上，使物体沿图中v0的方向做直线运动经过一段位移的过程中，力F1和F2对物体所做的功分别为3 J和4 J，则两个力的合力对物体所做的功为()A3 J B4 JC5 J D7 J解题思路：功是标量，几个力对物体做的总功，就等于各个力单独对物体做功的和解析：当有多个力对物体做功的时候，总功的大小就等于各个力对物体做功的和，由于力F1对物体做功4 J，力F2对物体做功3 J，所以F1与F2的合力对物体做的总功就为W3 J4 J7 J，故选D.答案：D

2、2.(2017届甘肃定西五丰中学期末)如图所示，汽车在拱形桥上由A匀速率地运动到B，以下说法正确的是()A牵引力与摩擦力做的功相等B牵引力和重力做的功大于摩擦力做的功C合外力对汽车不做功D重力做功的功率保持不变解析：汽车运动过程中，牵引力做正功设为WF，摩擦力做负功，其大小设为Wf，重力做负功，其大小设为WG，支持力不做功，根据动能定理得：WFWfWG0，故A错误；牵引力、重力和摩擦力三个力所做总功为0，牵引力和重力做的总功等于克服摩擦力做的功，故B错误；根据动能定理得：汽车由A匀速率运动到B的过程中动能变化为0，所以合外力对汽车不做功，故C正确；重力的大小、方向不变，但是汽车的速度方向时刻变

3、化，因此根据PFvmgv，可知速度在重力方向上的分量越来越小，所以重力的功率是变化的，故D错误答案：C3(2016届陕西镇安中学月考)质量为m的物体从倾角为且固定的光滑斜面顶端由静止开始下滑，斜面高为h，当物体滑至斜面底端时，重力做功的瞬时功率为()Amg BmgsinCmgsin Dmg解析： 由于斜面是光滑的，由牛顿运动定律和运动学公式有：agsin，2av2，故物体滑至底端时的速度v.如图所示，可知重力的方向和v方向的夹角为90.则物体滑至底端时重力的瞬时功率为Pmgcos(90)mgsin，故C正确答案：C4(多选)(2016届山东潍坊七中月考)质量为4 kg的物体被人由静止开始向上提

4、升0.25 m后速度达到1 m/s，则下列判断正确的是(g取10 m/s2)()A人对物体做的功为12 JB合外力对物体做的功为2 JC物体克服重力做的功为10 JD人对物体做的功等于物体增加的动能解析：人对物体做的功等于物体机械能的增加量，即W人mghmv212 J，A正确，D错误；合外力对物体做的功等于物体动能的增加量，即W合mv22 J，B正确；物体克服重力做的功等于物体重力势能的增加量，即Wmgh10 J，C正确答案：ABC5(2016届河南郑州一中模拟)质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么

5、当汽车的车速为时，汽车的瞬时加速度的大小为()A. BC. D解析：当汽车速度为v时，有PFv，Ff，Pfv，当速度为时，牵引力为F4f，由牛顿第二定律Ffma，a，故选C.答案：C【提升过关】一、单项选择题1(2017届贵州遵义航天中学模拟)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素(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

6、功率增大到8P0D发动机额定功率不变，使阻力因数减小到解析：根据PFv可知，当发动机的额定功率为P0时，物体运动的最大速率为vm，则P0kvvmkv；如果要使物体运动的速率增大到2vm，则阻力因数不变，使发动机额定功率增大到8P0，A错误，C正确；发动机额定功率不变，使阻力因数减小到，B、D错误答案：C2(2016届安徽巢湖无为陡沟中学期末)如图所示为电动车在水平路面上启动过程中的速度图象，Oa段为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下列说法中正确的是()A0t1时间内电动车做匀加速运动且功率恒定Bt1t2时间内电动车牵引力做功为mvmvC

7、t1t2时间内电动车的平均速度为(v1v2)D在全过程中，t1时刻的牵引力及其功率都是最大值，t2t3时间内牵引力最小解析：0t1时间内电动车做匀加速运动，牵引力F大小恒定，但电动车的速度v逐渐增大，所以其功率逐渐增大，选项A错误；t1t2时间内，牵引力做正功，摩擦力做负功，合外力做功之和等于动能的改变量，所以选项B错误；根据“面积”法求位移，t1t2时间内汽车的位移x(v1v2)(t2t1)，所以平均速度(v1v2)，选项C错误；在全过程中t1时刻的斜率最大，加速度a1也最大，根据F1Ffma1可知，此时牵引力F1最大，此时的功率P1也是在0t1时间内最大的，在t1时刻之后，电动车的功率保持

8、P1不变，所以P1是整个过程中的最大值，在t2t3时间内牵引力等于摩擦力，牵引力在整个过程中最小，选项D正确答案：D3(2016届江西余江一中二模)如图甲所示，静止在水平地面上的物块受到水平拉力F的作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面之间的最大静摩擦力fm大小与滑动摩擦力大小相等，则()A0t1时间内所受摩擦力大小不变Bt1t2时间内物块做加速度减小的加速运动Ct2时刻物块的速度最大Dt2t3时间内物块克服摩擦力做功的功率增大解析：在0t1时间内水平拉力小于最大静摩擦力，物块保持不动，摩擦力大小逐渐增大，故A错误；t1t2时间内，拉力逐渐增大，摩擦力不变，根据牛顿第二定律可知，加速度

9、逐渐增大，故B错误；t1t3时间内，合力向前，物块一直加速前进，t3时刻后合力反向，物块要做减速运动，所以t3时刻物块速度最大，故C错误；t2t3时间内物块速度逐渐增大，摩擦力大小不变，根据Pfv可知物块克服摩擦力的功率增大，故D正确答案：D4. (2017届江西省吉安市第一中学高三月考)如图所示为牵引力F和车速倒数的关系图象，若汽车质量为2103 kg，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，设其最大车速为30 m/s，则正确的是()A汽车所受阻力为2103 NB汽车车速为15 m/s，功率为3104 WC汽车匀加速的加速度为3 m/s2D汽车匀加速所需时间为4.5 s解析：当速度为3

10、0 m/s时，牵引车的速度达到最大，做匀速直线运动，此时Ff，所以f2103 N，故A正确；牵引车的额定功率Pfv210330 W6104 W，匀加速直线运动的加速度a m/s22 m/s2，匀加速直线运动的末速度v m/s10 m/s，匀加速直线运动的时间t5 s，因为15 m/s10 m/s，所以汽车速度为15 m/s时，功率已达到额定功率，故B、C、D错误答案：A 二、多项选择题5(2017届河北衡水中学二调)质量为m的物体静止在粗糙的水平地面上，从t0时刻开始受到方向恒定的水平拉力F作用，F与时间t的关系如图甲所示物体在t0时刻开始运动，其vt图象如图乙所示，若可认为滑动摩擦力等于最大

11、静摩擦力，则()A物体与地面间的动摩擦因数为B物体在t0时刻的加速度大小为C物体所受合外力在t0时刻的功率为2F0v0D水平力F在t0到2t0这段时间内的平均功率为F0解析：物体在时刻开始运动，说明阻力等于此时的水平拉力，即fF0，动摩擦因数为，故A正确；在t0时刻由牛顿第二定律可知，2F0fma，a，故B错误；t0时刻物体受到的合外力为F2F0fF0，功率为PF0v0，故C错误；2t0时刻速度为vv0t0，在t02t0时间内的平均速度为，故平均功率为P2F0F0，故D正确答案：AD6(2016届安徽皖江名校联盟月考)完全相同的两辆汽车，都拖着完全相同的拖车(与汽车质量相等)以相同的速度在平直

12、公路上以速度v匀速齐头并进，汽车与拖车的质量均为m，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，经过一段时间后甲车的速度变为2v，乙车的速度变为1.5v，若路面对汽车的阻力恒为车重的0.1倍，g取10 m/s2，则此时()A甲、乙两车在这段时间内的位移之比为43B甲车的功率增大到原来的4倍C甲、乙两车在这段时间内克服阻力做功之比为1211D甲、乙两车在这段时间内牵引力做功之比为32解题思路：本题的本质类似于汽车的两种启动方式：一种是以恒定的牵引力做匀加速运动，另一种是以恒定的功率做加速运动，考虑到PFv，以恒定功率加速运动的汽车随着速度的增大

13、而牵引力减小，故做加速度减小的加速运动开始时甲、乙的初速度相同，加速度相同，但甲始终做匀加速运动，乙做加速度减小的加速运动，固甲车在乙车前，利用牛顿运动定律即可求解解析：据题意可知，甲汽车的牵引力：F0.2mg，两车原先的功率：P0.2mgv，以甲车为研究对象，由于做匀加速运动，所以加速度a0.1g1 m/s2.据运动学公式得运动的时间：tv，所以运动的位移：x1v2.由于甲的速度变为原来的2倍，所以功率为原来的2倍；再以乙为研究对象，乙以恒定功率运动，据动能定理：Pt0.1mgx2m，解得：x2v2，所以：x1x21211，故A、B错误；据功的公式可知，甲、乙两车在这段时间内克服阻力做功之比

14、为1211，故C正确；甲的牵引力做功为W1Fx10.2mgv23mv2，乙以恒定功率运动，据动能定理：Pt0.1mgx2m，解得：Pt2mv2.所以甲、乙两车在这段时间内牵引力做功之比为32，故D正确答案：CD7(2017届山师大附中模拟)下列各图是反映汽车(额定功率P额)从静止开始匀加速启动，最后做匀速运动的过程中，其速度随时间以及加速度、牵引力和功率随速度变化的图象，其中正确的是()解析：汽车开始做初速度为零的匀加速直线运动，当达到额定功率时，匀加速结束，然后做加速度逐渐减小的加速运动，直至最后匀速运动开始匀加速时：Ffma，设匀加速刚结束时速度为v1，有：P额Fv1，最后匀速时：Ff，有

15、：P额fvm，由以上各式解得：匀加速的末速度为v1，最后匀速速度为vm，在vt图象中斜率表示加速度，汽车开始加速度不变，后来逐渐减小，A正确；汽车运动过程中开始加速度不变，后来加速度逐渐减小，最后加速度为零，B错误；汽车牵引力开始大小不变，然后逐渐减小，最后牵引力等于阻力，C正确；开始汽车功率逐渐增加，PFvFat，故为过原点直线，后来功率恒定，D正确答案：ACD8. (2016届四川成都七中第一次理科综合)如图所示，轻质弹簧一端固定在水平面上，另一端放置一质量m1 kg的小球，小球此时处于静止状态，现用竖直向上的拉力F作用在小球上，使小球开始向上做匀加速直线运动，经0.2 s弹簧刚好恢复到原

16、长，此时小球的速度为1 m/s，整个过程弹簧始终在弹性限度内，g取10 m/s2.下列说法正确的是()A在00.2 s内，拉力的最大功率为15 WB弹簧的劲度系数为100 N/cmC在0.2 s时撤去外力，则小球在全过程中能上升的最大高度为15 cmD在00.2 s内，拉力F对小球做的功等于1.5 J解析：小球从静止开始向上做匀加速直线运动，经0.2 s弹簧刚好恢复到原长，此时小球的速度v1 m/s,0.2 s内小球的位移xt0.1 m，加速度a5 m/s2.刚开始弹簧静止，故mgkx，解得k100 N/m，故B错误；对小球受力分析，小球受重力、拉力和弹簧的弹力，根据牛顿第二定律有Fmgkma

17、，解得F5250t2(t0.2 s)，拉力F的功率PFvFat(5250t2)5t，当t0.2 s时，拉力功率达到最大，为Pm15 W，故A正确；撤去F后，小球离开弹簧做竖直上抛运动，能继续上升的最大高度为h0.05 m，故小球在全过程中能上升的最大高度为Hxh0.15 m15 cm，故C正确；在00.2 s内拉力F5250t2(t0.2 s)，逐渐增加，最大为15 N，位移为0.1 m，故拉力做的功W15 N0.1 m1.5 J，故D错误答案：AC9(2016届福建泉州一诊)如图甲所示，在倾角为37的粗糙且足够长的斜面的底端，一质量m2 kg、可视为质点的滑块压缩一轻弹簧并锁定，滑块与弹簧不

18、相连t0时解除锁定，计算机通过传感器描绘出滑块的vt图象如图乙所示，其中ab段为曲线，bc段为直线，g取10 m/s2，sin370.6，cos370.8.则下列说法正确的是()A在滑块与弹簧脱离之前，滑块一直做加速运动B滑块在0.15 s末的加速度为8 m/s2C滑块在0.1 s末克服重力做功的功率为32 WD滑块与斜面间的动摩擦因数为0.25解析：00.1 s为滑块和弹簧接触的过程，由图象可知，滑块先做加速运动后做减速运动，故A错误；vt图线的斜率代表加速度，0.10.2 s内滑块的加速度a m/s28 m/s2，故B正确；在0.1 s末滑动的速度为1.6 m/s，克服重力做功的功率为PG

19、mgvsin3719.2 W，故C错误；在0.10.2 s内，对滑块，由牛顿第二定律可知mgsin37mgcos37ma，解得0.25，故D正确答案：BD三、计算题10(2017届江西上饶横峰中学月考)汽车发动机的额定牵引功率为60 kW，汽车质量为5 t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，试问：(g取10 N/kg)(1)汽车保持以额定功率从静止启动后能达到的最大速度是多少？(2)若汽车从静止开始，保持以0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？解题思路：(1)当a0时，即Ff时，汽车的速度最大(2)根据牛顿第二定律求出汽车的牵引力，再根据v，求出汽车匀加速运动的末速度，从而求出匀加速运动的时间解析：(1)当a0时，速度最大，此时Ff，则vm m/s12 m/s.(2)牵引力Ffma5 000 N5 0000.5 N7 500 N，匀加速运动的末速度v m/s8 m/s，t s16 s.答案：(1)12 m/s(2)16 s8