高考物理大一轮复习 题组层级快练21 第五单元 机械能 1 功和功率-人教版高三全册物理试题.doc

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1、题组层级快练(二十一)功和功率一、选择题1.如图所示，木块B上表面是水平的，当木块A置于B上，并与B保持相对静止，一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，在下滑过程中()AA所受的合力对A不做功BB对A的弹力做正功CB对A的摩擦力做正功DA对B做正功答案C解析A、B一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，加速度为gsin.由于A速度增大，由动能定理可知，A所受的合力对A做功，B对A的摩擦力做正功，B对A的弹力做负功，选项A、B项错误，C项正确；A对B不做功，D项错误2某汽车以恒定功率P、初速度v0冲上倾角一定的斜坡时，汽车受到的阻力恒定不变，则汽车上坡过程的vt图像不可能是下图中的()答案A解析根据P

2、Fv，若a0，则物体加速运动，加速度会减小，当加速度减为零时，速度达到最大，故C项正确，A项错误；若a0，则物体速度不变，做匀速运动，故B项正确；若a0，即加速度沿斜面向下，物体减速，故加速度会减小，故D项正确；本题选不可能的，故选A项3质量为5103 kg的汽车在水平路面上由静止开始以加速度a2 m/s2开始做匀加速直线运动，所受阻力是1.0103 N，则汽车匀加速起动过程中()A第1 s内汽车所受牵引力做功为1.0104 JB第1 s内汽车所受合力的平均功率20 kWC第1 s末汽车所受合力的瞬时功率为22 kWD第1 s末汽车所受牵引力的瞬时功率为22 kW答案D解析据牛顿第二定律Ffm

3、a得牵引力Ffma1.1104 N第1 s内汽车位移xat21 m，第1 s末汽车速度vat2 m/s，汽车合力F合ma1104 N，则第1 s内汽车牵引力做功：WFFx1.1104 J，故A项错；第1 s内合力做功：WF合x1104 J，平均功率P1104 W，故B项错；1 s末合力的瞬时功率P合F合v2104 W，故C项错；1 s末牵引力瞬时功率PFv2.2104 W22 kW，故D项正确4汽车从静止匀加速启动，最后做匀速运动，其速度随时间及加速度、牵引力和功率随速度变化的图像如图所示，其中正确的是()答案ACD解析汽车启动时，由PFv和FFfma可知，匀加速启动过程，牵引力F、加速度a恒

4、定不变，速度和功率均匀增大，当功率增大到额定功率后保持不变，牵引力逐渐减小到与阻力相等，加速度逐渐减小到零，速度逐渐增大到最大速度，故A、C、D项正确5.在9.3阅兵中，20架直升机在空中组成数字“70”字样，而领头的直升机悬挂的国旗让人心潮澎湃如图所示，为了使国旗能悬在直升机下不致漂起来，在国旗下端还悬挂了重物，假设国旗与悬挂物的质量为m，直升机质量为M，并以速度v匀速直线飞行，飞行过程中，悬挂国旗的细线与竖直方向夹角为，那么以下说法不正确的是()A国旗与悬挂物受到3个力的作用B细线的张力做功的功率为C国旗与悬挂物所受合力做的功为零D国旗与悬挂物克服阻力做功的功率为mgvtan答案B解析国旗

5、与悬挂物受3个力，重力、细线的拉力、空气阻力，如图：有F，则F的功率为PFFvsinmgvtan，克服阻力做功的功率Pffvmgvtan，由于国旗与悬挂物匀速，故合力做功为零，A、C、D三项正确，B项错误，故选B项6如图所示，卡车通过定滑轮以恒定的功率P0拉绳，牵引河中的小船沿水面运动，已知小船的质量为m，沿水面运动时所受的阻力为f且保持不变，当绳AO段与水面的夹角为时，小船的速度为v，不计绳子与滑轮的摩擦，则此时小船的加速度等于()A.B.cos2C. D.答案A解析设绳子的拉力为F，功率P0Fvcos，对小船，由牛顿第二定律得加速度a，选项A正确7质量为m的汽车发动机额定输出功率为P，当它

6、在平直的公路上以加速度a由静止开始匀加速启动时，其保持匀加速运动的最长时间为t，汽车运动中所受的阻力大小恒定，则()A若汽车在该平直的路面上从静止开始以加速度2a匀加速启动，其保持匀加速运动的最长时间为B若汽车以加速度a由静止开始匀加速启动，经过时间发动机输出功率为PC汽车保持功率P在该路面上运动可以达到的最大速度为D汽车运动中所受的阻力大小为答案BC解析当以加速度a加速运动时有：Ffma，Ffma，匀加速达到的最大速度为：v，故所需时间为：t，当加速度为2a时，匀加速达到最大速度为：v，所需时间为：t，故A项错误；时刻速度为va，故功率为：P(fma)，汽车的额定功率为：P(fma)at，故

7、B项正确；根据P(fma)at，得fma，当牵引力等于阻力时速度最大为：v，故C项正确，D项错误8.如图所示，木板可绕固定水平轴O转动木板从水平位置OA缓慢转到OB位置，木板上的物块始终相对于木板静止在这一过程中，物块的重力势能增加了2 J用FN表示物块受到的支持力，用Ff表示物块受到的摩擦力在此过程中，以下判断正确的是()AFN和Ff对物块都不做功BFN对物块做功为2 J，Ff对物块不做功CFN对物块不做功，Ff对物块做功为2 JDFN和Ff对物块所做功的代数和为0答案B解析由做功的条件可知：只要有力，并且物块沿力的方向有位移，那么该力就对物块做功由受力分析知，支持力FN做正功，但摩擦力Ff

8、方向始终和速度方向垂直，所以摩擦力不做功由动能定理Wmgh0，故支持力FN做功为mgh，B项正确9(2014课标全国)一物体静止在粗糙水平地面上，现用一大小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度为v，若将水平拉力的大小改为F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v，对于上述两个过程，用WF1、WF2分别表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则()AWF24 WF1，Wf22 Wf1BWF24 WF1，Wf22 Wf1CWF24 WF1，Wf22 Wf1DWF24 WF1，Wf22Wf1答案C解析由题意可知，两次物体均做匀加速运动，则在同样的

9、时间内，它们的位移之比为x1：x2tt12；两次物体所受的摩擦力不变，根据功的公式，则有滑动摩擦力做功之比Wf1：Wf2fx1fx212；再由动能定理，则有WF1Wf1mv20，WF2Wf24mv20；由上两式可解得：WF24WF12Wf1，C项正确，A、B、D项错误10如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2 kg的物体在F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知()A物体加速度大小为2 m/s2BF的大小为21 NC4 s末F的功率大小为42 WD4 s内F做功的平均功率为42 W答案C解析由图乙可知，物体的加速度a0.5 m/s2，由2Fmgma可得

10、：F10.5 N，A、B两项均错误；4 s末力F的作用点的速度大小为vF22 m/s4 m/s，故4 s末拉力F做功的功率为PFvF42 W，C项正确；4 s内物体上升的高度h4 m，力F的作用点的位移l2h8 m，拉力F所做的功WFl84 J，4 s内拉力F做功的平均功率P21 W，D项错误11.质量为2103 kg的汽车由静止开始沿平直公路行驶，行驶过程中牵引力F和车速倒数的关系图像如图所示已知行驶过程中最大车速为30 m/s，设阻力恒定，则()A汽车所受阻力为6103 NB汽车在车速为5 m/s时，加速度为3 m/s2C汽车在车速为15 m/s时，加速度为1 m/s2D汽车在行驶过程中的

11、最大功率为6104 W答案CD解析当牵引力等于阻力时，速度最大，由图线可知阻力大小Ff2 000 N，故A项错误倾斜图线的斜率表示功率，可知PFfv2 00030 W60 000 W，车速为5 m/s时，汽车的加速度a m/s22 m/s2，故B项错误；当车速为15 m/s时，牵引力F N4 000 N，则加速度a m/s21 m/s2，故C项正确；汽车的最大功率等于额定功率，等于60 000 W，故D项正确12.(2017山西监测)(多选)在倾角为的光滑斜面上有两个用轻弹簧连接的物块A和B，它们的质量分别为m和2m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态现用一沿斜面方向的恒力拉

12、物块A使之沿斜面向上运动，当B刚离开C时，A的速度为v，加速度方向沿斜面向上、大小为a，则()A从静止到B刚离开C的过程中，A发生的位移为B从静止到B刚离开C的过程中，重力对A做的功为CB刚离开C时，恒力对A做功的功率为(mgsinma)vD当A的速度达到最大时，B的加速度大小为答案AD解析开始系统静止时，设弹簧压缩量为x，由平衡条件有：kxmgsin，解得：x.当B刚离开挡板时，设弹簧伸长量为x，对B受力分析，kx2mgsin，解得：x，所以从静止到B刚离开C过程中，A的位移为xx，A项正确；重力对A做功WGmgh，B项错；B刚离开C时，对A、B及弹簧组成的整体，由牛顿第二定律有：F3mgs

13、inmaF3mgsinma，所以拉力做功功率PFv(3mgsinma)v，C项错；当A的速度达到最大时，A所受合外力为零，对A根据平衡条件有：F弹mgsinF，解得：F弹2mgsinma，对B，根据牛顿第二定律有：F弹2mgsin2ma，解两式得：a，D项正确二、非选择题13(2017广东肇庆二模)某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为vt图像，图像如下图所示(除2 s10 s时间段图像为曲线外，其余时间段图像均为直线)已知在小车运动的过程中，2 s14 s时间段内小车的功率保持不变，在14 s末通过

14、遥控使发动机停止工作而让小车自由滑行，小车的质量为1.0 kg，可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变求：(1)14 s18 s时间段小车的加速度大小；(2)小车匀速行驶阶段的功率；(3)小车在2 s10 s内位移的大小解析(1)在14 s18 s时间段，由图像可得加速度大小为：a将数据代入式，解得a1.5(m/s2)(2)在14 s18 s，小车在阻力f作用下做匀减速运动：fma代入数据，解式，得f1.5(N)在10 s14 s，小车做匀速直线运动：牵引力Ff1.5 N小车匀速行驶阶段的功率：PFv将数据代入式，解得P9(W)(3)2 s10 s，根据动能定理，可得Ptfs2mv2m

15、v22其中：v6 m/s，v23 m/s由解得小车在2 s10 s内位移s239(m)14在一次抗洪抢险活动中，解放军某部利用直升机抢救一重要落水物体，静止在空中的直升机上的电动机通过悬绳将物体从离飞机90 m处的洪水中吊到机舱里已知物体的质量为80 kg，吊绳的拉力不能超过1 200 N，电动机的最大输出功率为12 kW.为尽快把物体安全救起，操作人员采取的办法是：先让吊绳以最大的拉力工作一段时间，达到最大功率后电动机就以最大功率工作，当物体到达机舱时恰好达到最大速度(g取10 m/s2)求：(1)落水物体刚到达机舱时的速度；(2)这一过程所用的时间解析(1)第一阶段绳以最大拉力拉着物体匀加速上升，当电动机达到最大功率时，功率保持不变，物体变加速上升，速度增大，拉力减小，当拉力与重力相等时，速度达到最大由PmFvm，得vm m/s15 m/s此即物体刚到机舱时的速度(2)匀加速上升的加速度为a1 m/s25 m/s2匀加速阶段的末速度v1 m/s10 m/s匀加速上升时间t1 s2 s匀加速上升的高度h1t12 m10 m以最大功率上升过程由动能定理得Pmt2mg(hh1)mvm2mv12解得t25.75 s所以吊起落水物体所用总时间为tt1t2(25.75) s7.75 s