版高考物理一轮复习课时规范练15功和功率.docx
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版高考物理一轮复习课时规范练15功和功率
课时规范练15 功和功率
基础对点练
1.
(功的观念)如图所示,一轻杆一端固定一小球,绕另一端O点在竖直面内做匀速圆周运动,在小球运动过程中,轻杆对它的作用力( )
A.方向始终沿杆指向O点
B.一直不做功
C.从最高点到最低点,一直做负功
D.从最高点到最低点,先做负功再做正功
2.
(2019·浙江浙南名校联盟高三期末)袋鼠跳是一项很有趣的运动。
如图所示,一位质量m=60kg的老师参加袋鼠跳游戏,全程10m,假设该老师从起点到终点用了相同的10跳,每一次跳起后,重心上升最大高度为h=0.2m。
忽略空气阻力,下列说法正确的是(g取10m/s2)( )
A.该老师起跳时,地面对该老师做正功
B.该老师每跳跃一次克服重力做功的功率约为300W
C.该老师从起点到终点的时间可能是7s
D.该老师从起点到终点的时间可能是4s
3.
(2019·江苏金陵中学高考模拟)如图所示,两个完全相同的小球分别从水平地面上A点和A点正上方的O点抛出,O点抛出小球做平抛运动,A点斜抛出的小球能达到的最高点与O点等高,且两球同时落到水平面上的B点,关于两球的运动,下列说法正确的是( )
A.两小球应该是同时抛出
B.两小球着地速度大小相等
C.两小球着地前瞬间,重力的瞬时功率相等
D.两小球做抛体运动过程重力做功相等
4.(多选)(功率 机车启动图象的理解)在某次检测某款电动汽车性能的试验中,电动汽车由静止开始沿平直公路匀加速启动,当功率达到额定功率时保持功率不变,最终做匀速运动,设整个运动过程受到的阻力Ff不变,图中v、a、F、Ff和P分别表示电动汽车速度大小、加速度大小、牵引力大小、阻力大小和功率,其中正确的是( )
5.(多选)(功率)位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下,做速度为v1的匀速运动。
若作用力变为斜向上的恒力F2,物体做速度为v2的匀速运动,且F1与F2功率相同。
则可能有( )
A.F2=F1,v1>v2
B.F2=F1,v1 C.F2>F1,v1>v2 D.F2 6.(多选)(2019·辽宁沈阳三模)根据动滑轮省力的特点设计如图甲所示装置(滑轮质量、摩擦均不计)。 质量为2kg的物体在竖直向上的拉力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(g取10m/s2)( ) A.物体加速度大小为0.5m/s2 B.拉力F的大小为12N C.2s末拉力F的功率大小为96W D.2s内拉力F做的功为48J 7. (多选)(2019·山东临沂三模)如图所示,在倾角θ=37°的固定粗糙斜面底端有一小物块,在沿斜面向上、大小为F=2.2N的恒定拉力作用下,从t=0时刻开始以某一初速度沿斜面做直线运动,其速度v随位移x的变化关系为v= m/s。 物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,斜面足够长,下列说法正确的是( ) A.物块的加速度大小为1.0m/s2 B.物块的质量为0.4kg C.t=2s时物块克服重力做功的功率为4.8W D.0~2s内拉力F做的功为8.8J 8.(多选)(2019·广东佛山二模)新能源汽车近几年发展非常迅速,下表是某品牌电动汽车相关参数。 请根据相关参数判断以下哪些说法正确(假设汽车以30m/s匀速行驶时的阻力为车重的0.05倍,汽车电能转化为有用功的效率为80%,重力加速度g取10m/s2)( ) 指标 参数 整车质量 0~30m/s 加速时间 最大速度 电池容量 制动最短距离 (30m/s~0) 数值 2000kg 5.0s 60m/s 75kW·h 30m A.汽车在0~30m/s的加速过程中的平均加速度大小为6m/s2 B.汽车刹车由30m/s减速到0所用时间最短为1s C.当汽车以30m/s匀速行驶时,汽车克服阻力做功的功率为75kW D.当汽车以30m/s匀速行驶时,汽车的续航里程(最大行驶距离)约为216km 9. (多选)(2019·四川广元二诊)某质量m=1500kg的“双引擎”小汽车,行驶速度v≤54km/h时靠电动机输出动力;行驶速度在54km/h 该小汽车在一条平直的公路上由静止启动,汽车的牵引力F随运动时间t变化的图线如图所示,所受阻力恒为1250N。 已知汽车在t0时刻第一次切换动力引擎,以后保持恒定功率行驶至第11s末。 则在前11s内( ) A.经过计算t0=6s B.电动机输出的最大功率为60kW C.汽油机工作期间牵引力做的功为4.5×105J D.汽车的位移为160m 素养综合练 10. (多选)一赛车在平直赛道上以恒定功率加速,其功率为200kW,设所受到的阻力不变,加速度a和速度的倒数 的关系如图所示,则赛车( ) A.做匀加速直线运动 B.质量为500kg C.所受阻力大小为2000N D.速度大小为50m/s时牵引力大小为3000N 11. (多选)内径为2R、高为H的圆筒竖直放置,在圆筒内壁上边缘的P点沿不同方向水平抛出可视为质点的三个完全相同小球A、B、C。 它们初速度方向与过P点的直径夹角分别为30°、0°和60°,大小均为v0,已知 。 从抛出到第一次碰撞筒壁,不计空气阻力,则下列说法正确的是( ) A.三小球运动时间之比tA∶tB∶tC= ∶2∶1 B.三小球下落高度之比hA∶hB∶hC=2∶ ∶1 C.重力对三小球做功之比WA∶WB∶WC=3∶4∶1 D.重力的平均功率之比PA∶PB∶PC=2∶3∶1 12. (2019·山东济宁二模)某中学生对刚买来的一辆小型遥控车的性能进行研究。 他让这辆小车在水平的地面上由静止开始沿直线轨道运动,并将小车运动的全过程通过传感器记录下来,通过数据处理得到如图所示的v-t图象。 已知小车在0~2内做匀加速直线运动,2~11s内小车牵引力的功率保持不变,9~11s内小车做匀速直线运动,在11s末开始小车失去动力而自由滑行。 已知小车质量m=1kg,整个过程中小车受到的阻力大小不变,试求: (1)在2~11s内小车牵引力的功率P是多大? (2)小车在2末的速度vx为多大? (3)小车在2~9s内通过的距离x是多少? 参考答案 课时规范练15 功和功率 1.C 小球做匀速圆周运动,合力提供向心力,方向始终沿杆指向O点,小球受重力和杆的作用力,所以杆的作用力不一定沿杆指向O点,故A错误;小球做匀速圆周运动,合力做功为零,从最高点到最低点,重力做正功,所以杆一直做负功,故B、D错误,C正确。 2.C 老师起跳时,地面虽然对老师有弹力作用,但在弹力的方向上没有位移,所以地面对老师没有做功,故A错误;因重心上升的最大高度h=0.2m,根据自由落体公式h= gt2,将数据代入得t= =0.2s,老师每跳跃一次克服重力做的功W=mgh=120J,考虑人屈膝跳起的时间,则该老师每跳跃一次的时间t'>2t,所以每跳跃一次克服重力做功的功率P< 即P<300W,故B错误;因老师上升时间等于下降时间,且上升时间t=0.2s,则人在空中运动的时间t1=2t=0.4s,老师从起点到终点用了相同的十跳,考虑人屈膝跳起的时间,则总时间t总>10t1=4s,故C正确,D错误。 3.C 从水平地面上A点抛出的小球做斜抛运动,设O点与水平地面的高度为h,所以从水平地面上A点抛出的小球的运动时间为t1=2 从O点抛出的小球做平抛运动,小球的运动时间为t2= 故选项A错误;两小球在竖直方向上,则有vy= 在水平方向根据x=v0t可知从水平地面上A点抛出的小球的水平初速度是从O点抛出的小球做平抛运动的初速度的 根据vt= 可知两小球着地速度大小不相等,根据Py=mgvy可知两小球着地前瞬间重力的瞬时功率相等,故选项C正确,B错误;根据WG=mgh可得从水平地面上A点抛出的小球的重力做功为零,从O点抛出的小球的重力做功为mgh,故选项D错误。 4.ABC 开始电动汽车功率逐渐增加,P=Fv=Fat,故P-v图线为过原点的直线,后来功率恒定,选项A正确;电动汽车牵引力开始大小不变,然后逐渐减小,最后牵引力大小等于阻力,选项B正确;在v-t图象中斜率表示加速度,电动汽车开始加速度不变,后来加速度逐渐减小至零,0~t1过程中汽车的加速度a不变,设t1时刻的速度为v1,则v1=at1,a= t1= 联立可得v1= t2时刻汽车速度达到最大值,此时F=Ff,则vm= a0=0,选项C正确,选项D错误。 5.BD 物体在水平恒力F1作用下匀速运动,水平方向有F1=μmg。 作用力变为斜向上的恒力F2时,设F2与水平方向的夹角为θ,物体匀速运动时在水平方向有F2cosθ=μ(mg-F2sinθ),故F2= (其中sinα= ),因而两力大小关系不确定,但两种情况下物体均做匀速运动,且拉力功率相同,因而克服摩擦力做功的功率也相同,第二种情况下摩擦力小,因而必有v1 6.BC 根据v-t图象知加速度a= m/s2=2m/s2,故A错误;牛顿第二定律得,2F-mg=ma,解得F= N=12N,故B正确;2s末物体的速度v=4m/s,则F的功率P=Fv'=2Fv=12×8W=96W,故C正确;物体在2s内的位移x= at2= ×2×22m=4m,则拉力作用点的位移x=8m,则拉力F做功的大小为W=Fx=12×8J=96J,故D错误。 故选BC。 7.AC 由匀变速运动的速度位移的关系式结合v2=2x+4可知: 加速度a=1m/s2,初速度v0=2m/s,由上面的分析知a=1m/s2,故A正确;由牛顿第二定律得F-mgsinθ-μmgcosθ=ma,解得m=0.2kg,故B错误;t=2s时物块的速度v=v0+at=4m/s,克服重力做功的功率为mgvsinθ=4.8W,故C正确;0~2s内发生的位移x=v0t+ at2=6m,拉力F做的功为Fx=13.2J,故D错误。 8.AD 汽车在0~30m/s的加速过程中的平均加速度大小为 m/s2=6m/s2,选项A正确;因制动最短距离为30m,可知汽车刹车由30m/s减速到0所用时间最短为t= s=2s,选项B错误;当汽车以30m/s匀速行驶时,汽车克服阻力做功的功率为P=fv=kmgv=2000×10×0.05×30W=30kW,选项C错误;根据80%E=P 则当汽车以30m/s匀速行驶时,汽车的续航里程(最大行驶距离)约为x= m=216km,选项D正确。 9.AC 开始阶段,牵引力F1=5000N,据牛顿第二定律可得,F1-f=ma,解得: 开始阶段加速度a=2.5m/s2,v1=54km/h=15m/s,据t0= 解得t0=6s,故A项正确;t0时刻,电动机输出的功率最大,且Pm=F1v1=5000×15W=75000W=75kW,故B项错误;汽油机工作期间,功率P=F2v1=6000×15W=90kW,11s时刻汽车的速度v2= m/s=25m/s=90km/h,汽油机工作期间牵引力做的功W=Pt2=90×103×(11-6)J=4.5×105J,故C项正确;汽车前6s内的位移x1= ×2.5×62m=45m,后5s内根据动能定理得Pt2-fx2= 解得汽车后5s内的位移x2=120m。 所以前11s时间内汽车的位移x=x1+x2=45m+120m=165m,故D项错误。 10.BC 由图可知,加速度变化,故做变加速直线运动,选项A错误;对汽车受力分析,受重力、支持力、牵引力和摩擦力,根据牛顿第二定律,有: F-Ff=ma,其中: F= 联立得: a= 当物体的速度最大时,加速度为零,故结合图象可以知道,a=0时, =0.01,v=100m/s,所以最大速度为100m/s,由图象可知: - =-4,0= 解得: m=500kg,Ff=2×103N,选项BC正确;由P=Fv可知,F= N=4000N,选项D错误。 11.AC 因为三个小球都碰壁,说明没有下落到底部,小球在水平方向上做匀速直线运动,根据几何知识可知三个球的水平位移xA= ·2R= R,xB=2R,xC= ·2R=R,而所用时间tA∶tB∶tC= ∶2∶1,A正确;在竖直方向上做自由落体运动,三小球下落高度之比hA∶hB∶hC= =3∶4∶1,B错误;重力对小球做功WG=mgh,故WA∶WB∶WC=hA∶hB∶hC=3∶4∶1,C正确;重力的平均功率P= 故PA∶PB∶PC= ∶2∶1,D错误。 12.答案 (1)16W (2)4m/s (3)44m 解析 (1)根据题意,在11s末撤去牵引力后,小车只在阻力Ff作用下做匀减速直线运动,设其加速度大小为a,根据图象可知a= =-2m/s2, 根据牛顿第二定律有Ff=ma, 解得Ff=2N, 设小车在匀速运动阶段的牵引力为F,则F=Ff,vm=8m/s, 根据P=Fvm, 解得P=16W; (2)0~2s的匀加速运动过程中,小车的加速度为ax= 设小车的牵引力为Fx,根据牛顿第二定律有Fx-Ff=max, 根据题意有P=Fxvx, 解得vx=4m/s; (3)在2s~9s内的变加速过程,Δt=7s,由动能定理可得PΔt-Ffx= 解得小车通过的距离是x=44m。
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- 高考 物理 一轮 复习 课时 规范 15 功率