高考物理一轮复习 第5章 机械能 第一节 功和功率达标诊断高效训练.doc

1 / 7【2019【2019 最新最新】精选高考物理一轮复习精选高考物理一轮复习 第第 5 5 章章 机械能机械能 第一第一节节 功和功率达标诊断高效训练功和功率达标诊断高效训练(建议用时：60 分钟)一、单项选择题1. 一个成年人以正常的速度骑自行车，受到的阻力为其总重力的0.02，则成年人骑自行车行驶时的功率最接近于( )A1 W B10 WC100 W D1 000 W解析：选 C.设人和车的总质量为 100 kg，匀速行驶时的速率为 5 m/s，匀速行驶时的牵引力与阻力大小相等，即 F0.02mg20 N，则人骑自行车行驶时的功率为 PFv100 W，故 C 正确2同一恒力按同样的方式施于物体上，使它分别沿着粗糙水平地面和光滑水平地面移动相同一段距离时，恒力做的功和平均功率分别为 W1、P1 和 W2、P2，则二者的关系是( )AW1W2、P1P2 BW1W2、P1P2CW1W2、P1P2 DW1W2、P1P2解析：选 B.由功的定义 WFlcos 可知，W1W2，由于沿粗糙地面运动时加速度较小，通过相同位移所用时间较长，所以根据 P可知，P1P2，故 B 正确3以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为2 / 7h，空气阻力的大小恒为 F，则从抛出到落回到抛出点的过程中，空气阻力对小球做的功为( )A0 BFhCFh D2Fh解析：选 D.阻力与小球速度方向始终相反，故阻力一直做负功，WFh(Fh)2Fh，D 选项正确4.有一固定轨道 ABCD 如图所示，AB 段为四分之一光滑圆弧轨道，其半径为 R，BC 段是水平光滑轨道，CD 段是光滑斜面轨道，BC 和斜面 CD 间用一小段光滑圆弧连接有编号为 1、2、3、4 完全相同的 4 个小球(小球不能视为质点，其半径 r<R)，紧挨在一起从圆弧轨道上某处由静止释放，经平面 BC到斜面 CD 上，忽略一切阻力，则下列说法正确的是( )A四个小球在整个运动过程中始终不分离B在圆弧轨道上运动时，2 号球对 3 号球不做功C在 CD 斜面轨道上运动时，2 号球对 3 号球做正功D在 CD 斜面轨道上运动时，2 号球对 3 号球做负功解析：选 A.圆弧轨道越低的位置切线的倾角越小，加速度越小，故相邻小球之间有挤压力，小球在水平面上速度相同，无挤压不分离，在斜面上加速度相同，无挤压也不分离，故 B、C、D 错误，A 正确5(2018·甘肃兰州一中月考)一质量为 1 kg 的质点静止于光滑水平面上，从 t0 时起，第 1 秒内受到 2 N 的水平外力作用，第 2 秒内受到同方向的 1 N 的外力作用下列判断正确的是( )A02 s 内外力的平均功率是 WB第 2 秒内外力所做的功是 J3 / 7C第 2 秒末外力的瞬时功率最大D第 1 秒内与第 2 秒内质点动能增加量的比值是 11解析：选 A.由牛顿第二定律和运动学公式求出 1 s 末、2 s 末速度的大小分别为：v12 m/s、v23 m/s，故合力做功为Wmv24.5 J，功率为 P W W，所以 A 对；第 2 s 内外力所做的功 W2mvmv2.5 J，所以 B 错；1 s 末、2 s 末功率分别为4 W、3 W，所以 C 错；第 1 秒内与第 2 秒内动能增加量分别为：mv2 J，mvmv2.5 J，比值为 45，所以 D 错二、多项选择题6(2018·河北邯郸月考)里约奥运会男子 100 米决赛中，牙买加名将博尔特以 9 秒 81 的成绩夺得冠军博尔特在比赛中，主要有起跑加速、途中匀速和加速冲刺三个阶段，他的脚与地面间不会发生相对滑动，以下说法正确的是( )A加速阶段地面对人的摩擦力做正功B匀速阶段地面对人的摩擦力不做功C由于人的脚与地面间不发生相对滑动，所以不论加速还是匀速，地面对人的摩擦力始终不做功D无论加速还是匀速阶段，地面对人的摩擦力始终做负功解析：选 BC.由题意知，人的脚与地面间的摩擦力是静摩擦力，该力的作用点并没有发生位移，所以地面对人的摩擦力始终不做功，选项 B、C 正确7(2018·湖北联考)在离水平地面 h 高处将一质量为 m 的小球水平抛出，在空中运动的过程中所受空气阻力大小恒为 f，落地时小球距抛出点的水平距离为 x，速率为 v.那么，在小球运动的过程中( )A重力做功为 mgh4 / 7B克服空气阻力做的功为 f·h2x2C落地时，重力的瞬时功率为 mgvD重力势能和机械能都逐渐减少解析：选 AD.重力做功为 WGmgh，A 正确；空气阻力做功与经过的路程有关，而小球经过的路程大于，故克服空气阻力做的功大于f·，B 错误；落地时，重力的瞬时功率为重力与沿重力方向的分速度的乘积，故落地时重力的瞬时功率小于 mgv，C 错误；重力做正功，重力势能减少，空气阻力做负功，机械能减少，D 正确8(2018·河南南阳一中月考)如图所示为汽车的加速度和车速的倒数的关系图象若汽车质量为2×103 kg，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为 30 m/s，则( )A汽车所受阻力为 2×103 NB汽车匀加速所需时间为 5 sC汽车匀加速的加速度为 3 m/s2D汽车在车速为 5 m/s 时，功率为 6×104 W解析：选 AB.设汽车所受阻力大小为 f，由汽车的加速度和车速倒数的关系图象可知，汽车从静止开始先做匀加速运动，加速度 a2 m/s2，直到速度达到 v110 m/s，则匀加速阶段所用时间为 t5 s，此时汽车的牵引力功率达到最大，即 Pm(fma)v1；接下来做加速度逐渐减小的变加速运动，汽车的牵引力功率保持不变，当速度达到 v230 m/s 时，加速度为零，此时 Pmfv2，则解得f2×103 N，Pm6×104 W，当汽车在车速为 5 m/s 时，功率为3×104 W，A、B 正确，C、D 错误三、非选择题5 / 79(2018·江西鹰潭一中模拟)质量为 m 的汽车以恒定的功率 P 在平直的公路上行驶，汽车匀速运动的速度为 v1，则当汽车以较小的速度 v2 行驶时，汽车的加速度为多少？解析：汽车以恒定的功率在公路上行驶时，由于速度逐渐增加，牵引力减小，汽车做加速度减小的加速运动，直到加速度减为零时做匀速运动，设匀速运动时牵引力为 F，阻力为 Ff，则FFf，PFv1Ffv1，所以 FfP v1根据牛顿第二定律可知a.答案：P（v1v2） mv1v210质量为 2 kg 的物体静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为 0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等t0 时，物体受到方向不变的水平拉力 F 的作用，F 的大小在不同时间段内有不同的值，具体情况如表格所示(g 取 10 m/s2)求：时间t(s)02244668拉力F(N)4848(1)4 s 末拉力的瞬时功率；(2)68 s 内拉力所做的功；(3)8 s 内拉力的平均功率解析：(1)在 02 s 内，拉力等于 4 N，最大静摩擦力等于 4 N，故物体静止在 24 s 内，拉力 F8 N，由牛顿第二定律得Fmgma解得 a2 m/s2位移为 x1a(t)24 m6 / 74 s 末物体的速度大小 vat4 m/s4 s 末拉力的瞬时功率 PFv8×4 W32 W.(2)在 46 s 内，拉力等于 4 N，滑动摩擦力等于 4 N，故物体做匀速直线运动位移 x2vt4×2 m8 m在 68 s 内，拉力仍然是 F8 N，物体的加速度大小仍为 a2 m/s2.位移 x3vta(t)212 m拉力所做的功 WFx38×12 J96 J.(3)8 s 内拉力做功 W08×4 J4×8 J96 J160 J平均功率 P20 W.答案：(1)32 W (2)96 J (3)20 W11(2018·常州模拟)高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图像现利用这架照相机对 MD­2000 家用汽车的加速性能进行研究，如图为汽车做匀加速直线运动时三次曝光的照片，图中汽车的实际长度为 4 m，照相机每两次曝光的时间间隔为 2.0 s已知该汽车的质量为 1 000 kg，额定功率为 90 kW，汽车运动过程中所受的阻力始终为 1 500 N.(1)试利用图示，求该汽车的加速度大小(2)若汽车由静止开始以此加速度做匀加速运动，匀加速运动状态最多能保持多长时间(3)汽车所能达到的最大速度是多大(4)若该汽车从静止开始运动，牵引力不超过 3 000 N，求汽车运动2 400 m 所用的最短时间(汽车已经达到最大速度)解析：(1)由题图可得汽车在第 1 个 2.0 s 时间内的位移 x19 m，7 / 7第 2 个 2.0 s 时间内的位移 x215 m汽车的加速度 a1.5 m/s2.(2)由 FFfma 得，汽车牵引力FFfma(1 5001 000×1.5)N3 000 N汽车做匀加速运动的末速度v m/s30 m/s匀加速运动保持的时间 t1 s20 s.(3)汽车所能达到的最大速度vm m/s60 m/s.(4)由(1)、(2)知匀加速运动的时间 t120 s，运动的距离x1t1×20 m300 m所以，后阶段以恒定功率运动的距离x2(2 400300)m2 100 m对后阶段以恒定功率运动，有：P 额 t2Ffx2m(vv2)解得 t250 s所以最短时间为 t 总t1t2(2050)s70 s.答案：(1)1.5 m/s2 (2)20 s (3)60 m/s (4)70 s