高考物理专题06功和能备考强化训练12功和功率新人教版.doc

1 / 16【2019【2019 最新最新】精选高考物理专题精选高考物理专题 0606 功和能备考强化训练功和能备考强化训练1212 功和功率新人教版功和功率新人教版本套强化训练搜集近年来各地高中物理高考真题、模拟题及其它极有备考价值的习题等筛选而成。其主要目的在于理解功和功率的概念，掌握功和功率的计算、能分清平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率等，知道正功和负功的含义。最重要的是利用此类知识，去解决注入紧密联系实际、拟题新颖，具有时代感的问题，以便于培养学生分析问题和解决实际问题的能力.。一、解题依据一、解题依据功 ，其中为的夹角cosFlW lF、功率 特殊的，若亦即方向一致，则 。 tWP cosFvP 1cosvF、FvP .汽车牵引力的功率 P=FV P 平=FV 平 P:瞬时功率 P 平:平均功率汽车以恒定功率、加速度启动和汽车最大行驶速度mafvP，Vmax=P 额/f。二、二、 精选习题精选习题选择题（每小题选择题（每小题 5 5 分，共分，共 4040 分）分）（1717 海南）将一小球竖直向上抛出，小球在运动过程中所受海南）将一小球竖直向上抛出，小球在运动过程中所受2 / 16到的空气阻力不可忽略到的空气阻力不可忽略a a 为小球运动轨迹上的一点，小球上升和为小球运动轨迹上的一点，小球上升和下降经过下降经过 a a 点时的动能分别为点时的动能分别为 Ek1Ek1 和和 Ek2Ek2从抛出开始到小球第一从抛出开始到小球第一次经过次经过 a a 点时重力所做的功为点时重力所做的功为 W1W1，从抛出开始到小球第二次经过，从抛出开始到小球第二次经过 a a点时重力所做的功为点时重力所做的功为 W2W2下列选项正确的是（下列选项正确的是（ ）AEk1=Ek2，W1=W2BEk1Ek2，W1=W2CEk1Ek2，W1W2 DEk1Ek2，W1W2（1414 重庆）某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，重庆）某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的受到的阻力分别为车重的 k1k1 和和 k2k2 倍，最大速率分别为倍，最大速率分别为 v1v1 和和 v2v2，则则( ( ) )Av2k1v1 Bv2v1 Cv2v1 Dv2k2v1（1717 全国全国.）如图）如图-1-1，一质量为，长度为的均匀柔软细绳，一质量为，长度为的均匀柔软细绳PQPQ 竖直悬挂。用外力将绳的下端竖直悬挂。用外力将绳的下端 Q Q 缓慢地竖直向上拉起至缓慢地竖直向上拉起至 M M 点，点，M M点与绳的上端点与绳的上端 P P 相距。重力加速度大小为。在此过程中，外力做的相距。重力加速度大小为。在此过程中，外力做的功为功为( ( ) )ml1 3lgA BCD1 9mgl1 6mgl1 3mgl1 2mgl4.4.（1414 襄阳四中）有两个形状和大小均相同的圆台形容器，如襄阳四中）有两个形状和大小均相同的圆台形容器，如图图-2-2 所示放置两容器中装满水，且底部都粘有一个质量和体积都相所示放置两容器中装满水，且底部都粘有一个质量和体积都相同的木质球使两球脱离底部，最终木球浮于水面静止木球上升同的木质球使两球脱离底部，最终木球浮于水面静止木球上升过程中体积不变，该过程中重力对两球做的功分别为甲和乙，过程中体积不变，该过程中重力对两球做的功分别为甲和乙，则（则（ ）甲乙甲乙甲乙甲乙3 / 16甲乙无法确定甲乙无法确定（1414 武汉调研）关于功和能的关系，下列说法正确的是武汉调研）关于功和能的关系，下列说法正确的是( ( ) )A物体受拉力作用向上运动，拉力做的功是 1 J，则物体重力势能的增加量也是 1 JB一个重 10 N 的物体，在 15 N 的水平拉力的作用下，分别在光滑水平面和粗糙水平面上发生相同的位移，拉力做的功相等C一辆汽车的速度从 10 km/h 增加到 20 km/h，或从 50 km/h增加到 60 km/h，两种情况下牵引力做的功一样多D “神舟十号”载人飞船的返回舱在大气层以外向着地球做无动力飞行的过程中，机械能增大（1414 重庆）某车以相同功率在两种不同的水平路面上行驶，重庆）某车以相同功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的受到的阻力分别为车重的 k1k1 和和 k2k2 倍，最大速率分别为倍，最大速率分别为 11 和和22，则，则A21 1k B1 21 2k k C2 21 1k k D221k（14·14·云南师大附中）如图云南师大附中）如图­3­3 所示，水平路面上有一辆质量所示，水平路面上有一辆质量为为 M M 的汽车，车厢中有一个质量为的汽车，车厢中有一个质量为 m m 的人正用恒力的人正用恒力 F F 向前推车厢，向前推车厢，在车以加速度在车以加速度 a a 向前加速行驶距离向前加速行驶距离 L L 的过程中，下列说法正确的是的过程中，下列说法正确的是( ( ) )图­3A人对车的推力 F 做的功为 FLB人对车做的功为 maLC车对人的作用力大小为 ma4 / 16D车对人的摩擦力做的功为(Fma)L8.8.（1616 全国全国）如图）如图-4-4，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于端固定于 O O 点，另一端与小球相连。现将小球从点，另一端与小球相连。现将小球从 M M 点由静止释放，点由静止释放，它在下降的过程中经过了它在下降的过程中经过了 N N 点。已知点。已知 M M、N N 两点处，弹簧对小球的弹两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，且力大小相等，且ONMEk2Ek1>Ek2，而从抛出开始，而从抛出开始到小球第一次经过到小球第一次经过 a a 点以及从抛出开始到小球第二次经过点以及从抛出开始到小球第二次经过 a a 点时，点时，初、末位置的竖直高度相等，则两次重力做的功相等，即初、末位置的竖直高度相等，则两次重力做的功相等，即 W1=W2W1=W2，故故 B B 正确，正确，ACDACD 错误；故本题选：错误；故本题选：B B【答案答案】 B B 【解析解析】本题考查机车启动过程中功率的相关知识机车在不本题考查机车启动过程中功率的相关知识机车在不同的路面以相同的功率按最大速度行驶，可推断机车做匀速直线运同的路面以相同的功率按最大速度行驶，可推断机车做匀速直线运动，受力平衡，由公式动，受力平衡，由公式 P PFvFv，F Fkmgkmg，可推出，可推出P Pk1mgv1k1mgv1k2mgv2k2mgv2，解得，解得 v2v2v1v1，故，故 B B 正确，正确，A A、C C、D D 错误错误【答案答案】A】A11 / 16【解析解析】由题可知，缓慢提升绳由题可知，缓慢提升绳子，在整个过程中，动能不变，则外子，在整个过程中，动能不变，则外力做功力做功 WFWF 等于重力势能的增加量等于重力势能的增加量EpEp，将，将 Q Q 端提升至端提升至 M M 位置处，过程如图所示由图可知：全程重位置处，过程如图所示由图可知：全程重力势能增加量力势能增加量 EpEp 可视为可视为 NQNQ 段上升增加的重力势能取段上升增加的重力势能取 NQNQ 段为研段为研究对象，此段质量大小为究对象，此段质量大小为 mmm m，其重心位置上升高度为，其重心位置上升高度为 h hl l，则，则外力做功为外力做功为 WFWFEpEpmghmghmglmgl，A A 正确正确【答案】A【解析解析】题目中木球从同高容器底部上浮到水面过程中，相当题目中木球从同高容器底部上浮到水面过程中，相当于木球体积的水球向下运动，由于两个容器的开口大小不同，导致于木球体积的水球向下运动，由于两个容器的开口大小不同，导致甲容器中的重心变化大于乙中重心的变化，所以重力对甲球做的功甲容器中的重心变化大于乙中重心的变化，所以重力对甲球做的功多，即多，即 A A 选项正确。选项正确。【答案答案】 B B 【解析解析】物体向上运动，重力以外的力物体向上运动，重力以外的力( (拉力拉力) )做功做功 1 1 J J，机械，机械能的增加量为能的增加量为 1 1 J J，选项，选项 A A 错误；由错误；由 W WFlcosFlcos 知，水平拉力知，水平拉力 F F和位移和位移 x x 均相同，拉力做的功相等，选项均相同，拉力做的功相等，选项 B B 正确；由动能定理可知，正确；由动能定理可知，一辆汽车的速度从一辆汽车的速度从 1010 km/hkm/h 加速到加速到 2020 km/hkm/h 比从比从 5050 km/hkm/h 加速到加速到 6060 km/hkm/h 合外力做的功少，牵引力做功无法比较，选项合外力做的功少，牵引力做功无法比较，选项 C C 错误；错误；“神舟神舟十号十号”载人飞船的返回舱在大气层以外仅在引力作用下运动，机械载人飞船的返回舱在大气层以外仅在引力作用下运动，机械能守恒，选项能守恒，选项 D D 错误错误【答案答案】B】B【解析解析】汽车的阻力分别为，当汽车以相同功率启动达到最大汽车的阻力分别为，当汽车以相同功率启动达到最大12 / 16速度时，速度时，mgkfmgkf2211,有，故由可知最大速度，则，有，故选 BfF fPFPv121221kkffvv2112kvkv 【答案答案】 ADAD 【解析解析】由做功的定义可知选项由做功的定义可知选项 A A 正确；对人进行受力分析，正确；对人进行受力分析，人受重力以及车对人的力，合力的大小为人受重力以及车对人的力，合力的大小为 mama，方向水平向左，故车，方向水平向左，故车对人的作用力大小应为，选项对人的作用力大小应为，选项 C C 错误；上述过程重力不做功，合外错误；上述过程重力不做功，合外力对人做的功为力对人做的功为 maLmaL，所以车对人做的功为，所以车对人做的功为 maLmaL，由相互作用力及人、，由相互作用力及人、车的位移相同可确定，人对车做的功为车的位移相同可确定，人对车做的功为maLmaL，选项，选项 B B 错误；对人由错误；对人由牛顿第二定律知，在水平方向上有牛顿第二定律知，在水平方向上有 f fF Fmama，摩擦力做的功为，摩擦力做的功为(F(Fma)Lma)L，选项，选项 D D 正确正确【答案答案】BCD.】BCD.【解析解析】由题意可知在运动过程中受力如下由题意可知在运动过程中受力如下 小球的位移为 MN。则从 弹簧处于压缩态，则弹力做负功，从 弹簧从压缩变为原长，弹力做正功，从 弹簧从原长到伸长，弹力做 负功，则 A 错MAABBN在 A 点受力如图-8.2，则 即，B 对。mgF合ga 在 B 点弹簧处于原长则受力如图-8.3，在 A 点时， 垂直于杆， 则 ，C 对。F减=cos =0PF V减减从 M 到 N 小球与弹簧机械能守恒，则kPEE减减即 0kNPMPNPNPMEEEEE重重弹弹由于 M、N 两点弹簧弹力相同，由胡克定律可知，弹簧形变量相同，则，即，D 对.PNPMEE减减KNPMPNEEE减减填空题填空题 【答案答案】 (1)(1)略略(2)0.40(0.38(2)0.40(0.38、0.390.39、0.410.41、0.420.42 均正确均正确) )13 / 16(3)(3)2g（sh）【解析】(1)根据实验步骤给出的实验数据描点、连线即可(2)上问所得图线的斜率就是滑块与木板间的动摩擦因数(3)重物下落 h 时，滑块的速度最大设滑块的质量为 m，细绳拉力对滑块所做的功为 WF，对该过程由动能定理得WFmghmv20滑块从 C 点运动到 D 点，由动能定理得WFmgs00由以上两式得 v. 【答案答案】（1 1） 4.764.76； 10.010.0；（；（2 2）如图所示；）如图所示；（3 3）K K vxvx ，100K100K。 【解析解析】（1 1）处的平均速度为：处的平均速度为：smsmtxv/76. 4/1 . 2 101处的平均速度为： 。smsmtxv/10/1102（2）依次在 v-x 图象上画出线段即可。（3）阻力与速度大小成正比，故阻力为：f=Kv，通过的位移为x，故做功为：W=Kvx，整个过程中功率不变，故最终做匀速运动，由图象可知，匀速运动的速度为：v=10m/s，阻力为： f=10K，14 / 16故有： P=fv=10K×10=100K计算题计算题【解析解析】（1 1）在）在 F-xF-x 图像中，面积为拉图像中，面积为拉力所力所 做的功做的功 （2 2）a.a.物块从物块从 向右运动到过程中弹力做功向右运动到过程中弹力做功 1x3x)(21)(22 12 31331 1xxkxxkxkxW由返回到过程中弹力做功由返回到过程中弹力做功3X2X)(21)(22 22 32332 2xxkxxkxkxW整个过程中弹力做功 代入以上两式得21WWW)(212 12 2xxkWb.b.摩擦力一直与运动方向相反，故一直做负功摩擦力一直与运动方向相反，故一直做负功 1232313fx-x-x2mg-x-xx-xmg-W摩擦力做功与路径有关，而势能变化只与初末位置有关，与过程无关，所以不存在摩擦力势能。【答案答案】(1)40】(1)40 m/sm/s (2)0.75(2)0.75 m/s2m/s2 (3)1010(3)1010 m m【解析解析】(1)】(1)由由 P Pfvmfvm 解得汽车行驶最大速度解得汽车行驶最大速度vm m/s40 m/s.(2)由 PFv 解得牵引力 F N3×103 N加速度 a m/s20.75 m/s2.(3)由 x1t1 解得匀加速运动的位移 x110 m对以额定功率前进的过程由动能定理，有Pt2fx2mvmv2 1解得功率恒定段的位移 x21000 m汽车从静止到达到最大速度所经过的路程 xx1x21010 m. 【答案答案】（1 1）；（）；（2 2）；（）；（3 3）为）为20.4m s62.0 10 W41.1 10 m15 / 16【解析解析】 （1 1）渔船通过的时间：）渔船通过的时间：200405Ltssv由运动学公式：21 2msv tat得到：22 222()2 (48020 40)0.440msv tam sm st （2）轮船做减速运动时，由牛顿第二定律得：()fFFma解得：51.0 10fFN最大速度行驶时，牵引力：51.0 10fFFN功率：561.0 10202.0 10mfmPFvF vWW（3）由动能定理得：2 011()2fmPtF smv 解得：2632 40 1522 2.0 1010 60500 10201.1 1022 1.0 10mfPtmvsmmF（四）选做题（四）选做题【答案答案】：（：（1 1）2s2s（2 2）45000W45000W 【解析解析】 （1 1）36/10/Vkm hm s刹车受力 2 22205/fmaNmgam sfk mg 据有0tVVat0 102( )5ts（2）据动能定理有2 20102f smV22fk mg2 0222 0.5 10 90Vk gs030/Vm s 正常行驶受力.100.1 1500 10 3045000(W)Pk mgV15.15. 【答案答案】（1 1）（）（2 2）（）（3 3）tan0.0520.81.9m16.【16.【答案答案】(1)】(1) BILvtBILvt (2)(2)略略【解析解析】(1)】(1)图图 1 1 中，电路中的电流中，电路中的电流 I1I1BLv Rr16 / 16棒 ab 受到的安培力 F1BI1L在 t 时间内， “发电机”产生的电能等于棒 ab 克服安培力做的功E 电F1·vtB2L2v2t Rr图 2 中，棒 ab 受到的安培力 F2BIL在 t 时间内， “电动机”输出的机械能等于安培力对棒 ab 做的功E 机F2·vtBILvt(2)a.如下图左、图右所示b设自由电荷的电荷量为 q，沿导体棒定向移动的速率为 u.如图所示，沿棒方向的洛伦兹力 f1qvB，做负功W1f1·utqvBut而垂直棒方向的洛伦兹力 f2quB，做正功W2f2·vtquBvt所以 W1W2，即导体棒中一个自由电荷所受的洛伦兹力做功为零应该知道，f1做负功，阻碍自由电荷的定向移动，宏观上表现为“反电动势”，消耗电源的电能；f2做正功，宏观上表现为安培力做正功，使机械能增加大量自由电荷所受洛伦兹力做功的宏观表现是将电能转化为等量的机械能，在此过程中洛伦兹力通过两个分力做功起到“传递”能量的作用。