专题18 功和功率（练）-2019年高考物理一轮复习讲练测

专题18 功和功率（练）-2019年高考物理一轮复习讲练测

‎ ‎ 第18讲 功和功率——练 ‎1．图甲为一女士站在台阶式自动扶梯上匀速上楼(忽略扶梯对手的作用),图乙为一男士站在履带式自动扶梯上匀速上楼,两人相对扶梯均静止,下列关于力做功判断正确的是 (　　)‎ A． 甲图中支持力对人做正功 B． 甲图中摩擦力对人做负功 C． 乙图中支持力对人做正功 D． 乙图中摩擦力对人做负功 ‎【答案】 A 点睛：解决本题的关键知道力与速度方向垂直，该力不做功，力与速度方向成锐角，该力做正功，力与速度方向成钝角，该力做负功．‎ ‎2．如图所示，质量为50kg的同学在做仰卧起坐运动。若该同学上半身的质量约为全身质量的 ，她在1min内做了50个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为0.3m，则她克服重力做的功W和相应的功率P约为 A． W=4500J P=75W B． W=450J P=7.5W C． W=3600J P=60W D． W=360J P=6W ‎【答案】 A ‎【解析】每次上半身重心上升的距离均为0.3m，则她每一次克服重力做的功：W=mgh=×50×10×0.3=90‎ ‎ J；1分钟内克服重力所做的功：W总=50W=50×90=4500 J；相应的功率约为： ，故A正确，BCD错误，故选A.‎ ‎3．传送带用于传送工件可以提高工作效率．如图所示，传送带长度是l，以恒定的速度v运送质量为m的工件，工件从最低点A无初速度地放到传送带上，到达最高点B前有一段匀速的过程．工件与传送带之间的动摩擦因数为μ，传送带与水平方向夹角为θ，每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时，后一个工件立即放到传送带上，整条传送带满载时恰好能传送n个工件．重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　)‎ A． 在传送带上摩擦力对每个工件做的功为Wf＝‎ B． 在传送带上摩擦力对每个工件做的功为Wf＝mv2＋mglsinθ C． 每个工件与传送带之间由摩擦产生的热量为Q＝‎ D． 传送带满载工件比空载时增加的功率为P＝mgv(μcosθ＋nsinθ－sinθ)‎ ‎【答案】 D ‎4．（多选）如图，用跨过光滑定滑轮的缆绳将河面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边。小船经过A点时，缆绳与海面的夹角为α，此时小船的速度大小为；小船从A点沿直线加速运动到B点时，缆绳与海面的夹角为β，此时小船的速度大小为。已知拖动缆绳的电动机的输出功率恒为P，小船的质量为m，小船受到的阻力大小恒为f，A、B两点间距离为d，缆绳质量忽略不计，则下列说法错误的是：‎ A． 小船经过A点时，缆绳的张力大小为 B． 小船经过B点时的加速度大小为 C． 小船从A点运动到B点经历的时间为 D． 小船达到的最大速度和缆绳与河面的夹角有关 ‎【答案】 ABC 点睛：解题的关键是将小船的速度沿绳子的方向和垂直于绳子的方向分解，然后再使用功率的瞬时表达式和牛顿第二定律来解题．‎ ‎5．如图所示，静止的水平传送带右端B点与粗糙的水平面相连接，传送带长=0.36m.质量为1kg的滑块以=2m/s的水平速度从传送带左端A点冲上传送带，并从传送带右端滑上水平面，最后停在距B点=0.64m的C处。(g=10m/s²，滑块与传送带、滑块与水平面的动摩擦因数相等)‎ ‎(1)求动摩擦因数μ的值。‎ ‎(2)若滑块从A点以=2m/s的水平速度冲上传送带时，传送带以v=2m/s的速度逆时针转动，求滑块在传送带上运动的过程中，传送带对滑块的冲量大小和整个过程电动机由于传送滑块多消耗的电能。‎ ‎【答案】 (1) μ=0.2 (2)N·s 0.8J ‎【解析】试题分析（1）根据动能定理即求解求动摩擦因数μ的值；（2）根据牛顿第二定律求出加速度，根据运动学求出匀加速的时间，根据I=Ft求出冲量，根据能量守恒定律求出电动机多消耗的电能。‎ ‎(1)由动能定理： ‎ 得：μ=0.2‎ 根据能量守恒定律得：电动机多消耗的电能为 ‎【点睛】解决本题的关键理清物块的运动过程，把握每个过程能量的转化情况，要注意摩擦生热与物块与传送带间的相对位移有关，要明确位移的参照物。‎ ‎1．中国已成为世界上高铁系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运行速度最高、在建规模最大的国家。报道称新一代高速列车牵引功率达9000kW，持续运行速度为350km/h，则新一代高速列车从北京开到杭州全长约为1300km，则列车在动力上耗电约为：( )‎ A． 3.3×103kW·h B． 3.3×104kW·h C． 3.3×105kW·h D． 3.3×106kW·h ‎【答案】 B ‎【解析】列车从北京开到杭州所用时间为.列车在动力上耗电约为,故B正确。‎ ‎2．新能源汽车发展如火如荼的进行着，大家正在争论锂电池和燃料电池的时候，已经有人开始着手太阳能汽车的研发。近日，荷兰的一家公司表示首批太阳能汽车Tella Lux将于2019年末发售。已知该太阳能汽车质量仅约为360kg，输出功率为1440w，安装有约为6m2的太阳能电池板和蓄能电池，在有效光照下，该电池板单位面积输出功率为30W/m2。现有一驾驶员质量为70kg，汽车最大行驶速度为125km/h，汽车行驶时受到阻力与其速度成正比，下列说法正确的是（ ）‎ A． 以恒定功率启动时的加速度大小约为0.3m/s2‎ B． 以最大速度行驶时的牵引力大小约为11.5N C． 保持最大速度行驶1h至少需要有效光照12h D． 仅使用太阳能电池板提供的功率可获得12.3m/s的最大行驶速度 ‎【答案】 D ‎3．京沪高铁恢复350km/h的时速，由“复兴号”承担运营。“复兴号”列车使用的动车组是几节自带动力的车厢（动车）加几节不带动力的车厢（也叫拖车）编成一组。假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等。若2节动车加6节拖车编成 的动车组的最大速度为120km/h，则4节动车加2节拖车编成的动车组能达到的最大速度为 A． 120km/h B． 240km/h C． 320km/h D． 480km/h ‎【答案】 C ‎【解析】若开动2节动车带6节拖车，最大速度可达到120km/h．设每节动车的功率为P，每节车厢所受的阻力为f，则有；当开动4动车带2节拖车时，有，联立两式解得v′=320km/h，故C正确，ABD错误；‎ 故选C。‎ ‎【点睛】功率一定时，当牵引力等于阻力时，速度达到最大；设每节动车的功率为P，每节车厢所受的阻力为f，根据P=Fv=fv列式求解最大速度。‎ ‎4．（多选）质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到水平力的作用，力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则（       ）‎ A. 时刻的瞬时功率为 B. 时刻的瞬时功率为 C. 在t=0到这段时间内，水平力的平均功率为 D. 在t=0到这段时间内，水平力的平均功率为 ‎ ‎【答案】 BD 点睛：解决本题的关键掌握瞬时功率的公式P=Fvcosθ，以及平均功率的公式．要注意平均功率和瞬时功率的区别，不能搞混．‎ ‎5．二十一世纪，能源问题是全球关注的焦点问题．从环境保护的角度出发，电动汽车在近几年发展迅速．下表给出的是某款电动汽车的相关参数：‎ 参数指标 整车质量 ‎0~100km/h 加速时间 最大速度 电池容量 制动距离（100km/h~0）‎ 数值 ‎2000kg ‎4．4s ‎250km/h ‎90kW•h ‎40m 请从上面的表格中选择相关数据，取重力加速度g=10m/s2，完成下列问题：‎ ‎（1）求汽车在（100km/h~0）的制动过程中的加速度大小（计算过程中100km/h近似为30m/s）；‎ ‎（2）若已知电动汽车电能转化为机械能的效率为η=80%，整车在行驶过程中的阻力约为车重的0．05倍，试估算此电动汽车以20m ‎/s的速度匀速行驶时的续航里程（能够行驶的最大里程）已知1kW•h=3．6×106J．根据你的计算，提出提高电动汽车的续航里程的合理化建议（至少两条）‎ ‎（3）若此电动汽车的速度从5m/s提升到20m/s需要25s，此过程中电动汽车获得的动力功率随时间变化的关系简化如图所示，整车在行驶过程中的阻力仍约为车重的0．05倍，求此加速过程中汽车行驶的路程（提示：可利用p-t图像计算动力对电动汽车做的功）‎ ‎【答案】 （1）11．25 m/s2 ；（2）259．2km；建议略；（3）265m。‎ ‎【解析】‎ 考点：匀变速直线运动，动能定理，功率，汽车的启动问题。‎ ‎1．如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定（ ）‎ A. 小于拉力所做的功 B. 等于拉力所做的功 C. 等于克服摩擦力所做的功 D. 大于克服摩擦力所做的功 ‎【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国II卷）‎ ‎【答案】 A ‎【解析】试题分析：受力分析，找到能影响动能变化的是那几个物理量，然后观测这几个物理量的变化即可。‎ 木箱受力如图所示：‎ 点睛：正确受力分析，知道木箱在运动过程中有那几个力做功且分别做什么功，然后利用动能定理求解末动能的大小。‎ ‎2．高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的均加速直线运动，在启动阶段列车的动能（ ）‎ A. 与它所经历的时间成正比 B. 与它的位移成正比 C. 与它的速度成正比 D. 与它的动量成正比 ‎【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标I卷）‎ ‎【答案】 B ‎【解析】本题考查匀变速直线运动规律、动能、动量及其相关的知识点。‎ 根据初速度为零匀变速直线运动规律可知，在启动阶段，列车的速度与时间成正比，即v=at，由动能公式Ek=mv2，可知列车动能与速度的二次方成正比，与时间的二次方成正比，选项AC错误；由v2=2ax，可知列车动能与位移x成正比，选项B正确；由动量公式p=mv，可知列车动能Ek=mv2=，即与列车的动量二次方成正比，选项D错误。‎ ‎3．【2017·新课标Ⅱ卷】如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力： （ ）‎ A．一直不做功 B．一直做正功 C．始终指向大圆环圆心 D．始终背离大圆环圆心 ‎【答案】A ‎【考点定位】圆周运动；功 ‎【名师点睛】此题关键是知道小圆环在大圆环上的运动过程中，小圆环受到的弹力方向始终沿大圆环的半径方向，先是沿半径向外，后沿半径向里。‎ ‎4．【2016·天津卷】我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比。某列动车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组： （ ）‎ A．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反 B．做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3:2‎ C．进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比 D．与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1:2‎ ‎【答案】BD ‎【考点定位】牛顿第二定律、功率、动能定理 ‎【名师点睛】此题是力学综合问题，考查牛顿第二定律、功率以及动能定理等知识点；解题时要能正确选择研究对象，灵活运用整体法及隔离法列方程；注意当功率一定时，牵引力等于阻力的情况，速度最大。‎ ‎ ‎