江蘇省2022屆高三高考物理一輪復習精選精練跟蹤練習功和功率

第五章第1單元功和功率一、單項選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分)1．一人乘電梯從1樓到20樓，在此過程中經(jīng)歷了先加速，后勻速，再減速的運動過程，則電梯支持力對人做功情況是()A．加速時做正功，勻速時不做功，減速時做負功B．加速時做正功，勻速和減速時做負功C．加速和勻速時做正功，減速時做負功D．始終做正功2．在距地面高5m的平臺上，以25m/s的速率豎直向上拋出一質(zhì)量為1kg的石塊，不計空氣阻力，取g＝10m/s2，則拋出后第三秒內(nèi)重力對石塊所做的功是()A．－100JB．50JC．100JD．0J3.如圖1所示，質(zhì)量相同的兩物體處于同一高度，A沿固定在地面上的圖1圖1光滑斜面下滑，B自由下落，最后到達同一水平面，則()A．重力對兩物體做的功相同B．重力的平均功率相同C．到達底端時重力的瞬時功率相同D．到達底端時兩物體的動能相同，速度相同4．一滑塊在水平地面上沿直線滑行，t＝0時其速度為1m/s，從此刻開始在滑塊運動方向上再施加一水平作用力F，力F和滑塊的速率v隨時間的變化規(guī)律分別如圖2甲和乙所示．設(shè)在第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)力F對滑塊做的功分別為W1、W2、W3，則以下關(guān)系正確的是()圖2A．W1＝W2＝W3B．W1＜W2＜W3C．W1＜W3＜W2D．W1＝W2＜W35．如圖3所示，質(zhì)量為m的物體置于水平地面上，所受水平拉力F在2s時間內(nèi)的變化圖象如圖4甲所示，其運動的速度圖象如圖4乙所示，g＝10m/s2.下列說法正確的是()圖3圖4A．物體和地面之間的動摩擦因數(shù)為B．水平拉力F的最大功率為5WC．2s末物體回到出發(fā)點D．2s內(nèi)物體的加速度不變二、多項選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分，每小題有多個選項符合題意，全部選對的得7分，選對但不全的得3分，錯選或不答的得0分)6．水平地面上有一木箱，木箱與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ(0＜μ＜1)．現(xiàn)對木箱施加一拉力F，使木箱做勻速直線運動．設(shè)F的方向與水圖5平面夾角為θ，如圖5所示，在θ從0逐漸增大到90°的過程中，木圖5箱的速度保持不變，則()A．F先減小后增大B．F一直增大C．F的功率減小D．F的功率不變7.如圖6所示是某中學科技小組制作的利用太陽能驅(qū)動小車的裝置．當太陽光照射到小車上方的光電板時，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動機帶動小車前進．若小車在平直的公路上以初速度v0開始加速行駛，經(jīng)過時間t，前進了距離l，達到最大速度vmax，設(shè)此過程中電動機功率恒為額定功率P，受的阻力恒為Ff，則此過程中電動機所做的功為()圖6A．FfvmaxtB．PtC．Ffteq\f(v0＋vmax,2)\f(1,2)mvmax2＋Ffl－eq\f(1,2)mv028.(2022·寧夏高考)質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上，從t＝0時刻開始受到水平力的作用．力的大小F與時間t的關(guān)系如圖7所示，力的方向保持不變，則()圖7A．3t0時刻的瞬時功率為eq\f(5F02t0,m)B．3t0時刻的瞬時功率為eq\f(15F02t0,m)C．在t＝0到3t0這段時間內(nèi)，水平力的平均功率為eq\f(23F02t0,4m)D．在t＝0到3t0這段時間內(nèi)，水平力的平均功率為eq\f(25F02t0,6m)9．一起重機的鋼繩由靜止開始勻加速提起質(zhì)量為m的重物，當重物的速度為v1時，起重機的有用功率達到最大值P，以后起重機保持該功率不變，繼續(xù)提升重物，直到以最大速度v2勻速上升為止，物體上升的高度為h，則整個過程中，下列說法正確的是()A．鋼繩的最大拉力為eq\f(P,v2)B．鋼繩的最大拉力為eq\f(P,v1)C．重物的最大速度v2＝eq\f(P,mg)D．重物勻加速運動的加速度為eq\f(P,mv1)－g10．(2022·連云港模擬)一物塊放在水平面上，在水平拉力F作用下做直線運動，運動的v－t圖象如圖8所示，則有關(guān)該力F的功率P－t圖象可能是圖9中圖8的()圖8圖9三、計算題(本題共2小題，共30分．解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)11．(15分)靜止在水平地面上的木箱，質(zhì)量m＝50kg.木箱與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝，若用大小為400N、方向與水平方向成37°角的斜向上的拉力拉木箱從靜止開始運動，使木箱能夠到達50m遠處，拉力最少做多少功？(cos37°＝，取g＝10m/s2)12．(15分)汽車發(fā)動機的功率為60kW，汽車的質(zhì)量為4t，當它行駛在坡度為(sinα＝的長直公路上時，如圖10所示，所受摩擦阻力為車重的倍(g＝10m/s2)，求：圖10(1)汽車所能達到的最大速度vm；(2)若汽車從靜止開始以0.6m/s2的加速度做勻加速直線運動，則此過程能維持多長時間？(3)當汽車勻加速行駛的速度達到最大值時，汽車做功多少？第五章第1單元功和功率【參考答案與詳細解析】一、單項選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分)1．解析：支持力始終豎直向上，與位移同向，α＝0°，故支持力始終做正功，D正確．答案：D2．解析：石塊在2s末與3s末在同一位置，故第3s內(nèi)位移為0，所以第3s內(nèi)重力做功為零．答案：D3.解析：由于兩個物體質(zhì)量相同、下落高度相同，所以重力對兩物體做的功相同，A選項正確．由于下落的時間不同，所以重力的平均功率不相同，B選項錯誤．根據(jù)機械能守恒可知，兩物體到達底端時動能相同，即速度大小相同、方向不同，D選項錯誤．由瞬時功率的計算式可得PA＝mgvcosθ，PB＝mgv，因此，到達底端時重力的瞬時功率PA＜PB，C選項錯誤．答案：A4．解析：力F做的功等于每段恒力F與該段滑塊運動的位移數(shù)值(v－t圖象中圖象與坐標軸圍成的面積)的乘積，第1秒內(nèi)，位移為一個小三角形面積S；第2秒內(nèi)，位移也為一個小三角形面積S；第3秒內(nèi)，位移為兩個小三角形面積2S，故W1＝1S，W2＝3S，W3＝4S，所以W1＜W2＜W3.答案：B5．解析：本題考查通過圖象處理勻變速運動問題．在減速階段，F(xiàn)f＝ma，μmg＝ma，μ＝，A正確；拉力F的最大功率P＝Fv＝10×1W＝10W，B不正確；物體在第一秒內(nèi)受到的合力的方向與第二秒內(nèi)受到的合力的方向相反，加速度方向相反，D不正確；由v－t圖象可知，物體在2s內(nèi)位移是速度圖線與t軸所圍面積，即1m，沒有回到起點，C不正確．答案：A二、多項選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分，每小題有多個選項符合題意，全部選對的得7分，選對但不全的得3分，錯選或不答的得0分)6．解析：由木箱受力平衡可知：Fcosθ＝μ(G－Fsinθ)，即F＝eq\f(μG,cosθ＋μsinθ)＝eq\f(μG,\r(1＋μ2)cos(θ－φ))，故F先減小后變大．根據(jù)P＝Fvcosθ＝eq\f(μGv,1＋μtanθ)可知F的功率減小．故A、C正確．答案：AC7.解析：因小車以恒定的功率運動，故此過程小車電動機做功為W＝Pt＝Ffvmaxt，A、B均正確．由動能定理可得W－Ff·l＝eq\f(1,2)mvmax2－eq\f(1,2)mv02，得：W＝eq\f(1,2)mvmax2－eq\f(1,2)mv02＋Ffl.故D正確，C錯誤．答案：ABD8.解析：2t0時速度v1＝eq\f(F0,m)·2t00～2t0內(nèi)位移x1＝eq\f(1,2)eq\f(F0,m)·(2t0)2＝2·eq\f(F0t02,m)F做功W1＝F0x1＝2eq\f(F02t02,m)3t0時速度v2＝eq\f(3F0,m)·t0＋v1＝5eq\f(F0,m)·t03t0時刻瞬時功率：P＝3F0·v2＝15eq\f(F02t0,m)，故B正確．2t0～3t0內(nèi)位移x2＝v1t0＋eq\f(1,2)eq\f(3F0,m)·t02＝eq\f(7,2)eq\f(F0t02,m)，F(xiàn)做的功W2＝3F0x2＝eq\f(21,2)eq\f(F02t02,m).0～3t0內(nèi)F的平均功率eq\x\to(P)＝eq\f(W1＋W2,3t0)＝eq\f(25F02t0,6m).故D正確．答案：BD9．解析：由F－mg＝ma和P＝Fv可知，重物勻加速上升過程中鋼繩拉力大于重力且不變，達到最大功率P后，隨v增加，鋼繩拉力F變小，當F＝mg時重物達最大速度v2，故v2＝eq\f(P,mg)，最大拉力F＝mg＋ma＝eq\f(P,v1)，A錯誤，B、C正確．由eq\f(P,v1)－mg＝ma得：a＝eq\f(P,mv1)－g，D正確．答案：BCD10．解析：由于題目未講水平面是否光滑，故應分情況討論，若水平面光滑，0～t1段F為恒力，速度線性增加，故功率也線性增大，t1～t2段F為零，功率為零，t2～t3段F反向，仍為恒力，速度線性減小，故功率也線性減小，故C正確．若水平面不光滑，由于t1、t2時刻后一小段時間內(nèi)，F(xiàn)突然減小，故功率突然減小，故B項正確．答案：BC三、計算題(本題共2小題，共30分．解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)11．解析：欲使拉力做功最少，須使拉力作用的位移最小，故重物應先在拉力作用下加速，再撤去拉力使木箱減速，到達50m處時速度恰好減為0.設(shè)加速時加速度的大小為a1，減速時加速度的大小為a2.由牛頓第二定律得，加速時有：水平方向Fcos37°－μFN＝ma1豎直方向Fsin37°＋FN－mg＝0減速時有：μmg＝ma2且有v2＝2a1x1＝2a2x2x1＋x2聯(lián)立以上各式解得：x1≈24m由功的定義，有W＝Fx1cos37°＝400×24×J＝×103J.答案：×103J12．解析：(1)汽車在坡路上行駛，所受阻力由兩部分構(gòu)成，即Ff＝kmg＋mgsinα＝4000N＋800N＝4800N.又因為當F＝Ff時，P＝Ff·vm，所以vm＝eq\f(P,kmg＋mgsinα)＝eq\f(60×103,4800)m/s＝12.5m/s.(2)汽車從靜止開始，以a＝0.6m/s2勻加速行駛，由F合＝ma，有F′－Ff＝ma，所以F′＝ma＋kmg＋mgsinα＝4×103×N＋4800N