人教版高三物理一轮复习课时训练第五章课时1功和功率

课时1功和功率课时训练基础巩固1.物质、能量、信息构成世界的基本要素,下面关于能量的认识中错误的是(D)C.物体对外做了功,它一定具有能量D.地面上滚动的足球最终停下来,说明能量消失了解析:能量的概念是在人类对能量守恒的认识过程中形成的,它的重要特性就是守恒,物体对外做功的过程即能量释放的过程,功是能量转化的标志和量度。地面上滚动的足球最终停下来,其机械能转化为内能,能量并没有消失。故选项A,B,C正确,D错误。2.一物体做匀速直线运动,某时刻起受到两个互相垂直、大小分别为F1和F2的恒力作用,经一段时间后,在这两个力的方向上发生的位移大小分别为s1和s2,则在这段时间内这两个力对物体做的总功为(B)A.(F1+F2)(s1+s2)1s1+F2s2C.FD.(解析:根据力的独立作用原理,F1和F2对物体做的功分别为F1s1和F2s2,则两个力对物体做的总功为F1s1+F2s2。3.如图甲为一女士站立在台阶式自动扶梯上正在匀速上楼,如图乙为一男士站立在履带式自动人行道上正在匀速上楼。下列关于两人受到的力做功判断正确的是(A)解析:甲图中,人匀速上楼,不受摩擦力,摩擦力不做功,支持力向上,与速度方向成锐角,则支持力做正功,故选项A正确,C错误;乙图中,支持力与速度方向垂直,支持力不做功,摩擦力方向与速度方向相同,做正功,故选项B,D错误。4.如图所示,演员正在进行杂技表演。由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于(A)J B.3J0J D.300J解析:根据生活常识,20个鸡蛋大约1kg,表演者抛出的高度按0.5m计算,则抛出过程中对鸡蛋做的功为W=mgh=120×10×5.如图所示的盘山公路依山而建,这样修建的目的是(A)解析:汽车在上山过程中,汽车重力沿斜面的分力是阻力,为使汽车前进,减小阻力可以减小牵引力,故盘山公路依山而建的目的是减小汽车上山所需的牵引力,从而可以使汽车更容易开上山坡。×10-4kg的秋叶自5m高的树枝上落下并飘落到地面,此过程中重力的平均功率最接近于(g=10m/s2W B.0.025W C.0.05W D.0.1W×102J,所以重力的平均功率为P=Wt=5×1037.一起重机将质量为m的货物由静止开始以加速度a匀加速提升,在t时间内上升h高度,设在t时间内起重机对货物的拉力做功为W,在时间t末拉力的瞬时功率为P,则(D)A.W=mah B.W=mghC.P=mgat D.P=m(g+a)at解析:对货物受力分析,由牛顿第二定律得,Fmg=ma,起重机对货物的拉力为F=m(g+a),根据恒力的功的公式可得,W=m(g+a)h,选项A,B错误;在时间t末,货物的速度为v=at,根据瞬时功率的表达式可得,P=m(g+a)at,选项C错误,D正确。θ的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,现使斜面水平向左以速度v匀速移动距离l。物体与斜面相对静止,以下说法正确的是(A)μmglcosθD.斜面对物体的支持力做功的功率为mgvcosθ解析:由题意可知,物体处于平衡状态,受力如图所示,由平衡条件知斜面体对物体作用力的合力竖直向上与速度方向垂直,则作用力做的总功为0,A正确;重力方向竖直向下与速度方向垂直,重力不做功,B错误;由于FN=mgcosθ,Ff=mgsinθ,则摩擦力做的功Wf=Ffcosθ·l=mglsinθcosθ,支持力做功的功率为P=FNsinθ·v=mgv·sinθcosθ,故C,D错误。9.假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍,则摩托艇的最大速率变为原来的(D)A.4倍 B.2倍 C.3倍 D.2倍解析:设Ff=kv,当阻力等于牵引力时,速度最大,输出功率变化前,有P=Fv=Ffv=kv2,变化后有2P=F′v′=Ff′v′=kv′2,联立解得v′=2v,选项D正确。10.动车组是几节自带动力的车辆(动车)加几节不带动力的车辆(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1节动车加4节拖车编成的动车组的最大速度为120km/h,则3节动车加7节拖车编成的动车组的最大速度为(C)A.120km/h B.240km/hC.180km/h D.300km/h解析:设动车的功率为P,每节动车所受阻力为f,则1节动车和4节拖车的最大速度v=P5f=120km/h,则3节动车和7节拖车的最大速度v1=3P11.据《科技日报》2018年7月17日报道,上海中车公司生产的全球最大功率无人遥控潜水器近日在上海下线。该潜水器自重5×103kg,主要用于深海搜寻和打捞等。若在某次作业中,潜水器将4×103×103×103s×103×103s解析:重物匀速运动,其速度约为v=PG=180×1运动的时间约为t=30002×12.起重机的钢索将重物由地面吊到空中某一高度,其速度—时间图象如图所示,则钢索拉力的功率随时间变化的图象可能是(B)解析:从vt图象可知,物体先做匀加速运动,后做匀速运动,最后做匀减速运动,根据P=Fv,Ff=ma可知,在匀加速变到匀速瞬间拉力F突然变小,功率P也将突然变小,从匀速变到匀减速时,拉力F突然变小,功率P也突然变小,B正确。能力提升13.(多选)地下矿井中的矿石装在矿车中,用电机通过竖井运送到地面。某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示,其中图线①②分别描述两次不同的提升过程,它们变速阶段加速度的大小都相同;两次提升的高度相同,提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第①次和第②次提升过程(AC)∶5∶1∶1∶5解析:由图线①知,上升总高度h=12v0·2t0=v0t0由图线②知,加速阶段和减速阶段上升高度之和h1=12·v02·(t02+t02在匀速阶段,hh1=12v0·t′,解得t′=32故第②次提升过程所用时间为t02+32t0+t02两次上升所用时间之比为2t0∶52t0=4∶由于加速阶段①,②次加速度相同,故最大牵引力相同,选项B错误;在加速上升阶段,由牛顿第二定律知,Fmg=ma,F=m(g+a),则第①次在t0时刻,功率P1=F·v0,第②次在t02时刻,功率P2=F·而第②次在匀速阶段,功率P2′=F′·v02=mg·v0可知,电机输出的最大功率之比P1∶P2=2∶1,选项C正确;由动能定理知,两个过程动能变化量相同,克服重力做功相同,故两次电机做功也相同,选项D错误。14.一汽车在平直公路上以20kW的功率行驶,t1时刻驶入另一段阻力恒定的平直公路,其vt图象如图所示,已知汽车的质量为2×103kg1前汽车受到的阻力大小为2×103N1后汽车受到的阻力大小为2×103N1时刻汽车加速度突然变为2m/s21～t2时间内汽车的平均速度为7.5m/s解析:t1前汽车匀速,有P=F1v1=f1v1,得f1=Pv1=20×10310N=2×103N,A项正确;进入另一段公路后最终以v2=5m/s匀速,得出f2=Pv2=20×1035N=4×103N,B项错误;t1时刻牵引力为2×103N,阻力瞬间变为4×103N,加速度为a=-15.修建高层建筑常用到塔式起重机。在起重机将质量m=5×103kg的重物竖直吊起的过程中,重物由静止开始向上做匀加速直线运动,加速度a=0.2m/s2,当起重机输出功率达到其允许的最大值时,保持该功率直到重物做vm=1.02m/s的匀速运动。取g=10m/s功。求:(1)起重机允许输出的最大功率。(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2s末的输出功率。解析:(1)设起重机允许输出的最大功率为P0,重物达到最大速度时,拉力F0等于重力。P0=F0vm即P0=mgvm代入数据得P0×104W(2)匀加速运动结束时,起重机达到允许输出的最大功率,设此时重物受到的拉力为F,速度为v1,匀加速运动经历时间为t1,有P0=Fv1Fmg=mav1=at1联立代入数据得t1=5st=2s时,重物处于匀加速运动阶段,设此时速度为v2,输出功率为P,则v2=atP=Fv2×104W。×104×104W16.某一有雾的清晨,一艘质量为m=500t的轮船,从某码头由静止起航做直线运动,并保持发动机的输出功率等于额定功率不变,经t0=10min后,达到最大行驶速度vm=20m/s,雾也恰好散开,此时船长突然发现航线正前方s0=480m处,有一只拖网渔船以v=5m×105N,结果在渔船的拖网刚好越过轮船的航线时,轮船也刚好从该点通过,从而避免了事故的发生,已知渔船连拖网总长L=200m。求:(1)轮船减速时的加速度a多大?(2)轮船的额定功率P多大?(3)发现渔船时,轮船已离开码头多远?解析:(1)减速运动的时间t=Lv因为s0=vmt12at2所以加速度a=0.4m/s2。(2)轮船做减速运动时F+f=ma,f=1×105N则P=F牵vm=fvm=2×106W。(3)对轮船运用动能定理有Pt0fs=12m×104答案:(1)0.4m/s2(2)2×106×1017.某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车,总质量m=3×103kg。当它在水平路面上以v=36km/h的速度匀速行驶时,驱动电机的输入电流I=(1)求驱动电机的输入功率P电;(2)若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P,求汽车所受阻力与车重的比值(g取10m/s2);(3)设想改用太阳能电池给该车供电,其他条件不变,求所需的太阳能电池板的最小面积。结合计算结果,简述你对该设想的思考。已知太阳辐射的总功率P0=4×1026×1011解析:(1)驱动电机的输入功率P电×104W。(2)在匀速行驶时P机电=Fv=fv,所以f=0.汽车所受阻力与车重之比fmg(3)当阳光