高考物理模擬題精選訓(xùn)練功能關(guān)系問(wèn)題專(zhuān)題01功和功率含解析

1、高考物理最新模擬題精選訓(xùn)練功能關(guān)系問(wèn)題專(zhuān)題01功和功率含解析1. (2017云貴川百校大聯(lián)考)一輛汽車(chē)以大小V0=90km/h的速度在平直公路上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)其功率為額定功率P=65KW假設(shè)汽車(chē)行駛時(shí)所受阻力恒定，剎車(chē)獲得的加速度大小a=7.5m/s2,求：(1)汽車(chē)行駛時(shí)所受阻力的大小f;(2)汽車(chē)剎車(chē)開(kāi)始后10s內(nèi)滑行的距離x.【分析】(1)當(dāng)汽車(chē)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引力等于阻力，結(jié)合P=Fv即可求出阻力(2)求出汽車(chē)從開(kāi)始剎車(chē)到停止的時(shí)間，根據(jù)位移公式求出汽車(chē)剎車(chē)開(kāi)始后10s內(nèi)滑行的距離【名師解析】(1)90kjn/h=Z5n/s汽車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),牽引力等于阻力？即土根據(jù)P邛飛p65X

2、103暇立得二二一zz=2600N需-10 -(2)汽車(chē)從開(kāi)始剎車(chē)到停止的時(shí)間v02510滑行10s內(nèi)的位移等于根據(jù)v(j25、，10125冥廠虧七寧丁xnir-答：(1)汽車(chē)行駛時(shí)所受阻力的大小f為2600N;125(2)汽車(chē)剎車(chē)開(kāi)始后10s內(nèi)滑行的距離x為江2. (2017河南部分重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)如圖所示，物體A靜止在臺(tái)秤的秤盤(pán)B上，A的質(zhì)量為m=10.5kg,B的質(zhì)量mB=1.5kg,彈簧質(zhì)量不計(jì)，勁度系數(shù)k=800N/m,現(xiàn)給A施加一個(gè)豎直向上的力F,使它向上做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，已知力F在開(kāi)始的t=0.2s內(nèi)是變力，此后是恒力，求t時(shí)間內(nèi)力F做的功.DOobo777777【分析】在A和秤盤(pán)

3、分離之前F為變力，分離后，F(xiàn)為恒力；兩物體分離瞬間，A對(duì)秤盤(pán)無(wú)作用力，彈簧處于原長(zhǎng)，但P的加速度還與原來(lái)一樣，而從開(kāi)始到分離歷時(shí)0.2s,由分析可知，剛開(kāi)始時(shí)F最小，F(xiàn)為恒力時(shí)最大，求出F的最小值和最大值，根據(jù)F均勻變化，求F的平均值，再乘以位移，可求得F做的功.【名師解析】由題意如，川.翁時(shí),A、R分開(kāi)此fl寸兩者加速度相等,設(shè)剛開(kāi)始時(shí)彈箸壓縮量為2A.B分開(kāi)時(shí)彈警的壓縮量為E此時(shí)兩者做晦度為“則有：ks：i=(lu+mi)g解得二15n當(dāng)t=。料時(shí).英T&有:對(duì)E有1k如jnflg=Jite3.由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：九-七解得：xiO.03nam/s聯(lián)立解得，當(dāng)值時(shí)刻，最小,此時(shí)有：F+

4、二(10.5+L5)Xe=72N當(dāng)t=0,23時(shí),*F最大？此日寸有二-Hiha=168N由F+k工-<>g=(m+irG力可卡功與位移是線(xiàn)性變化n故F做的功力:F訂2又Ta/£t代據(jù)解得：g3闖答；t時(shí)間內(nèi)力F做的功是3仃.3. (12分)汽車(chē)尾氣是形成霧霾的重要污染源，為減少污染，目前國(guó)家提倡使用電動(dòng)汽車(chē).在平直的公路上一輛電動(dòng)汽車(chē)由甲處從靜止開(kāi)始啟動(dòng)，先做20s的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，速度達(dá)到15m/s時(shí)，再勻速運(yùn)動(dòng)240s通過(guò)乙處.現(xiàn)有一輛質(zhì)量為m1000kg的燃油轎車(chē)，其發(fā)動(dòng)機(jī)的額定輸出功率P=90kW,它也從甲處由靜止開(kāi)始以恒定的輸出功率P啟動(dòng)做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，轎車(chē)通過(guò)乙

5、處時(shí)速度達(dá)到最大速度30m/s.設(shè)轎車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力不變，轎車(chē)每做1J的功排放的氣態(tài)污染物的質(zhì)量為k=3xi06g,求：(1)甲、乙兩地的距離；(2)燃油轎車(chē)從甲地運(yùn)動(dòng)到乙地的過(guò)程中排放的氣態(tài)污染物質(zhì)量.【名師解析】:本題考查勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律,功率、動(dòng)能定理及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn).t口電動(dòng)汽車(chē)在開(kāi)始宜二2。*的時(shí)間內(nèi)的位移抗二土產(chǎn)X克=150m電動(dòng)汽車(chē)在玄二240s的時(shí)間內(nèi)的位移題二巴叁二3600n甲I乙兩地相距戶(hù)加十國(guó)二3750m(2)設(shè)轎車(chē)從甲處運(yùn)動(dòng)到乙處所做的功為WW運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力為f,則f=P=3X103NVm由動(dòng)能定理得W-fx=gm，解彳導(dǎo):Wfx+gmVU1.17X107J污染物的

6、質(zhì)量為Am=kW/=35.1g答案：(1)3750m(2)35.1g4. (14分)(2017北京昌平期末)圖13為某景觀噴泉的噴射裝置結(jié)構(gòu)示意圖。它由豎直進(jìn)水管和均勻分布在同一水平面上的多個(gè)噴嘴組成，噴嘴與進(jìn)水管中心的距離均為r=0.6m,離水面的高度h=3.2m。水泵位于進(jìn)水管口處，啟動(dòng)后，水泵從水池吸水，并將水壓到噴嘴處向水平方向噴出，水在水池面上的落點(diǎn)與進(jìn)水管中心的水平距離為R=2.2m。水泵的效率為T(mén)=80%,水泵出水口在1s內(nèi)通過(guò)的水的質(zhì)量為m=10kg，重力加速度g取10m/s2,忽略水在管道和空中運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械能損失。求:（1）水從噴嘴噴出時(shí)速度的大小v；（2）水泵輸出的功率P;

7、（3）水泵在1h內(nèi)消耗的電能E。【名師解析】（L4分）水從噴嘴水平噴出,做平拋運(yùn)動(dòng)。J?-r=vf（2分）h=-g（2分）2得:v-2m/s12分）C2）水泵對(duì)外儆功，轉(zhuǎn)化為水的機(jī)械能。水泵的輸出功率：P=叫必十；叫，£2分）得：尸二340W（2分）C3）根據(jù)尸=QFkC2分）則水泵的電功率是P4=425Mlh內(nèi)消耗的電能£=F電力=0.425kW-h=1.53X1OS1（2分）5、（12分）（2017上海靜安期末）如圖甲所示，質(zhì)量為mr1kg的物體置于傾角為0=37°固定斜面上，對(duì)物體施以平行于斜面向上的拉力F,t1=1s時(shí)撤去拉力，物體運(yùn)動(dòng)的部分vt圖像如圖乙

8、，試求：（1）物體與斜面間的摩擦力f;（2）前1s內(nèi)拉力F的平均功率;史乙【名師解析】. （ 12分）（1）由圖像可知：撤去力 F后的加速度a2=10m/s2 （ 1分）由牛頓第二定律：一 mgsin 0 - f = ma 解得f=4 N （ 3分）（2）由圖像可知：撤去力 F前的加速度ai=20m/s2 （ 1分）由牛頓第二定律： Fmgsine f = ma 解得F=30N （ 3分）前1s內(nèi)的平均速度為V0 + 202m/s = 10m/s1分）前1s內(nèi)拉力F的平均功率為 P = Fv = 300W（3分）（注：用P = W / t求解，公式2分，W P各1分）6. （2015 山東理綜

9、，23）（20分）如圖甲所示，物塊與質(zhì)量為 m的小球通過(guò)不可伸長(zhǎng)的 輕質(zhì)細(xì)繩跨過(guò)兩等高定滑輪連接。物塊置于左側(cè)滑輪正下方的表面水平的壓力傳感裝置上， 小球與右側(cè)滑輪的距離為 l。開(kāi)始時(shí)物塊和小球均靜止，將此時(shí)傳感裝置的示數(shù)記為初始值。 現(xiàn)給小球施加一始終垂直于l段細(xì)繩的力，將小球緩慢拉起至細(xì)繩與豎直方向成60°角，如圖乙所示，此時(shí)傳感裝置的示數(shù)為初始值的1.25倍；再將小球由靜止釋放，當(dāng)運(yùn)動(dòng)至最低位置時(shí)，傳感裝置的示數(shù)為初始值的0.6倍。不計(jì)滑輪的大小和摩擦，重力加速度的大小為go求：（1）物塊的質(zhì)量;（2）從釋放到運(yùn)動(dòng)至最低位置的過(guò)程中，小球克服空氣阻力所做的功?！久麕熃馕觥吭O(shè)開(kāi)始

10、時(shí)細(xì)繩的拉力大小為傳感裝置的初始值為凡,物塊質(zhì)量為蝎由平衡條件得對(duì)小球&二豳£對(duì)物塊，RW褥檢當(dāng)細(xì)繩與豎直方向的夾角為加“時(shí)A殳細(xì)繩的拉力大小為國(guó)J傳球置的示數(shù)為凡J據(jù)題意可知再=L25X,由平衡條件得對(duì)小球,氏尸史。苫8"®對(duì)物堪，另十國(guó)二艇聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得后3蠹(2)設(shè)小球運(yùn)動(dòng)至最低位置時(shí)速度的大小為v,從釋放到運(yùn)動(dòng)至最低位置的過(guò)程中，小球克服阻力所做的功為W,由動(dòng)能定理得12mgl(1cos60)-W=2mv®在最低位置，設(shè)細(xì)繩的拉力大小為FT3,傳感裝置的示數(shù)為F3,據(jù)題意可知，E=0.6F1,對(duì)小球，由牛頓第二定律得2vFt3mg=m

11、p對(duì)物塊，由平衡條件得F3+FT3=MgD聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得W=0.1mg答案(1)3m(2)0.1mgl7.(20分)(2016廣州模擬)質(zhì)量m=4kg的物體，與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.1,沿水平地面向右做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)速度為6m/s。物體過(guò)A點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，對(duì)物體施加水平恒力F作用，經(jīng)過(guò)0.5s物體向右移動(dòng)了2.5m到達(dá)B點(diǎn)；若t時(shí)刻撤去水平恒力F,物體最后停在A的右方3.75m處。g=10m/s2。求：(1)撤去水平恒力F的時(shí)刻t;(2)從物體經(jīng)過(guò)A點(diǎn)到最終停止，水平恒力F做的功W【名師解析】（1首先羊慚尸的方向。設(shè),恒力水平向左,大小為后明耨力大小為4物體從且到E的加速度大小為

12、凱。則：由牛頓第工律：斤+f二門(mén)鼻。分為又：$=業(yè)性（1分）由題設(shè)條生物體從&到B作勻減速運(yùn)動(dòng)j有：為（1分）聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)，得:圓月厘&（水平向左3產(chǎn)12N（水平向左）C分）（評(píng)朱制艇片遇用&防腱54分）接下來(lái)要判斷在哪個(gè)階段撤去F。設(shè)物體從A點(diǎn)到速度為零的P點(diǎn)共經(jīng)歷的時(shí)間為t2,通過(guò)的位移為Sap ,這段時(shí)間沒(méi)有撤去F。有：&加vA& t2（1分）sAP2a1（1分）Q -9¥*ABM解得：t2 1.5ssAP 4.5m 3.75m（1分）說(shuō)明物體向右運(yùn)動(dòng)階段沒(méi)有撤去F （評(píng)分：能判斷到這一點(diǎn)就給3分）設(shè)在t時(shí)刻撤去F,則在tt2時(shí)間內(nèi)，物

13、體在F和水平向右方向的摩擦力f（mg）作用下，由P點(diǎn)向左作勻加速運(yùn)動(dòng)并到達(dá)M點(diǎn)。設(shè)其加速度大小為a2,設(shè)水平向右為正，有F-fma2（1分）12Spm2a2（tt2）（1分）Vma2（tt2）（1分）在M點(diǎn)后，物體在摩擦力的作用下勻減速運(yùn)動(dòng)到停止在Q點(diǎn)，設(shè)其加速度大小為8,有：一.0v22fma3（1分）Smq（1分）2a3依題意：SaqSapSpmSmq3.75m（1分）聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)，得：t2s（1分）（2）根據(jù)（1）的分析可知：W=-F-Sam（2分）又：SamsAp-sPM（2分）聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)，得：W=-51J（2分）8. （12分）如圖所示，質(zhì)量m=2kg的物體A在傾角。=300的

14、足夠長(zhǎng)的固定斜面上，在沿斜面向A與斜面之間的動(dòng)上的力F=5N推力作用下，A從底端開(kāi)始以初速度Vo=8m/s向上運(yùn)動(dòng)，已知摩擦因數(shù)為<3°經(jīng)過(guò)一段時(shí)間t速度大小為2m/s。（取g=10m/s2）求:（1）時(shí)間t ;（2） F在時(shí)間t內(nèi)的平均功率；【名師解析】：（12分）（1） （6分）若是上滑，受力示意圖如圖。f mgsin F maf mg cos （2 分）mg cos mg sin F2解得a1,代入數(shù)據(jù)得 a1 4m/s2mtiV2V0ai1.5s （1 分）若是下滑，上滑到最高點(diǎn)的時(shí)間ts0v0082sa14根據(jù)牛頓第二定律，得到mgsinF-fm%fmgcos（2分）

15、解得a2mg包一Fmgcosm，代入數(shù)據(jù)得a21m/s2。下滑時(shí)間為txv0202s,a21故12tstx4s。（1分）答：經(jīng)過(guò)時(shí)間1.5s或4s速度大小為2m/s。2CG分)當(dāng)了i=L5孱時(shí),S1=21i2ixrL=iixl5=7.511,(i=5x7.5=37.5J(l22J>=3T5=25w(或p=F；,=5xl1=25w11分)g145門(mén)分)當(dāng)=4s時(shí)3*工="+乂%=t-x2=Em,%-網(wǎng)工=5x8=4X)ms=%+0x/=2*0k2=2m=-jPj=-5x2=10J分】P=7.5W(1分3T22EEg4答：F在時(shí)間士?jī)?nèi)的平均功率為25節(jié)或7.5期.9. (16分)(

16、2016浙江省金麗衢十二校聯(lián)考)今年是我省“五水共治”全面鋪開(kāi)之年，一場(chǎng)氣勢(shì)恢宏、聲勢(shì)浩大的全民治水攻堅(jiān)戰(zhàn)在浙江大地全面打響，某地在“治污水”過(guò)程中，須對(duì)一污染井水進(jìn)行排污處理，如圖所示為用于排污“龍頭”的示意圖，噴水口距離地面高度h=1.25m,抽水機(jī)的效率刀=70%,從距地面深為H=5m的井里抽水，使水充滿(mǎn)噴水口，并以恒定的速率從該“龍頭”沿水平噴出，噴水口的截面積為S=2cmf,其噴灌半徑R=10m，已知水的密度p=1.0X103kg/m3,不計(jì)空氣阻力。求：(1)污水從噴水口射出時(shí)的速率多大?(2)在1s鐘內(nèi)抽水機(jī)至少對(duì)水所做的功?(3)抽水機(jī)的電動(dòng)機(jī)的最小輸出功率為多少?【名師解析L

17、（1）由平拋運(yùn)動(dòng)得；人例？故f=05口速度歲=四=2/八（6分）t（2）由功能關(guān)系可得；W=m+?wg（/j4-H）=ptr（生燭+50=1058（6分）22pr1050（3） P=W=L500W4分707010. （20分）（2016浙江省金麗衢十二校聯(lián)考）目前，我國(guó)的高鐵技術(shù)已處于世界領(lǐng)先水平，它是由幾節(jié)自帶動(dòng)力的車(chē)廂（動(dòng)車(chē)）加幾節(jié)不帶動(dòng)力的車(chē)廂（拖車(chē)）組成一個(gè)編組，稱(chēng)為動(dòng)車(chē)組。若每節(jié)動(dòng)車(chē)的額定功率均為1.35X104kw,每節(jié)動(dòng)車(chē)與拖車(chē)的質(zhì)量均為5X104kg,動(dòng)車(chē)組運(yùn)行過(guò)程中每節(jié)車(chē)廂受到的阻力恒為其重力的0.075倍。若已知1節(jié)動(dòng)車(chē)加2節(jié)拖車(chē)編成的動(dòng)車(chē)組運(yùn)行時(shí)的最大速度V0為466.7

18、km/h。我國(guó)的滬昆高鐵是由2節(jié)動(dòng)車(chē)和6節(jié)拖車(chē)編成動(dòng)車(chē)組來(lái)工作的，其中頭、尾為動(dòng)車(chē)，中間為拖車(chē)。當(dāng)列車(chē)高速行駛時(shí)會(huì)使列車(chē)的“抓地力”減小不易制動(dòng)，解決的辦法是制動(dòng)時(shí)，常用“機(jī)械制動(dòng)”與“風(fēng)阻制動(dòng)”配合使用，所謂“風(fēng)阻制動(dòng)”就是當(dāng)檢測(cè)到車(chē)輪壓力非正常下降時(shí)，通過(guò)升起風(fēng)翼（減速板）調(diào)節(jié)其風(fēng)阻，先用高速時(shí)的風(fēng)阻來(lái)增大“抓地力”將列車(chē)進(jìn)行初制動(dòng)，當(dāng)速度較小時(shí)才采用機(jī)械制動(dòng)。（所有結(jié)果保留2位有效數(shù)字）求：（1）滬昆高鐵的最大時(shí)速v為多少km/h?（2）當(dāng)動(dòng)車(chē)組以加速度1.5m/s2加速行駛時(shí)，第3節(jié)車(chē)廂對(duì)第4節(jié)車(chē)廂的作用力為多大？（3）滬昆高鐵以題（1）中的最大速度運(yùn)行時(shí)，測(cè)得此時(shí)風(fēng)相對(duì)于運(yùn)行車(chē)廂的速度為100m/s,已知橫截面積為1m2的風(fēng)翼上可產(chǎn)生1.29X104N的阻力，此阻力轉(zhuǎn)化為車(chē)廂與地面阻力的效率為90%滬昆高鐵每節(jié)車(chē)廂頂安裝有2片風(fēng)翼，每片風(fēng)翼的橫截面積為1.3m2,求此情況下“風(fēng)阻