【創(chuàng)新導學案】2021年高考物理總復習課時知能訓練：5-1-功和功率

5-1功和功率(45分鐘100分)一、選擇題(本大題共10小題，每小題7分，共70分。每小題至少一個答案正確，選不全得4分。)1．(2022·梅州模擬)關于功率公式P＝eq\f(W,t)和P＝Fv的說法正確的是()A．由P＝eq\f(W,t)知，只要知道W和t就可求出任意時刻的功率B．由P＝Fv只能求某一時刻的瞬時功率C．由P＝Fv知汽車的功率與它的速度成正比D．由P＝Fv知當汽車發(fā)動機功率肯定時，牽引力與速度成反比【解析】P＝eq\f(W,t)求的是平均功率，P＝Fv既可以求平均功率，也可以求瞬時功率，A、B錯誤；當F肯定時，P與v成正比，當P肯定時，F(xiàn)與v成反比，C錯誤，D正確?！敬鸢浮緿2．(2022·惠州模擬)靜止的列車在平直軌道上以恒定的功率啟動，在開頭的一小段時間內，設所受的阻力不變，則列車的運動狀態(tài)是()A．速度漸漸增大B．速度漸漸減小C．加速度漸漸增大D．加速度漸漸減小【解析】列車以恒定功率啟動時，速度增大，由P＝Fv可知牽引力減小；再由牛頓其次定律F－Ff＝ma可知加速度漸漸減小，故本題A、D正確，B、C錯誤?！敬鸢浮緼D3．(2022·鹽城模擬)如圖所示，在加速向右運動的車廂中，一人用力向前推車廂(人與車廂始終保持相對靜止)，則下列說法中正確的是()A．人對車廂的作用力做正功B．車廂對人做負功C．車廂對人做正功D．車廂對人不做功【答案】C4．(2022·宿遷模擬)如圖所示是一輛質量m＝6×103kg的公共汽車在t＝0和t＝4s末兩個時刻的兩張照片。當t＝0時，汽車剛啟動(汽車的運動可看成勻加速直線運動)。圖丙是車內橫桿上懸掛的手拉環(huán)經放大后的圖像，測得θ＝30°。依據題中供應的信息，可以估算出的物理量有()A．汽車的長度B．4s末汽車的速度C．4s內汽車牽引力所做的功D．4s末汽車合外力的功率【答案】ABD5．(2022·哈爾濱模擬)汽車從靜止勻加速啟動，最終做勻速運動，其速度隨時間及加速度、牽引力和功率隨速度變化的圖像如圖所示，其中正確的是()【解析】汽車啟動時，由P＝Fv和F－Ff＝ma可知，勻加速啟動過程，牽引力F、加速度a恒定不變，速度和功率均勻增大，當功率增大到額定功率后保持不變，牽引力漸漸減小到與阻力相等，加速度漸漸減小到零，速度漸漸增大到最大速度，故A、C、D正確?！敬鸢浮緼CD6．如圖所示，一質量為M，長為L的木板，放在光滑的水平地面上，在木板的右端放一質量為m的小木塊，用一根不行伸長的輕繩通過光滑的定滑輪分別與m、M連接，木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ，開頭時木塊和木板靜止，現(xiàn)用水平向右的拉力F作用在M上，將m拉向木板左端的過程中，拉力至少做功為()A．2μmgLB.eq\f(1,2)μmgLC．μ(M＋m)gLD．μmgL【答案】D7．一輛質量為m的汽車在發(fā)動機牽引力F的作用下，沿水平方向運動。在t0時刻關閉發(fā)動機，其運動的v-t圖像如圖所示。已知汽車行駛過程中所受的阻力是汽車重力的k倍，則()A．加速過程與減速過程的平均速度之比為1∶2B．加速過程與減速過程的位移大小之比為1∶2C．汽車牽引力F與所受阻力大小之比為3∶1D．汽車牽引力F做的功為eq\f(3kmgv0t0,2)【答案】BCD8．如圖所示，分別用F1、F2、F3將質量為m的物體由靜止沿同一光滑斜面以相同的加速度從斜面底端拉到斜面的頂端，物體到達斜面頂端時，力F1、F2、F3的功率關系為()A．P1＝P2＝P3B．P1＞P2＝P3C．P3＞P2＞P1D．P1＞P2＞P3【解析】設物體的質量為m，三種狀況下物體的加速度a相同，由牛頓其次定律知F－mg·sinα＝ma，故各力在速度方向上的重量都相同，又因加速度相同，斜面長度相同，所以三種狀況下到達斜面頂端時的速度相等，所以據功率公式可知P1＝P2＝P3，故選A?！敬鸢浮緼9．如圖所示，在外力作用下某質點運動的v-t圖像為正弦曲線。從圖中可以推斷()A．在0～t1時間內，外力做正功B．在0～t1時間內，外力的功率漸漸增大C．在t2時刻，外力的功率最大D．在t1～t3時間內，外力對質點做功最多【解析】由動能定理可知，在0～t1時間內質點速度越來越大，動能越來越大，外力肯定做正功，故A項正確；在t1～t3時間內，動能變化量為零，可以推斷外力做的總功為零，故D項錯誤；由P＝Fv知0、t1、t2、t3四個時刻功率為零，故B、C都錯?！敬鸢浮緼10．(2021·徐州模擬)一輛汽車在平直的大路上以某一初速度運動，運動過程中保持恒定的牽引功率，其加速度a和速度的倒數(shù)eq\f(1,v)圖像如圖所示。若已知汽車的質量，則依據圖像所給的信息，不能求出的物理量是()A．汽車的功率B．汽車行駛的最大速度C．汽車所受到的阻力D．汽車運動到最大速度所需的時間【解析】由F－Ff＝ma，P＝Fv可得：a＝eq\f(P,m)·eq\f(1,v)－eq\f(Ff,m)，對應圖線可知，eq\f(P,m)＝k＝40，可求出汽車的功率P，由a＝0時，eq\f(1,vm)＝0.05可得：vm＝20m/s，再由vm＝eq\f(P,Ff)，可求出汽車受到的阻力Ff，但無法求出汽車運動到最大速度的時間?！敬鸢浮緿二、計算題(本大題共2小題，共30分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)11．(15分)如圖所示，一質量為0.1kg的小滑塊以v0＝4m/s的初速度滑上一個固定在地面上的足夠長的斜面，經過t＝0.6s恰好經過斜面上的某點B，已知斜面的傾角α＝37°，小滑塊與斜面的動摩擦因數(shù)為μ＝0.5，求小滑塊在t＝0.6s經過B點時重力的功率。(g＝10m/s2)【解析】上滑時，由受力分析得：mgsinα＋μmgcosα＝ma設滑到最高點用時t1，由運動學公式：0－v0＝－at1聯(lián)立代入數(shù)據得t1＝0.4st＝0.6s＞t1＝0.4s所以0.6s時滑塊下滑0.2s下滑時，由牛頓其次定律得：mgsinα－μmgcosα＝ma′由運動學公式：v′＝a′t′由功率公式：P＝mg·v′sinα代入解之得：P＝0.24W?！敬鸢浮?.24W12．(2021·上海模擬)(15分)如圖甲所示，在水平路段AB上有一質量為2×103kg的汽車，正以10m/s的速度向右勻速運動，汽車前方的水平路段BC較粗糙，汽車通過整個ABC路段的v-t圖像如圖乙所示(在t＝15s處水平虛線與曲線相切)，運動過程中汽車發(fā)動機的輸出功率保持20kW不變，假設汽車在兩個路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空氣阻力等)各自有恒定的大小。(1)求汽車在AB路段上運動時所受的阻力Ff1。(2)求汽車剛好到達B點時的加速度a。(3)求BC路段的長度?！窘馕觥?1)汽車在AB路段時，有F1＝Ff1，P＝F1v1，F(xiàn)f1＝P/v1，聯(lián)立解得：Ff1＝eq\f(20×103,10)N＝2000N。(2)t＝15s時汽車處于平衡態(tài)，有F2＝Ff2，P＝F2v2，F(xiàn)f2＝P/v2，聯(lián)立解得：Ff2＝eq\f(20×10