【創(chuàng)新導(dǎo)學(xué)案】2021年高考物理總復(fù)習(xí)課時(shí)知能訓(xùn)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(gè)答案正確，選不全得4分。)1．(2022·梅州模擬)關(guān)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(shí)刻的功率B．由P＝Fv只能求某一時(shí)刻的瞬時(shí)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(dāng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率肯定時(shí)，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(shí)功率，A、B錯(cuò)誤；當(dāng)F肯定時(shí)，P與v成正比，當(dāng)P肯定時(shí)，F(xiàn)與v成反比，C錯(cuò)誤，D正確。【答案】D2．(2022·惠州模擬)靜止的列車在平直軌道上以恒定的功率啟動(dòng)，在開頭的一小段時(shí)間內(nèi)，設(shè)所受的阻力不變，則列車的運(yùn)動(dòng)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(dòng)時(shí)，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(cuò)誤?！敬鸢浮緼D3．(2022·鹽城模擬)如圖所示，在加速向右運(yùn)動(dòng)的車廂中，一人用力向前推車廂(人與車廂始終保持相對(duì)靜止)，則下列說法中正確的是()A．人對(duì)車廂的作用力做正功B．車廂對(duì)人做負(fù)功C．車廂對(duì)人做正功D．車廂對(duì)人不做功【答案】C4．(2022·宿遷模擬)如圖所示是一輛質(zhì)量m＝6×103kg的公共汽車在t＝0和t＝4s末兩個(gè)時(shí)刻的兩張照片。當(dāng)t＝0時(shí)，汽車剛啟動(dòng)(汽車的運(yùn)動(dòng)可看成勻加速直線運(yùn)動(dòng))。圖丙是車內(nèi)橫桿上懸掛的手拉環(huán)經(jīng)放大后的圖像，測(cè)得θ＝30°。依據(jù)題中供應(yīng)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(nèi)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(dòng)，最終做勻速運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)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(dòng)時(shí)，由P＝Fv和F－Ff＝ma可知，勻加速啟動(dòng)過程，牽引力F、加速度a恒定不變，速度和功率均勻增大，當(dāng)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。【答案】ACD6．如圖所示，一質(zhì)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(zhì)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(dòng)摩擦因數(shù)為μ，開頭時(shí)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(zhì)量為m的汽車在發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力F的作用下，沿水平方向運(yùn)動(dòng)。在t0時(shí)刻關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，其運(yùn)動(dòng)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(zhì)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(dá)斜面頂端時(shí)，力F1、F2、F3的功率關(guān)系為()A．P1＝P2＝P3B．P1＞P2＝P3C．P3＞P2＞P1D．P1＞P2＞P3【解析】設(shè)物體的質(zhì)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(dá)斜面頂端時(shí)的速度相等，所以據(jù)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(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的v-t圖像為正弦曲線。從圖中可以推斷()A．在0～t1時(shí)間內(nèi)，外力做正功B．在0～t1時(shí)間內(nèi)，外力的功率漸漸增大C．在t2時(shí)刻，外力的功率最大D．在t1～t3時(shí)間內(nèi)，外力對(duì)質(zhì)點(diǎn)做功最多【解析】由動(dòng)能定理可知，在0～t1時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)速度越來越大，動(dòng)能越來越大，外力肯定做正功，故A項(xiàng)正確；在t1～t3時(shí)間內(nèi)，動(dòng)能變化量為零，可以推斷外力做的總功為零，故D項(xiàng)錯(cuò)誤；由P＝Fv知0、t1、t2、t3四個(gè)時(shí)刻功率為零，故B、C都錯(cuò)。【答案】A10．(2021·徐州模擬)一輛汽車在平直的大路上以某一初速度運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)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(zhì)量，則依據(jù)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(yùn)動(dòng)到最大速度所需的時(shí)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(duì)應(yīng)圖線可知，eq\f(P,m)＝k＝40，可求出汽車的功率P，由a＝0時(shí)，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(yùn)動(dòng)到最大速度的時(shí)間。【答案】D二、計(jì)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(jì)算的要注明單位)11．(15分)如圖所示，一質(zhì)量為0.1kg的小滑塊以v0＝4m/s的初速度滑上一個(gè)固定在地面上的足夠長的斜面，經(jīng)過t＝0.6s恰好經(jīng)過斜面上的某點(diǎn)B，已知斜面的傾角α＝37°，小滑塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.5，求小滑塊在t＝0.6s經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)重力的功率。(g＝10m/s2)【解析】上滑時(shí)，由受力分析得：mgsinα＋μmgcosα＝ma設(shè)滑到最高點(diǎn)用時(shí)t1，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：0－v0＝－at1聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得t1＝0.4st＝0.6s＞t1＝0.4s所以0.6s時(shí)滑塊下滑0.2s下滑時(shí)，由牛頓其次定律得：mgsinα－μmgcosα＝ma′由運(yùn)動(dòng)學(xué)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(zhì)量為2×103kg的汽車，正以10m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，汽車前方的水平路段BC較粗糙，汽車通過整個(gè)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(yùn)動(dòng)過程中汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率保持20kW不變，假設(shè)汽車在兩個(gè)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(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力Ff1。(2)求汽車剛好到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的加速度a。(3)求BC路段的長度。【解析】(1)汽車在AB路段時(shí)，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(shí)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