《2022年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能 第1講 功和功率課時(shí)達(dá)標(biāo)訓(xùn)練》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能 第1講 功和功率課時(shí)達(dá)標(biāo)訓(xùn)練(6頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能 第1講 功和功率課時(shí)達(dá)標(biāo)訓(xùn)練
一、選擇題(1~6題為單項(xiàng)選擇題,7~11題為多項(xiàng)選擇題)
1.如圖1所示,甲、乙兩物體之間存在相互作用的滑動(dòng)摩擦力,甲對乙的滑動(dòng)摩擦力對乙做了負(fù)功,則乙對甲的滑動(dòng)摩擦力對甲( )
圖1
A.可能做正功,也可能做負(fù)功,也可能不做功
B.可能做正功,也可能做負(fù)功,但不可能不做功
C.可能做正功,也可能不做功,但不可能做負(fù)功
D.可能做負(fù)功,也可能不做功,但不可能做正功
解析 若甲固定不動(dòng),乙在甲表面滑動(dòng),則乙對甲的滑動(dòng)摩擦力對甲不做功;若乙向右運(yùn)動(dòng)的同時(shí)甲向左運(yùn)動(dòng),則甲、乙間的一對滑動(dòng)摩擦
2、力均做負(fù)功;若水平地面光滑,靜止的甲在乙的滑動(dòng)摩擦力帶動(dòng)下做加速運(yùn)動(dòng),則乙對甲的滑動(dòng)摩擦力對甲做正功,所以只有選項(xiàng)A正確。
答案 A
2.同一恒力按同樣的方式施于物體上,使它分別沿著粗糙水平地面和光滑水平地面移動(dòng)相同一段距離時(shí),恒力做的功和平均功率分別為W1、P1和W2、P2,則二者的關(guān)系是( )
A.W1>W(wǎng)2、P1>P2 B.W1=W2、P1<P2
C.W1=W2、P1>P2 D.W1<W2、P1<P2
解析 由功的定義W=Flcos α可知,W1=W2,由于沿粗糙地面運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度較小,通過相同位移所用時(shí)間較長,所以根據(jù)P=可知,P1<P2,故B正確。
答案 B
3、3.(2017·安徽期中測試)A、B兩物體的質(zhì)量之比mA∶mB=2∶1,它們以相同的初速度v0在水平面上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),直到停止,其速度—時(shí)間圖象如圖2所示。那么,A、B兩物體所受摩擦力之比FA∶FB與A、B兩物體克服摩擦阻力做功之比WA∶WB分別為( )
圖2
A.2∶1,4∶1 B.4∶1,2∶1
C.1∶4,1∶2 D.1∶2,1∶4
解析 由v-t圖象可知:aA∶aB=2∶1,又由F=ma,mA∶mB=2∶1,可得FA∶FB=4∶1;又由題圖中面積關(guān)系可知A、B位移之比xA∶xB=1∶2,由做功公式W=Fx,可得WA∶WB=2∶1,故選B。
答案 B
4、
4.(2016·濟(jì)南模擬)汽車從靜止勻加速啟動(dòng),最后做勻速運(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象如圖所示,其中錯(cuò)誤的是( )
解析 汽車啟動(dòng)時(shí)由P=Fv和F-Ff=ma可知,勻加速啟動(dòng)過程中,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,牽引力逐漸減小到與阻力相等,加速度逐漸減小到零,速度逐漸增大到最大速度,故A、C、D正確,B錯(cuò)誤。
答案 B
5.(2016·福建廈門質(zhì)檢)汽車以恒定的功率在平直公路上行駛,所受到的摩擦阻力恒等于車重的0.1,汽車能達(dá)到的最大速度為vm。則當(dāng)汽車速度為vm時(shí),汽車的加速度為(重力加速度為g
5、)( )
A.0.1g B.0.2g C.0.3g D.0.4g
解析 設(shè)汽車功率恒為P,達(dá)到最大速度vm時(shí),牽引力F=Ff=0.1mg,P=Fvm,當(dāng)汽車速度為v=vm時(shí),F(xiàn)′==0.2mg,由牛頓第二定律有F′-Ff=ma,解得a=0.1g,A項(xiàng)正確。
答案 A
圖3
6.如圖3所示,半徑為R的光滑圓弧軌道左端有一質(zhì)量為m的小球,在大小恒為F、方向始終與軌道相切的外力作用下,小球在豎直平面內(nèi)由靜止開始運(yùn)動(dòng),軌道左端切線水平,當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到軌道的末端時(shí)立即撤去外力,此時(shí)小球的速率為v,已知重力加速度為g,則( )
A.此過程外力做功為FR
B.此過程外力做功為F
6、R
C.小球離開軌道的末端時(shí),拉力的功率為Fv
D.小球離開軌道末端時(shí),拉力的功率為Fv
解析 由于力的大小不變,方向始終沿圓弧的切線方向,所以力F做的功為W=F··2πR=FR,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;小球離開軌道時(shí)的速率為v,方向和外力F的方向相同,所以拉力的功率為Fv,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。
答案 C
7.質(zhì)量為m的物體置于傾角為α的斜面上,物體和斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,在外力作用下斜面以加速度a向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng),如圖4所示,運(yùn)動(dòng)過程中物體與斜面之間保持相對靜止,則下列說法正確的是( )
圖4
A.斜面對物體的支持力一定做正功
B.斜面對物體的摩擦力一定做正功
7、
C.斜面對物體的摩擦力可能不做功
D.斜面對物體的摩擦力可能做負(fù)功
解析 物體所受的支持力始終垂直于斜面向上,由于位移方向水平向左,則力與位移方向之間的夾角為銳角,因此支持力一定做正功,選項(xiàng)A正確;摩擦力做功有三種情況:當(dāng)加速度a=gtan α?xí)r,物體所受的摩擦力為零,摩擦力不做功;當(dāng)加速度a>gtan α?xí)r,物體所受的摩擦力沿斜面向下,摩擦力做正功;當(dāng)加速度a<gtan α?xí)r,物體所受的摩擦力沿斜面向上,摩擦力做負(fù)功,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤,C、D正確。
答案 ACD
8.一質(zhì)量為1 kg的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑水平面上,從t=0時(shí)刻開始,受到水平外力F作用,如圖5所示。下列判斷正確的是(
8、 )
圖5
A.第1 s末的瞬時(shí)功率為6 W
B.第1 s內(nèi)的平均功率為4 W
C.前2 s內(nèi)的平均功率為4 W
D.第1 s末與第2 s末外力的瞬時(shí)功率之比為9∶4
解析 第1 s末質(zhì)點(diǎn)的速度
v1=t1=×1 m/s=3 m/s。
第2 s末質(zhì)點(diǎn)的速度
v2=v1+t2=(3+×1) m/s=4 m/s。
第1 s末的瞬時(shí)功率P1=F1·v1=9 W
第2 s末的瞬時(shí)功率P2=F2·v2=4 W,故A錯(cuò),D對;
第1 s內(nèi)的平均功率1=F11=4.5 W,故B錯(cuò);
前2 s內(nèi)外力的平均功率P== W
=4 W,故C對。
答案
9、CD
9.(2017·湖北聯(lián)考)在離水平地面h高處將一質(zhì)量為m的小球水平拋出,在空中運(yùn)動(dòng)的過程中所受空氣阻力大小恒為f,落地時(shí)小球距拋出點(diǎn)的水平距離為x,速率為v,那么,在小球運(yùn)動(dòng)的過程中( )
A.重力做功為mgh
B.克服空氣阻力做的功為f·
C.落地時(shí),重力的瞬時(shí)功率為mgv
D.重力勢能和機(jī)械能都逐漸減少
解析 重力做功為WG=mgh,A正確;空氣阻力做功與經(jīng)過的路程有關(guān),而小球經(jīng)過的路程大于,故克服空氣阻力做的功大于f·,B錯(cuò)誤;落地時(shí),重力的瞬時(shí)功率為重力與沿重力方向的分速度的乘積,故落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率小于mgv,C錯(cuò)誤;重力做正功,重力勢能減少,空氣阻力
10、做負(fù)功,機(jī)械能減少,D正確。
答案 AD
10.(2016·宿遷三模)一汽車在平直公路上以20 kW的功率行駛,t1時(shí)刻駛?cè)肓硪欢巫枇愣ǖ钠街惫?,其v-t圖象如圖6所示,已知汽車的質(zhì)量為2×103 kg。下列說法中正確的是( )
圖6
A.t1前汽車受到的阻力大小為2×103 N
B.t1后汽車受到的阻力大小為2×103 N
C.t1時(shí)刻汽車加速度大小突然變?yōu)? m/s2
D.t1~t2時(shí)間內(nèi)汽車的平均速度為7.5 m/s
解析 t1前汽車勻速,有P=F1v1=f1v1,得f1== N=2×103 N,A項(xiàng)正確;進(jìn)入另一段公路后最終以v2=5 m/s勻速,
11、得出f2== N=4×103 N,B項(xiàng)錯(cuò)誤;t1時(shí)刻牽引力為2×103 N,阻力瞬間變?yōu)?×103 N,加速度為a= m/s2=-1 m/s2,C項(xiàng)正確;根據(jù)面積得出t1~t2時(shí)間內(nèi)汽車的平均速度小于7.5 m/s,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案 AC
11.如圖7甲所示,小物塊靜止在傾角θ=37°的粗糙斜面上?,F(xiàn)對物塊施加一個(gè)沿斜面向下的推力F,力F的大小隨時(shí)間t的變化情況如圖乙所示,物塊的速率v隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖丙所示,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g取10 m/s2。下列說法正確的是( )
圖7
A.物塊的質(zhì)量為1 kg
B.物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因
12、數(shù)為0.7
C.0~3 s時(shí)間內(nèi)力F做功的平均功率為0.32 W
D.0~3 s時(shí)間內(nèi)物塊克服摩擦力做的功為5.12 J
解析 由速度圖象知在1~3 s時(shí)間內(nèi),物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則0.8 N+mgsin θ-μmgcos θ=ma,a= m/s2=0.4 m/s2。在3~4 s時(shí)間內(nèi),物塊勻速運(yùn)動(dòng),受力平衡,則μmgcos θ-mgsin θ=0.4 N,解得m=1 kg,μ=0.8,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;0~1 s時(shí)間內(nèi),物塊靜止,力F不做功,1~3 s時(shí)間內(nèi),力F=0.8 N,物塊的位移x=×0.4×22 m=0.8 m,0~3 s內(nèi)力F做功的平均功率為= W=0.213 W
13、,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;0~3 s時(shí)間內(nèi)物塊克服摩擦力做的功為μmgcos θ·x=5.12 J,選項(xiàng)D正確。
答案 AD
二、非選擇題
12.下表是一輛電動(dòng)車的部分技術(shù)指標(biāo),其中的額定車速是指電動(dòng)車滿載的情況下,在平直道路上以額定功率勻速行駛時(shí)的速度。
額定車速
18 km/h
電源輸出電壓
≥36 V
整車質(zhì)量
40 kg
充電時(shí)間
6~8 h
載重
80 kg
電動(dòng)機(jī)的額定輸出功率
180 W
電源
136 V/12 Ah
電動(dòng)機(jī)的額定工作電壓/電流
36 V/6 A
請根據(jù)表中的數(shù)據(jù),完成下列問題(g取10 m/s2)。
(1)在行駛的過程中,電動(dòng)車受到的阻力是車重(包括載重)的k倍,假定k是定值,試推算k的大小;
(2)若電動(dòng)車以額定功率行駛,求速度為3 m/s時(shí)的加速度是多少?
解析 (1)由表可得到P出=180 W,車速v=18 km/h=5 m/s,由P出=Fv,勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)有F=f,其中
f=k(M+m)g,解得k=0.03。
(2)當(dāng)車速v′=3 m/s時(shí),牽引力F′=,由牛頓第二定律知F′-k(M+m)g=(m+M)a,解得a=0.2 m/s2。
答案 (1)0.03 (2)0.2 m/s2