（講練測）高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題18 功和功率（測）（含解析）-人教版高三全冊物理試題

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1、專題18 功和功率（測） 【滿分：110分 時(shí)間：90分鐘】 一、選擇題(本大題共12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中．1~8題只有一項(xiàng)符合題目要求； 9~12題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。) 1．兩個(gè)相互垂直的力F1和F2作用在同一物體上，使物體運(yùn)動，物體通過一段位移時(shí)，力F1對物體做功4J，力F2對物體做功3J，則力F1與F2的合力對物體做的功為： （ ） A．7J B．5J C．3．5J D． 1J 【答案】A 【解析】功是標(biāo)量，標(biāo)量相加減遵循算術(shù)加

2、減法，故總功為7J，A正確。 【名師點(diǎn)睛】因?yàn)楣κ菢?biāo)量，求標(biāo)量的和，幾個(gè)量直接相加即可． 2．人用手托著質(zhì)量為m的小蘋果，從靜止開始沿水平方向運(yùn)動，前進(jìn)距離L后，速度為v（物體與手始終相對靜止），物體與手掌之間的動摩擦因數(shù)為，則下列說法正確的是： （ ） A．手對蘋果的作用力方向豎直向上 B．蘋果所受摩擦力大小為 C．手對蘋果做的功為 D．蘋果對手不做功 【答案】C 選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選C． 【名師點(diǎn)睛】考查動能定理、牛頓第二定律及其功的的應(yīng)用，注意物體在手的作用下運(yùn)動，是靜摩擦力，但不一定是最大靜摩擦力，而只有是最大靜摩擦力時(shí)，才能是μmg，此處是

3、易錯(cuò)點(diǎn)；討論某一個(gè)力是否做功要看這個(gè)力與位移方向的夾角． 3．水平路面上的汽車以恒定功率P做加速運(yùn)動，所受阻力恒定，經(jīng)過時(shí)間t，汽車的速度剛好達(dá)到最大，在t時(shí)間內(nèi)： （ ） A．汽車做勻加速直線運(yùn)動 B．汽車加速度越來越大 C．汽車克服阻力做的功等于Pt D．汽車克服阻力做的功小于Pt 【答案】D 【名師點(diǎn)睛】此題是牛頓第二定律的應(yīng)用以及功率、動能定理的應(yīng)用問題；解決本題的關(guān)鍵會根據(jù)物體的受力判斷物體的運(yùn)動規(guī)律，汽車以恒定功率啟動，先做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，加速度減小到零后，做勻速直線運(yùn)動。 4．假設(shè)摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率平方。如果摩托艇發(fā)

4、動機(jī)的輸出功率變?yōu)樵瓉淼?倍，則摩托艇的最大速率變?yōu)樵瓉淼模? （ ） A．4倍 B．2倍 C．倍 D．倍 【答案】B 【解析】設(shè)阻力為，由題知：；速度最大時(shí)，牽引力等于阻力，則有． 所以摩托艇發(fā)動機(jī)的輸出功率變?yōu)樵瓉淼?倍，則摩托艇的最大速率變?yōu)樵瓉淼?倍。故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)ACD錯(cuò)誤。 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵：首先摩托艇的阻力大小與速度平方成正比，即：；當(dāng)物體做勻速運(yùn)動時(shí)，速度最大，此時(shí)牽引力與阻力相等：即；而發(fā)動機(jī)的輸出功率，據(jù)此分析判斷。 5．如圖所示，質(zhì)量為m的物體置于傾角為θ的斜面上

5、，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做勻加速運(yùn)動，運(yùn)動中物體m與斜面體相對靜止．則關(guān)于斜面對m的支持力和摩擦力的做功情況，下列說法中錯(cuò)誤的是： （ ） A．支持力一定做正功 B．摩擦力一定做正功 C．摩擦力可能不做功 D．摩擦力可能做負(fù)功 【答案】B 【解析】由功的計(jì)算公式可知，支持力方向垂直斜面向上，與位移的方向夾角小于，支持力一定做正功；故選項(xiàng)A正確；而摩擦力是否存在需要討論： 當(dāng)加速度較小時(shí)，摩擦力沿斜面向上，即，摩擦力沿斜面向上，做負(fù)功； 當(dāng)加速度較大時(shí)，摩擦力沿斜面向下，即，摩擦力沿斜面向下，做

6、正功； 當(dāng)時(shí)，摩擦力不存在，不做功；綜上所述，B是錯(cuò)誤的，選項(xiàng)CD正確。 【名師點(diǎn)睛】本題考查靈活處理物理問題的能力，使小物體和斜面體一起向左做加速運(yùn)動，加速度水平向左，支持力垂直斜面向上，而摩擦力方向需要討論，然后結(jié)合功的計(jì)算公式進(jìn)行分析判斷正負(fù)功。 6．一滑塊在水平地面上沿直線滑行，t=0時(shí)其速度為1 m/s。從此刻開始滑塊運(yùn)動方向上再施加一水平面作用F，力F和滑塊的速度v隨時(shí)間的變化規(guī)律分別如圖a和圖b所示。設(shè)在第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)力F對滑塊做的功分別為W1、W2、W3則以下關(guān)系正確的是： （ ） A． B． C． D． 【答案】A 【名師

7、點(diǎn)睛】根據(jù)功的公式可知，知道F的大小，再求得各自時(shí)間段內(nèi)物體的位移即可求得力F做功的多少。 7．一架自動扶梯以恒定速率v1運(yùn)送乘客上同一層樓，某乘客第一次站在扶梯上不動，第二次以相對于扶梯的速率υ2沿扶梯勻速上走。兩次扶梯運(yùn)客牽引力所做的功分別為W1和W2，牽引力的功率分別為P1和P2，則： （ ） A．W1W2，P1=P2 【答案】D 【解析】兩種情況下，電梯的牽引力都是相同的，但是由于第二次以相對于扶梯的速率沿扶梯勻速上走，在牽引力方向上發(fā)生的位移肯定

8、小于第一次，所以根據(jù)公式可得，兩種情況下牽引力相同，電梯的速率恒定，故根據(jù)公式可得，故D正確. 【名師點(diǎn)睛】功等于力和在力的方向上通過距離的乘積，兩種情況力的大小相同，但對扶梯作用力的作用點(diǎn)的移動距離不同，故兩次扶梯運(yùn)客所做的功不同；兩種情況力的大小相同，對扶梯作用力的作用點(diǎn)的移動速度一定，故牽引力的功率相同。 8．質(zhì)量為m=2kg的物體沿水平面向右做直線運(yùn)動，t=0時(shí)刻受到一個(gè)水平向左的恒力F，如圖甲所示，此后物體的v-t圖像如圖乙所示，取水平向右為正方向，，則： （ ） A．物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ=0．5 B．10s末恒力F的功率為6W C．1

9、0s末物體恰好回到計(jì)時(shí)起點(diǎn)位置 D．10s內(nèi)物體克服摩擦力做功34J 【答案】D 【名師點(diǎn)睛】在速度時(shí)間圖像中，需要掌握三點(diǎn)，一、速度的正負(fù)表示運(yùn)動方向，看運(yùn)動方向是否發(fā)生變化，只要考慮速度的正負(fù)是否發(fā)生變化，二、圖像的斜率表示物體運(yùn)動的加速度，三、圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移，在坐標(biāo)軸上方表示正方向位移，在坐標(biāo)軸下方表示負(fù)方向位移。 9．如圖所示，四個(gè)完全相同的小球在同一高度處以相同大小的初速度v0分別水平、豎直向下、豎直向上、斜向上拋出，不計(jì)空氣阻力的影響，下列說法正確的是： （ ） A．小球飛行過程中單位時(shí)間內(nèi)的速度變化相同 B．小球落地時(shí)，重力的瞬

10、時(shí)功率均相同 C．從開始運(yùn)動至落地，重力對小球做功相同 D．從開始運(yùn)動至落地，重力對小球做功的平均功率相同 【答案】AC 【名師點(diǎn)睛】在小球被平拋、豎直上拋、豎直下拋、斜拋的過程中，都只受重力作用，所以加速度都相同；在分析重力做功時(shí)，掌握重力做功只與初末位置的高度差有關(guān)與實(shí)際路徑無關(guān)這個(gè)特點(diǎn)就能解答有關(guān)問題；瞬時(shí)功率只能用計(jì)算，而平均功率的計(jì)算即可用，也可用（v表示平均速度）。 10．某汽車從靜止開始以加速度勻加速啟動，最后做勻速運(yùn)動．已知汽車的質(zhì)量為，額定功率為，勻加速運(yùn)動的末速度為，勻速運(yùn)動的速度為，所受阻力為．下圖是反映汽車的速度隨時(shí)間及加速度、牽引力和功率隨速度變化的圖象，其

11、中正確的是： （ ） 【答案】ABC 【解析】汽車開始做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，當(dāng)達(dá)到額定功率時(shí)，勻加速結(jié)束，然后做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，直至最后運(yùn)動運(yùn)動．開始勻加速時(shí)：，設(shè)勻加速剛結(jié)束時(shí)速度為，有：，最后勻速時(shí)，故，由以上各式解得：勻加速的末速度為：，最后勻速速度為：，在v-t圖象中斜率表示加速度，汽車開始加速度不變，后來逐漸減小，最終做勻速直線運(yùn)動，故A正確；開始汽車功率逐漸增加，，故為過原點(diǎn)直線，后來功率恒定，故B正確；汽車牽引力開始大小不變，然后逐漸減小，最后牽引力等于阻力，故C正確；汽車運(yùn)動過程中開始加速度不變，后來加速度逐漸減小，最后加速度為零，

12、故D錯(cuò)誤. 【名師點(diǎn)睛】汽車開始做勻加速直線運(yùn)動，由P=Fv可知汽車功率逐漸增大，當(dāng)達(dá)到額定功率時(shí)，隨著速度的增大，牽引力將減小，汽車做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，汽車開始勻速運(yùn)動，明確了整個(gè)汽車啟動過程，即可正確解答本題。 11．如圖甲所示，靜止在水平地面的物塊A，受到水平向右的拉力F作用，F(xiàn)與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，設(shè)物塊與地面的靜摩擦力最大值與滑動摩擦力大小相等，則： （ ） A、時(shí)間內(nèi)F的功率逐漸增大，B、時(shí)刻物塊A的加速度最大 C、時(shí)刻后物塊A做反向運(yùn)動 D、時(shí)刻物塊A的動能最大 【答案】BD 【名師點(diǎn)睛】根據(jù)圖象找出力隨

13、時(shí)間變化的關(guān)系是正確解題的前提與關(guān)鍵；要掌握圖象題的解題思路；當(dāng)拉力大于最大靜摩擦力時(shí)，物體開始運(yùn)動；當(dāng)物體受到的合力最大時(shí)，物體的加速度最大；由動能定理可知，物體拉力做功最多時(shí)，物體獲得的動能最大。 12．質(zhì)量分別為m1、m2的A、B兩物體放在同一水平面上，受到大小相同的水平力F的作用，各自由靜止開始運(yùn)動．經(jīng)過時(shí)間t0，撤去A物體的外力F；經(jīng)過4t0，撤去B物體的外力F．兩物體運(yùn)動的v﹣t關(guān)系如圖所示，則A、B兩物體： （ ） A．與水平面的摩擦力大小之比為5：12 B．在勻加速運(yùn)動階段，合外力做功之比為4：1 C．在整個(gè)運(yùn)動過程中，克服摩擦力做功之比為1

14、：2 D．在整個(gè)運(yùn)動過程中，摩擦力的平均功率之比為5：3 【答案】AC ④，由③④得，所以與水平面的摩擦力大小之比為，故A正確；合外力做功減速階段兩圖象的斜率相等，故加速度相等，而此時(shí)，故摩擦系數(shù)相同，由牛頓第二定律知，質(zhì)量之比等于摩擦力之比為5：12，在勻加速運(yùn)動階段，合外力做功之比為等于末動能之比，為，故B錯(cuò)誤；根據(jù)圖象面積表示位移知AB兩物體的位移之比為6：5，由知在整個(gè)運(yùn)動過程中，克服摩擦力做功之比（5×6）：（12×5）=1：2，故C正確；由知平均功率之比為，故D錯(cuò)誤。 【名師點(diǎn)睛】在速度時(shí)間圖像中，需要掌握三點(diǎn)，一、速度的正負(fù)表示運(yùn)動方向，看運(yùn)動方向是否發(fā)生變化，只要考慮速

15、度的正負(fù)是否發(fā)生變化，二、圖像的斜率表示物體運(yùn)動的加速度，三、圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移，在坐標(biāo)軸上方表示正方向位移，在坐標(biāo)軸下方表示負(fù)方向位移。 二、非選擇題（本大題共4小題，第13、14題每題10分；第15、16題每題15分；共50分） 13．（10分）一勁度系數(shù)k=800N/m的輕質(zhì)彈簧兩端分別連接著質(zhì)量均為12 kg的物體A、B，將它們豎直靜止放在水平面上，如圖所示?，F(xiàn)將一豎直向上的變力F作用在A上，使A開始向上做勻加速運(yùn)動，經(jīng)0．40s物體B剛要離開地面，取g =10 m/s2，試求這0．40s內(nèi)力F所做的功。 【答案】 解得： 過程末了時(shí)刻A的速度：， 在A上升

16、的過程中，彈簧由壓縮0．15m的狀態(tài)變?yōu)樯扉L0．15m，彈力所作功的代數(shù)和為零，由動能定理有：，解得力F所做的功： 【名師點(diǎn)睛】利用胡克定律求的彈簧的生成量和壓縮量，對A運(yùn)用牛頓第二定律即可求解在力F作用的0．4 s內(nèi)，初末狀態(tài)的彈性勢能相等，由功能關(guān)系即可求解。 14．（10分）物體靜止在光滑水平面上，先對物體施加一水平向右的恒力，經(jīng)過時(shí)間t后撤去，立即再對它施加一個(gè)水平向左的恒力，又經(jīng)過時(shí)間4t物體回到出發(fā)點(diǎn)，此時(shí)物體的動能為50J，求： （1）恒力與恒力的比值 （2）恒力對物體做的功和恒力對物體做的功各為多少 【答案】（1）（2）， 【解析】（1）令恒力作用t后物體的速度為

17、，恒力又作用4t后物體的速度為 所以物體在作用內(nèi)的位移為，物體在作用內(nèi)的位移，根據(jù)題意物體在在作用內(nèi)回到出發(fā)點(diǎn)，故有：，整理得：，根據(jù)牛頓第二定律可得，，聯(lián)立解得， （2）根據(jù)動能定理有力做的功等于物體動能的變化有：， 力對物體做的功等于 因?yàn)?，，?lián)立解得， 【名師點(diǎn)睛】在和的作用下，在相同的時(shí)間內(nèi)，物體回到原處，說明位移的大小相同，這是解這道題的關(guān)鍵點(diǎn)，物體先做勻加速運(yùn)動，后做勻減速運(yùn)動回到原處，整個(gè)過程中的位移為零．根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式即可確定兩個(gè)力的大小關(guān)系，速度的關(guān)系可根據(jù)運(yùn)動學(xué)速度時(shí)間公式求解。 15．（15分）在一段平直的公路上,質(zhì)量為2×103 kg的汽車從靜

18、止開始做勻加速運(yùn)動,經(jīng)過2 s,速度達(dá)到10 m/s。隨后汽車以P=6×104 W的額定功率沿平直公路繼續(xù)前進(jìn),又經(jīng)過50 s達(dá)到最大速度。設(shè)汽車所受的阻力恒定,大小為1．5×103 N。求: （1）汽車行駛的最大速度的大小。 （2）汽車的速度為20 m/s時(shí)的加速度大小。 （3）汽車從靜止到達(dá)到最大速度所經(jīng)過的路程。 【答案】（1）40m/s；（2）0．75m/s2；（3）1010m． 汽車從靜止到最大速度時(shí)經(jīng)過的路程：x=x1+x2=10m+1000m=1010m． 【名師點(diǎn)睛】（1）當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，速度最大，根據(jù)P=Fvm=fvm求出最大速度；（2）根據(jù)P=Fv求出速

19、度為20m/s時(shí)的牽引力，根據(jù)牛頓第二定律求出汽車的加速度；（3）根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式求出勻加速直線運(yùn)動的位移，根據(jù)動能定理求出變加速直線運(yùn)動的位移，從而求出汽車從靜止到最大速度時(shí)經(jīng)過的路程。 16．（15分）如圖所示為自動灌溉的噴射裝置的截面圖。主要由水泵、噴嘴豎直細(xì)輸水管和噴頭組成。噴頭的噴嘴離地面高度為 h，噴嘴的長度為 r，水泵啟動后，水從水池通過輸水管道壓到噴嘴并沿水平方向噴出，在地面上的落點(diǎn)與輸水管道中心的水平距離為R，此時(shí)噴嘴每秒中噴出的水的質(zhì)量為m0，忽略水池中水泵與地面的高度差，不計(jì)水進(jìn)入水泵時(shí)的速度以及空氣阻力，重力加速度為g。 （1）求水從噴嘴噴出時(shí)的速度v和水泵的輸出功率p； （2）若要澆灌離輸出管道中心2R處的蔬菜，求此時(shí)水泵的輸出功率p1。 【答案】（1）；（2） 【解析】（1）由平拋物體的運(yùn)動規(guī)律可知：豎直方向： 水平方向： 解得： 水泵的輸出功率： 【名師點(diǎn)睛】此題是關(guān)于平拋物體的運(yùn)動以及功率的計(jì)算問題；解決本題的關(guān)鍵是知道平拋運(yùn)動在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動規(guī)律．以及能夠靈活運(yùn)用能量守恒定律進(jìn)行求解；此題是中等題，意在考查學(xué)生利用物理知識解決實(shí)際問題的能力．