《金版新学案》高三物理一轮复习 功 功率随堂检测

2011《金版新学案》高三物理一轮复习功功率随堂检测(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！) 1．汽车以额定功率从水平路面上坡时，司机要通过变速杆进行“换挡”，其目的是() A．增大速度，增大牵引力B．减小速度，减小牵引力C．增大速度，减小牵引力D．减小速度，增大牵引力【答案】 D2．如图所示，用恒力F拉着质量为m的物体沿水平面从A移到B的过程中，下列说法正确的是()A．有摩擦力时比无摩擦力时F做的功多B．有摩擦力时比无摩擦力时F做的功少C．物体加速运动时F做的功比减速运动时F做的功多D．物体无论是加速、减速还是匀速，力F做的功一样多【解析】由功的公式W＝Fx cos α可得力F对物体m做的功W＝F·x，与有无摩擦无关，与物体是加速、减速还是匀速也无关，因此只有D正确．【答案】 D3．2009年国庆大阅兵检阅了我国的空中加、受油机梯队，加、受油机梯队将模拟空中加油，如图所示．空中加油的过程大致如下：首先是加油机和受油机必须按照预定时间在预定地点汇合，然后受油机和加油机实施对接，对接成功后，加油系统根据信号自动接通油路．加油完毕后，受油机根据加油机的指挥进行脱离，整个加油过程便完成了．在加、受油机加油过程中，若加油机和受油机均保持匀速运动，且运动时所受阻力与重力成正比，则()A．加油机和受油机一定相对运动B．加油机和受油机的速度可能不相等C．加油机向受油机供油，受油机质量增大，必须减小发动机输出功率D．加油机向受油机供油，加油机质量减小，必须减小发动机输出功率【解析】在加油过程中，加油机和受油机必须相对静止，速度一定相等；加油机向受油机供油，受油机质量增大，运动时所受阻力F增大，由P＝F v可知，要保持匀速运动，必须增大发动机的输出功率P；加油机向受油机供油，加油机质量减小，运动时所受阻力F 减小，由P＝F v可知，要保持匀速运动，必须减小发动机输出功率P.【答案】 D4．运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程，将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法正确的是() A．阻力对系统始终做负功B．系统受到的合外力始终向下C．重力做功使系统的重力势能增加D．任意相等的时间内重力做的功相等【解析】本题主要考查功的计算公式及重力做功与重力势能变化的关系．阻力的方向总与运动方向相反，故阻力总做负功，A项正确；运动员加速下降时，合外力向下，减速下降时，合外力向上，B项错误；重力做功使系统重力势能减小，C项错误；由于做变速运动，任意相等时间内的下落高度h不相等，所以重力做功W＝mgh不相等，D项错误．【答案】 A5．汽车以额定功率在平直公路上匀速行驶，在t1时刻司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶，到t2时刻汽车又开始做匀速直线运动(设整个过程中汽车所受的阻力不变)．则在t1～t2的这段时间内() A．汽车的加速度逐渐减小B．汽车的加速度逐渐增大C．汽车的速度先减小后增大D．汽车的速度逐渐增大【解析】汽车的功率减小一半的瞬间，牵引力随着减小一半，汽车所受的阻力不变，汽车所受的合力与运动方向相反，汽车做变减速运动．此后汽车保持该功率继续行驶，随着速度减小，牵引力增大，合力减小，加速度减小，当牵引力增大到等于阻力时，汽车又开始做匀速直线运动．A选项正确．【答案】 A6．分别对放在粗糙水平面上的同一物体施一水平拉力和一斜向上的拉力使物体在这两种情况下的加速度相同，当物体通过相同位移时，这两种情况下拉力的功和合力的功的正确关系是() A．拉力的功和合力的功分别相等B．拉力的功相等，斜向拉时合力的功大C．合力的功相等，斜向拉时拉力的功大D．合力的功相等，斜向拉时拉力的功小【解析】两种情况下加速度相等，合力相等，位移相等，所以合力的功相等，第一种情况拉力的功W1＝F1x，第二种情况下拉力的功W2＝F2x cos θ，由受力分析F1－F f1＝ma，F2cos θ－F f2＝ma，F f1＞F f2，则F1＞F2cos θ，即W1＞W2，即斜向拉时拉力的功小．选项D 正确．【答案】 D7．如图所示，一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b，跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆上，质量为3m的a球置于地面上，质量为m的b球从水平位置静止释放．当a球对地面压力刚好为零时，b球摆过的角度为θ.下列结论正确的是()A ．θ＝90°B ．θ＝45°C ．b 球摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的功率先减小后增大D ．b 球摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的功率一直增大【解析】 b 球下摆过程中，竖直方向速度先增大后减小，重力功率P ＝mg v ⊥先增大后减小．a 对地面的压力刚好为零，说明绳的拉力F T ＝3mg ，对b 球设绕行半径为r ，在最低点时，mgr ＝12m v 2，F ′T －mg ＝m v 2r得F ′T ＝F T ＝3mg 所以b 在最低点时，a 球恰好对地面压力为零．【答案】 A8．下列反映汽车从静止匀加速启动，最后做匀速运动的速度随时间，加速度、牵引力和功率随速度变化的图象不正确的是( )【解析】 汽车先匀加速运动，再做加速度减小的加速运动，最后匀速运动，A 对；B 中，加速度最终要减小为0，B 错；牵引力先恒定，再逐渐减小，最后和阻力平衡，C 对；汽车输出功率先增大，最终保持不变，D 对．【答案】 B9．2008年9月6日，残奥会在北京开幕．我国运动员侯斌坐在轮椅上靠自身牵引升空点燃主火炬．该装置可简化为如图所示的定滑轮模型．假设侯斌和轮椅的总质量为m ，需要上升高度h 点燃主火炬，设上升时间为t ，不计一切摩擦和细绳质量，则( )A ．若侯斌拉绳的拉力为F ，则上升的加速度为a ＝2F /mB ．若侯斌以速度v 匀速向下拉绳，则侯斌拉绳的功率等于mg vC ．若侯斌拉绳先加速后匀速最后减速到零，则在整个上升过程中，侯斌拉绳的力都一定不小于mg /2D ．若侯斌拉绳先加速后匀速最后减速到零，则在整个上升过程中，侯斌拉绳做功W ＝mgh【解析】若侯斌拉绳的拉力为F，把轮椅和侯斌看做整体，则整体受到向上的拉力为2F，由牛顿第二定律得2F－mg＝ma，则上升的加速度为a＝2F/m－g，选项A错误；若侯斌以速度v匀速向下拉绳，则侯斌拉绳的力F＝mg/2，拉绳的功率P＝F v＝mg v/2，选项B 错误；侯斌自身牵引升空是先加速后匀速最后减速到零，在加速上升阶段，侯斌的拉力大于mg/2，匀速运动阶段，侯斌的拉力等于mg/2，最后减速上升阶段侯斌的拉力小于mg/2，选项C错误；对于整个上升过程，由动能定理得W－mgh＝0，侯斌拉细绳做功W＝mgh，选项D正确．【答案】 D10．质量为2 kg的物体，放在动摩擦因数为μ＝0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，由静止开始运动，拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图所示，g＝10 m/s2.下列说法中正确的是()A．此物体在AB段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15瓦B．此物体在AB段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6瓦C．此物体在AB段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6瓦D．此物体在AB段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15瓦【解析】前3 m位移内的拉力为5 N，根据牛顿第二定律可得加速度a＝1.5 m/s2，末速度为3 m/s，后6 m位移内拉力等于2 N，所以此物体在AB段做匀速直线运动．【答案】 D11．质量为m＝20 kg的物体，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直线运动.0～2.0 s内F与运动方向相反.2.0～4.0 s内F与运动方向相同，物体的速度—时间图象如图所示，已知g取10 m/s2.则下列结论不正确的是()A．物体在0～4 s内通过的位移为8 mB．拉力F的大小为100 NC．物体与地面间的动摩擦因数为0.2D．物体克服摩擦力做的功为480 J【解析】根据v－t图象的特点可知，物体在0～4 s内通过的位移为8 m，A正确；0～2 s内物体做匀减速直线运动，加速度为a1＝5 m/s2，a1＝(F＋F f)/m,2 s～4 s内物体做匀加速直线运动，加速度为a2＝1 m/s2，a2＝(F－F f)/m，又F f＝μmg，解得：F＝60 N、μ＝0.2，B 错误、C正确；由于摩擦力始终对物体做负功，根据图象可求得物体通过的路程为12 m，由WF f＝μmgx可得物体克服摩擦力做的功为480 J，D正确．【答案】 B12．一列火车总质量m＝500 t，机车发动机的额定功率P＝6×105 W，在轨道上行驶时，轨道对列车的阻力F 阻是车重的0.01倍，g 取10 m/s 2，求：(1)火车在水平轨道上行驶的最大速度；(2)在水平轨道上，发动机以额定功率P 工作， 当行驶速度为v 1＝1 m/s 和v 2＝10 m/s 时，列车的瞬时加速度a 1、a 2各是多少；(3)在水平轨道上以36 km/h 速度匀速行驶时，发动机的实际功率P ′；(4)若火车从静止开始，保持0.5 m/s 2的加速度做匀加速运动，这一过程维持的最长时间．【解析】 (1)列车以额定功率工作时，当牵引力等于阻力，F ＝F 阻＝kmg 时列车的加速度为零，速度达最大v m则：v m ＝P F ＝P F 阻＝P kmg＝12 m/s. (2)当v <v m 时列车加速运动，当v ＝v 1＝1 m/s 时F 1＝P v 1＝6×105 N 据牛顿第二定律得：a 1＝F 1－F 阻m＝1.1 m/s 2 当v ＝v 2＝10 m/s 时，F 2＝P v 2＝6×104 N 据牛顿第二定律得：a 2＝F 2－F 阻m＝0.02 m/s 2. (3)当v ＝36 km/h ＝10 m/s 时，列车匀速运动，则发动机的实际功率P ′＝F 阻v ＝5×105 W.(4)据牛顿第二定律得牵引力F ′＝F 阻＋ma ＝3×105 N在此过程中，速度增大，发动机功率增大．当功率为额定功率时速度大小为v ′m ，即v ′m ＝P F ′＝2 m/s 据v ′m ＝at ，得t ＝v ′m a＝4 s. 【答案】 (1)12 m/s (2)1.1 m/s 2 0.02 m/s 2(3)5×105 W (4)4 s。