【物理】2020届一轮复习人教新课标功率课时练（解析版)

【物理】2020届一轮复习人教新课标功率课时练（解析版)

‎2020届一轮复习人教新课标 功率 课时练（解析版)‎ ‎1．质量为的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为，且行驶过程中受到的阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为，那么当汽车的车速为时，汽车的瞬时加速度的大小为（ ）‎ A． B． C． D．‎ ‎2．质量为m的汽车以恒定功率P启动后沿水平道路行驶，经过一段时间后将达到最大速度v．若行驶中受到的摩擦阻力大小不变，则在加速过程中车速为v时，汽车的加速度大小为（　　）‎ A．‎ B．‎ C．‎ D．‎ ‎3．一质量为m的物体在水平恒定拉力F的作用下沿水平面运动，在t0时刻撤去F，其中v—t图象如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，则下列说法正确的是（　 　）‎ ‎ ‎ ‎①恒力F做功大小为 ②0~2t0时间内物体克服摩擦力做功为 ‎③时刻恒力F功率大小为 ④0~2t0时间内恒力F功率大小为 A．①③ B．②④ C．①②③ D．②③④‎ ‎4．一辆汽车在平直的公路上由静止开始启动。在启动过程中，汽车牵引力的功率及其瞬时速度随时间的变化情况分别如图甲、乙所示。已知汽车所受阻力恒为重力的，重力加速度g取10 m／s2。下列说法正确的是 ( )‎ A．该汽车的质量为3 000 kg B．v0=6m／s C．在前5s内，阻力对汽车所做的功为25kJ D．在5～15s内，汽车的位移大小约为67.19m ‎5．质量为m的物体P置于倾角为θ1的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率v水平向右做匀速直线运动．当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角θ2时(如图)，下列判断正确的是(　　)‎ A．P的速率为v B．P的速率为vcos θ2‎ C．绳的拉力等于mgsin θ1‎ D．绳的拉力小于mgsin θ1‎ ‎6．（多选）如图所示，用细线悬挂一小铁块，将小铁块拉直到如图所示的水平位置，然后放手使小铁块从静止开始向下摆动，在小铁块摆向最低点的过程中，重力对小铁块做功的功率（ ）‎ A．一直增大 B．先变大，后变小 C．在最低点为零 D．在最低点最大 ‎7．（多选）滑沙是国内新兴的，也是黄金海岸独有的旅游项目，深受游客欢迎．如图所示，某人坐在滑沙板上从沙坡斜面的顶端由静止沿直线下滑到斜面底端时，速度为v，设人下滑时所受阻力恒定不变，沙坡长度为L，斜面倾角为θ，人的质量为m，滑沙板质量不计，重力加速度为g.则(　　)‎ A．人沿沙坡斜面的顶端下滑到底端所受阻力做的功为 B．人沿沙坡下滑时所受阻力的大小为 C．人沿沙坡斜面的顶端下滑到底端重力做的功为mgL D．人在下滑过程中重力功率的最大值为mgvsinθ ‎8．（多选）汽车从静止匀加速启动，最后做匀速运动，其速度随时间及加速度、牵引力和功率随速度变化的图象如图所示，其中正确的是(　　)‎ A．‎ B．‎ C．‎ D．‎ ‎9．（多选）如图所示，足够长传送带与水平方向的倾角为θ，物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连，b的质量为m，开始时a、b及传送带均静止，且a不受传送带摩擦力作用，现让传送带逆时针匀速转动，则在b上升h高度（未与滑轮相碰）过程中 A．物块a重力势能减少mgh B．摩擦力对a做的功大于a机械能的增加 C．摩擦力对a做的功小于物块a、b动能增加之和 D．任意时刻.重力对a、b做功的瞬时功率大小相等 ‎10．某汽车集团公司研制了一辆燃油与电动混合动力赛车，燃油发动机单独工作时的额定功率为P，蓄电池供电的电力发动机单独工作时的额定功率为，已知赛车运动过程中受到的阻力恒定．‎ ‎(1)若燃油发动机单独工作时的最大速度为120 km/h，则两台发动机同时工作时的最大速度为多少？‎ ‎(2)若赛车先单独启动电力发动机从静止开始做匀加速直线运动，经过t1时间达到额定功率，然后以燃油发动机的额定功率单独启动继续加速，又经过t2时间达到最大速度v0，赛车总质量为m，求赛车的整个加速距离．‎ ‎11．国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器。舰载机总质量为3×104kg，设起飞过程中发动机的推力恒为1.0×105N；弹射器有效作用长度为100m，推力恒定。要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80m/s，弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，假设所受阻力为总推力的20%，求：‎ ‎(1)弹射器的推力大小；‎ ‎(2)弹射器对舰载机所做的功；‎ ‎(3)弹射器对舰载机做功的平均功率。‎ ‎12．桌面上有一轻质弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端B点位于桌面右侧边缘．水平桌面右侧有一竖直放置、半径R＝0.3 m的光滑半圆轨道MNP，桌面与轨道相切于M点．在以MP为直径的右侧和水平半径ON的下方部分有水平向右的匀强电场，场强的大小E＝.现用质量m1＝0.4 kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点．用同种材料、质量为m2＝0.2‎ ‎ kg、带＋q的绝缘物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后物块离开桌面由M点沿半圆轨道运动，恰好能通过轨道的最高点P.（取g＝10 m/s2）‎ ‎（1）物块m2经过桌面右侧边缘B点时的速度大小；‎ ‎（2）物块m2在半圆轨道运动时对轨道的最大压力；‎ ‎（3）释放后物块m2运动过程中克服摩擦力做的功．‎ ‎ 参考答案 ‎1．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 汽车受到的阻力，当速度为时，汽车的牵引力为，根据牛顿第二定律得，故选C。‎ ‎2．B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 汽车恒定功率启动当牵引力等于阻力时，汽车以最大速度匀速行驶，可求得阻力大小，再求出速度为时的牵引力，再根据牛顿第二定律可求得加速度。‎ ‎【详解】‎ 当牵引力等于阻力时，汽车以最大速度匀速行驶，即 P=F牵v=f阻v 则阻力为： ‎ 当车速为时，由P=Fv得牵引力为：‎ ‎ ‎ 根据牛顿第二定律，可知：‎ F-f阻=ma 解得： ‎ 故应选B。‎ ‎【点睛】‎ 恒定功率启动最大速度时F牵=f阻，同时知道P定=F牵×v，再由牛顿第二定律可得加速度。‎ ‎3．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 由图象，0−t0过程的加速度，t0到2t0过程的加速度的大小=，‎ 根据牛顿第二定律F-μmg=ma1，μmg=ma2，F=3μmg，位移x1=，故推力的功WF=Fx=μmgv0t0，故①错误；0~2t0时间内位移为x2=，物体克服摩擦力做功为Wf=μmg×=，故②正确；时刻速度为，恒力F的功率大小为PF=3μmg×=2μmgv0，故③错误；0~2t0时间内恒力F做功为μmgv0t0，功率大小为=，故④正确。故ACD错误，B正确。‎ 故选：B.‎ ‎4．D ‎【解析】‎ 由图像可知，汽车匀加速阶段的加速度，汽车匀加速阶段的牵引力为,匀加速阶段由牛顿第二定律：F-0.2mg=ma，解得m=1000kg，选项A错误；牵引力的功率为15kW时，汽车行驶的最大速度：，选项B错误；前5s内汽车的位移：x=at2=12.5m,阻力做功WFf=-0.2mgx=-25J，选项C错误；5-15s内，由动能定理：Pt-0.2mgs=解得s=67.1875m，选项D正确；故选D.‎ 点睛：本题属于恒定加速度启动方式，由于牵引力不变，根据p=Fv可知随着汽车速度的增加，汽车的实际功率在增加，此过程汽车做匀加速运动，当实际功率达到额定功率时，功率不能增加了，要想增加速度，就必须减小牵引力，当牵引力减小到等于阻力时，加速度等于零，速度达到最大值．‎ ‎5．B ‎【解析】‎ 试题分析：将小车速度沿绳子和垂直绳子方向分解为v1、v2，P的速率等于，A错误、B正确；小车向右做匀速直线运动，θ减小，P的速率增大，绳的拉力大于mgsinθ1，C、D错误；故选B。‎ 考点：速度的分解 ‎6．BC ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 公式前提条件是F与v在同一方向上，小铁块在水平位置时，重力的功率为0，原因是小铁块的速度值是0，小铁块在竖直位置时，重力的功率为0，原因是小铁块的速度方向与重力方向垂直，故在小铁块摆向最低点的过程中，重力对小铁块做功的功率先变大，后变小，故AD错误，BC正确．‎ 故选：BC ‎7．BD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据动能定理求阻力做的功，结合功的公式求阻力的大小。由W=mgh求重力做的功。当速度最大时，重力的功率最大，结合重力和最大速度，根据功率的表达式求出重力功率的最大值。‎ ‎【详解】‎ 根据动能定理得：mgLsinθ+Wf=mv2-0，解得阻力做的功为：Wf=mv2-mgLsinθ，故A错误。由Wf=-fL得：阻力大小为：f=mgsinθ-，故B正确。人沿沙坡斜面的顶端下滑到底端重力做的功为mgLsinθ．故C错误。当人滑到底端时，速度最大，最大速度为v，则重力功率的最大值为：P=mgsinθ•v=mgvsinθ．故D正确。故选BD。‎ ‎【点睛】‎ 解决本题时要知道动能定理是求功常用的方法，特别是力未知的情况下。要注意阻力做的功与克服阻力做功的区别，A项中mgLsinθ-mv2是克服阻力做功，不是阻力做的功。‎ ‎8．ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 汽车开始做初速度为零的匀加速直线运动，当达到额定功率时，匀加速结束，然后做加速度逐渐减小的加速运动，直至最后匀速运动； 开始匀加速时：F-f=ma，    设匀加速刚结束时速度为v1，有：P额=Fv1 最后匀速时：F额=f，有：P额=F额vm 由以上各式解得：匀加速的末速度为：v1=P额/（f+ma），‎ 最后匀速速度为：vm=P额/f； A、在v-t图象中斜率表示加速度，汽车开始加速度不变，后来逐渐减小，最后匀速运动，故A正确； B、汽车运动过程中开始加速度不变，后来加速度逐渐减小，最后加速度为零，故B错误； C、汽车牵引力开始大小不变，然后逐渐减小，最后牵引力等于阻力，故C正确； D、开始汽车功率逐渐增加，P=Fv=Fat，故为过原点直线，后来功率恒定，故D正确。‎ ‎9．ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A. 开始时，a、b及传送带均静止且a不受传送带摩擦力作用，有magsinθ=mbg,则ma=m/sinθ，b上升h，则a下降hsinθ，则a重力势能的减小量为mag×hsinθ=mgh，故A正确；‎ B. 根据能量守恒得，系统机械能增加，摩擦力对a做的功等于a、b机械能的增量。所以摩擦力做功大于a的机械能增加。因为系统重力势能不变，所以摩擦力做功等于系统动能的增加。故B错误，C正确；‎ D. 任意时刻a、b的速率相等，对b，克服重力的瞬时功率Pb=mgv,对a有：Pa=magvsinθ=mgv，所以重力对a、b做功的瞬时功率大小相等。故D正确。‎ 故选：ACD.‎ 点睛：通过开始时，a、b及传送带均静止且a不受传送带摩擦力作用，根据共点力平衡得出a、b的质量关系．根据b上升的高度得出a下降的高度，从而求出a重力势能的减小量，根据能量守恒定律判断摩擦力做功与a、b动能以及机械能的关系．‎ ‎10．(1) (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)燃油发动机单独工作，P＝F1v1＝fv1‎ 两台发动机同时工作，P＋＝F2v2＝fv2‎ 最大速度v2＝＝210 km/h.‎ ‎(2)燃油发动机的额定功率为P，最大速度为v0，‎ 阻力f＝ ‎ 匀加速过程功率随时间均匀增加，发动机的平均功率为，设总路程为s，由动能定理有 t1＋Pt2－fs＝ ‎ 解得 ‎【点睛】‎ 解决本题的关键知道功率与牵引力的关系，以及知道牵引力等于阻力时，加速度为零，汽车的速度最大．‎ ‎11．（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）设发动机．弹射器的推力分别为．则阻力：‎ 由动能定理得：，而：，故得：。‎ ‎（2）弹射器对舰载机所做的功为：。‎ ‎（3）弹射过程中的加速度为：，弹射过程中运动时间：，弹射器对舰载机做功的平均功率为：。‎ 考点：动能定理的应用；功率、平均功率和瞬时功率 ‎【名师点睛】本题要理清问题的情景，明确物理过程的分析，知道涉及力在空间的效果时，首先考虑能否运用动能定理．第1题也可以根据牛顿第二定律和运动学公式结合解答。‎ ‎12．（1）3m/s（2）（3）0.9J ‎【解析】‎ 试题分析：（1）在最高点重力提供向心力，由牛顿第二定律得：①‎ B到P的过程中重力和电场力做功，由动能定理得：②‎ 联立①②得：vB=3m/s ③‎ ‎（2）依题意，物块与圆心的连线与竖直方向之间的夹角是45°位置时（设为D点），对轨道的压力最大，物块对应的速度为vD，根据动能定理得：④‎ ‎⑤‎ 联立③④⑤得：⑥‎ 由牛顿第三定律得，物体对轨道的最大压力为 ‎（3）由功能关系得：EP=μm1gsCB⑦‎ ‎⑧‎ 联立⑥⑦⑧得克服摩擦力做功：Wf=μm2gsCB=0.9J 考点：圆周运动；动能定理 ‎【名师点睛】该题通过动能定律的方式考查物体在竖直平面内的圆周运动，关键在于搞清物体运动的物理过程，分析物体的受力情况，选择适当的物理规律列出方程；注意在于竖直平面内的圆周运动的临界条件．属于中档题。‎