《2021届高考物理必修部分第一节功和功率(能力提高30题)(解析版)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021届高考物理必修部分第一节功和功率(能力提高30题)(解析版)（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一节 功和功率能力提高30题1.如图所示，一个小孩站在船头，两种情况下用同样大小的力拉绳作用相同的时间t(船未碰撞)，小孩所做的功分别为W1、W2，在时间t内小孩拉绳的功率为P1、P2，则有()AW1W2，P1P2 BW1W2，P1P2 CW1W2，P1P2 DW1W2，P1P2解析 两种情形下拉力大小不变，故两次人所在船的加速度相同，人对自己所在船做功相同，第2次又对另一船做了功，故W1W2，而t相同，所以P1P2. 答案 D2.在一次课外趣味游戏中，有四位同学分别将四个质量不同的光滑小球沿竖直放置的内壁光滑的半球形碗的碗口内侧同时由静止释放，碗口水平，如图所示.他们分别记下了这四个小球下
2、滑速率为v时的位置，则这些位置应该在同一个（ ）A.球面 B.抛物面 C.水平面 D.椭圆面解析 因半球形碗的内壁光滑，所以小球下滑过程中机械能守恒，取小球速率为v时所在的平面为零势能面，则根据机械能守恒定律得mgh=,因为速率v相等，所以高度相等，与小球的质量无关，即这些位置应该在同一个水平面上，C正确. 答案 C3.2012年11曰，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功。图（a）为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止，某次降落，以飞机着舰为计时零
3、点，飞机在t=0.4s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度一时间图线如图(b)所示。假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为I000m。已知航母始终静止，重力加速度的大小为g。则（ ）A. 从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10B. 在0.4s-2.5s时间内，阻拦索的张力几乎不随时间变化C. 在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超过2.5 gD. 在0.4s-2.5s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变解析 根据速度图象与横轴所夹面积表示位移可知，飞机着舰到停止的位移约为100m，所以从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10，
4、选项A错误。由速度图象可知，在0.4s-2.5s时间内，飞机加速度不变，大约为30m/s2，阻拦索对飞机阻力的合力不变，由于阻拦索的夹角变小，阻拦索的张力变小，选项B错误C正确。在0.4s-2.5s时间内，由P=Fv可知，阻拦系统对飞机做功的功率减小，选项D错误。答案 AC4.如图所示，水平板上有质量m=1.0kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力F作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小。取重力加速度g=10m/s2。下列判断正确的是（ ）A5s内拉力对物块做功为零B4s末物块所受合力大小为4.0NC物块与木板之间的动摩擦因数为0.4D6s-9s内物块的加速度的大小为2.0m/s
5、2解析 前4s物块所受静摩擦力逐渐增大，4s内拉力对物块做功为零，选项A错误。4s末物块所受拉力为5N，摩擦力为3N，所受合力大小为2.0N，选项B错误。物块所受滑动摩擦力为3N，与地面的压力为10N，由摩擦定律可得物块与木板之间的动摩擦因数为0.3，选项C错误。6s-9s内物块所受拉力为5N，摩擦力为3N，所受合力大小为2.0N，由牛顿第二定律F=ma可得物块的加速度的大小为2.0m/s2，选项D正确。答案 D5汽车以恒定功率沿公路做直线运动，途中通过一块沙地。汽车在公路及沙地上所受阻力均为恒力，且在沙地上受到的阻力大于在公路上受到的阻力。汽车在驶入沙地前己做匀速直线运动，它在驶入沙地到驶出
6、沙地后的一段时间内，位移s随时间t的变化关系可能是解析 在驶入沙地后，由于阻力增大，速度减小，驶出沙地后阻力减小，速度增大，在驶入沙地到驶出沙地后的一段时间内，位移s随时间t的变化关系可能是B。答案 B6.如图所示，质量为M的滑块，置于光滑水平地面上，其上有一半径为R的光滑 圆弧，现将一质量为m的物体从圆弧的最高点滑下，在下滑过程中，M对m的弹力做功W1，m对M的弹力做功W2，则() AW10，W20 BW10 CW10，W20 DW10，W20解析 物体m下滑过程中对滑块M的压力沿左下方，因此滑块M向左加速，其动能增加；滑块M对物体m的支持力沿右上方，此力在物体m下滑时对m做负功，又由于重力
7、对m做正功，所以物体m的动能增加，但机械能减小综上所述，W10. 答案 B7.将一质量为m的小球以初速度v0从倾角为的斜坡顶向外水平抛出，并落在斜坡上，那么当它击中斜坡时重力做功的功率是()Amgv0cot Bmgv0tan C2mgv0cot D2mgv0tan 解析 设小球平抛后经过t击中斜坡，则有tan ，gt2v0tan ，小球击中斜坡时重力做功的功率Pmgv竖mggt2mgv0tan ，故只有D正确答案 D8.汽车以恒定功率P、初速度v0冲上倾角一定的斜坡，设受到的阻力恒定不变，则汽车上坡过程中的vt图象不可能的是()解析牵引力：F，阻力Ff恒定不变：(1)当Ff时，汽车将做加速运动
8、，加速度为：a，而速度增大，则a减小，当a0时，速度v达到最大图象C即为这种情况(2)当Ff时，汽车将做匀速运动图象B即为这种情况(3)当Ff时，汽车将做减速运动，加速度为：a，而速度减小，则a减小，当a0时，速度v达到最小图象D即为这种情况答案 A9.质量为m20kg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.02.0 s内F与运动方向相反.2.04.0 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()A物体在04 s内通过的位移为8 m B拉力F的大小为100 NC物体与地面间的动摩擦因数为0.2 D物体克服摩擦力做的功为480 J解析根据v
9、t图象的特点可知，物体在04 s内通过的位移为8 m，A正确；02 s内物体做匀减速直线运动，加速度为a15 m/s2，a1(FFf)/m,2 s4 s内物体做匀加速直线运动，加速度为a21 m/s2，a2(FFf)/m，又Ffmg，解得：F60 N、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WFfmgx可得物体克服摩擦力做的功为480 J，D正确答案 ACD10.如图所示是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进若小车在平直的公路上以初速度v0开始加速行驶，经过时间
10、t，前进了距离l，达到最大速度vmax，设此过程中电动机功率恒为额定功率P，受的阻力恒为Ff，则此过程中电动机所做的功为 () AFfvmaxt BPt CFft D.mvmax2Fflmv02解析 因小车以恒定的功率运动，故此过程小车电动机做功为WPtFfvmaxt，A、B均正确由动能定理可得WFflmvmax2mv02，得：Wmvmax2mv02Ffl.故D正确，C错误答案 ABD11.一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的有用功率达到最大值P，以后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到以最大速度v2匀速上升为止，物体上升的高度为h，则整个过程中
11、，下列说法正确的是()A钢绳的最大拉力为 B钢绳的最大拉力为 C重物的最大速度v2D重物匀加速运动的加速度为g解析 由Fmgma和PFv可知，重物匀加速上升过程中钢绳拉力大于重力且不变，达到最大功率P后，随v增加，钢绳拉力F变小，当Fmg时重物达最大速度v2，故v2，最大拉力Fmgma，A错误，B、C正确由mgma得：ag，D正确答案 BCD12.一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定所给的信息，不能求出的物理量是() A汽车的功率 B汽车行驶的最大速度 C汽车所受到的阻力 D汽车运动到最大速度所需的时间解析 由PFv，和FFfma得出：a，由图象可求出图线斜率k，由k，可
12、求出汽车的功率P，由0时，a2 m/s2，得：2可求出汽车所受阻力Ff，再由PFfvm可求出汽车运动的最大速度vm，但汽车做变加速直线运动，无法求出汽车运动到最大速度的时间，故选D. 答案 D13.一根质量为M的直木棒，悬挂在O点，有一只质量为m的猴子抓着木棒，如图所示剪断悬挂木棒的细绳，木棒开始下落，同时猴子开始沿木棒向上爬设在一段时间内木棒沿竖直方向下落，猴子对地的高度保持不变，忽略空气阻力，则下列的四个图中能正确反映在这段时间内猴子做功的功率随时间变化的关系的是() 解析 猴子对地的高度不变，所以猴子受力平衡设猴子的质量为m，木棒对猴子的作用力为F，则有Fmg.设木棒重力为Mg，则木棒受
13、合外力为FMgmgMg，根据牛顿第二定律，MgmgMa，可见a是恒量，t时刻木棒速度vat.猴子做功的功率Pmgvmgat，P与t为正比例关系，故B正确答案 B14.两个物体A、B的质量分别为m1和m2，并排静止在水平面上，用相同的水平拉力F同时分别作用于物体A和B上，分别作用一段时间后撤去，两物体各自滑行一段距离后停止.两物体A、B运动的v-t图像分别如图中a、b所示.已知拉力F撤去后，物体做减速运动过程的v-t图像彼此平行(相关数据如图).由图中信息可以得到( )A.m1m2 B.t=3 s时，物体A、B再次相遇 C.拉力F对物体A所做的功较多D.拉力F对物体A的最大瞬时功率是对物体B最大
14、瞬时功率的倍解析 因撤去拉力F后两物体减速过程的v-t图像彼此平行，可得,A=B=，对A物体，F-m1g=m1a1，对B物体，F-m2g=m2a2.由图像可知，a1a2,故m1m2，A正确；由题图可知，03 s内，A物体的位移大于B物体的位移，故t=3 s时，两物体不会再次相遇，B错误；拉力作用过程中，1.5 m=1.875 m,3 m=3 m,由W=Fs可知，WAWB,C错误；由PFv可得： =F2.5 W， =F2.0 W，故D正确. 答案 AD15.火车从车站开出作匀加速运动，若阻力与速率成正比，则（ ）A火车发动机的功率一定越来越大，牵引力也越来越大 B火车发动机的功率恒定不变，牵引力也越来越小C当火车达到某一速率时，若要保持此速率作匀速运动，则发动机的功率这时应减小D当火车达到某一速率时，若要保持此速率作匀速运动，则发动机的功率一定跟此时速率的平方成正比解析 根据P=Fv，F-f=ma，f=kv，。这表明，在题设条件下，火车发动机的功率和牵引力都随速率v的增大而增大，A正确。当火车达到某一速率时，欲使火
