2019届高考物理一轮复习第五单元机械能题组层级快练21功和功率新人教版.doc

1、【 精品教育资源文库 】 题组层级快练 (二十一 ) 一、选择题 1.(2017 课标全国 ) 如图 ， 一光滑大圆环固定在桌面上 ， 环面位于竖直平面内 ， 在大圆环上套着一个小环 ， 小环由大圆环的最高点从静止开始下滑 ，在小环下滑的过程中 ， 大圆环对它的作用力 ( ) A 一直不做功 B一直做正功 C 始终指向大圆环圆心 D始终背离大圆环圆心 答案 A 解析 A、 B 两项 ， 大圆环是光滑的 ， 则小环和大环之间没有摩擦力；大环对小环的支持力总是垂直于小环的速度方向 ， 所以大环对小环没有做功 ， 故 A 项正确 ， B 项错误； C、 D 项 ， 小环在运动过程中 ， 在 大环的

2、上半部分运动时 ， 大环对小环的支持力背离大环圆心 ， 运动到大环的下半部分时 ， 支持力指向大环的圆心 ， 故 C、 D 两项错误 ， 故选 A 项 2.如图所示 ， 木块 B 上表面是水平的 ， 当木块 A 置于 B 上 ， 并与 B 保持相对静止 ，一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，在下滑过程中 ( ) A A 所受的合力对 A 不做功 B B 对 A 的弹力做正功 C B 对 A 的摩擦力做正功 D A 对 B 做正功 答案 C 解析 A、 B 一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑 ， 加速度为 gsin .由于 A 速度增大 ， 由动能定理可知 ， A 所受的合力对 A 做正功 ，

3、B 对 A 的摩擦力做正 功 ， B 对 A 的弹力做负功 ， A、B 两项错误 ， C 项正确； A 对 B 不做功 ， D 项错误 3 (2017 宿迁三模 )如图所示 ， 四个相同的小球 A、 B、 C、 D， 其中 A、 B、 C 位于同一高度h 处 ， A 做自由落体运动 ， B 沿光滑斜面由静止滑下 ， C 做平抛运动 ， D 从地面开始做斜抛运动 ， 其运动的最大高度也为 h.在每个小球落地的瞬间 ， 其重力的功率分别为 PA、 PB、 PC、 PD.下列关系式正确的是 ( ) A PA PB PC PD B PA PC PB PD C PA PC PD PB D PA PC P

4、D PB 答案 C 解析 A 做自由落体运动 ， C 做平抛运动 ， 竖直方向做自由落体运动 ， 故 A、 C 落地时竖直方向的速度大小相同 ， 故落地时的功率 P mgv， 相同 ， D 做斜抛运动 ， 到达最高点跟 A 下落时【 精品教育资源文库 】 的高度相同 ， 故竖直方向的速度跟 A 落地时的速度大小相同 ， 故功率相同 ， B 沿斜面下滑 ，下滑到斜面底端的速度跟 A 落地时的速度相同 ，但速度方向与重力方向成一定的夹角，故功率小于 A 的功率 ， 故 C 项正确 4 (2017 保定模拟 )质量为 510 3 kg 的汽车在水平路面上由静止开始以加速度 a 2 m/s2开始做匀

5、加速直线运动 ， 所受阻力是 1.010 3 N， 则汽车匀加速 起动过程中 ( ) A 第 1 s 内汽车所受牵引力做功为 1.010 4 J B 第 1 s 内汽车所受合力的平均功率 20 kW C第 1 s 末汽车所受合力的瞬时功率为 22 kW D 第 1 s 末汽车所受牵引力的瞬时功率为 22 kW 答案 D 解析 据牛顿第二定律 F f ma 得牵引力 F f ma 1.110 4 N 第 1 s 内汽车位移 x 12at2 1 m， 第 1 s 末汽车速度 v at 2 m/s， 汽车合力 F 合 ma 110 4 N， 则第 1 s 内汽车牵引力 做功： WF Fx 1.110

6、 4 J， 故 A 项 错误；第 1 s 内合力做功： W F 合 x 110 4 J，平均功率 P Wt 110 4 W， 故 B 项错误； 1 s 末合力的瞬时功率 P 合 F 合 v 210 4 W， 故 C项错误； 1 s 末牵引力瞬时功率 P Fv 2.210 4 W 22 kW， 故 D 项正确 5 如图所示 ， 卡车通过定滑轮以恒定的功率 P0拉绳 ， 牵引河中的小 船沿水面运动，已知小船的质量为 m， 沿水面运动时所受的阻力为 f 且保持不变 ， 当绳 AO 段与水面的夹角为 时 ，小船的速度为 v， 不计绳子与滑轮的摩擦 ， 则此时小船的加速度等于 ( ) A.P0mv fm

7、 B.P0mvcos2 fm C.fm D.P0mv 答案 A 解析 设绳子的拉力为 F， 功率 P0 Fvcos， 对小船 ， 由牛顿第二定律得加速度 aFcos fm P0mvfm， A 项正确 6 (2017 佛山二模 )(多选 )如图 ， 汽车以一定的初速度连续爬两段倾角不同的斜坡 ac 和cd， 在爬坡全过程中汽车保持某恒定功 率不变 ， 且在两段斜面上受到的摩擦阻力大小相等已知汽车在 经过 bc 段时做匀速运动 ， 其余路段均做变速运动以下描述该汽车运动全过程 v t 图中 ， 可能正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 答案 BC 解析 当在斜坡上运动时 ， 如果开始速度较

8、小 ， 此时的牵引力大于受到的总阻力 ， 开始做加速运动 ， 根据 P Fv 可知 ， 牵引力减小 ， 结合牛顿第二定律可知 ， 加速度减小 ， 当牵引力等于总阻力时 ， 开始匀速运动 ， 到达斜面 cd 后 ， 斜面的倾角减小 ， 重力沿斜面的分力减小 ，总阻力减小 ，此时牵引力大于总阻力，做加速运动，速度增大，根据 P Fv 可知 ， 牵引力减小 ， 做加 速度减小的加速运动；在斜面上时 ， 受到的阻力大小 f 总 mgsin f， 若此时牵引力小于总阻力 ， 做减速运动 ， 速度减小 ， 根据 P Fv 可知 ， 牵引力增大 ， 结合牛顿第二定律可知 ， 加速度减小 ， 当牵引力等于阻力

9、时 ， 速度减小到最小 ， 此后匀速运动 ， 到达斜面cd 后 ， 斜面的倾角减小 ， 重力沿斜面的分力减小 ， 总阻力减小 ， 此时牵引力大于总阻力 ，做加速运动 ， 速度增大 ， 根据 P Fv 可知 ， 牵引力减小 ， 做加速度减小的加速运动 ， 故 B、C 两项正确 ， A、 D 两项错误 7 (2017 温州联考 )一辆总质量为 1 500 kg 的汽车 ， 由静止开始沿平直公路 以额定功率 P 90 kW 启动 ， 并保持额定功率行驶汽车匀速运动过程中 ， 突然发现前方有障碍物 ， 立即以大小 5 m/s2的加速度开始刹车 ， 汽车最后停下来 ， 整个过程中 ， 汽车位移为 765

10、 m， 刹车之前汽车受到的阻力恒为 3 000 N汽车刹车过程位移大小和汽车保持额定功率运动的时间分别是 ( ) A 90 m 30 s B 60 m 20 s C 60 m 30 s D 90 m 20 s 答案 A 解析 由题意知 ， 汽车以额定功率匀速行速时 ， 牵引力与阻力大小相等 ， 故可知汽车匀速行驶的速度 v Pf 901033 000 m/s 30 m/s， 因为汽车匀减速运动的加速度大小 a 5 m/s2， 所以根据匀变速直线运动规律 知 ，汽车刹车的位移 x2 v22a3022 5 m 90 m；在汽车刹车前的运动过程中只有摩擦力与牵引力对汽车做功 ， 根据动能定理有 ，

11、Pt f(x x2) 12mv2 0， 解得 ，汽车保持额定功率行驶的时间 t 30 s， 故 A 项正确 8 (2017 湖南二模 )一摩托车在竖直的圆轨道内侧做匀速圆周运动 ，【 精品教育资源文库 】 人和车 的总质量为 m， 轨道半径为 R， 车经最高点时发动机功率为 P0、车对轨道的压力为 mg.设轨道对摩托车的阻力与车对轨道的压力成正比 ， 则 ( ) A 车经最低点时对轨道的压力为 mg B 车运动过程中发动机的功率一直不变 C 车经最低点时发动机功率为 3P0 D 车从最高点经半圆轨道到最低点的过程中 ， 人和车重力做功的功率不变 答案 C 解析 在最高点：向心力大小为 Fn

12、N1 mg 2mg， 摩托车做匀速圆周运动 ， 向心力大小不变 ， 则在最低点： N2 mg Fn， 得 N2 3mg.故 A 项错误；在最高点：发动机功率 P0 F1v N 1v mgv ， 在最低点：发动机功率为 P F2v N 2v 3mgv ， 则有 P 3P0.故 B 项错误、 C项正确；摩托车做匀速圆周运动 ， 速度大小不变 ， 重力大小不变车从最高点经半周到最低点的过程中 ， 重力和速度方向夹角先变小再变大 ， 重力功率先变大再变小故选 C 项 9 (多选 )质量为 m 2 kg 的物体沿水平面向右做直线运动 ， t 0 时刻受到一个水平向左的恒力 F， 此后物体的 vt 图像如

13、图所示 ， 取水平向右为正方向 ， g 取 10 m/s2， 则 ( ) A 物体与水平面间的动摩擦因数为 0.05 B 10 s 末恒力 F 的瞬时 功率为 6 W C 10 s 末物体在计时起点左侧 4 m 处 D 0 10 s 内恒力 F 做功的平均功率为 0.6 W 答案 AD 解析 由图线可知 0 4 s 内的加速度大小： a1 84 m/s2 2 m/s2， 可得： F mg ma1；由图线可知 4 10 s 内的加速度大小： a2 66 m/s2 1 m/s2， 可得： F mg ma2；解得： F 3 N， 0.05， A 项正确； 10 s 末恒力 F 的瞬时功率 为 P10

14、 Fv10 36 W 18 W， B 项错误；0 4 s 内的位移 x1 12 4 8 m 16 m， 4 10 s 内的位移 x2 12 6 6 m 18 m， 故10 s 末物体在计时起点左侧 2 m 处 ， C 项错误； 0 10 s 内恒力 F 做功的平均功率为 P Fxt 3210 W 0.6 W， D 项正 确 10 (2017 吉林二模 )(多选 )如图甲所示 ， 水平面上的物体在水平向右的拉力 F 作用下 ， 由静止开始运动 ， 运动过程中 F 功率恒为 P.物体运动速度的倒数 1v与加 速度 a 的关系如图乙所示 (v0、 a0为已知量 )则下列说法正确的是 ( ) 【 精

15、品教育资源文库 】 A该运动过程中的拉力 F 为恒力 B 物体加速运动的时间为 v0a0C 物体所受阻力大小为 Pv0D 物体的质量为 Pv0a0答案 CD 解析 A 项 ， 由题意可知： P Fv 根据牛顿第二定律得： F f ma， 即得： Pv ma f 联立解得： 1v mPa fP 匀速时有： 1v0 fP， f Pv0图像的斜率 mP 1v0a0， 解得： m Pa0v0， 故 C、 D 项正确 ， A、 B 项错误 11.某测试员测试汽车启动、加速、正常行驶及刹车的性能前 4 s 逐渐加大油门 ， 使汽车做匀加速直线运动 ， 4 15 s 保持油门位置不变 ，可视为发动机保持恒定功率运动 ， 达到最大速度后保持匀速运动 ， 15 s时松开油门并踩刹车 ， 经 3 s 停止已知汽车的 质量为 1 200 kg， 在加速及匀速过程中汽车所受阻力大小恒为 f， 刹车过程汽车所受阻力大小为 5f.根据