2022届高考物理一轮复习课时作业十六功和功率含解析新人教版
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2022届高考物理一轮复习课时作业十六功和功率含解析新人教版

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时间:2021-09-16

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资料简介
word 文档 - 1 - / 12 功和功率 [双基巩固练] 1.如图所示,电梯与水平地面成θ角,一人站在电梯上,电梯从静止开始匀加速上升,达 到一定速度后再匀速上升.若以 FN 表示水平电梯对人的支持力,G 为人受到的重力,Ff 为电 梯对人的静摩擦力,则下列结论正确的是( ) A.加速过程中 Ff≠0,Ff、FN、G 都做功 B.加速过程中 Ff≠0,FN 不做功 C.加速过程中 Ff=0,FN、G 都做功 D.匀速过程中 Ff=0,FN、G 都不做功 2.[2020·某某卷,1]质量为 1.5×103kg 的汽车在水平路面上匀速行驶,速度为 20m/s, 受到的阻力大小为 1.8×103N.此时,汽车发动机输出的实际功率是( ) A.90WB.30kW C.36kWD.300kW word 文档 - 2 - / 12 3.如图所示的拖轮胎跑是一种体能训练活动.某次训练中,轮胎的质量为 5kg,与轮胎连 接的拖绳与地面夹角为 37°,轮胎与地面动摩擦因数是 0.8.若运动员拖着轮胎以 5m/s 的速度 匀速前进,则 10s 内运动员对轮胎做的功最接近的是(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g= 10m/s2)( ) A.500.750JC.1250JD.2000J 4.在篮球比赛中,某位同学获得罚球机会,如图所示,他站在罚球线处用力将篮球投出, 篮球以约为 1m/s 的速度撞击篮筐.已知篮球质量约为 0.6kg,篮筐离地高度约为 3m,忽略 篮球受到的空气阻力,则该同学罚球时对篮球做的功大约为( ) A.1.10J C.50JD.100J 5.如图是小孩滑滑梯的情景,假设滑梯是固定光滑斜面,倾角为 30°,小孩质量为 m,由 静止开始沿滑梯下滑,滑行距离为 x 时,重力的瞬时功率为( ) word 文档 - 3 - / 12 A.mg gxB. 1 2 mg gx C.mg 2gxD. 1 2 mg 6gx 6.[2020·某某某某高三下期末] 仰卧起坐是体育课上常见的项目,一次测试中某位女同学质量为 50kg,身高为 1.6m, 假设其上半身质量为其总质量的 0.6 倍,她在 1 分钟内做了 40 个仰卧起坐,每次仰卧起坐时 下半身重心位置不变,重力加速度 g 取 10m/s2,则她克服重力做功的平均功率约为( ) A.20WB.80W C.200WD.300W 7.[2021·某某某某一模]在抢险救灾工作中常见到直升机的身影.如图为直升机抢救伤员 的情景,直升机悬停在空中,用绳索将伤员由静止向上吊起,绳索对伤员做功的功率恒定, 则在伤员加速上升的过程中(不计空气阻力)( ) A.绳索对伤员的拉力越来越大 B.伤员克服重力做功的功率恒定 word 文档 - 4 - / 12 C.伤员运动的速度变化越来越慢 D.合力对伤员做功的功率越来越大 8.[2020·某某慈溪高一下期中]某潜水器质量为 5×103kg,主要用于深海搜寻和打捞等.若 在某次作业中,潜水器将 4×103kg 的高密度重物从 3000m 深的海底一起匀速提升到了海面, 已知提升过程中潜水器的机械功率恒为 180kW,水对潜水器的浮力和阻力相互平衡,影响可 以忽略不计,g 取 10m/s2,则提升所用的时间约为( ) A.0.5×103sB.1.0×103s C.1.5×103sD.2.0×103s 9.一辆质量为 2t 的汽车,发动机输出的功率为 30kW,在平直公路上能达到的最大速 度为 15m/s,行驶中阻力不变. (1)求汽车所受阻力大小. (2)在同样的阻力下,当汽车的速度为 10m/s 时,其加速度为多大? (3)若汽车发动机的额定功率为 60kW,在水平路面上行驶的阻力为 3000N,求发动机在 额定功率下汽车匀速行驶的速度大小. word 文档 - 5 - / 12 [综合提升练] 10.如图所示是倾斜角为 45°的斜坡,在斜坡底端 P 点正上方某一位置 Q 处以速度 v0 水平 向左抛出一个小球,小球落在斜坡上时速度方向与斜坡向上的方向成 105°,不计空气阻力, 则小球做平抛运动的过程( ) A.速度变化量的大小为 3v0 B.运动时间为 3v0 2g C.落在斜坡前瞬间重力的瞬时功率为 2mgv0 D.小球水平位移与竖直位移之比为 1:1 11.汽车在平直公路上以速度 v0 匀速行驶,发动机功率为 P.快进入闹市区时,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.下面四个图象中,哪个图象正 word 文档 - 6 - / 12 确表示了从司机减小油门开始,汽车的速度与时间的关系( ) 12.一辆跑车在行驶过程中的最大输出功率与速度大小的关系如图所示,已知该车质量为 2×103kg,在某平直路面上行驶,阻力恒为 3×103N.若汽车从静止开始以恒定加速度 2m/s2 做匀加速运动,则此匀加速过程能持续的时间大约为( ) A.8sB.14s C.26sD.38s 13.[2020·某某某某二模](多选)电动平衡车因为其炫酷的操作,被年轻人所喜欢,变成 了日常通行的交通工具.平衡车依靠人体重心的改变,来实现车辆的启动、加速、减速、停 止等动作.下表所示为某款电动平衡车的部分参数,若平衡车以最大速度行驶时,电机恰好 达到额定功率,则下列说法中正确的是( ) word 文档 - 7 - / 12 电池输出电压 36V 电池总容量 50000mA·h 电机额定功率 900W 最大速度 15km/h 充电时间 2~3 小时 百公里标准耗电量 6kW·h B.充满电的平衡车以额定功率行驶的最长时间为 2h C.该平衡车以最大速度行驶时牵引力为 60N D.该平衡车在标准情况下能骑行的最大里程为 30km word 文档 - 8 - / 12 课时作业(十六) 1.解析:加速过程中人受力和速度方向如图所示,由力与速度方向之间夹角的关系可判定: FN、Ff 对人做正功,G 对人做负功,故 A 对,B、C 均错.匀速运动时,Ff=0,FN 做正功, G 做负功,故 D 错. 答案:A 2.解析:根据汽车做匀速直线运动可得此时汽车的牵引力等于阻力,即 F=f=1.8×103 N, 此时汽车发动机的实际输出功率即瞬时功率,根据 P=Fv,代入数据解得此时汽车发动机的实 际输出功率为 36 kW,A、B、D 项均错误,C 项正确. 答案:C word 文档 - 9 - / 12 3.解析:Fcos θ=f, FN+Fsin θ=mg, f=μFN,得 F= μmg cos θ+μsin θ = 0.8×50 0.8+0.8×0.6 N=31.25 N,10 s 内运动员对轮胎做功 WF=Fcos θ·vt=31.25×0.8×5×10 J=1 250 J,选项 C 正确. 答案:C 4.解析:该同学将篮球投出时的高度约为 h1=1.8 m,根据动能定理有 W-mg(h-h1) = 1 2 mv2,解得 W=7.5 J,B 项最接近,故选项 B 正确. 答案:B 5.解析:小孩的加速度 a= mgsin 30° m = 1 2 g,由 v2=2ax 得小孩滑行距离 x 时的速率 v = gx,故此时重力的瞬时功率 P=mgvsin 30°= 1 2 mg gx,选项 B 正确. 答案:B 6.解析:该同学每次上半身重心上升的距离约为 h= 1 4 ×1.6 m=0.4 m,则她每次仰卧 起坐时克服重力做的功 Wmgh=120 J.1 min 内她克服重力所做的总功 W 总=40W=4 800 word 文档 - 10 - / 12 J,她克服重力做功的平均功率为 P= W 总 t =80 W.故 B 正确. 答案:B 7.解析:绳索对伤员的拉力做功的功率不变,而伤员加速上升,速度增大,由 P=Fv 可 知,绳索对伤员的拉力 F 越来越小,A 项错误;由 P1=mgv 可知,伤员克服重力做功的功率 不断增大,B 项错误;由 F-mg=ma 可知,伤员运动的加速度越来越小,速度变化得越来越 慢,C 项正确;合力对伤员做功的功率(F-mg)v=P-mgv,由于 P 不变,速度越来越大, 则合力对伤员做功的功率越来越小,D 项错误. 答案:C 8.解析:以潜水器和高密度重物整体为研究对象,由匀速上升可知整体处于平衡状态, 且浮力与阻力平衡,可知潜水器的牵引力 F 与整体重力平衡,即 F=(m+M)g=(5×103+4× 103)×10 N=9×104 N,潜水器和重物匀速上升时,由 P=Fv 可得上升速度 v= P F =2 m/s, 潜水器和重物上升的高度为 h=3 000 m,所以上升的时间为 t= h v =1.5×103 s,C 正确. 答案:C 9.解析:(1)当汽车达到最大速度 vmax=15 m/s 时,牵引力 F 大小与阻力 Ff 大小相等 由 P=Fvmax=Ffvmax 可得 Ff=F= P vmax = 30×103 15 N=2×103 N. (2)当汽车的速度为 10 m/s 时,牵引力 F′= P v = 30×103 10 N=3×103 N word 文档 - 11 - / 12 由牛顿第二定律得:F′-Ff=ma 即 a= F′-Ff m = 1×103 2×103 m/s2=0.5 m/s2. (3)汽车在水平路面上匀速行驶时,受到的牵引力 F″=F′f=3 000 N 所以额定功率下的速度 v′= P 额 F″ = 60 000 3 000 m/s=20 m/s. 答案:(1)2×103 N (2)0.5 m/s2 (3)20 m/s 10.解析:落到斜面上时,对速度分解,则 v0=vcos 60°,vy=vsin 60°,联立解得 vy = 3v0,由于水平方向匀速运动,竖直方向自由落体运动,故速度变化量为Δv=vy= 3v0, 故 A 正确;运动时间 t= vy g = 3v0 g ,故 B 错误;重力的瞬时功率 P=mgvy= 3mgv0,故 C 错误;水平位移为 x=v0t,竖直方向的位移为 y= 1 2 gt2,解得 x:y=2: 3,故 D 错误. 答案:A 11.解析:功率减小一半后,汽车速度由于惯性来不及变化,根据功率和速度关系公式, P=Fv,牵引力减小一半,小于阻力,汽车做减速运动,由公式 P=Fv 可知,功率一定时,速 度减小后,牵引力增大,合力减小,加速度减小,故汽车做加速度越来越小的减速运动,当 牵引力增大到等于阻力时,汽车做匀速运动,C 正确. 答案:C word 文档 - 12 - / 12 12.解析:由图可知,跑车的最大输出功率大约为 200 kW,根据牛顿第二定律得,牵引 力 F=F 阻+ma=3 000 N+2 000×2 N=7 000 N,则跑车做匀加速运动时的实际功率与速 度的关系为 P 实=7 000v(W),作 P 实-v 图象如图所示,由两图线交点可看出跑车匀加速运 动的最大速度约为 vm=28 m/s,则匀加速过程持续的时间约为 t= vm a = 28 2 s=14 s,故 B 正 确,A、C、D 错误. 答案:B 13.解析:由题表中所给电池的输出电压和容量,可算出电池最大输出的电能为 W=qU =50 000×10-3×3 600×36 J=6.48×106 J,选项 A 错误;充满电的平衡车以额定功率行驶 时,行驶时间 t= 6.48×106 900 s=7 200 s=2 h,选项 B 正确;平衡车以额定功率行驶时的最大 速度 v=15 km/h= 25 6 m/s,此时的牵引力 F= P v =216 N,选项 C 错误;平衡车的百公里标 准耗电量为 6 kW·h,在标准情况下能骑行的最大里程为 x= 36×50 000×10-3×10-3 6 ×100 km=30 km,选项 D 正确. 答案:BD

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