高中物理2013高三一轮复习【功 功率】课时卷（带详细解析答案）

1、如图5－1－13所示，一个物块在与水平方向成α角的恒力F作用下，沿水平面向右运动一段距离s，在此过程中，恒力F对物块所做的功为         (　　)．

图5－1－13

A.

　　　B.

　　　C．Fssin α　　　D．Fscos α

答案　D 

2、如图5－1－14所示，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法．如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100 m，

图5－1－14

那么下列说法正确的是                                                                                      (　　)．

A．轮胎受到地面的摩擦力对轮胎做了负功

B．轮胎受到的重力对轮胎做了正功

C．轮胎受到的拉力对轮胎不做功

D．轮胎受到地面的支持力对轮胎做了正功

解析　根据力做功的条件，轮胎受到的重力和地面的支持力都与位移垂直，这两个力均不做功，B、D错误；轮胎受到地面的摩擦力与位移反向，做负功，A正确；轮胎受到的拉力与位移夹角小于90°，做正功，C错误．

答案　A

3、如图5－1－15所示，长为L的轻杆A一端固定一个质量为m的小球B，另一端固定在水平转轴O上，轻杆A绕转轴O在竖直平面内匀速转动，角速度为ω.在轻杆A与水平方向夹角α从0°增加到90°的过程中，下列说法正确的是                                (　　)．

A．小球B受到轻杆A作用力的方向一定沿着轻杆A

B．小球B受到的合力的方向一定沿着轻杆A

C．小球B受到轻杆A的作用力逐渐减小

D．小球B受到轻杆A的作用力对小球B做正功

解析　因为小球在竖直平面内做匀速圆周运动，所以小球B受到的合力的方向一定沿着轻杆A，A错误，B正确；由于小球所受的重力以及所需的向心力均不变，而重力与合力(向心力)之间的夹角减小，故小球B受到轻杆A的作用力逐渐减小，C正确；由于小球的动能不变，而重力做负功，所以小球B受到的轻杆A的作用力对小球B做正功，D正确．

答案　BCD

4、如图5－1－16所示，质量为M的物体放在光滑水平地面上，受与水平方向成α角的恒定拉力F作用，从静止开始沿水平地面运动，在时间t内，拉力F对物体所做的功为W.若仅改变上述某一个量，物体还是从静止开始沿水平地面运动，下列可使拉力做的功为2W的是                                                                                (　　)．

A．物体质量减小为

  　 B．拉力增大为2F

C．做功时间增长为2t  　   D．α角从60°变为0°

解析　由Fcos α＝Ma及W＝F×

at²可得：W＝

，要使拉力做的功变为2W，可使F′＝

F，t′＝

t，M′＝

，或者cos α′＝

cos α，由此可知选项A正确．

答案　A

5、A、B两物体的质量之比m_A∶m_B＝2∶1，它们以相同的初速度v₀在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其速度图像如图5－1－17所示．那么，A、B两物体所受摩擦阻力之比F_A∶F_B与A、B两物体克服摩擦阻力做的功之比W_A∶W_B分别为            (　　)．

A．2∶1,4∶1  　                              B．4∶1,2∶1

C．1∶4,1∶2  　                              D．1∶2,1∶4

解析　由v－t图像可知：a_A∶a_B＝2∶1，而F＝ma，m_A∶m_B＝2∶1，可得：F_A∶F_B＝4∶1；又由图像中面积关系可知A、B位移之比s_A∶s_B＝1∶2，做功W＝Fs，可得：W_A∶W_B＝2∶1，故选B.

答案　B

6、设汽车在启动阶段所受阻力恒定并做匀加速直线运动，则在这过程中                     (　　)．

A．牵引力增大，功率增大  　   B．牵引力不变，功率增大

C．牵引力增大，功率不变  　   D．牵引力不变，功率不变

解析　汽车在启动阶段做匀加速直线运动，其加速度为定值，由F－f＝ma知牵引力F不变；又由P＝Fv知功率P增大，B正确．

答案　B

7、如图5－1－18所示，两个质量相等的小球A、B处在同一水平线上，当小球A被水平抛出的同时，小球B开始自由下落，不计空气阻力，则                                            (　　)．

A．两球的速度变化快慢不相同

B．在同一时刻，两球的重力的功率不相等

C．在下落过程中，两球的重力做功不相同

D．在相等时间内，两球的速度增量相等

解析　两球的加速度均为重力加速度，A项错误，D项正确．小球A的重力的功率P_A＝mgv_A cos α＝mggt＝P_B(α为小球A的速度与竖直方向的夹角)，B项错误．在同一时间内，两球的高度相等，动能的增量ΔE_k＝mgΔh，C项错误．

答案　D

8、质量为m的汽车由静止开始以加速度a做匀加速运动，经过时间t，汽车达到额定功率，则下列说法正确的是                                                                                 (　　)．

A．at即为汽车额定功率下的速度最大值

B．at还不是汽车额定功率下速度最大值

C．汽车的额定功率是ma²t

D．题中所给条件求不出汽车的额定功率

解析　汽车额定功率下的最大速度是a＝0时，v_m＝

＝

，故A项错误，B项正确．汽车的功率是牵引力的功率，不是合力的功率，故C项错误．由F－f＝ma，F＝f＋ma，因F_f不知，则F不知，故求不出汽车的额定功率，故D项正确．

答案　BD

9、如图5－1－19所示，质量为m的小球以初速度v₀水平抛出，恰好垂直打在倾角为θ的斜面上，(不计空气阻力)则球落在斜面上时重力的瞬时功率为                    (　　)．

A．mgv₀tan θ                      B.

C.

                                   D．mgv₀cos θ

 

 

 

 

 

答案　B 

10、汽车发动机的额定功率为P₁，它在水平路面上行驶时受到的阻力f大小恒定，汽车在水平路面上由静止开始运动，最大速度为v，汽车发动机的输出功率随时间变化的图像如图5－1－20所示．则汽车               (　　)．

A．0～t₁做匀加速运动，牵引力恒定

B．0～t₁做变加速运动，牵引力增大

C．t₁后加速度逐渐减小，速度达到v后做匀速运动

D．t₁后牵引力恒定，与阻力大小相等

解析　由图可知：0～t₁汽车发动机的功率P＝kt(k为图像斜率，为定值)，由功率P＝Fv

可知：P＝Fat＝F×

t＝

t，由于阻力f大小恒定，则牵引力F恒定，故A正

确，B错误；t₁后功率P＝P₁恒定不变，但在t₁时牵引力F>f，故速度继续增加，则F

开始减小，加速度开始减小，当F＝f时，加速度减为零，速度增加到最大为v，此后汽

车开始做匀速运动，故C正确，D错误(机车的启动模型)．

答案　AC

11、一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图5－1－9所示．设该物体在t₀和2t₀时刻相对于出发点的位移分别是x₁和x₂，速度分别是v₁和v₂，合外力从开始至t₀时刻做的功是W₁，从t₀至2t₀时刻做的功是W₂，则                                (　　)．

A．x₂＝5x₁　v₂＝3v₁

B．x₂＝9x₁　v₂＝5v₁

C．x₂＝5x₁　W₂＝8W₁

D．v₂＝3v₁　W₂＝9W₁

 

 

 

 

 

 

 

解析　由F₀＝ma₁＝m

和2F₀＝ma₂＝m

知：v₂＝3v₁.由x₁＝

v₁t₀和x₂＝

v₁t₀＋

(v₁＋v₂)t₀＝5x₁，故A项正确，B项错．由W₁＝F₀x₁和W₂＝2F₀×

(v₁＋v₂)t₀得W₂＝8W₁.故C项正确，D项错．

答案　AC

12、水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为μ(0<μ<1)．现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动．设F的方向与水平面夹角为θ，如图5－1－10所示，在θ从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则                                 (　　)．

A．F先减小后增大                     B．F一直增大

C．F的功率减小                       D．F的功率不变

解析　木箱在F作用下向右匀速运动的过程中，受4个力作用而平衡．即Fcos θ＝μ(mg－Fsin θ)，解得：F＝

，F有极小值，所以A正确，B错误；F的功率P＝

Fvcos θ＝

，所以C正确，D错误．

答案　AC

13、如图5－1－11所示，在外力作用下某质点运动的v－t图象为正弦曲线．从图中可以判断 (　　)．

A．在0～t₁时间内，外力做正功

B．在0～t₁时间内，外力的功率逐渐增大

C．在t₂时刻，外力的功率最大

D．在t₁～t₃时间内，外力做的总功为零

解析　由动能定理可知，在0～t₁时间内质点速度越来越大，动能越来越大，外力一定做正功，故A项正确；在t₁～t₃时间内，动能变化量为零，可以判定外力做的总功为零，故D项正确；由P＝F·v知0、t₁、t₂、t₃四个时刻功率为零，故B、C都错．

答案　AD

14、如图5－1－12所示，演员正在进行杂技表演．由图可估算出他将一个鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于                                              (　　)．

A．0.3 J  　                    B．3 J

C．30 J  　                     D．300 J

解析　该题是估算题：一个鸡蛋质量约为50 g，根据图中可知鸡蛋上升高度约为0.5 m．则人对一个鸡蛋所做的功为W＝mgh＝0.25 J，故A项正确．

答案　A

15、一质量为1 kg的质点静止于光滑水平面上，从t＝0时起，第1秒内受到2 N的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1 N的外力作用．下列判断正确的是(　　)．

A．0～2 s内外力的平均功率是

W

B．第2秒内外力所做的功是

 J

C．第2秒末外力的瞬时功率最大

D．第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是

解析　由牛顿第二定律和运动学公式求出1 s末、2 s末速度的大小分别为：

v₁＝2 m/s、v₂＝3 m/s，故合力做功为W＝

mv²＝4.5 J，

功率为P＝

＝

 W＝

 W.

所以A对；

1 s末、2 s末功率分别为4 W、3 W.

所以C错；

第1秒内与第2秒动能增加量分别为：

mv₁²＝2 J，

mv₂²－

mv₁²＝2.5 J，

比值为4∶5.

答案　AD

16、如图5－1－21所示，质量为M的拖拉机拉着耙来耙地，由静止开始做匀加速直线运动，在时间t内前进的距离为s.耙地时，拖拉机受到的牵引力恒为F，受到地面的阻力为自重的k倍，耙所受阻力恒定，连接杆质量不计且与水平面的夹角θ保持不变．求：

图5－1－21

(1)拖拉机的加速度大小．

(2)拖拉机对连接杆的拉力大小．

(3)时间t内拖拉机对耙做的功．

解析　(1)由匀变速直线运动的公式：s＝

at²                                                                                                       ①

得：a＝

                                                                                                              ②

(2)设连接杆对拖拉机的拉力为f.由牛顿第二定律得：

F－kMg－fcos θ＝Ma                                                                                        ③

根据牛顿第三定律，联立②③式，解得拖拉机对连接杆的拉力大小为：f′＝f＝

                                                                                                ④

(3)拖拉机对耙做的功：W＝f′xcos θ                                                                 ⑤

联立④⑤式，解得：W＝

s                                                         ⑥

答案　(1)

　(2)

(3)

s

17、高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图像．现利用这架照相机对MD－2000家用汽车的加速性能进行研究，如图5－1－22所示为汽车做匀加速直线运动时三次曝光的照片，图中的标尺单位为米，照相机每两次曝光的时间间隔为1.0 s．已知该汽车的质量为2 000 kg，额定功率为72 kW，汽车运动过程中所受的阻力始终为1 600 N.

图5－1－22

(1)求该汽车加速度的大小．

(2)若汽车由静止以此加速度开始做匀加速直线运动，匀加速运动状态最多能保持多长时间？

(3)求汽车所能达到的最大速度．

解析　(1)汽车做匀加速直线运动，据运动学公式，有

s₁＝v₀·ΔT＋

a·ΔT²

v₁＝v₀＋aΔT

s₂＝v₁ΔT＋

a·ΔT²

由以上几式可得，Δs＝s₂－s₁＝a·ΔT²

a＝

＝

 m/s²＝1.0 m/s².

(2)做匀加速直线运动的汽车所受合力为恒力，由牛顿第二定律得：F－f＝ma，所以F＝

ma＋f＝3 600 N，随着速度的增大，汽车的输出功率增大，当达到额定功率时，匀加速

运动的过程结束，由P＝Fv得v₁＝

＝

 m/s＝20 m/s，由匀加速运动公式v＝at

得：t＝

＝20 s.

(3)当汽车达到最大速度时，有F′＝f＝1 600 N.

由P＝F′v，得v＝

＝

 m/s＝45 m/s.

答案　(1)1.0 m/s²　(2)20 s　(3)45 m/s