高三物理一轮复习 功率

这是一份高三物理一轮复习 功率，共5页。试卷主要包含了福厦动车组进入试运行阶段等内容，欢迎下载使用。
1．如图K22－1所示，用恒力F拉着质量为m的物体沿水平面从A移到B的过程中，下列说法正确的是( )
图K22－1
A．有摩擦力时比无摩擦力时F做的功多
B．物体加速运动时F做的功比减速运动时F做的功多
C．物体无论是加速、减速还是匀速，力F做的功一样多
D．有摩擦力时比无摩擦力时F做功的平均功率大
2．某汽车以恒定功率P、初速度v0冲上倾角一定的斜坡时，汽车受到的阻力恒定不变，则汽车上坡过程的v－t图象不可能是图K22－2中的( )
A B C D
图K22－2
3．如果卡车发动机的额定功率为100 kW，它受到的阻力恒为2.5×103 N，则这辆卡车行驶的速度最大能达到( )
A．75 km/h B．30 m/s
C．25 km/h D．40 m/s
4．汽车在水平路面上从静止开始做匀加速直线运动，t1时刻关闭发动机，做匀减速直线运动，t2时刻静止，其v－t图象如图K22－3所示，图中α＜β，若汽车牵引力做功为W，平均功率为P；汽车加速和减速过程中克服摩擦力做功分别为W1和W2，平均功率分别为P1和P2，则( )
图K22－3
A．W＝W1＋W2
B．W1>W2
C．P＝P1
D．P1＝P2
eq \a\vs4\al\c1(技能强化)
5．汽车在平直的公路上以恒定功率启动，设阻力恒定，图K22－4为汽车运动过程中加速度、速度随时间变化的关系，下列说法中正确的是( )
甲 乙 丙 丁
图K22－4
A．汽车的加速度—时间图象可用图乙描述
B．汽车的速度—时间图象可用图甲描述
C．汽车的加速度—时间图象可用图丁描述
D．汽车的速度—时间图象可用图丙描述
6．一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的牵引功率，其加速度a和速度的倒数(eq \f(1,v))图象如图K22－5所示．若已知汽车的质量，则根据图象所给的信息，不能求出的物理量是( )
图K22－5
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
7．福厦动车组进入试运行阶段．把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车厢便叫做动车．而动车组就是几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组．带动力的车厢叫动车，不带动力的车厢叫拖车．设动车组运行过程中的阻力与质量成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等，若开一节动车带三节拖车时，最大速度为120 km/h；改为开五节动车带三节拖车时，最大速度为( )
A．60 km/h B．240 km/h
C．300 km/h D．600 km/h
8．如图K22－6所示，一质量为m1的木板放在固定在地面的光滑斜面上，木板的上端用细绳拴在斜面的顶端，有一只质量为m2的小猫站在木板上．剪断细绳，木板开始下滑，同时小猫沿木板向上爬，设从静止开始的一段时间内木板向下滑，而小猫在木板上相对于地面的高度不变，忽略空气阻力，则图K22－7中能正确反映在这段时间内小猫做功的功率随时间变化的关系的是( )
图K22－6
A B C D
图K22－7
9．汽车发动机的额定功率为60 kW，汽车质量为5 t．汽车在水平面上行驶时，阻力与车重成正比，g＝10 m/s2，当汽车以额定功率匀速行驶时速度达12 m/s.突然减小油门，使发动机功率减小到40 kW，对接下去汽车的运动情况的描述，正确的有( )
A．先做匀减速运动再做匀加速运动
B．先做加速度增大的减速运动再做匀速运动
C．先做加速度减小的减速运动再做匀速运动
D．最后的速度大小是8 m/s
10．以法、美为首的多国部队空袭了利比亚．美国空军在往返利比亚的过程中，美军战机进行了空中加油．空中加油的过程大致如下：首先是加油机和受油机必须按照预定时间在预定地点会合，然后受油机和加油机实施对接，对接成功后，加油系统根据信号自动接通油路．加油完毕后，受油机根据加油机的指挥进行脱离，整个加油过程便完成了(如图K22－8所示)．在加、受油机加油过程中，若加油机和受油机均保持匀速运动，且运动时所受阻力与重力成正比，则( )
图K22－8
A．加油机和受油机不一定是相对静止的
B．加油机和受油机的速度可能不相等
C．加油机向受油机供油，受油机质量增大，必须减小发动机输出功率
D．加油机向受油机供油，加油机质量减小，必须减小发动机输出功率
11.如图K22－9甲所示，质量为m的物体置于水平地面上，所受水平拉力F在2 s时间内的变化图象如图乙所示，其运动的速度图象如图丙所示，g＝10 m/s2.下列说法正确的是( )
图K22－9
A．物体和地面之间的动摩擦因数为0.1
B．水平拉力F的最大功率为5 W
C．2 s末物体回到出发点
D．2 s内物体的加速度不变
12．一杂技运动员骑摩托车沿一竖直圆轨道做特技表演，如图K22－10所示．若车运动的速率恒为20 m/s，人与车质量之和为200 kg，车所受阻力与轨道间的弹力成正比(比例系数k＝0.1)．车通过最低点A时发动机的功率为12 kW，求车通过最高点B 时发动机的功率为多少？(取g＝10 m/s2)

图K22－10
eq \a\vs4\al\c1(挑战自我)
13．汽车发动机的功率为60 kW，汽车的质量为4 t，当它行驶在坡度为0.02(sinα＝0.02)的长直公路上时，如图K22－11所示，所受摩擦阻力为车重的0.1倍．(g＝10 m/s2)
(1)求汽车所能达到的最大速度vm；
(2)若汽车从静止开始以0.6 m/s2的加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持多长时间？
(3)当汽车匀加速行驶的速度达到最大值时，汽车做的功为多少？
图K22－11
课时作业
【基础热身】
1．C [解析] 恒力F做的功为W＝Fx，与运动过程是否受摩擦力无关，与运动过程的速度变化无关，选项A、B错误，选项C正确；物体与水平面之间存在摩擦力时，物体由A运动到B的时间较长，恒力F的功率较小，选项D错误．
2．A [解析] 由P＝Fv得汽车速度为v0时的牵引力F＝eq \f(P,v0).当F－f－mgsinθ＝0时，汽车匀速运动；当F－f－mgsinθ>0时，汽车加速运动，随着速度的增大，牵引力F＝eq \f(P,v)逐渐减小，根据牛顿第二定律F－f－mgsinθ＝ma知，加速度逐渐减小，当加速度减小为零时将匀速运动；当F－f－mgsinθP1，选项C错误；加速阶段和减速阶段平均速度相等，所以克服摩擦力做功的平均功率相等，选项D正确．
【技能强化】
5．BC [解析] 汽车在平直的公路上以恒定功率启动时，功率不变，速度越来越大，由P＝Fv可知牵引力越来越小，加速度a＝eq \f(F－f,m)越来越小，汽车做加速度减小的加速运动，当牵引力等于阻力时，速度最大，此后匀速运动．故选项B、C正确．
6．D [解析] 由P＝Fv和F－f＝ma得，a与eq \f(1,v)的函数关系式为a＝eq \f(P,m)·eq \f(1,v)－eq \f(f,m)，图线斜率k＝eq \f(P,m)，汽车的质量已知，则汽车的功率P可求；图线纵轴截距－eq \f(f,m)＝－2 m/s2，即可求出汽车所受阻力f，再由P＝fvm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所用的时间，故选项D正确．
7．C [解析] 设每节车厢质量为m，每节动力车的额定功率为P，开一节动车带动三节拖车以最大速度行驶时所受阻力为4kmg(k为比例常数)，则有eq \f(P,v)－4kmg＝0；当改为开五节动车带三节拖车以最大速度行驶时，则有eq \f(5P,v′)－8kmg＝0；联立解得v′＝eq \f(5,2)v＝300 km/h，故选项C正确．
8．B [解析] 猫相对斜面位置不变，根据平衡条件知，木板对其沿斜面向上的力大小为F＝mgsinθ，由牛顿第三定律可知猫对木板沿斜面向下的作用力F′＝ F＝mgsinθ，又知木板向下做匀加速直线运动，有v＝at，所以小猫做功的功率P＝F′v＝mgvsinθ＝mgatsinθ，即小猫做功的功率与时间成正比，选项B正确．
9．CD [解析] 发动机功率减小，由公式P＝Fv知，牵引力F变小，f >F，汽车做减速运动，使得汽车速度v变小，F变大，由f－F＝ma可知汽车减速运动的加速度变小，当再次出现F＝f时，汽车做匀速运动，选项A、B错误，C正确；由f＝eq \f(P额,vm)＝5×103 N，解得vm′＝eq \f(P,f)＝8 m/s，选项D正确．
10．D [解析] 加油过程中应保持加油机和受油机相对静止，选项A、B均错误；加油机向受油机供油，加油机质量减小，受油机质量增大，因所受阻力与重力成正比，欲保持匀速运动，加油机应逐渐适当减小发动机输出功率，受油机则应逐渐适当增大发动机输出功率．
11．A [解析] 在减速阶段，f＝ma，μmg＝ma，则μ＝0.1，选项A正确；拉力F的最大功率P＝Fv＝10×1 W＝10 W，选项B不正确；物体在第1 s内受到的合力的方向与第2 s内受到的合力的方向相反，加速度方向相反，选项D不正确；由v－t图象可知，物体的速度方向不变，所以2 s末没有回到出发点，选项C不正确．
12．4 kW
[解析] 摩托车经最低点A时，由牛顿第二定律知
FN1－mg＝meq \f(v2,R)
轨道对车的支持力为FN1＝mg＋meq \f(v2,R)
车在最高点B时，由牛顿第二定律知
mg＋FN2＝meq \f(v2,R)
轨道对车的支持力为FN2＝meq \f(v2,R)－mg
车在最低点A时，发动机的功率P1＝kFN1v
车在最高点B时，发动机的功率为P2＝kFN2v
联立以上各式解得P2＝4 kW
【挑战自我】
13．(1)12.5 m/s (2)13.9 s (3)4.16×105 J
[解析] (1)汽车在坡路上行驶，所受阻力由两部分构成，即f＝kmg＋mgsinα＝4000 N＋800 N＝4800 N.
因为当F＝f时，P＝fvm，所以vm＝eq \f(P,f)＝12.5 m/s.
(2)汽车从静止开始以a＝0.6 m/s2的加速度匀加速行驶
由牛顿第二定律，有
F′－f＝ma
所以F′＝ma＋f＝7.2×103 N
保持这一牵引力，汽车可达到匀加速行驶的最大速度
vm′＝eq \f(P,F′)＝8.33 m/s
由运动学规律可以求出匀加速行驶的时间与位移．
匀加速行驶的时间t＝eq \f(vm′,a)＝13.9 s
匀加速行驶的位移x＝eq \f(vm′2,2a)＝57.82 m.
(3)汽车在匀加速运动阶段行驶时牵引力做功W＝F′x＝4.16×105 J.