高考物理一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)規(guī)范練15 功和功率（含解析）新人教版-新人教版高三物理試題

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1、考點(diǎn)規(guī)范練15　功和功率 一、單項(xiàng)選擇題 1.如圖所示,木塊B上表面是水平的,木塊A置于B上,并與B保持相對(duì)靜止,一起沿固定的光滑斜面由靜止開始下滑,在下滑過程中(　　) A.A所受的合力對(duì)A不做功 B.B對(duì)A的彈力做正功 C.B對(duì)A的摩擦力做正功 D.A對(duì)B做正功 答案:C 解析:A、B一起沿固定的光滑斜面由靜止開始下滑,加速度為gsinθ。由于A速度增大,由動(dòng)能定理可知,A所受的合力對(duì)A做正功,B對(duì)A的摩擦力做正功,B對(duì)A的彈力做負(fù)功,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤,C正確;A對(duì)B不做功,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 2.如圖所示,一質(zhì)量為m,長度為l的均勻柔軟細(xì)繩PQ豎直懸掛。用外力將繩的下端Q緩

2、慢地豎直向上拉起至M點(diǎn),M點(diǎn)與繩的上端P相距13l。重力加速度大小為g。在此過程中,外力做的功為(　　) A.19mgl B.16mgl C.13mgl D.12mgl 答案:A 解析:根據(jù)題意,此過程中外力做的功等于細(xì)繩增加的重力勢能,MQ的下半部分質(zhì)量為m3的重心升高了l3,故增加的重力勢能為ΔEp=mg3×l3=19mgl,所以外力做功19mgl,A正確。 3.(2019·廣東茂名五校聯(lián)考)一物塊在光滑水平面上處于靜止?fàn)顟B(tài),某時(shí)刻起受到方向水平向右、大小為3 N的拉力F1和水平向左的拉力F2作用,F2從6 N隨時(shí)間均勻減小到零。該過程中,拉力F1的瞬時(shí)功率P隨時(shí)間t變化的關(guān)

3、系圖像可能是下面四幅圖中的(　　) 答案:B 解析:依題意,F2從6N逐漸減小到零,則物體所受合外力先從方向向左、大小為3N逐漸減小到0,然后反向從零逐漸增大到3N,由牛頓第二定律可知:物體的加速度先逐漸減小到零,然后再從零反向逐漸增大,結(jié)合運(yùn)動(dòng)的方向與加速度的關(guān)系可知,物體先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),然后做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)。根據(jù)速度圖像的斜率等于加速度可知,速度圖像的斜率先減小后增大。根據(jù)瞬時(shí)功率的表達(dá)式P=Fv,由于拉力F1保持不變,可知拉力F1的瞬時(shí)功率先增大后減小,其變化的規(guī)律與速度變化的規(guī)律是相同的,所以瞬時(shí)功率—時(shí)間圖像的斜率先減小后增大,選項(xiàng)B正確,A、C、D錯(cuò)誤。

4、4.A、B兩物體的質(zhì)量之比mA∶mB=2∶1,它們以相同的初速度v0在水平面上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),直到停止,其速度—時(shí)間圖像如圖所示。那么,A、B兩物體所受摩擦阻力之比FA∶FB與A、B兩物體克服摩擦阻力做功之比WA∶WB分別為(　　) A.2∶1,4∶1 B.4∶1,2∶1 C.1∶4,1∶2 D.1∶2,1∶4 答案:B 解析:由v-t圖像可知aA∶aB=2∶1,又由F=ma,mA∶mB=2∶1,可得FA∶FB=4∶1;又由題圖中面積關(guān)系可知A、B位移之比xA∶xB=1∶2,由做功公式W=Fx,可得WA∶WB=2∶1,故選B。 5.如圖所示,水平地面上有一傾角為θ的三角形斜面體

5、,其質(zhì)量為m0,上表面粗糙,下表面光滑。質(zhì)量為m的滑塊,放在斜面上能保持靜止?，F(xiàn)用從零開始緩慢增大、方向水平向右的外力F作用在斜面體上,直到滑塊與斜面體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)為止。對(duì)該過程中滑塊受到的各力的分析,正確的是(　　) A.斜面對(duì)滑塊的支持力一直不做功 B.滑塊受到的摩擦力一直做負(fù)功 C.斜面對(duì)滑塊的支持力始終等于mgcos θ D.當(dāng)F大于(m0+m)gtan θ之后,支持力大于mgcosθ 答案:D 解析:支持力始終垂直斜面向上,與滑塊的位移的夾角小于90°,支持力始終做正功,A錯(cuò)誤;當(dāng)F等于(m0+m)gtanθ時(shí),滑塊受到的靜摩擦力等于零,當(dāng)F大于(m0+m)gtanθ

6、之后,滑塊受到的靜摩擦力沿斜面向下,此后過程中靜摩擦力一直做正功,B錯(cuò)誤;當(dāng)F不等于零之后,整體有水平加速度,在垂直斜面向上的方向上有分加速度,支持力始終大于mgcosθ,C錯(cuò)誤;當(dāng)F等于(m0+m)gtanθ時(shí),滑塊恰好只受到重力、支持力而向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),支持力的豎直分力等于mg,當(dāng)F大于(m0+m)gtanθ之后,滑塊還受到沿著斜面向下的摩擦力,故支持力的豎直分力必須大于mg,所以支持力始終大于mgcosθ,D正確。 6.如圖所示,傳送帶AB傾角是α,傳送帶上的可看作質(zhì)點(diǎn)的小物塊質(zhì)量是m,物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ

7、傳送帶速度為v,方向未知。在傳送帶上摩擦力對(duì)物塊做功的最大功率是(　　) A.μmg(v0-v)cos α B.μmgv0cos α C.μmgvcos α D.μmg(v0+v)cos α 答案:B 解析:因?yàn)棣?tanα,即μmgcosα

8、動(dòng) B.箱中的物體對(duì)箱底的壓力小于mg C.圖示位置時(shí)貨車?yán)Φ墓β蚀笥?m0+m)gvcos θ D.此過程中貨車?yán)ψ龅墓?m0+m)gh 答案:C 解析:貨物向上運(yùn)動(dòng)的速度和貨車速度沿著繩子方向的分量相等,即v1=vcosθ,由于θ不斷減小,故v1增大,貨物向上做加速運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤;貨箱和貨物的加速度向上,處于超重狀態(tài),故箱中的物體對(duì)箱底的壓力大于mg,繩子對(duì)貨箱和貨物的拉力大于(m0+m)g,故拉力功率P>(m0+m)·gvcosθ,B錯(cuò)誤,C正確;由功能關(guān)系知此過程中貨車?yán)ψ龅墓Φ扔谪浵浜拓浳镎w動(dòng)能的增加量和重力勢能的增加量,大于(m0+m)gh,故D錯(cuò)誤。 二、多項(xiàng)

9、選擇題 8.如圖所示,B物體在拉力F的作用下向左運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)過程中,A、B之間有相互作用的摩擦力,關(guān)于這對(duì)摩擦力做功的情況,下列說法正確的是(　　) A.A、B都克服摩擦力做功 B.摩擦力對(duì)A不做功 C.摩擦力對(duì)B做負(fù)功 D.摩擦力對(duì)A、B都不做功 答案:BC 解析:對(duì)A、B受力分析如圖所示,物體A在Ff2作用下沒有位移,所以摩擦力對(duì)A不做功,故B正確;對(duì)物體B,Ff1與位移夾角為180°,做負(fù)功,故C正確,A、D錯(cuò)誤。 9.(2019·山西四校聯(lián)考)如圖所示,擺球質(zhì)量為m,懸繩長為l,把懸線拉到水平位置后放手。設(shè)在擺球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中空氣阻力F阻的大小不變

10、,重力加速度大小為g。則下列說法正確的是(　　) A.重力做功為mgl B.繩的拉力做功為mgl C.空氣阻力F阻做功為-mgl D.空氣阻力F阻做功為-F阻·12πl(wèi) 答案:AD 解析:小球下落l的過程中,重力做功為mgl,選項(xiàng)A正確;繩的拉力始終與速度方向垂直,拉力做功為0,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;空氣阻力F阻大小不變,方向始終與速度方向相反,故空氣阻力F阻做功為W=-F阻·12πl(wèi),選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。 10.如圖所示,小球套在光滑的豎直桿上,輕彈簧一端固定于O點(diǎn),另一端與小球相連?，F(xiàn)將小球從M點(diǎn)由靜止釋放,它在下降的過程中經(jīng)過了N點(diǎn)。已知在M、N兩點(diǎn)處,彈簧對(duì)小球的彈力大小相等,

11、且∠ONM<∠OMN<π2。在小球從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中(　　) A.彈力對(duì)小球先做正功后做負(fù)功 B.有兩個(gè)時(shí)刻小球的加速度等于重力加速度 C.彈簧長度最短時(shí),彈力對(duì)小球做功的功率為零 D.小球到達(dá)N點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能等于其在M、N兩點(diǎn)的重力勢能差 答案:BCD 解析:如圖所示,小球沿桿下滑要經(jīng)過彈簧處于壓縮狀態(tài)的M點(diǎn)、壓縮量最大點(diǎn)P點(diǎn)、原長處Q點(diǎn)和伸長狀態(tài)N點(diǎn),根據(jù)題意可知M點(diǎn)和N點(diǎn)彈簧形變量相同,從M點(diǎn)到P點(diǎn),彈力方向向左上,做負(fù)功,從P點(diǎn)到Q點(diǎn),彈力方向向左下,做正功,從Q點(diǎn)到N點(diǎn),彈力方向向右上,做負(fù)功,所以,整個(gè)過程彈力對(duì)小球先做負(fù)功,再做正功,后做負(fù)功,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;在P點(diǎn)

12、,彈力方向與桿垂直,在Q點(diǎn),彈力為零,這兩個(gè)點(diǎn)加速度等于重力加速度,B選項(xiàng)正確;在P點(diǎn)彈簧長度最短,彈力方向與桿垂直,即彈力方向與小球速度方向垂直,故彈力的功率為零,C選項(xiàng)正確;從M點(diǎn)到N點(diǎn),小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,M、N兩點(diǎn)的彈性勢能相等,故重力勢能差等于動(dòng)能的變化,即小球到達(dá)N點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能,D選項(xiàng)正確。 11.如圖甲所示,物體受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直線運(yùn)動(dòng)。通過力傳感器和速度傳感器監(jiān)測到推力F、物體速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示。g取10 m/s2。則(　　) A.物體的質(zhì)量m=1.0 kg B.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.20 C.第2 s內(nèi)

13、物體克服摩擦力做的功W=2.0 J D.前2 s內(nèi)推力F做功的平均功率P=1.5 W 答案:CD 解析:第2s內(nèi),根據(jù)速度—時(shí)間圖像可知,物體的加速度為2m/s2,第3s內(nèi),物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),F=Ff=2N,所以根據(jù)牛頓第二定律得3N-μmg=m·2m/s2,2N=μmg,解得m=0.5kg,μ=0.40,A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤;第2s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的位移為1m,摩擦力為2N,克服摩擦力做的功W=2.0J,C選項(xiàng)正確;前2s內(nèi)推力F做功為3J,平均功率P=1.5W,D選項(xiàng)正確。 三、非選擇題 12.(2019·浙江卷)小明以初速度v0=10 m/s豎直向上拋出一個(gè)質(zhì)量m=0.1 kg的小皮球,

14、最后在拋出點(diǎn)接住。假設(shè)小皮球在空氣中所受阻力大小為重力的110。求: (1)小皮球上升的最大高度; (2)小皮球從拋出到接住的過程中重力和空氣阻力所做的功; (3)小皮球上升和下降的時(shí)間。 答案:(1)5011 m　(2)0　-1011 J　(3)101133 s 解析:(1)在上升過程中mg+Ff=ma1 a1=11m/s2 上升的高度h=v022a1=5011m (2)重力做功WG=0 空氣阻力做功Wf=-Ff·2h=-1011J。 (3)上升的時(shí)間t1=v0a1=1011s 在下降過程中mg-Ff=ma2或a2=9m/s2 h=12a2t22 t2=101133

15、s。 13.如圖甲所示,某同學(xué)用輕繩通過定滑輪提升一重物,運(yùn)用傳感器(未在圖中畫出)測得此過程中不同時(shí)刻被提升重物的速度v與對(duì)輕繩的拉力F,并描繪出v-1F圖像。假設(shè)某次實(shí)驗(yàn)從靜止開始提升重物,所得的圖像如圖乙所示,其中線段AB與縱軸平行,它反映了被提升重物在第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)v和1F的關(guān)系;線段BC的延長線過原點(diǎn),它反映了被提升重物在第二個(gè)時(shí)間段內(nèi)v和1F的關(guān)系;第三個(gè)時(shí)間段內(nèi)拉力F和速度v均為C點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的值且大小保持不變,因此圖像上沒有反映。實(shí)驗(yàn)中還測得重物由靜止開始經(jīng)過t=1.4 s,速度增加到vC=3.0 m/s,此后物體做勻速運(yùn)動(dòng)。重力加速度g取10 m/s2,繩重及一切摩擦力和阻力均忽略不計(jì)。 (1)求第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)重物的加速度大小。 (2)求第二個(gè)時(shí)間段內(nèi)牽引力的功率。 答案:(1)5.0 m/s2　(2)12 W 解析:(1)由v-1F圖像可知,第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)重物所受拉力保持不變,且F1=6.0N,① 根據(jù)牛頓第二定律有F1-G=ma,② 重物速度達(dá)到vC=3.0m/s時(shí),受的是平衡力,即G=F2=4.0N, 由此解得重物的質(zhì)量m=0.40kg, 聯(lián)立①②式解得a=5.0m/s2。 (2)在第二段時(shí)間內(nèi),圖像的斜率表示拉力的功率,所以拉力的功率保持不變,P=Fv=114.0-16.0W=12W。