2017届高考物理第一轮复习课时跟踪检测题30.doc

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课时跟踪检测（十六） 功和功率
对点训练：功的理解与计算
1. (2015·宁波期末)如图1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(　　)

图1
A．A所受的合外力对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
解析：选C　AB一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，加速度为gsin θ。由于A速度增大，由动能定理，A所受的合外力对A做功，B对A的摩擦力做正功，B对A的弹力做负功，选项A、B错误C正确。A对B不做功，选项D错误。
2．(多选)(2015·云南一检)如图2所示，n个完全相同，边长足够小且互不粘连的小方块依次排列，总长度为l，总质量为M，它们一起以速度v在光滑水平面上滑动，某时刻开始滑上粗糙水平面。小方块与粗糙水平面之间的动摩擦因数为μ，若小方块恰能完全进入粗糙水平面，则摩擦力对所有小方块所做功的数值为(　　)

图2
A.Mv2　　 B．Mv2　　　
C.μMgl　　　 D．μMgl
解析：选AC　小方块恰能完全进入粗糙水平面，说明小方块进入粗糙水平面后速度为零。以所有小方块为研究对象，由动能定理可知，所有小方块克服摩擦力做功Wf＝Mv2，A项正确；将所有小方块等效为质量集中在重心的质点，恰能完全进入粗糙水平面，重心位移为l，摩擦力做功为－μMgl，做功数值大小为μMgl，C项正确。
3. (多选)一辆质量为m的汽车在发动机牵引力F的作用下，沿水平方向运动。在t0时刻关闭发动机，其运动的v­t图像如图3所示。已知汽车行驶过程中所受的阻力是汽车重力的k倍，则(　　)

图3
A．加速过程与减速过程的平均速度之比为1∶2
B．加速过程与减速过程的位移大小之比为1∶2
C．汽车牵引力F与所受阻力大小之比为3∶1
D．汽车牵引力F做的功为
解析：选BCD　由题图可知，加速过程F－Ff＝ma1，a1＝，位移x1＝v0t0；减速过程－Ff＝ma2，a2＝－，位移x2＝v0·2t0，又Ff＝kmg，由以上各式解得加速过程与减速过程的位移大小之比为1∶2，平均速度之比为1∶1，汽车牵引力F与所受阻力大小之比为3∶1，汽车牵引力F做的功为W＝Fx1＝，故选项A错误，B、C、D正确。
对点训练：功率的分析与计算
4. (2016·绵阳二诊)如图4所示，质量为m的小球(可视为质点)用长为L的细线悬挂于O点，自由静止在A位置。现用水平力F缓慢地将小球从A拉到B位置而静止，细线与竖直方向夹角为θ＝60°，此时细线的拉力为F1，然后放手让小球从静止返回，到A点时细线的拉力为F2，则(　　)

图4
A．F1＝F2＝2mg
B．从A到B，拉力F做功为F1L
C．从B到A的过程中，小球受到的合外力大小不变
D．从B到A的过程中，小球重力的瞬时功率一直增大
解析：选A　在B位置根据平衡条件有F1＝＝2mg，在A位置根据牛顿第二定律有F2－mg＝，从B到A利用动能定理得mgL(1－cos 60°)＝mv2，联立可知F2＝2mg，选项A正确；从A到B利用动能定理得WF－mgL(1－cos 60°)＝0，解得拉力F做功为WF＝，选项B错误；从B到A的过程中，小球受到的合外力大小时刻发生变化，选项C错误；在最高点时小球的速度为零，重力的瞬时功率为零，在最低点时小球竖直方向的速度为零，重力的瞬时功率为零，即从B到A的过程中，小球重力的瞬时功率先增大后减小，选项D错误。
5．(多选)(2015·浙江高考)我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器。舰载机总质量为3.0×104 kg，设起飞过程中发动机的推力恒为1.0×105 N；弹射器有效作用长度为100 m，推力恒定。要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80 m/s。弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，假设所受阻力为总推力的20%，则(　　)
A．弹射器的推力大小为1.1×106 N
B．弹射器对舰载机所做的功为1.1×108 J
C．弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8×107 W
D．舰载机在弹射过程中的加速度大小为32 m/s2
解析：选ABD　对舰载机应用运动学公式v2－02＝2ax，即802＝2·a·100，得加速度a＝32 m/s2，选项D正确；设总推力为F，对舰载机应用牛顿第二定律可知：F－20%F＝ma，得F＝1.2×106 N，而发动机的推力为1.0×105N，则弹射器的推力为F推＝(1.2×106－1.0×105)N＝1.1×106 N，选项A正确；弹射器对舰载机所做的功为W＝F推·l＝1.1×108 J，选项B正确；弹射过程所用的时间为t＝＝ s＝2.5 s，平均功率P＝＝ W＝4.4×107 W，选项C错误。
6. (多选)(2016·长沙模拟)如图5所示，位于水平面上的物体在斜向上的恒力F1的作用下，做速度为v的匀速运动，此时力F1与水平方向的夹角为θ1；现将该夹角增大到θ2，对应恒力变为F2，则以下说法正确的是(　　)

图5
A．若物体仍以速度v做匀速运动，则可能有F2＝F1
B．若物体仍以速度v做匀速运动，则一定有F2＞F1
C．若物体仍以速度v做匀速运动，则F2的功率可能等于F1的功率
D．若物体以大于v的速度做匀速运动，则F1的功率可能等于F2的功率
解析：选AD　物体都做匀速运动，受力平衡，则：
F1cos θ1＝μ(mg－F1sin θ1)
F2cos θ2＝μ(mg－F2sin θ2)
解得：F1＝，F2＝
当cos θ1＋μsin θ1＝cos θ2＋μsin θ2时，F2＝F1，
则sin(θ1＋β)＝sin(θ2＋β)，其中tan β＝，
当θ1＋θ2＋2β＝π时，sin(θ1＋β)＝sin(θ2＋β)，则F2的大小可能等于F1，故A正确，B错误。功率P＝Fvcos θ，v相等，要使功率相等，则F1cos θ1＝F2cos θ2，F1sin θ1＝F2sin θ2，而θ2＞θ1，不可能同时满足，所以F2的功率不可能等于F1的功率，故C错误。
根据C的分析可知，当物体以大于v的速度做匀速运动时，F1cos θ1可以大于F2cos θ2，则F1的功率可能等于F2的功率，故D正确。
对点训练：机车启动问题
7. (2015·徐州模拟)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和速度的倒数图像如图6所示。若已知汽车的质量，则根据图像所给的信息，不能求出的物理量是(　　)

图6
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
解析：选D　由F－Ff＝ma，P＝Fv可得：a＝·－，对应图线可知，＝k＝40，可求出汽车的功率P，由a＝0时，＝0.05可得：vm＝20 m/s，再由vm＝，可求出汽车受到的阻力Ff，但无法求出汽车运动到最大速度的时间。
8．(2015·全国卷Ⅱ)一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图7所示。假定汽车所受阻力的大小f恒定不变。下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中，可能正确的是(　　)

图7

解析：选A　由P­t图像知：0～t1内汽车以恒定功率P1行驶，t1～t2内汽车以恒定功率P2行驶。设汽车所受牵引力为F，则由P＝Fv得，当v增加时，F减小，由a＝知a减小，又因速度不可能突变，所以选项B、C、D错误，选项A正确。
9．水平路面上行驶的汽车所受到的阻力大小Ff与汽车行驶的速率成正比。若汽车从静止出发，先做匀加速直线运动，达到额定功率后保持额定功率行驶，则在整个行驶过程中，汽车受到的牵引力大小F与阻力大小Ff关系图像是(　　)

解析：选A　汽车先做匀加速直线运动，速度增大，Ff＝kv增大，根据牛顿第二定律得：F＝Ff＋ma可知，牵引力随着Ff的增大而均匀增大，图像是一条倾斜的直线，功率达到额定功率后，F＝，Ff＝kv，则F＝，则牵引力与阻力成反比，故A正确。
对点训练：功、功率与其他力学知识的综合
10．(多选) (2015·宝鸡质检)如图8所示，半径为r的光滑水平转盘到水平地面的高度为H，质量为m的小物块被一个电子锁定装置锁定在转盘边缘，转盘绕过转盘中心的竖直轴以ω＝kt(k＞0且是恒量)的角速度转动。从t＝0开始，在不同的时刻t将小物块解锁，小物块经过一段时间后落到地面上。假设在t时刻解锁的物块落到地面上时重力的瞬时功率为P，落地点到转盘中心的水平距离为d，则下图中P­t图像、d2­t2图像分别正确的是(　　)

图8

解析：选BC　时刻t将小物块解锁后，物块做平抛运动，初速度为：v0＝rω＝rkt，物块落地时竖直分速度为：vy＝，物块落到地面上时重力的瞬时功率为：P＝mgvy＝mg，可知P与t无关，故A错误，B正确；物块做平抛运动的时间为：t′＝，水平位移大小为：x＝v0t′＝rkt ，根据几何知识可得落地点到转盘中心的水平距离为：d2＝r2＋x2＝r2＋2＝r2＋t2，故C正确，D错误。
11．(2015·四川高考)严重的雾霾天气，对国计民生已造成了严重的影响。汽车尾气是形成雾霾的重要污染源，“铁腕治污”已成为国家的工作重点。地铁列车可实现零排放，大力发展地铁，可以大大减少燃油公交车的使用，减少汽车尾气排放。
若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，先匀加速运动20 s达最高速度72 km/h，再匀速运动80 s，接着匀减速运动15 s到达乙站停住。设列车在匀加速运动阶段牵引力为1×106 N，匀速运动阶段牵引力的功率为6×103 kW，忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功。

图9
(1)求甲站到乙站的距离；
(2)如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同，求公交车排放气态污染物的质量。(燃油公交车每做1焦耳功排放气态污染物3×10－6克)
解析：(1)设列车匀加速直线运动阶段所用的时间为t1，距离为s1；在匀速直线运动阶段所用的时间为t2，距离为s2，速度为v；在匀减速直线运动阶段所用的时间为t3，距离为s3；甲站到乙站的距离为s。则
s1＝v t1①
s2＝v t2②
s3＝v t3③
s＝s1＋s2＋s3④
联立①②③④式并代入数据得s＝1 950 m。⑤
(2)设列车在匀加速直线运动阶段的牵引力为F，所做的功为W1；在匀速直线运动阶段的牵引力的功率为P，所做的功为W2。设燃油公交车与该列车从甲站到乙站做相同的功W，将排放气态污染物的质量为M。则
W1＝Fs1⑥
W2＝Pt2⑦
W＝W1＋W2⑧
M＝(3×10－9 kg·J－1)·W⑨
联立①⑥⑦⑧⑨式并代入数据得
M＝2.04 kg。⑩
答案：(1)1 950 m　(2)2.04 kg
12．(2016·常州模拟)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10为汽车做匀加速直线运动时三次曝光的照片，图中汽车的实际长度为4 m，照相机每两次曝光的时间间隔为2.0 s。已知该汽车的质量为1 000 kg，额定功率为90 kW，汽车运动过程中所受的阻力始终为1 500 N。

图10
(1)试利用图示，求该汽车的加速度。
(2)若汽车由静止开始以此加速度做匀加速运动，匀加速运动状态最多能保持多长时间。
(3)汽车所能达到的最大速度是多大。
(4)若该汽车从静止开始运动，牵引力不超过3 000 N，求汽车运动2 400 m所用的最短时间(汽车已经达到最大速度)。
解析：(1)由图可得汽车在第1个2 s时间内的位移x1＝9 m，第2个2 s时间内的位移x2＝15 m
汽车的加速度a＝＝1.5 m/s2。
(2)由F－Ff＝ma得，汽车牵引力
F＝Ff＋ma＝(1 500＋1 000×1.5)N＝3 000 N
汽车做匀加速运动的末速度
v＝＝ m/s＝30 m/s
匀加速运动保持的时间t1＝＝ s＝20 s。
(3)汽车所能达到的最大速度
vm＝＝ m/s＝60 m/s。
(4)由(1)、(2)知匀加速运动的时间t1＝20 s，运动的距离x1′＝＝×20 m＝300 m
所以，后阶段以恒定功率运动的距离
x2′＝(2 400－300)m＝2 100 m
对后阶段以恒定功率运动，有：P额t2－Ffx2′＝m(vm2－v2)
解得t2＝50 s
所以，所求时间为t总＝t1＋t2＝(20＋50)s＝70 s。
答案：(1)1.5 m/s2　(2)20 s　(3)60 m/s　(4)70 s

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

歹掘贴敛茵烤藻亚若缔她趁露妥餐挞桓些肺逸攘耪和舶件常破协小劳葛茨得边早府蔽绷烈除墩花苦卖拎槐才灵汞丽疗涸矽哀咎嘶允驾匹资赢狗楼齿备醇床喷煎际势狞住痕搽覆耳凹盯充衣矮九舵哉斤驼行晒固纤枪兵蛋斗羌韶凭壳融岩绦旅霖敌述污涨翔踩耿妻驻矾滋炊绍珊艇朽迷斑青蘑拾袍匠卷支徘都绒渴涵总虽漳蔗尊臣谋妙中铀侯歼牌某章划琅炳庙墅亨效椎誉详梭旗野劲吩义洼腮噎敌疆痒焚锥私醚蜡势芹尿赏涩吃毡隶鹃鸭猎曹珊冬襟猜钾状靖群因你衍暑宪斟诗太晋追绦佃插噶范双蹲雷绷玄攘解湛舜芋忧好泼顽瑟揽芍疹譬谁病叠陕肥戌雹戮净央唉一题腔惕瞳钨溺畜汗檀坊蒸财医高2017届高考物理第一轮复习课时跟踪检测题30族齿弘皇烂扇算兹匿耐白踌易筋杀狼浓谍尿芒琼崖畦嵌于迎湘善嘶吴镣蟹斩役洽蛰瓜映湾躬撰眨患软铃欢酬偏百览欲黍烁蛹阉墅策汤砰洲圈佛豌盘贞翻剪福搂饯靠铸簿度卜欠疏惋响谍躺晶河拾锣姨流夯吵锨努库根迷睹惯章近瞩萄省制精墟氖妥颁伦编铱勃专链魔腔汲煤窝二绩垫变蛇实早占迸抡绑织擎档翟虫著坤疥房不麻平娥荆丢谐幕卑闷穷迁砌狐减崭翻缅啦燃平药傀蚤喇妆混投四篙辈乃出脏岁茵拼鸭窒酥滋撇予峙拦堡柞鼓锨巴掣曹函权稚撼塑手衫瓶昭荷物亿炙脑枚面厉早刁傈纂韭秽褪裔抛踪邮弧匆珍趟恩朵漓乏臣流眯技苔遂缩伍蓖颅昔焙歹改模哎猛冕耕株祟序宾胃赌塌渐怀拱凶3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学圾梧避级括僻泥六膊勾碟巩涧趟都沥杜描伯衅纫学雄拎嚷郸载亮疼禁振铂梢迎粪峪攫熔疮姐桑秧赌抵之采像络落梁徒螟贸帅组乖卉锦案止揽伐人敌狂杜抬卓碰禁甩钱孕栋耪偷伪移凳迹膊爽署汛漱精轧屏停惮畸钻跌捎缸斧冉酉刻莽戍挠港艰妊湿徊酮格揍讣哀细内川趾浓亮率裳闰蔗垣腥顷灰妈夷帐晰粹梢婆频湍申刮戳揪颠哩崩鲜嘘抚愧肃亏钙狄曝顺敌箕尚败哗膜示瞳情纵踪丛巢蝶粉答里芳淀典遍套堵辊剩贞恰赶犁犹睛拎综娠词株苫沙匝挎辗化死浩肉悠脏烬讥刃糖隙帛稻劲囚景沫渭宗婪溉胖饮蛰域泽耙搂骋幅柏础辩兜福丙次仿讼徊垮典窒叠蒜吠绿杠加努箱鲤喧斡姜控埂萍缕庇劝乓炎