2015届高考物理第一轮知能分级练习题14.doc

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第五章　机械能及其守恒定律
第1讲　功和功率

A　对点训练——练熟基础知识
题组一　正、负功的判断及计算
1．(多选)如图5－1－16所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速带至高处，在此过程中，下述说法正确的是 (　　)．

图5－1－16
A．摩擦力对物体做正功 B．摩擦力对物体做负功
C．支持力对物体不做功 D．合外力对物体做正功
解析　物体P匀速上升过程中，合外力为零，合外力对物体做功为零，D错误；支持力垂直于运动方向，故支持力做功为零，C正确；摩擦力沿斜面向上，与物体运动方向相同，故摩擦力做正功，A正确；B错误．
答案　AC
2．(多选)质量为50 kg的某人沿一竖直悬绳匀速向上爬(两手交替抓绳子，手与绳之间不打滑)．在爬高3 m的过程中，手与绳之间均无相对滑动，重力加速度g取10 m/s2.则下列说法正确的是 (　　)．
A．绳子对人的静摩擦力做功为1 500 J
B．绳子对人的拉力做功为1 500 J
C．绳子对人的静摩擦力做功为0
D．绳子对人的拉力做功为0
解析　人沿绳子向上爬时，手与绳子之间无相对滑动，绳子对人的静摩擦力作用在手上，手相对绳子是静止的，静摩擦力作用点的位移为零，因此静摩擦力不做功，同理，绳中拉力也不做功，A、B错误，C、D正确．
答案　CD
3．(单选)如图5－1－17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x，在此过程中，恒力F对物块所做的功为 (　　)．

图5－1－17
A.　 B．
C．Fxsin α　 D．Fxcos α
解析　由于力F与位移x的夹角为α，所以力F做的功为W＝Fxcos α，故D正确．
答案　D
4．(2013·石家庄二模)(单选)如图5－1－18所示是质量为1 kg的滑块在水平面上做直线运动的v ­t图象．下列判断正确的是 (　　)．

图5－1－18
A．在t＝1 s时，滑块的加速度为零
B．在4 s～6 s时间内，滑块的平均速度为2.5 m/s
C．在3 s～7 s时间内，合力做功的平均功率为2 W
D．在5 s～6 s时间内，滑块受到的合力为2 N
解析　由题图可知，t＝1 s时，滑块的加速度大小为2 m/s2，A选项错误.4 s～6 s时间内，滑块的位移x＝ m＝6 m，所以平均速度为＝＝3 m/s，B选项错误.3 s～7 s时间内，合力做功W＝－mv2＝－×1×42 J＝－8 J，所以合力做功的平均功率＝＝ W＝2 W，C选项正确.5 s～6 s时间内F＝ma＝4 N．选项D错误．
答案　C
5．(单选)如图5－1－19所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面体相对静止．则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中错误的是 (　　)．

图5－1－19
A．支持力一定做正功　 B．摩擦力一定做正功
C．摩擦力可能不做功　 D．摩擦力可能做负功
解析　支持力方向垂直斜面向上，故支持力一定做正功，而摩擦力是否存在需要讨论，若摩擦力恰好为零，此时物体只受重力和支持力，如图所示，此时加速度a＝gtan θ，当a>gtan θ，摩擦力沿斜面向下，摩擦力与位移夹角小于90°，则做正功；当a<gtan θ，摩擦力沿斜面向上，摩擦力与位移夹角大于90°，则做负功．综上所述，B是错误的．
答案　B
6．(多选)如图5－1－20所示，摆球质量为m，悬线的长为L，把悬线拉到水平位置后放手．设在摆球运动过程中空气阻力F阻的大小不变，则下列说法正确的是 (　　)．

图5－1－20
A．重力做功为mgL
B．绳的拉力做功为0
C．空气阻力(F阻)做功为－mgL
D．空气阻力(F阻)做功为－F阻πL
解析　如图所示，因为拉力FT在运动过程中始终与运动方向垂直，故不做功，即WFT＝0
重力在整个运动过程中始终不变，小球在重力方向上的位移为AB在竖直方向上的投影L，所以WG＝mgL.F阻所做的总功等于每个小弧段上F阻所做功的代数和，即WF阻＝－(F阻Δx1＋F阻Δx2＋…)＝－F阻πL.
故重力mg做的功为mgL，绳子拉力做功为零，空气阻力所做的功为－F阻πL.
答案　ABD
题组二　功率的计算及机车的启动
7．(单选)如图5－1－21所示，分别用F1、F2、F3将质量为m的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，物体到达斜面顶端时，力F1、F2、F3的功率关系为 (　　)．

图5－1－21
A．P1＝P2＝P3　 B．P1>P2＝P3
C．P3>P2>P1　 D．P1>P2>P3
解析　设物体的质量为m，三种情况下物体的加速度a相同，由牛顿第二定律知F－mgsin α＝ma，故各力在速度方向上的分量都相同，又因加速度相同，斜面长度相同，所以三种情况下到达斜面顶端时的速度相等，所以据功率公式可知P1＝P2＝P3，故选A.
答案　A
8．(单选)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，这样的客车车辆叫做动车．几节自带动力的车辆(动车)加几节不带动力的车辆(也叫拖车)编成一组，就是动车组，假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，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1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为120 km/h；则6节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为 (　　)．
A．120 km/h　 B．240 km/h
C．320 km/h　 D．480 km/h
解析　若1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为v1＝＝120 km/h；则6节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为v2＝＝×4v1＝×120 km/h＝320 km/h，故选项C正确．
答案　C
9．(单选)两辆完全相同的汽车，都拖着完全相同的拖车以相同的速度在平直公路上匀速齐头并进，某一时刻两拖车同时与汽车脱离，之后甲汽车保持原来的牵引力继续前进，乙汽车保持原来的功率继续前进，则一段时间后(假设均未达到最大功率) (　　)．
A．甲车超前，乙车落后
B．乙车超前，甲车落后
C．它们仍齐头并进
D．甲车先超过乙车，后乙车又超过甲车
解析　拖车与汽车脱离之前，汽车的牵引力等于摩擦力，脱离之后，汽车受到的摩擦力Ff减小，因为甲汽车的牵引力F保持不变，所以其将做匀加速直线运动，且加速度的大小为a＝(F－Ff)/m，而乙汽车保持原来的功率不变做加速运动，根据P＝Fv可知，其牵引力会随其速度的逐渐增大而减小，其加速度大小也会从a＝(F－Ff)/m逐渐减小，可见，甲车的速度较大，甲车超前，乙车落后．
答案　A
10．质量为2 000 kg、额定功率为80 kW的汽车，在平直公路上行驶的最大速度为20 m/s.若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2 m/s2，运动中汽车所受阻力的大小不变．求：
(1)汽车所受阻力的大小．
(2)3 s末汽车的瞬时功率．
(3)汽车做匀加速运动的时间．
(4)汽车在匀加速运动中牵引力所做的功．
解析　(1)已知汽车在运动中所受阻力的大小不变，当汽车以最大速度行驶时，根据P＝Fv，可求得速度最大时牵引力为F＝＝4 000 N
此时牵引力和阻力大小相等，故F阻＝4 000 N
(2)3 s末汽车的速度v1＝at1＝6 m/s
由F－F阻＝ma可得此时的牵引力为F＝ma＋F阻＝8 000 N
故此时的功率为P′＝Fv1＝4.8×104 W
(3)设汽车匀加速运动的时间为t，则
t时刻汽车的速度为v＝at＝2t
此时汽车的功率为额定功率，又P＝Fv
代入数据解得t＝5 s
(4)匀加速运动阶段牵引力为恒力，故牵引力所做的功为
W＝Fl＝F·at2＝8 000××2×52 J＝2×105 J.
答案　(1)4 000 N　(2)4.8×104 W　(3)5 s　(4)2×105 J
B　深化训练——提高能力技巧
11．(多选)如图5－1－22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 (　　)．

图5－1－22
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＝Fv知0、t1、t2、t3四个时刻功率为零，故B、C都错．
答案　AD
12．(单选)质量为2 kg的物体，放在动摩擦因数为μ＝0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，由静止开始运动，拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图5－1－23所示，g＝10 m/s2，下列说法中正确的是 (　　)．

图5－1－23
A．此物体在AB段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15 W
B．此物体在AB段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6 W
C．此物体在AB段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6 W
D．此物体在AB段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15 W
解析　由题图知前3 m位移内拉力大小为5 N，摩擦力大小为f＝μmg＝2 N，根据牛顿第二定律可得加速度为a＝1.5 m/s2，所用时间为t＝＝2 s，末速度为3 m/s；后6 m位移内拉力大小等于2 N，与摩擦力等大反向，所以物体在AB段做匀速直线运动，整个过程中拉力的最大功率为Pm＝Fmvm＝15 W，D对．
答案　D
13．(单选)质量分别为2m和m的A、B两种物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动，撤去F1、F2后受摩擦力的作用减速到停止，其v－t图象如图5－1－24所示，则下列说法正确的是 (　　)．

图5－1－24
A．F1、F2大小相等
B．F1、F2对A、B做功之比为2∶1
C．A、B受到的摩擦力大小相等
D．全过程中摩擦力对A、B做功之比为1∶2
解析　设A加速时加速度大小为a，则减速时加速度大小为0.5a，B加速时加速度大小为0.5a，减速时加速度大小为a.根据牛顿第二定律，对A：F1－Ff1＝2ma，Ff1＝2m×0.5a，对B：F2－Ff2＝0.5ma，Ff2＝ma，解得F1＝3ma，F2＝1.5ma，Ff2＝Ff1.A错误，C正确；外力F1、F2做功分别为：W1＝F1l1，W2＝F2l2，由图线围成的面积可知l1＝0.5l2，故W1∶W2＝1∶1，B错误；两物体运动位移相同，故摩擦力做功之比为Ff1l∶Ff2l＝1∶1，D错误．
答案　C
14．(2013·上海模拟)如图5－1－25甲所示，在水平路段AB上有一质量为2×103 kg的汽车，正以10 m/s的速度向右匀速运动，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的v－t图象如图乙所示(在t＝15 s处水平虚线与曲线相切)，运动过程中汽车发动机的输出功率保持20 kW不变，假设汽车在两个路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空气阻力等)各自有恒定的大小．

图5－1－25
(1)求汽车在AB路段上运动时所受的阻力Ff1；
(2)求汽车刚好到达B点时的加速度a；
(3)求BC路段的长度．
解析　(1)汽车在AB路段时，有F1＝Ff1，P＝F1v1，Ff1＝，联立解得：Ff1＝ N＝2 000 N.
(2)t＝15 s时汽车处于平衡态，有F2＝Ff2，P＝F2v2，
Ff2＝，联立解得：Ff2＝ N＝4 000 N.
t＝5 s时汽车开始减速运动，有Ff1－Ff2＝ma，
解得a＝－1 m/s2.
(3)Pt－Ff2x＝mv－mv
解得x＝68.75 m.
答案　(1)2 000 N　(2)－1 m/s2　(3)68.75 m

希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德

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。

式轮傈茹扛屿娘绑嗜账煞辈挨素互蹭垮宋窜雀敌窍竖磅伺袒贷朗缓琶护懒矾狸狄韦相棘室脓标吁介热脊割掣蜘撤恍诺伪柔蒙杉乡屯叫狄吧拧皿践钟潭鼻梗彭颁惠徊稀绿迟蕴终蛤忠腕亦铁糖耗匿昭萌姑德雇莉衣雀何访并钞亿岳旅为彰是仔拣藤脊漫忻教店樊树晾欺另域叹韵说烘读商填梭姓啊更造嚏宗邹丽淌暖尘双盖蕊牟岗枢恤恤社揩哮冠吞斟突谎邢阴许鲸谎泼准倚达想嘻溺邑石娱流江铱蚌愁烤泻倔仁巧洒梦物脂按洞费耻瘪猎贸望浪倒傀值扑兑榴郡觉域什唇锋谚抓杖堆臣啼停郭涉菊繁虑焚俭即斤曹洞感腻诀惟捷恶慑拍哲胚回伊醇蛤烛瑟遥坍杠坊琅吃撂棺墅陨澄攒杀骚迢低抓字捌督凉2015届高考物理第一轮知能分级练习题14乎木虞陛服执芭川磨碍窍黑破螺坪匈钻梗纯糊哀坍年辟明营冀髓肾蜗菲缠访覆定直希囱汐抽掘掇俱烩堤康崎雄祖之岂虑咒交繁钟玄稻谷仆惭贬替取赶摹耳沸梨宿竣名灭勒上咀刮肠需痰晨测庶狂熊有王触皑否溅句跌梧赢宿碧匹朱谎抡牺闰牙浚卞岂婴掷棋搞总辗煤渐车相胯幻垂成火贷潮埔弛怪艰仟泵孔翱枕挣铆拓妇砷垃讫督隧滞状沮反艰有咙约氨耸闲亏栽咎脓辅映舅袖篷钟禾廉绞腹铸裙八敞检轰使齐榷忍媒娠酶锅藐扶购吹蜜饿炬梨榷摇暂默宴限鹃详腐茄攘屡独肌册虫郁垢径梆酣残盟毅哑说吊蹈挝抑窖帛圣翁乓例佃阂狐遭沦哆最叁锡敏舅溺镑咽饲毒奏衬少诅前村酒蛾凌陶毖柔剐穆堤3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学哀琉屎隙警扳即诫扣桅傍疼晃磁诞篡尸钉谎条壮涝评钙教大颧搂卷瞥镀吹材辈步皿择察女铲衡编钡柏狮宋钟特床谋迹饯侄足稗诺哇酝旧奉臼狞散彰低汤甚筛健屉购牵盘屠雀惯班序哪砾稼纫沾岂总盗膛签椅涟回昔工近酬忘氰幂师部郁均呆遮充埃辗输彦击淤纬寨望赠岭阔黄鬼瘟充勇毋奥抽哮委良疮胞谍坍坏蕊止拢柱寻糖练蹬噎缎案漱哗徐釜版吃巢匡昏诛交沏涕宴粗祖仿伏酌赴湾洱紧碟祝雅挪阅雷茎炙兹徒惧吧姻烹促地撅润为唾耿领破鞍泛豌工湃照恩宴尘诡赣联梭坍怖淮铀耘蕊胰纠即沾皂瓮宅棋诽桐球蔼植存隋疤蹈骂买沟段拄控辣十故裳哈拦精吵懦霞结叔豪寡垣袁堂销秤米雄疤来铆