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统考版高考物理一轮复习课时分层作业(十四)功和功率含答案
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这是一份统考版高考物理一轮复习课时分层作业(十四)功和功率含答案,共9页。试卷主要包含了解析等内容,欢迎下载使用。
1.如图所示,在水平雪面上雪橇受与水平方向成α角的拉力F作用,沿直线匀速前进了s的距离.下列说法正确的是( )
A.拉力做功为Fs
B.地面对雪橇的支持力做正功
C.重力对雪橇做负功
D.外力对雪橇做的总功是零
2.
[人教版必修第二册改编]如图所示,质量为m的小车在与竖直方向成α角的恒定拉力F作用下,沿水平地面向左运动一段距离l.在此过程中,小车受到的阻力大小恒为F阻,重力加速度为g,则( )
A.拉力对小车做功为Fl cs α
B.支持力对小车做功为Fl sin α
C.阻力对小车做功为-F阻l
D.重力对小车做功为mgl
3.
无论是远海岛礁建设,还是超大型疏浚及填海造陆工程,都离不开钢铁巨轮——重型绞吸船.我国自主研制的自航绞吸挖泥船“天鲲号”性能达到世界先进水平,其远程输送能力达15 000米,居世界第一.若某段工作时间内,“天鲲号”的泥泵输出功率恒为1.6×104 kW,排泥量为1.6 m3/s,排泥管的横截面积为0.8 m2,则泥泵对排泥管内泥浆的推力为( )
A.5×106 N B.8×106 N
C.5×107 N D.8×107 N
4.
[2022·山东菏泽一模]在抢险救灾工作中常见到直升机的身影.如图为直升机抢救伤员的情景,直升机悬停在空中,用绳索将伤员由静止向上吊起,绳索对伤员做功的功率恒定,则在伤员加速上升的过程中(不计空气阻力)( )
A.绳索对伤员的拉力越来越大
B.伤员克服重力做功的功率恒定
C.伤员运动的速度变化越来越慢
D.合力对伤员做功的功率越来越大
5.
一物体在水平拉力F的作用下沿水平面运动.已知拉力F随物体运动位移x的变化情况如图所示.则在0~8 m的运动过程中,拉力F做的功为( )
A.6 J B.18 J
C.20 J D.22 J
6.[2021·浙江6月,8]大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用.实验表明,当人体单位面积接收的微波功率达到250 W/m2时会引起神经混乱,达到1 000 W/m2时会引起心肺功能衰竭.现有一微波武器,其发射功率P=3×107 W.若发射的微波可视为球面波,则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最远距离约为( )
A.100 m 25 m B.100 m 50 m
C.200 m 100 m D.200 m 50 m
7.
[2021·浙江6月,11]中国制造的某一型号泵车如图所示,表中列出了其部分技术参数.已知混凝土密度为2.4×103 kg/m3,假设泵车的泵送系统以150 m3/h的输送量给30 m高处输送混凝土,则每小时泵送系统对混凝土做的功至少为( )
×107 J B.5.04×107 J
C.1.08×108 J D.2.72×108 J
8.
如图,某小学举行拍皮球比赛,一参赛者将皮球从0.8 m高度处以一定的初速度竖直向下抛出,皮球碰地反弹后恰好可以返回原来高度,此时参赛者立即用手竖直向下拍皮球,使皮球获得一个速度,之后皮球又恰能回到原来高度,如此反复.已知皮球每次碰地反弹的速率均为碰地前瞬间速率的0.8倍,皮球的质量为0.5 kg,重力加速度取10 m/s2,不计空气阻力和球与手、地面的接触时间.求:
(1)皮球来回运动一次的时间;
(2)参赛者拍皮球过程中做功的平均功率.
综合题组
9.一辆小车原先在平直公路上做匀速直线运动,从某时刻起,小车所受到的牵引力F牵和阻力Ff随时间t的变化规律如图所示,则下列选项符合作用在小车上的牵引力的功率随时间变化规律的是( )
10.据统计我国每年有超过2亿辆机动车,排放超过4千万吨污染物,这些日益增多的污染物不断地危害着地球,未来以发展新能源汽车为主.以氢为燃料的某品牌新能源城市公交汽车铭牌如表所示,该汽车空载时在水平公路上行驶的最大速度vm=20 m/s.已知汽车在水平公路上行驶时,受到的阻力大小不变,重力加速度g取10 m/s2.求:
(1)该汽车空载时,在水平公路上以最大速度行驶时受到的阻力大小;
(2)该汽车空载时在水平公路上以0.5 m/s2的加速度运动,从静止开始匀加速启动的最长时间?
11.如图所示,一质量m=2×103 kg、额定功率P=72 kW的汽车,当它行驶在倾角为α(sin α=0.08)的长直公路上时,所受摩擦阻力大小为车重的 eq \f(1,10) ,不计空气阻力,重力加速度大小g取10 m/s2.
(1)求汽车在长直公路上行驶的最大速度vm;
(2)若汽车从静止开始以大小a=0.6 m/s2的加速度匀加速启动,求该匀加速过程的时间t.
课时分层作业(十四) 功和功率
1.解析:根据功的定义式可知,拉力做的功为W1=Fs cs α,A错误;雪橇受到的重力和支持力与雪橇的位移垂直,做功为零,B、C错误;因为雪橇做匀速直线运动,所以合力为零,则外力对雪橇做的总功为零,D正确.
答案:D
2.解析:根据力做功的公式W=Fl cs θ,其中θ为力与位移的夹角,所以拉力做功为W=Fl sin α,选项A错误;支持力、重力不做功,选项B、D错误;阻力做功W阻=-F阻l,选项C正确.
答案:C
3.解析:由于功率大小P=Fv,而每秒钟排泥管排出泥浆的体积(排泥量)Q=Sv,联立并代入数据,解得F=8×106 N,故B正确,A、C、D错误.
答案:B
4.解析:绳索对伤员的拉力做功的功率不变,而伤员加速上升,速度增大,由P=Fv可知,绳索对伤员的拉力F越来越小,A项错误;由P1=mgv可知,伤员克服重力做功的功率不断增大,B项错误;由F-mg=ma可知,伤员运动的加速度越来越小,速度变化得越来越慢,C项正确;合力对伤员做功的功率(F-mg)v=P-mgv,由于P不变,速度越来越大,则合力对伤员做功的功率越来越小,D项错误.
答案:C
5.解析:0~2 m力F做功W1=F1x1=2 N×2 m=4 J;2~4 m力F做功W2=F2x2=-1 N×2 m=-2 J;4~8 m力F做功W3=F3x3=4 N×4 m=16 J;这个运动过程中F做的总功为W=W1+W2+W3=4 J+(-2 J)+16 J=18 J,选项B正确,A、C、D错误.
答案:B
6.解析:设微波有效攻击范围为r时单位面积接收微波功率为P′= eq \f(P,S) = eq \f(P,4πr2)
解得r= eq \r(\f(P,4πP′))
则引起神经混乱时有r1= eq \r(\f(P,4πP1)) = eq \r(\f(3×107,4×3.14×250)) ≈100 m
引起心肺功能衰竭时有r2= eq \r(\f(P,4πP2)) = eq \r(\f(3×107,4×3.14×1 000)) ≈50 m,B正确,A、C、D错误.
答案:B
7.解析:泵车的泵送系统以150 m3/h的输送量给30 m高处输送混凝土,每小时泵送系统对混凝土做的功W=ρVgh=2.4×103×150×10×30 J=1.08×108 J,C正确.
答案:C
8.解析:(1)设皮球被手拍出时的速率为v0,碰地前瞬间的速率为v,则皮球刚反弹回来时的速率为0. 8v,皮球向上运动的时间为t1,向下运动的时间为t2,根据运动学规律可得
02-(0.8v)2=-2gh
0=0.8v-gt1
v2-v eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(0)) =2gh
v=v0+gt2
皮球来回运动一次的时间为t=t1+t2
联立解得t=0.6 s.
(2)每次拍皮球时,参赛者对皮球做的功W= eq \f(1,2) mv eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(0))
参赛者拍皮球过程中做功的平均功率 eq \x\t(P) = eq \f(W,t)
联立解得 eq \x\t(P) = eq \f(15,4) W
答案:(1)0.6 s (2) eq \f(15,4) W
9.解析:若小车开始以初速度v0做匀速运动,某时刻起根据牛顿第二定律并结合题图知,加速度恒为a= eq \f(F牵-Ff,m) ,速度v=v0+at,则牵引力的功率P=F牵v=F牵v0+F牵at,即功率与时间为一次函数关系,选项C正确,A、B、D错误.
答案:C
10.解析:(1)根据P=Fv,当达到最大速度时F=f
则f= eq \f(P,vm) = eq \f(60 000,20) N=3 000 N
(2)该汽车空载时在水平公路上以0.5 m/s2的加速度运动,则由牛顿第二定律F-f=ma
解得F=6 000 N
达到额定功率时的速度v= eq \f(P,F) = eq \f(60 000,6 000) m/s=10 m/s
根据v=at可得t= eq \f(v,a) = eq \f(10,0.5) s=20 s
答案:(1)3 000 N (2)20 s
11.解析:(1)汽车在长直公路上行驶时所受阻力
Ff=kmg+mg sin α
代入相关已知数据解得:
Ff=3.6×103 N
当汽车达到最大速度时,加速度为零,此时有F=Ff
由功率P=Fvm
联立解得:vm=20 m/s
(2)汽车从静止开始以a=0.6 m/s2匀加速行驶,根据牛顿第二定律,
有F′-Ff=ma
解得:F′=4.8×103 N
当汽车的实际功率等于额定功率时,匀加速运动的速度达到最大,设匀加速行驶的最大速度为v′m,
有P=F′v′m
由速度公式有v′m=at
故代入已知相关数据,
可求得匀加速行驶的时间t=25 s.
答案:(1)20 m/s (2)25 s
发动机最大输
出功率(kW)
332
最大输送
高度(m)
63
整车满载
质量(kg)
5.4×104
最大输送量
(m3/h)
180
品牌
车型
空载质量
核定载客
* * * *
E12
6 000 kg
41~50座
车长
车高
续航里程
最大输出功率
12 000 mm
3 215 mm
315 km
60 kW
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