2023年高考物理真题对点精练精析功和功率doc高中物理.docx

第四单元 机械能 【考点7】 功和功率 一、选择题 1．（2023宁夏理综，17，6分）质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到水平力的作用。力的大小F与时间t的关系如下列图，力的方向保持不变，那么 A．时刻的瞬时功率为 B．时刻的瞬时功率为 C．在到这段时间内，水平力的平均功率为 D. 在到这段时间内，水平力的平均功率为 2．（2023宁夏理综，17，6分）水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为。现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动。设F的方向与水平面夹角为，如图，在从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，那么 A.F先减小后增大 B.F一直增大 C.F的功率减小 D.F的功率不变 3．（2023广东单科，3，4分）运发动跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程，将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，以下说法正确的选项是（ ） A．阻力对系统始终做负功 B．系统受到的合外力始终向下 C．重力做功使系统的重力势能增加 D．任意相等的时间内重力做功相等 4．（2023江苏单科，5，3分）如图7-1所示，粗糙的斜面与光滑的水平面相连接，滑块沿水平面以速度运动。设滑块运动到A点的时刻为距A点的水平距离为，水平速度为由于不同，从A点到B点的几种可能的运动图像如以下选项所示，其中表示摩擦力做功最大的是 （ ） 5．（2023宁夏理综，18，6分）一滑块在水平地面上沿直线滑行，时其速度为1m/s。从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图9-1中图a和图b所示。设在第1秒内、第2秒内、 第3秒内力F对滑块做的功分别为W1、、W2、W3，那么以下关系式正确的选项是 （ ） A．W1=W2=W3 B．W1<W2<W3 C．W1<W3<W2 D．W1=W2<W3 6．（2023广东理科根底，1，2分）以下物理量为标量的是 （ ） A．平均速度 B．加速度 C．位移 D．功 7．（2023广东理科根底，9，2分）一人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，那么电梯支持力对人做功情况是 （ ） A．加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功 B．加速时做正功，匀速和减速时做负功 C．加速和匀速时做正功，减速时做负功 D．始终做正功 8．（2023上海单科，12，5分）物体沿直线运动的 关系如图4-1所示，在第1秒内合外力对物体做的功为W，那么（ ） A．从第1秒末到第3秒末合外力做功为4W B．从第3秒末到第7秒末合外力做功为-2W C．从第5秒末到第7秒末合外力做功为W D．从第3秒末到第4秒末合外力做功为-0.75 二、非选择题 9．（2023上海春招，43）图10-1为机器人的起重装置，当它以20W的额定功率，向上匀速提起重为200N的物体时，物体的速度为 m/s。 10．（2023北京理综，23，18分）风能将成为21世 纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风力发电机是将风能（气流的动能）转化为电能的装置，其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等，如力11-1所示。 （1）利用电阻R=10Ω的线路向外输送风发电机产生的电能，输送功率P0=300kW，输电压U=10kV，求导线上损失的功率与输送功率的比值； （2）风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受几能的面积，设空气密度为ρ，气流速度为v，风轮机叶片长度为r。求单位时间内流向风轮机的最大风能Pm； （3）风发电机的输出电功率P与Pm成正比。某风力发电机在风速时能够输出电功率P1=540kW。我国某地区风速不低于的时间第年约为5000小时，试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时。 11．（2023重庆理综，23，16分）滑板运动是一项 非常刺激的水上运动。研究说明，在进行滑板运动时，水对滑板的作用力FN垂直于板面，大小为，其中v为滑板速率（水可视为静止）。某次运动中，在水平牵引力作用下，当滑板和水面的夹角时（图12-1），滑板做匀速直线运动，相应的，人和滑板的总质量108kg，试求（重力加速度g取10m/s2，取，忽略空气阻力）： （1）水平牵引力的大小； （2）滑板的速率； （3）水平牵引力的功率。 12.(2023四川理综，23，16分)图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5×103 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上作匀加速直线运动，加速度a=0.2 m/s2，当起重机输出功率到达其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm=1.02 m/s的匀速运动。取g=10 m/s2,不计额外功。求： (1) 起重机允许输出的最大功率。 (2) 重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。 解析 一、选择题 1．答案BD。 【解析】0-2t0 内物体的加速度为，2t0 时刻的速度为，在3t0时刻的瞬时速度，那么时刻的瞬时功率为，A错误；B正确；在到这段时间内，由动能定理可得，那么这段时间内的平均功率，D正确。 2．答案AC。 【解析】由于木箱的速度保持不变，因此木箱始终处于平衡状态，受力分析如下列图，那么由平衡条件得：，两式联立解得，可见F有最小值，所以F先减小后增大，A正确；B错误；F的功率，可见在从0逐渐增大到90°的过程中tan逐渐增大，那么功率P逐渐减小，C正确，D错误。 3．答案：A 【解析】下降过程中，阻力始终与运动方向相反，做负功，A对；加速下降时合外力向下，减速下降时合外力向上，B错；重力做功使重力势能减少，C错；由于任意相等时间内下落的位移不等，所以，任意相等时间内重力做功不等，D错；应选A。 4．答案：D 【解析】 A图和C图表示物块自A点做平抛运动，B图表示物块先做平抛，与斜面碰后离开斜面仍做抛物运动，而D图表示物体做匀加速直线运动，即物块沿斜面下滑至B点。故D图中摩擦力做功最大，故D正确。 5．答案：B 【解析】在第1s内，滑块的位移为m=0.5m，力F做的功为 ；第2s内，滑块的位移为，力F做的功为；第3s内，滑块的位移为，力F做的功为 ；所以故应选B。 6．答案：D 【解析】速度、加速度和位移均为矢量，只有功为标量，应选D。 7．答案：D 【解析】对物体做功的表达式为，，F做正功，，F不做功，时，F做负功，支持力始终竖直向上，与位移同向，，故支持力始终做正功，D正确。 8．答案：CD 【解析】设0~1秒加速度为a，合外力F=ma，位移 ，1~3秒末加速度a13=0，F合13=0，W13=0，故A错。3~5秒末加速度F合=，故B错。5~7秒末 故C正确。3~4秒末， 而，所以=，故D正确。 二、非选择题 9．【答案】0.1 【解析】匀速提起重物那么有：而得： 10．【答案】（1）0.03：1（2）增加风轮叶片长度，安装调向装置保持风轮正面迎风等 【解析】（18分）（1）导线上损失的功率为 损失的功率与输送功率的比值 （2）风垂直流向风轮机时，提供的风能功率最大。单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量为 风能的最大功率可表示为采取措施合理即可给分，如增加风轮机叶片长度，安装调向装置保持负轮正面迎风等。 （3）按题意，风力发电机 输出功率为最小年发电量约为 11．【答案】（1）810N（2）5m/s （3）4050W 【解析】（16分）（1）以滑板和运发动为研究对象，其受力如下列图，由共点力平衡条件可得 由①②联立，得 （2）得=5m/s （3）水平牵引力的功率 12．【解析】 (1)设起重机允许输出的最大功率为P0，重物到达最大速度时，拉力F0等于 重力。 P0＝F0vm ① P0＝mg ② 代入数据，有：P0＝5.1×104W ③ (2)匀加速运动结束时，起重机到达允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1,有： P0＝F0v1 ④ F－mg＝ma ⑤ V1＝at1 ⑥ 由③④⑤⑥，代入数据，得：t1＝5 s ⑦ T＝2 s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，那么 v2＝at ⑧ P＝Fv2 ⑨ 由⑤⑧⑨，代入数据，得:P＝2.04×104W。