2010高考物理真题“对点”精练精析功和功率

高考资源网（ks5u.com）您身边的高考专家版权所有@高考资源网-1-第四单元机械能【考点7】功和功率一、选择题1．（2009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的关系如图所示，力的方向保持不变，则A．03t时刻的瞬时功率为mtF0205B．03t时刻的瞬时功率为mtF02015C．在0t到03t这段时间内，水平力的平均功率为mtF423020D.在0t到03t这段时间内，水平力的平均功率为mtF6250202．（2009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(01)。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，则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．（2008广东单科，3，4分）运动员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，下列说法正确的是（）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．（2008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0v运动。设滑块运动到A高考资源网（ks5u.com）您身边的高考专家版权所有@高考资源网-2-点的时刻为,0t距A点的水平距离为x，水平速度为.xv由于0v不同，从A点到B点的几种可能的运动图像如下列选项所示，其中表示摩擦力做功最大的是（）5．（2008宁夏理综，18，6分）一滑块在水平地面上沿直线滑行，0t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，则以下关系式正确的是（）A．W1=W2=W3B．W1W2W3C．W1W3W2D．W1=W2W36．（2007广东理科基础，1，2分）下列物理量为标量的是（）A．平均速度B．加速度C．位移D．功7．（2007广东理科基础，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，则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．（2007上海单科，12，5分）物体沿直线运动的tv关系如图4-1所示，已知在第1秒内合外力对物体做的功为W，则（）A．从第1秒末到第3秒末合外力做功为4WB．从第3秒末到第7秒末合外力做功为-2WC．从第5秒末到第7秒末合外力做功为WD．从第3秒末到第4秒末合外力做功为-0.75二、非选择题9．（2009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．（2008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高考资源网（ks5u.com）您身边的高考专家版权所有@高考资源网-3-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）已知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smv/91时能够输出电功率P1=540kW。我国某地区风速不低于smv/62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．（2008重庆理综，23，16分）滑板运动是一项非常刺激的水上运动。研究表明，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2kv，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37时（图12-1），滑板做匀速直线运动，相应的mkgk/54，人和滑板的总质量108kg，试求（重力加速度g取10m/s2，37sin取53，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.(2009四川理综，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=5×103kg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=0.2m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm=1.02m/s的匀速运动。取g=10m/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。高考资源网（ks5u.com）您身边的高考专家版权所有@高考资源网-4-解析一、选择题1．答案BD。【解析】0-2t0内物体的加速度为0Fam，2t0时刻的速度为001022Ftvatm，在3t0时刻的瞬时速度0021053Ftvvatm，则03t时刻的瞬时功率为2000005153FtFtPFmm，A错误；B正确；在0t到03t这段时间内，由动能定理可得22200225122kFtWEmvm，则这段时间内的平均功率200256FtPm，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，受力分析如图所示，则由平衡条件得：sinmgNF，cosfNF两式联立解得2cossin1sin()mgmgF，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coscoscossin1tanmgvmgvPFv，可见在从0逐渐增大到90°的过程中tan逐渐增大，则功率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；故选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11211sm=0.5m，力F做的功为JsFW5.01111J5.0；第2s内，滑块的位移为212smm5.011，力F做的功为222sFWJJ5.15.03；第3s内，滑块的位移为mms1113，力F做的功为333sFW高考资源网（ks5u.com）您身边的高考专家版权所有@高考资源网-5-JJ212；所以,321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，故选D。7．答案：D【解析】对物体做功的表达式为cosFsW，090，F做正功，90，F不做功，18090时，F做负功，支持力始终竖直向上，与位移同向，0，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2212aats，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,235aaF合=,21,222353535atasFamWW35，故B错。5~7秒末575757,2,2samfaa.a.5757FW,0cos57Ws故C正确。3~4秒末，,433534ss而3534FF，所以343434sFW=W75.0，故D正确。二、非选择题9．【答案】0.1【解析】匀速提起重物则有：mgF而vPF得：./1.0smmgpv10．【答案】（1）0.03：1（2）;2132vr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kWWRUPRIP910)101010300()(233202损失的功率与输送功率的比值03.010300109330PP（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2,rSvS风能的最大功率可表示为322222121)(21vrvrvvvSPm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kWkWPvvP160540)96()(313122最小年高考资源网（ks5u.com）您身边的高考专家版权所有@高考资源网-6-发电量约为hkWHkWtPW52108500016011．【答案】（1）810N（2）5m/s（3）4050W【解析】（16分）（1）以滑板和运动员为研究对象，其受力如图所示，由共点力平衡条件可得mgFNcosFFNsin由①②联立，得NF810（2）cosmgFN2kvFN得coskmgv=5m/s（3）水平牵引力的功率WFvP405012．【解析】(1)设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，拉力F0等于重力。P0＝F0vm①P0＝mg②代入数据，有：P0＝5.1×104W③(2)匀加速运动结束时，起重机达到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＝F0v1④F－mg＝ma⑤V1＝at1⑥由③④⑤⑥，代入数据，得：t1＝5s⑦T＝2s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，则v2＝at⑧P＝Fv2⑨由⑤⑧⑨，代入数据，得:P＝2.04×104W。高考资源网（ks5u.com）您身边的高考专家版权所有@高考资源网-7-w.w.w.k.s.5.u.c.o.m