物理高考真题汇编 - 功和功率、动能定理

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物理高考真题汇编——功和功率、动能定理

第18节 功和功率

1. 2018年海南卷6．某大瀑布的平均水流量为5900 m3/s，水的落差为50m。已知水的密度为

1.00?103 kg/m3。在大瀑布水流下落过程中，重力做功的平均功率约为 （ D ）

A．3?106 W

B．3?107 W

C．3?108 W

D．3?109 W

解析：每秒钟水流的质量为m?5900?1.0?103?5.9?106kg

6Wmgh5.9?10?10?50重力做功的平均功率约为P????3?109W，选项D正确。 tt12. 2015年上海卷23．如图，汽车在平直路面上匀速运动，用跨过光滑定滑轮的轻绳牵引轮船，汽车与滑轮间的绳保持水平。当牵引轮船的绳与水平方向成θ角时，轮船速度为v，绳的拉力对船做功的功率为P，此时绳对船的拉力为________。若汽车还受到恒定阻力f，则汽车发动机的输出功率为________。 答案：

Pfvcos??P ； vcos?P；此时汽车的速度

v汽?v船cos?，汽车匀速运

vcos?θ v 解析：，由功率公式P?Fvcos?，解得FT?动，所以汽车发动机的输出功率为P出?Pf?PT?fvcos??P。 3. 2015年理综新课标Ⅱ卷17.一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变化的图像中，可能正确的是 （ A ）

v P2/f P1/f

0 t1

A

t2 t P2/f P1/f

0 t1 B

t2 t v P2/f P1/f

0 t v P2/f P1/f

0 t P2 P1 0 v t1

t2 t P t2 t2 t1 t1

C D

解析：由图可知，汽车先以恒定功率P1起动，所以刚开始做加速度减小的加速度运动，后以更大功率P2运动，所以再次做加速度减小的加速运动，故A正确，B、C、D错误。 4. 2011年物理江苏卷

4．如图所示，演员正在进行杂技表演。由图可估算出他将一只鸡蛋抛

出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于 A．0.3J B．3J C．30J D．300J 答：A

【解析】生活经验告诉我们：10个鸡蛋大约1斤即0.5kg，则一个鸡蛋的质量约为

m?0.5?0.05kg，鸡蛋大约能抛高度h=0.6m，则做功约为W=mgh=0.05×10×0.6J=0.3J，A正确。 105. 2015年海南卷3．假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的 （ D ） A. 4倍 B. 2倍 C. 3倍 D. 2倍

解析：设f?kv，当阻力等于牵引力时，速度最大，输出功率变化前，有

P?Fv?fv?kv?v?kv2，变化后有2P?F'v'?kv'?v'?kv'2，联立解得v'?2v，D正确。

6. 2012年物理江苏卷

3. 如图所示,细线的一端固定于O点,另一端系一小球. 在水平拉力作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点. 在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是 (A)逐渐增大

B (B)逐渐减小 (C)先增大,后减小 (D)先减小,后增大

O 【答案】A

【解析】设F与速度v的夹角为θ，则P?Fvcos?，力的分解，在切线上（速度方向上）合力为0，即mgsin??Fcos?，所以P=mgvsinθ，随?增大，P增大。 7. 2012年理综四川卷

21．如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物体接触（未连接），弹簧水平且无形变。用水平力，缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，此时物体静止。撤去F后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4x0。物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。则

A．撤去F后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动

F A B v F A F O B．撤去F后，物体刚运动时的加速度大小为

kx0??g mC．物体做匀减速运动的时间为2

x0 ?g?mgk)

D．物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为?mg(x0?答案：BD

解析：撤去F后，在物体离开弹簧的过程中，弹簧弹力是变力，物体先做变加速运动，离开弹簧之后做匀变速运动，故A错；刚开始时，由kx0-μmg=ma可知B正确；离开弹簧之后做匀减速运动，减速时间满足3x0=a1t2/2，a1=μg则t=6x0/?g，从而C错；速度最大时合力为零，此时弹簧弹力F=μmg=kx，x=μmg/k，所以物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为

?mg???，D正确。正确答案：BD Wf??mg?x0?x?=?mg?x0?k??8. 2012年理综福建卷

17.如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。初始时刻，A、B处于同一高度并恰好静止状态。剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块

A A．速率的变化量不同 B．机械能的变化量不同 C．重力势能的变化量相同 D．重力做功的平均功率相同 【答案】D

【解析】 由平衡知识可知mAg?mBgsin?，则两者质量不等，mA

θ B h?1hgsin?22gtA、?tB可得A、B下滑时间；根据平均功率P=W/t可得PA=PB，选项D正2sin?2确。

9.2018年江苏卷7．如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O点为弹簧在原长时物块的位置．物块由A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点。在从A到

A O B B的过程中，物块 （ AD ） A．加速度先减小后增大 B．经过O点时的速度最大 C．所受弹簧弹力始终做正功

D．所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功

解析：物体从A点到O点过程，弹力逐渐减为零，刚开始弹簧弹力大于摩擦力，故可分为弹力大于摩擦力过程和弹力小于摩擦力过程：弹力大于摩擦力过程，合力向右，加速度也向右，由于弹力减小，摩擦力不变，小球所受合力减小加速度减小，弹力等于摩擦力时速度最大，此位置在A点与O点之间；弹力小于摩擦力过程，合力方向与运动方向相反，弹力减小，摩擦力大小不变，物体所受合力增大，物体的加速度随弹簧形变量的减小而增加，物体作减速运动；从O点到B点的过程弹力增大，合力向左，加速度继续增大，选项A正确、选项B错误；从A点到O点过程，弹簧由压缩恢复原长弹力做正功，从O点到B点的过程，弹簧伸长，弹力做负功，故选项C错误；从A到B的过程中根据动能定理弹簧弹力做的功等于物体克服摩擦力做的功，故选项D正确。 10.2018年天津卷10．我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后，拉开了全面试验试飞的新征程，假设飞机在水平跑道上的滑103 m时才能达到起跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移x=1.6×

104 kg，滑跑时受到的飞所要求的速度v=80 m/s，已知飞机质量m=7.0×

阻力为自身重力的0.1倍，重力加速度取g?10m/s，求飞机滑跑过程中

（1）加速度a的大小； （2）牵引力的平均功率P。

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解：（1）飞机滑跑过程中做初速度为零的匀加速直线运动，有v=2ax①，解得a=2 m/s②

2（2）设飞机滑跑受到的阻力为F阻，根据题意有F阻=0.1mg③ 设发动机的牵引力为F，根据牛顿第二定律有F?F阻?ma④ 设飞机滑跑过程中的平均速度为v，有v?v⑤ 2106 W 在滑跑阶段，牵引力的平均功率P?Fv⑥，联立②③④⑤⑥得P=8.4×

11.2018年浙江卷（4月选考）13．如图所示，一根绳的两端分别固定在两座猴山的A、B处，A、B两点水平距离为16m，竖直距离为2m，A、B间绳长为20m。质量为10kg的猴子抓住套在绳子上的滑环从A处滑到B处。以A点所在水平面为参考平面，猴子在滑行过程中重力势能最小值约为（绳处于拉直状态）（ B ）

A． -1.2×103 J B． -7.5×102 J

第13题B A