专题六 第18练 功和功率的分析和计算-2020高考物理【高考高手】必刷专题综合练

专题六　机械能 第18练　功和功率的分析和计算◆建议用时:25分钟 1.(2020·江苏,1,3分,难度★)质量为1.5×103 kg的汽车在水平路面上匀速行驶,速度为20 m/s,受到的阻力大小为1.8×103 N。此时,汽车发动机输出的实际功率是 (　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.90 W B.30 kW C.36 kW D.300 kW 答案C 解析汽车发动机输出的实际功率为P=Fv=Ffv=36 kW,选项C正确。 2.(2020·浙江,16,2分,难度★★)(多选)如图所示,系留无人机是利用地面直流电源通过电缆供电的无人机,旋翼由电动机带动。现有质量为20 kg、额定功率为5 kW的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升,经过200 s到达100 m高处后悬停并进行工作。已知直流电源供电电压为400 V,若不计电缆的质量和电阻,忽略电缆对无人机的拉力,则 (　　) A.空气对无人机的作用力始终大于或等于200 N B.直流电源对无人机供电的额定电流为12.5 A C.无人机上升过程中消耗的平均功率为100 W D.无人机上升及悬停时均有部分功率用于对空气做功 答案BD 解析无人机从静止起飞到空中悬停,一定会有加速和减速过程,减速过程加速度向下,根据牛顿第二定律,mg-F=ma,无人机所受重力大于空气对无人机的作用力,根据牛顿第三定律,空气对无人机的作用力等于无人机对空气的作用力,无人机对空气的作用力有可能小于200 N,选项A错误;额定电流I= A=12.5 A,选项B正确;根据动能定理,P机t-mgh=0,平均功率P机= W=100 W,由于有热量产生,所以无人机消耗的平均功率P=P机+P热,大于100 W,选项C错误;无人机在升空和悬停阶段,无人机对空气的作用力推动空气运动,对空气做功,选项D正确。 3.(2020·天津,8,5分,难度★★)(多选)复兴号动车在世界上首次实现速度350 km/h自动驾驶功能,成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车,初速度为v0,以恒定功率P在平直轨道上运动,经时间t达到该功率下的最大速度vm,设动车行驶过程所受到的阻力F保持不变。动车在时间t内 (　　) A.做匀加速直线运动 B.加速度逐渐减小 C.牵引力的功率P=Fvm D.牵引力做功W= 答案BC 解析动车以恒定功率启动,P=F牵v=Fvm,由于速度增加,因此牵引力减小,根据牛顿第二定律可知,加速度越来越小,A错误,BC正确;时间t内牵引力做功W=Pt,根据动能定理有Pt-WF=,可知D错误。 4.(2018·全国2,14,6分,难度★)如图,某同学用绳子拉动木箱,使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度。木箱获得的动能一定 (　　) A.小于拉力所做的功 B.等于拉力所做的功 C.等于克服摩擦力所做的功 D.大于克服摩擦力所做的功 答案A 解析设拉力、克服摩擦力做功分别为WT、Wf,木箱获得的动能为Ek,根据动能定理可知,WT-Wf=Ek,则Ek<WT,选项A正确。 5.(2018·全国3,19,6分,难度★★)(多选)地下矿井中的矿石装在矿车中,用电机通过竖井运送到地面。某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示,其中图线①②分别描述两次不同的提升过程,它们变速阶段加速度的大小都相同;两次提升的高度相同,提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第①次和第②次提升过程, (　　) A.矿车上升所用的时间之比为4∶5 B.电机的最大牵引力之比为2∶1 C.电机输出的最大功率之比为2∶1 D.电机所做的功之比为4∶5 答案AC 解析由两次提升的高度相同可知,①②图形不重合部分面积应相等,可得②过程的总时间为2.5t0,上升所用时间之比为2t0∶2.5t0=4∶5,A选项正确;加速上升阶段牵引力最大,两次提升的质量和加速度都相同,根据牛顿第二定律,最大牵引力Fm-mg=ma,最大牵引力相等,B选项错误;最大输出功率为Pm=Fm·vm,已知最大牵引力相等,①过程的最大速度是②过程的2倍,故电机输出的最大功率之比为2∶1,C选项正确;设整个过程中电机所做的功为W,根据动能定理W-mgh=0,提升的质量和高度都相等,所以电机所做的功也相等,D选项错误。 6.(2018·江苏,7,4分,难度★★)(多选)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B的过程中,物块 (　　) 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 答案AD 解析小物块在水平方向受摩擦力和弹簧弹力作用,二者相等时小物块加