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1、功和功率1.物质、能量、信息构成世界的基本要素,下面关于能量的认识中错误的是( )A.能量是一个守恒量B.同一个物体可能同时具有多种形式的能量C.物体对外做了功,它一定具有能量D.地面上滚动的足球最终停下来,说明能量消失了2.一物体做匀速直线运动,某时刻起受到两个互相垂直、大小分别为F1 和F2的恒力作用,经一段时间后,在这两个力的方向上发生的位移大小分别为s1和s2,则在这段时间内这两个力对物体做的总功为( )A.(F1+F2)(s1+s2)B.F1s1+F2s2C.D.3.如图甲为一女士站立在台阶式自动扶梯上正在匀速上楼,如图乙为一男士站立在履带式自动人行道上正在匀速上楼。下列关于两人受到
2、的力做功判断正确的是( )A.甲图中支持力对人做正功B.乙图中支持力对人做正功C.甲图中摩擦力对人做负功D.乙图中摩擦力对人做负功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.0.3 JB.3 JC.30 JD.300 J5.如图所示的盘山公路依山而建,这样修建的目的是( )A.减小汽车上山所需的牵引力B.增加汽车的功率C.减少汽车上山过程所做的功D.提高汽车的机械效率6.一片质量约5×10-4 kg的秋叶自5 m高的树枝上落下并飘落到地面,此过程中重力的平均功率最接近于(g=10 m/s2)( )A.0.005 WB.0.0
3、25 WC.0.05 W D.0.1 W7.一起重机将质量为m的货物由静止开始以加速度a匀加速提升,在t时间内上升h高度,设在t时间内起重机对货物的拉力做功为W,在时间t末拉力的瞬时功率为P,则( )A.W=mahB.W=mghC.P=mgatD.P=m(g+a)at8.质量为m的物体静止在倾角为的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为,现使斜面水平向左以速度v匀速移动距离l。物体与斜面相对静止,以下说法正确的是( )A.斜面体对物体做的总功是0B.重力对物体做的功为mglC.摩擦力对物体做的功为mglcos D.斜面对物体的支持力做功的功率为mgvcos 9.假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的
4、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( )A.4倍B.2倍C.倍D.倍10.动车组是几节自带动力的车辆(动车)加几节不带动力的车辆(也叫拖车)编成一组。假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比,每节动车与拖车的质量都相等,每节动车的额定功率都相等。若1节动车加4节拖车编成的动车组的最大速度为120 km/h,则3节动车加7节拖车编成的动车组的最大速度为( )A.120 km/hB.240 km/hC.180 km/hD.300 km/h11.据科技日报2018年7月17日报道,上海中车公司生产的全球最大功率无人遥控潜水器近日在上海下线。该潜水器自
5、重5×103 kg,主要用于深海搜寻和打捞等。若在某次作业中,潜水器将4×103 kg的重物从3 000 m深的海底捞起并匀速提升到了海面,已知提升过程中潜水器的机械功率恒为180 kW,水对潜水器的浮力和阻力相互平衡,影响可以忽略不计,则提升的时间约为( )A.0.5×103 sB.1.0×103 sC.1.5×103 sD.2.0×103 s12.起重机的钢索将重物由地面吊到空中某一高度,其速度时间图象如图所示,则钢索拉力的功率随时间变化的图象可能是( )13.(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
6、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。对于第次和第次提升过程( )A.矿车上升所用的时间之比为45B.电机的最大牵引力之比为21C.电机输出的最大功率之比为21D.电机所做的功之比为4514.一汽车在平直公路上以20 kW的功率行驶,t1时刻驶入另一段阻力恒定的平直公路,其vt图象如图所示,已知汽车的质量为2×103 kg。下列说法正确的是( )A.t1前汽车受到的阻力大小为2×103 NB.t1后汽车受到的阻力大小为2×10
7、3 NC.t1时刻汽车加速度突然变为2 m/s2D.t1t2时间内汽车的平均速度为7.5 m/s15.修建高层建筑常用到塔式起重机。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做匀加速直线运动,加速度a=0.2 m/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=1.02 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 s末的输出功率。16.某一有雾的清晨,一艘质量为m=500 t的轮船,从某码头由静止起航做直线运动,并保持发动机的输出功
8、率等于额定功率不变,经t0=10 min后,达到最大行驶速度vm=20 m/s,雾也恰好散开,此时船长突然发现航线正前方s0=480 m处,有一只拖网渔船以v=5 m/s的速度沿垂直航线方向匀速运动,且此时渔船船头恰好位于轮船的航线上,轮船船长立即下令采取制动措施,附加了制动力F=1.0×105 N,结果在渔船的拖网刚好越过轮船的航线时,轮船也刚好从该点通过,从而避免了事故的发生,已知渔船连拖网总长L=200 m。求:(1)轮船减速时的加速度a多大?(2)轮船的额定功率P多大?(3)发现渔船时,轮船已离开码头多远?17.某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车,总质量m=3×103
9、 kg。当它在水平路面上以v=36 km/h的速度匀速行驶时,驱动电机的输入电流I=50 A,电压U=300 V。在此行驶状态下:(1)求驱动电机的输入功率P电;(2)若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P,求汽车所受阻力与车重的比值(g取10 m/s2);(3)设想改用太阳能电池给该车供电,其他条件不变,求所需的太阳能电池板的最小面积。结合计算结果,简述你对该设想的思考。已知太阳辐射的总功率P0=4×1026 W,太阳到地球的距离r=1.5×1011 m,太阳光传播到地面的过程中大约有30%的能量损耗,该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%
10、。功和功率1.物质、能量、信息构成世界的基本要素,下面关于能量的认识中错误的是(D)A.能量是一个守恒量B.同一个物体可能同时具有多种形式的能量C.物体对外做了功,它一定具有能量D.地面上滚动的足球最终停下来,说明能量消失了2.一物体做匀速直线运动,某时刻起受到两个互相垂直、大小分别为F1 和F2的恒力作用,经一段时间后,在这两个力的方向上发生的位移大小分别为s1和s2,则在这段时间内这两个力对物体做的总功为(B)A.(F1+F2)(s1+s2)B.F1s1+F2s2C.D.3.如图甲为一女士站立在台阶式自动扶梯上正在匀速上楼,如图乙为一男士站立在履带式自动人行道上正在匀速上楼。下列关于两人受
11、到的力做功判断正确的是(A)A.甲图中支持力对人做正功B.乙图中支持力对人做正功C.甲图中摩擦力对人做负功D.乙图中摩擦力对人做负功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)A.0.3 JB.3 JC.30 JD.300 J5.如图所示的盘山公路依山而建,这样修建的目的是(A)A.减小汽车上山所需的牵引力B.增加汽车的功率C.减少汽车上山过程所做的功D.提高汽车的机械效率6.一片质量约5×10-4 kg的秋叶自5 m高的树枝上落下并飘落到地面,此过程中重力的平均功率最接近于(g=10 m/s2)(A)A.0.005 WB.0.
12、025 WC.0.05 W D.0.1 W7.一起重机将质量为m的货物由静止开始以加速度a匀加速提升,在t时间内上升h高度,设在t时间内起重机对货物的拉力做功为W,在时间t末拉力的瞬时功率为P,则(D)A.W=mahB.W=mghC.P=mgatD.P=m(g+a)at8.质量为m的物体静止在倾角为的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为,现使斜面水平向左以速度v匀速移动距离l。物体与斜面相对静止,以下说法正确的是(A)A.斜面体对物体做的总功是0B.重力对物体做的功为mglC.摩擦力对物体做的功为mglcos D.斜面对物体的支持力做功的功率为mgvcos 9.假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它
13、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.倍D.倍10.动车组是几节自带动力的车辆(动车)加几节不带动力的车辆(也叫拖车)编成一组。假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比,每节动车与拖车的质量都相等,每节动车的额定功率都相等。若1节动车加4节拖车编成的动车组的最大速度为120 km/h,则3节动车加7节拖车编成的动车组的最大速度为(C)A.120 km/hB.240 km/hC.180 km/hD.300 km/h11.据科技日报2018年7月17日报道,上海中车公司生产的全球最大功率无人遥控潜水器近日在上海下线。该潜水器
14、自重5×103 kg,主要用于深海搜寻和打捞等。若在某次作业中,潜水器将4×103 kg的重物从3 000 m深的海底捞起并匀速提升到了海面,已知提升过程中潜水器的机械功率恒为180 kW,水对潜水器的浮力和阻力相互平衡,影响可以忽略不计,则提升的时间约为(C)A.0.5×103 sB.1.0×103 sC.1.5×103 sD.2.0×103 s12.起重机的钢索将重物由地面吊到空中某一高度,其速度时间图象如图所示,则钢索拉力的功率随时间变化的图象可能是(B)13.(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
15、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。对于第次和第次提升过程(AC)A.矿车上升所用的时间之比为45B.电机的最大牵引力之比为21C.电机输出的最大功率之比为21D.电机所做的功之比为4514.一汽车在平直公路上以20 kW的功率行驶,t1时刻驶入另一段阻力恒定的平直公路,其vt图象如图所示,已知汽车的质量为2×103 kg。下列说法正确的是(A)A.t1前汽车受到的阻力大小为2×103 NB.t1后汽车受到的阻力大小为2×
16、103 NC.t1时刻汽车加速度突然变为2 m/s2D.t1t2时间内汽车的平均速度为7.5 m/s15.修建高层建筑常用到塔式起重机。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做匀加速直线运动,加速度a=0.2 m/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=1.02 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 s末的输出功率。答案:(1)5.1×104 W(2)2.04×104 W16.某一有雾的清晨,一
17、艘质量为m=500 t的轮船,从某码头由静止起航做直线运动,并保持发动机的输出功率等于额定功率不变,经t0=10 min后,达到最大行驶速度vm=20 m/s,雾也恰好散开,此时船长突然发现航线正前方s0=480 m处,有一只拖网渔船以v=5 m/s的速度沿垂直航线方向匀速运动,且此时渔船船头恰好位于轮船的航线上,轮船船长立即下令采取制动措施,附加了制动力F=1.0×105 N,结果在渔船的拖网刚好越过轮船的航线时,轮船也刚好从该点通过,从而避免了事故的发生,已知渔船连拖网总长L=200 m。求:(1)轮船减速时的加速度a多大?(2)轮船的额定功率P多大?(3)发现渔船时,轮船已离开
18、码头多远?答案:(1)0.4 m/s2(2)2×106 W(3)1.1×104 m17.某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车,总质量m=3×103 kg。当它在水平路面上以v=36 km/h的速度匀速行驶时,驱动电机的输入电流I=50 A,电压U=300 V。在此行驶状态下:(1)求驱动电机的输入功率P电;(2)若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P,求汽车所受阻力与车重的比值(g取10 m/s2);(3)设想改用太阳能电池给该车供电,其他条件不变,求所需的太阳能电池板的最小面积。结合计算结果,简述你对该设想的思考。已知太阳辐射的总功率P0
19、=4×1026 W,太阳到地球的距离r=1.5×1011 m,太阳光传播到地面的过程中大约有30%的能量损耗,该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%。答案:(1)1.5×104 W(2)0.045(3)当阳光垂直电池板入射时,所需板面积最小,设其为S,距太阳中心为r的球面面积S0=4r2。若没有能量的损耗,太阳能电池板接受到的太阳能功率为 P,则=,设太阳能电池板实际接收到的太阳能功率为P,P=(1-30%)P由于P电=15%P,所以电池板的最小面积S=101 m2。分析可行性并提出合理的改进建议:现在还不能达到设计要求,要进一步提高太阳能电池板的能量转化率,减小车的质量,提高电动机效率。- 10 - / 10