2022届高考物理一轮复习知识点全方位练习：功　功率.docx

1、2022届高考物理一轮复习知识点全方位练习：功功率􀳊 基础达标􀳊1.(多选) 下列有关力对物体做功的说法中正确的是()A.静摩擦力对物体一定不做功B.滑动摩擦力可以对物体做正功C.一对作用力和反作用力在相同时间内做功的绝对值一定相等D.作用力做正功时,反作用力可以做负功,也可以做正功2.图甲中有一女士站在台阶式自动扶梯上匀速上楼(忽略扶梯对手的作用),图乙中有一男士站在履带式自动扶梯上匀速上楼,两人相对扶梯均静止.下列关于力做功的判断正确的是()A.甲图中支持力对人做正功B.甲图中摩擦力对人做负功C.乙图中支持力对人做正功D.乙图中摩擦力对人做负功3. 水平

2、恒力F两次作用在同一静止物体上,使物体沿力的方向发生相同的位移,第一次是在光滑水平面上,第二次是在粗糙水平面上,两次力F做的功和功率的大小关系是()A.W1=W2,P1P2B.W1W2,P1=P2C.W1W2,P1P2D.W1=W2,P1=P24.(多选)如图所示,四个相同的小球在距地面相同的高度以相同的速率分别竖直下抛、竖直上抛、平抛和斜抛,不计空气阻力,则下列关于这四个小球从抛出到落地过程的说法中正确的是()A.这四个小球在空中的运动时间相同B.这四个小球落地时的速度大小相同C.重力对每个小球做的功相同D.落地时重力对每个小球做功的瞬时功率相同5. 仰卧起坐是国家学生体质健康标准中规定的女

3、生测试项目之一.根据该标准,高三女生一分钟内完成55个以上仰卧起坐记为满分.若某女生身高约1.6 m,一分钟内做了50个仰卧起坐,其质量为50 kg,上半身质量为总质量的35,仰卧起坐时下半身重心位置不变,g取10 m/s2,则测试过程中该女生克服重力做功的平均功率约为()A.10 WB.40 WC.100 WD.200 W􀳊 技能提升􀳊6.用铁锤把小铁钉钉入木板,设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比.已知铁锤第一次将钉子钉进深度为d.如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同,那么第二次钉子进入木板的深度为()A.(3-1)dB.(2-1)dC.(

4、5-1)d2D.22d7.(多选) 质量为2 kg的物体放在动摩擦因数=0.1的水平面上,在水平拉力的作用下由静止开始运动,水平拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图所示,重力加速度g取10 m/s2,则()A.此物体在AB段做匀加速直线运动B.此物体在AB段做匀速直线运动C.此物体在OA段做匀加速直线运动D.此物体在OA段做匀速直线运动8. 一滑块在水平地面上沿直线滑行,t=0时速率为1 m/s.从此刻开始在与速度平行的方向上对其施加一水平作用力F,力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图甲、乙所示(两图取同一正方向,重力加速度g取10 m/s2),则()A.滑块的质量为0.5 kg

5、B.滑块与水平地面间的动摩擦因数为0.5C.第1 s内摩擦力对滑块做功为-1 JD.第2 s内力F的平均功率为1.5 W9. 一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动,运动过程中保持恒定的牵引功率,其加速度a和速度的倒数1v的关系图像如图所示.若已知汽车的质量,则根据图像所给的信息,不能求出的物理量是()A.汽车的功率B.汽车行驶的最大速度C.汽车所受到的阻力D.汽车运动到最大速度所需的时间10.(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.物块从A点由静止释放,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

6、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11.某重型气垫船的质量为5.0105 kg,最高时速为108 km/h,装有额定输出功率为9000 kW的燃气轮机.假设该重型气垫船在海面航行过程所受的阻力F阻与速度v满足F阻=kv,下列说法正确的是()A.该重型气垫船的最大牵引力为3.0105 NB.由题中给出的数据可算出k=1.0104 Ns/mC.当以最高时速一半的速度匀速航行时,气垫船所受的阻力大小为3.0105 ND.当以最高时速一半的速度匀速航行时,气垫船发动机的输出功率为4500 kW12.我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大

7、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跑是初速度为零的匀加速直线运动,当位移x=1.6103 m时才能达到起飞所要求的速度v=80 m/s.已知飞机质量m=7.0104 kg,滑跑时受到的阻力为自身重力的110,重力加速度g取10 m/s2.在飞机滑跑过程中,求:(1)加速度a的大小;(2)牵引力的平均功率P.􀳊 挑战自我􀳊13.(多选)我国高铁技术处于世界领先水平.和谐号动车组是由动车和拖车编组而成的,提供动力的车厢叫动车,不提供动力的车厢叫拖车.假设动车组各车厢质量均相等,动车的额定功率都相同,动车组在水平直

8、轨道上运行过程中阻力与车重成正比.某列动车组由8节车厢组成,其中第1、5节车厢为动车,其余为拖车,如图所示,则该动车组()A.启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反B.做匀加速运动时,第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为32C.进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比D.与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1214.(多选) 随着现代物质生活水平的不断提高,电动儿童小车已经成为现代家庭儿童的标配,质量为m=10 kg的电动儿童小车置于粗糙水平地面上,小车由静止加速启动过程的位移时间图像如图所示.已知图线是一条x=kt2的抛物线,小车运动过程受到的

9、阻力恒为40 N,重力加速度g取10 m/s2.下列说法正确的是()A.03 s内小车的平均速度为0.9 m/sB.启动过程小车的加速度为2 m/s2C.5 s末牵引力的功率为138 WD.03 s内牵引力做功为138 J15.人教版必修第二册改编 南昌市秋水广场拥有亚洲最大的音乐喷泉群.一同学在远处观看秋水广场喷泉表演时,估测喷泉中心主喷水口的水柱约有40层楼高,表演结束时,靠近观察到该主喷水管口的圆形内径约有10 cm,由此估算驱动主喷水的水泵功率是()A.5102 WB.5103 WC.5104 WD.5105 W参考答案1.BD【解析】 两个物体之间的摩擦力是一对作用力和反作用力,它们

10、大小相等、方向相反,但它们分别作用在两个物体上,两个物体的位移没有必然联系.若受摩擦力作用的物体的位移方向与摩擦力方向相同,则摩擦力对该物体做正功;若受摩擦力作用的物体的位移方向与摩擦力方向相反,则摩擦力对该物体做负功;若受摩擦力作用的物体的位移方向与摩擦力方向垂直(如静摩擦力提供向心力情景)或物体位移为零,则摩擦力对该物体不做功.因此滑动摩擦力、静摩擦力都可能对物体做正功或负功,也可能不做功,选项A错误,B正确.一对作用力和反作用力一定大小相等、方向相反,而相互作用的两物体所发生的位移不一定大小相等,所以一对作用力和反作用力在相同的时间内做功的绝对值不一定相等,选项C错误.作用力和反作用力方

11、向相反,其对应的受力对象的位移方向可能相同,也可能相反,所以作用力做正功时,反作用力可以做负功,也可以做正功,还可以不做功,选项D正确.2.A【解析】 对图甲中女士受力分析如图甲所示,受到重力和支持力两个力,支持力与速度v的夹角为锐角,做正功,故A正确,B错误;对图乙中男士受力分析如图乙所示,受到重力、支持力与静摩擦力,支持力与速度v的夹角为90,不做功,Ff与速度方向相同,做正功,故C、D错误.3.A【解析】 根据功的定义,两次水平恒力F做的功相等,即W1=W2;第一次是在光滑水平面上,第二次是在粗糙水平面上,第二次受到摩擦力作用,作用同样大小的力F,第一次的加速度较大,由x=12at2可知

12、,使物体沿力的方向发生相同的位移,第一次需要的时间较短,根据功率的定义可知,第一次的功率较大,即P1P2,选项A正确.4.BC【解析】 四个小球抛出后,加速度都是g,在竖直方向上都做匀变速直线运动,设高度为h,则对于第一个球,有h=v0t+12gt2,第二个球先上升后下落,返回出发点时,速率等于v0,则竖直上抛小球的运动时间大于竖直下抛小球运动时间,第三个球做平抛运动,有h=12gt2,第四个球在竖直方向上做竖直上抛运动,运动时间比平抛运动的时间长,故竖直下抛的小球运动时间最短,竖直上抛的小球运动时间最长,故A错误.重力做功WG=mgh,高度h相等,重力相等,则重力对每个小球做的功相同,由动能

13、定理可知,这四个小球落地时的速度大小相同,故B、C正确.小球落地时重力做功的瞬时功率P=mgvy,vy是竖直方向的分速度,四个小球落地时竖直方向的分速度不全相同,则重力做功的瞬时功率不全相同,故D错误.5.C【解析】 该同学身高约1.6 m,则每次上半身重心上升的距离约为141.6 m=0.4 m,她每一次克服重力做的功W=0.6mgh=0.650100.4 J=120 J,1 min内她克服重力所做的总功W总=50W=50120 J=6000 J,她克服重力做功的平均功率为P=W总t=600060 W=100 W,故C正确.6.B【解析】 铁锤每次敲钉子时对钉子做的功等于钉子克服阻力做的功,

14、由于阻力与深度成正比,可用阻力的平均值求功,故第一次铁锤对钉子做的功W1=F1d=kd2d,第二次铁锤对钉子做的功W2=F2d=kd+k(d+d)2d,又知W1=W2,联立解得d=(2-1)d,B正确.7.BC【解析】 物体在水平面上运动,水平拉力与物体运动方向相同,物体受到的滑动摩擦力大小Ff=mg=2 N,物体在OA段受到的水平拉力大小F1=W1x1=153 N=5 N,可见,水平拉力大于摩擦力,则物体在OA段做匀加速直线运动;物体在AB段受到的水平拉力大小F2=W2x2=27-156 N=2 N,水平拉力与摩擦力大小相等,则物体在AB段做匀速直线运动,故B、C正确.8.D【解析】 滑块运

15、动的加速度大小a=vt=1 m/s2,由图像可知,第1 s内有Ff+F=ma,第2 s内有F-Ff=ma,解得Ff=1 N,m=2 kg,由Ff=mg可得动摩擦因数=0.05,故A、B错误;第1 s内的位移大小为x=1211 m=0.5 m,根据功的公式可得第1 s内摩擦力对滑块做功为-0.5 J,故C错误;根据v-t图像可知,第2 s内的平均速度大小v=0+12 m/s=0.5 m/s,所以第2 s内力F的平均功率P=Fv=30.5 W=1.5 W,故D正确.9.D【解析】 由牛顿第二定律得F-F阻=ma,P=Fv,可得a=Pm1v-F阻m,由图像可知,Pm=|k|=40 m2s-3,已知汽

16、车的质量,故可求出汽车的功率P,由a=0时1vm=0.05 m-1s,可得汽车行驶的最大速度为vm=20 m/s,由vm=PF阻,可求出汽车受到的阻力F阻,但无法求出汽车运动到最大速度的时间,故D正确.10.AD【解析】 小物块由A点开始向右加速运动,弹簧压缩量逐渐减小,F弹减小,由F弹-Ff=ma知,a减小;当运动到F弹=Ff时,a减小为零,此时小物块速度最大,弹簧仍处于压缩状态;由于惯性,小物块继续向右运动,此时Ff-F弹=ma,小物块做减速运动,且随着压缩量继续减小,a逐渐增大;当越过O点后,弹簧开始被拉伸,此时F弹+Ff=ma,随着拉伸量增大,a继续增大,综上所述,从A到B过程中,物块

17、加速度先减小后增大,在O点左侧F弹=Ff时速度达到最大,故A正确,B错误.物块所受弹簧弹力在AO段做正功,在OB段做负功,故C错误.由动能定理知,从A到B的过程中,弹力做功与摩擦力做功之和为0,故D正确.11.B【解析】 气垫船的最大速度v=108 km/h=30 m/s,在额定输出功率下以最高时速匀速行驶时牵引力最小,此时牵引力与阻力相等,根据P=Fv得,气垫船的最小牵引力Fmin=Pv=910630 N=3.0105 N,故在速度达到最大前,牵引力F3.0105 N,选项A错误;气垫船以最高时速匀速运动时,所受的阻力F阻=Fmin=3.0105 N,根据F阻=kv得 k=3.010530

18、Ns/m=1.0104 Ns/m,选项B正确;以最高时速一半的速度匀速航行时,气垫船所受的阻力为F阻=kv2=12F阻=1.5105 N,此时气垫船发动机的输出功率为P=Fv2=F阻v2=1.510515 W=2250 kW,选项C、D错误.12.(1)2 m/s2(2)8.4106 W【解析】 (1)飞机做初速度为零的匀加速直线运动,有v2=2ax解得a=2 m/s2.(2)飞机受到的阻力F阻=0.1mg设发动机的牵引力为F,根据牛顿第二定律有F-F阻=ma飞机滑跑过程中的平均速度v=v2所以牵引力的平均功率P=Fv联立解得P=8.4106 W.13.BD【解析】 启动时,动车组做加速运动,

19、加速度方向向前,乘客受到竖直向下的重力和车厢对乘客的作用力,由牛顿第二定律可知,这两个力的合力方向向前,所以启动时乘客受到车厢作用力的方向一定倾斜向前,选项A错误.设每节车厢质量为m,动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比,则每节车厢所受阻力F阻=kmg,设动车组匀加速运行的加速度为a,每节动车的牵引力为F,对8节车厢组成的动车组整体,由牛顿第二定律得2F-8F阻=8ma;设第5节车厢对第6节车厢的拉力为F5,隔离第6、7、8节车厢,把第6、7、8节车厢作为整体进行受力分析,由牛顿第二定律得F阻=3ma,解得F5=3F4;设第6节车厢对第7节车厢的拉力为F6,隔离第7、8节车厢,把第7

20、、8节车厢作为整体进行受力分析,由牛顿第二定律得F阻=2ma,解得F6=F2;第5、6节车厢与第6、7节车厢间的作用力之比为F5F6=3F4F2=32,选项B正确.关闭发动机后,动车组在阻力作用下滑行,由匀变速直线运动规律,滑行距离x=v22a与关闭发动机时速度的二次方成正比,选项C错误.设每节动车的额定功率为P,当由2节动车带6节拖车时,有2P=8F阻v1m;当改为4节动车带4节拖车时,有4P=8F阻v2m,联立解得v1mv2m=12,选项D正确.14.AC【解析】 将位移公式x=v0t+12at2与x=kt2比较系数,结合图像可得v0=0,a=0.6 m/s2,小车在03 s内的位移为x1

21、=12at12=120.632 m=2.7 m,平均速度为v=x1t1=2.73 m/s=0.9 m/s,故A正确,B错误;根据牛顿第二定律得F-F阻=ma,解得F=46 N,5 s末牵引力的功率为P=Fv5=460.65 W=138 W,故C正确;03 s内牵引力做功为W=Fx1=462.7 J=124.2 J,故D错误.15.D【解析】 管口的圆形内径约有10 cm,则半径r5 cm=0.05 m,根据实际情况,每层楼高h3 m,所以喷水的高度H=40h120 m,则水离开管口的速度v=2gH,设驱动主喷水的水泵功率为P,在接近管口很短一段时间t内喷出的水的质量为m=vtS=r2vt,根据动能定理得Pt=12mv2,解得P=r2v325105 W,故D正确.