2022版高考物理一轮复习 第五章 机械能 第1讲 功 功率作业（含解析）新人教版.docx

1、第1讲 功 功率A组基础题组一、单项选择题1如图所示，两箱相同的货物，现要用电梯将它们从一楼运到二楼，其中图甲是利用扶梯台式电梯运送货物，图乙是用履带式自动电梯运送。假设两种情况下电梯都是匀速地运送货物，下列关于两电梯在运送货物时说法正确的是()甲乙A两种情况下电梯对货物的支持力都对货物做正功B图乙中电梯对货物的支持力对货物做正功C图甲中电梯对货物的支持力对货物不做功D图乙中电梯对货物的支持力对货物不做功解析：在图甲中，货物随电梯匀速上升时，货物受到的支持力竖直向上，与货物位移方向的夹角小于90，故此种情况下支持力对货物做正功，选项C错误；图乙中，货物受到的支持力与履带式自动电梯接触面垂直，此

2、时货物受到的支持力与货物位移垂直，故此种情况下支持力对货物不做功，故选项A、B错误，D正确。答案：D2如图所示，质量为60 kg的某同学在做引体向上运动，从双臂伸直到肩部与单杠同高度算1次，若他在1分钟内完成了10次，每次肩部上升的距离均为0.4 m，则他在1分钟内克服重力所做的功及相应的功率约为(g取10 m/s2)()A240 J,4 WB2 400 J,2 400 WC2 400 J,40 W D4 800 J,80 W解析：质量为60 kg的某同学做引体向上运动，每次肩部上升的距离均为0.4 m，单次引体向上克服重力所做的功约为W1mgh60100.4 J240 J,1分钟内完成了10

3、次，1分钟内克服重力所做的功W10W12 400 J，相应的功率约为P W40 W，故C项正确。答案：C3.如图所示，质量为m的物块与转台之间能出现的最大静摩擦力为物块重力的k倍，它与转轴OO相距R，物块随转台由静止开始转动。当转速增加到一定值时，物块即将在转台上滑动。在物块由静止到开始滑动前的这一过程中，转台对物块做的功为 ()A0 B2kmgRC2kmgR D.解析：由于物块做圆周运动，物块刚开始滑动这一时刻，物块受到转台的摩擦力为最大静摩擦力，则kmgm，v2kgR。设转台对物块做的功为W转，运用动能定理研究在物块由静止到开始滑动前的这一过程，W转mv20，故选项D正确。答案：D4(20

4、21重庆沙坪坝一中月考)货车在水平路面上行驶时受到的阻力与车重成正比，某货车空载和满载的质量分别为m1、m2，以相同功率在水平路面行驶，空载和满载时最大速率分别为v1和v2，则以下关系正确的是()Av2m1v1 Bv2m2v1Cv2v1 Dv2v1解析：空载时，有Pf1v1km1gv1，车装满货物后，有Pf2v2km2gv2，联立两式解得v2v1，故C正确，A、B、D错误。答案：C5如图所示，小物块甲从竖直固定的光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧底端切线水平。小物块乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下。下列判断正确的是()A两物块到达底端时速度相同B两物块运动到底端的过程中重力做功相

5、同C两物块到达底端时动能相同D两物块到达底端时，重力对乙做功的瞬时功率大于重力对甲做功的瞬时功率解析：两物块下落的高度相同，根据动能定理，有mgRmv2，解得v，可知两物块到达底端时的速度大小相等，但方向不同，A错误；两物块的质量大小关系不确定，故无法判断两物块运动到底端时重力做的功及动能是否相同，B、C错误；在底端时，重力对甲做功的瞬时功率为零，重力对乙做功的瞬时功率大于零，D正确。答案：D二、多项选择题6.如图所示，摆球质量为m，悬线长为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球运动过程中空气阻力F阻的大小不变，在摆球运动到最低点的过程中，下列说法正确的是 ()A重力做的功为mgLB悬线的拉力

6、做的功为0C空气阻力F阻做的功为mgLD空气阻力F阻做的功为F阻L解析：由重力做功的特点得重力做的功为WGmgL，A正确；悬线的拉力始终与v垂直，不做功，B正确；空气阻力做的功等于空气阻力与路程的乘积，WF阻F阻L，C错误，D正确。答案：ABD7(2021江苏南通高三检测)一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5 s内做匀加速直线运动，5 s末达到额定功率，之后以额定功率运动，其vt图象如图所示。已知汽车的质量为m1 000 kg，汽车受到的阻力为车重的0.1倍，则以下说法正确的是()A汽车在前5 s内的牵引力为5 000 NB汽车速度为25 m/s时的加速度为5 m/s2C汽车的额定功率为1

7、00 kWD汽车的最大速度为80 m/s解析：由速度时间图象知，匀加速运动的加速度大小a m/s24 m/s2，根据牛顿第二定律得FF阻ma，解得牵引力FF阻ma1 000 N4 000 N5 000 N，故A正确。汽车的额定功率PFv5 00020 W100 000 W100 kW，汽车速度为25 m/s时的牵引力F N4 000 N，根据牛顿第二定律得，加速度a m/s23 m/s2，故B错误，C正确。当牵引力等于阻力时，速度最大，则最大速度vm m/s100 m/s，故D错误。答案：AC8质量为2103 kg的汽车由静止开始沿平直公路行驶，行驶过程中牵引力F和车速倒数的关系图象如图所示。

8、已知行驶过程中最大车速为30 m/s，设阻力恒定，则 ()A汽车所受阻力为6103 NB汽车在车速为5 m/s时，加速度为3 m/s2C汽车在车速为15 m/s时，加速度为1 m/s2D汽车在行驶过程中的最大功率为6104 W解析：当牵引力等于阻力时，汽车的速度最大，由图线可知阻力大小Ff2103 N，故A项错误；F-图象中倾斜图线的斜率表示功率，可知P额F阻vm210330 W6104 W，故D项正确；由图可知，车速为5 m/s时，汽车的牵引力F16103 N，则汽车的加速度a1 m/s22 m/s2，故B项错误；当车速为15 m/s时，汽车的牵引力F2 N4103 N，则加速度a2 m/s

9、21 m/s2，故C项正确。答案：CDB组能力题组9(多选)(2021江西赣州高三上学期期末)放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在06 s内其速度与时间图象和该拉力的功率与时间的图象如图所示。下列说法正确的是()A06 s内物体的位移大小为12 mB06 s内拉力做功为70 JC物体的质量为10 kgD滑动摩擦力的大小为5 N解析：06 s内物体的位移大小等于vt图象中图线与时间轴所包围的面积，即x10 m，A错误；02 s内拉力做的功W1t12 J30 J,26 s内拉力做的功W2Pt2104 J40 J，所以06 s内拉力做的总功WW1W270 J，B正确；在26 s内，v2 m

10、/s，P10 W，物体做匀速直线运动，FFf，则滑动摩擦力FfF N5 N，当P130 W时，v2 m/s，得到牵引力F1 N15 N，在02 s内，物体做匀加速直线运动，加速度a1 m/s2，由牛顿第二定律可得F1Ffma，可得m10 kg，C、D正确。答案：BCD10(多选)(2021海南海口模拟)质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t0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()A3t0时刻的瞬时功率为B3t0时刻的瞬时功率为C在t0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为D在t0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为解析：2t0时刻速度大小v2a1

11、2t02t0,3t0时刻的速度大小为v3v2a2t02t0t0，3t0时刻力F3F0，所以瞬时功率P3F0v3，A错，B对；03t0时间段，水平力对物体做的功WF0x13F0x2F0(2t0)23F0t0，平均功率P，C错，D对。答案：BD11中国航天科工集团公司将研制时速达千公里级的“高速飞行列车”。“高速飞行列车”是利用低真空环境和超声速外形减小空气阻力，通过磁悬浮减小摩擦阻力，实现超声速运行“近地飞行”的运输系统。若某列高速飞行列车的质量为m，额定功率为P，以恒定加速度a启动，运动过程中所受阻力可以认为恒为f，加速达到设定的某一速度后，列车保持P的功率就能够维持列车匀速运行。(1)求刚加

12、速到设定的速度时列车的瞬时功率；(2)若列车以额定功率启动达到该设定速度所用的时间为t0，求列车通过的距离。解析：(1)假设设定的速度为v1，匀加速运动时牵引力为F，刚加速到设定的速度时列车的瞬时功率为P1，则Ffma，P1Fv1，Pfv1，解得v1，P1P。(2)若列车以额定功率启动，达到设定的速度v1时，通过的距离为x，则Pt0fxmv12，解得x。答案：(1)P(2)12如图甲所示，在水平路段AB上有一质量为2103 kg的汽车(可视为质点)，正以10 m/s的速度向右匀速运动，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的vt 图象如图乙所示(在t15 s处水平虚线与曲线相切)

13、，运动过程中汽车发动机的输出功率保持20 kW不变，假设汽车在两个路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空气阻力等)各自有恒定的大小。求：(1)汽车在AB路段上运动时所受阻力的大小；(2)汽车刚好开过B点时加速度a的大小；(3)BC路段的长度。解析：(1)汽车在AB路段做匀速直线运动，有F1F阻1，PF1v1，解得F阻1 N2 000 N。(2)t15 s时汽车处于平衡状态，有F2F阻2，PF2v2，解得F阻2 N4 000 N。刚好开过B点时汽车的牵引力仍为F1，根据牛顿第二定律，有F阻2F1ma，解得a1 m/s2。(3)对于汽车在BC路段运动，由动能定理得PtF阻2smv22mv12，解得s68.75 m。答案：(1)2 000 N(2)1 m/s2(3)68.75 m