2023高考物理 基础知识综合复习 优化集训11 功与功率.docx

1、优化集训11功与功率基础巩固1.下列关于功的说法正确的是()A.力作用在物体上的一段时间内,物体运动了一段位移,该力一定对物体做功B.力对物体做正功时,可以理解为该力是物体运动的动力,通过该力做功,使其他形式的能量转化为物体的动能或用来克服其他力做功C.功有正、负之分,说明功是矢量,功的正、负表示力的方向D.当物体只受到摩擦力作用时,摩擦力一定对物体做负功2.重为500 N的物体放在水平地面上,在大小为F=500 N,方向与水平面成=37斜向上的拉力作用下前进 l=10 m。sin 37=0.6,cos 37=0.8。在此过程中力F做的功为()A.4 000 JB.-4 000 JC.-400

2、 JD.400 J3.下列选项中,物体所受力F的大小相等,位移方向水平向右、大小相同。其中,F做功最少的是()4.下面列举的哪种情况下所做的功不是零()A.卫星做匀速圆周运动,地球引力对卫星做的功B.平抛运动中,重力对物体做的功C.举重运动员,举着杠铃在头的上方停留10 s的过程中,运动员对杠铃做的功D.木块在粗糙水平面上滑动,支持力对木块做的功5.(2021年浙江7月学考)如图所示,小郑同学正在垫排球。排球离开手臂后先竖直向上运动,再落回原位置,则此过程中()A.重力对排球所做总功为零B.空气阻力对排球所做总功为零C.重力对排球先做正功再做负功D.空气阻力对排球先做正功再做负功6.如图所示,

3、两个相互垂直的力F1和F2作用在同一物体上,使物体通过一段位移,力F1、F2对物体做的功分别是8 J和6 J,则力F1与F2的合力对物体做的功()A.可能等于8 JB.可能等于6 JC.等于14 JD.等于10 J7.关于功率的概念,下面的说法正确的是()A.功率是描述力对物体做功多少的物理量B.由P=Wt可知,功率与时间成反比C.由P=Fv可知只要F不为零,v也不为零,那么功率P就一定不为零D.某个力对物体做功越快,它的功率就一定大8.一人乘电梯从顶楼下降到底楼,在此过程中经历了先加速、后匀速、再减速的运动过程,则电梯对人的支持力做功情况是()A.加速时做正功,匀速时不做功,减速时做负功B.

4、加速时做正功,匀速和减速时都做负功C.始终做负功D.始终做正功9.如图所示,质量为60 kg的某运动员在做俯卧撑运动,运动过程中可将她的身体视为一根直棒。已知重心在c点,其垂线与脚(a点)、两手连线中点(b点)间的距离Oa、Ob分别为0.9 m和0.6 m。若她在1 min内做了30个俯卧撑,每次肩部上升的距离均为0.4 m,g取10 m/s2,则1 min内克服重力做的功和相应的功率约为()A.430 J,7 WB.4 320 J,72 WC.720 J,12 WD.7 200 J,120 W10.某潜水器自重5103 kg,主要用于深海搜寻和打捞等。若在某次作业中,潜水器将4103 kg的

5、高密度重物从3 000 m深的海底一起匀速提升到了海面,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,g取10 m/s2,则提升的时间约为()A.0.5103 sB.1.0103 sC.1.5103 sD.2.0103 s11.一质量为5 000 kg的汽车,以额定功率由静止启动,它在水平面上运动时所受的阻力为车重的110,发动机额定功率为50 kW,则汽车在此路面上行驶的最大速度为()A.5 m/sB.7 m/sC.8 m/sD.10 m/s12.静止在粗糙水平面上的物块在水平向右的拉力作用下做直线运动,t=4 s时停下,其v-t图像如图所

6、示,已知物块与水平面间的动摩擦因数处处相同,则下列判断正确的是()A.整个过程中拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功B.整个过程中拉力做的功等于零C.t=2 s时刻拉力的瞬时功率在整个过程中最大D.t=1 s到t=3 s这段时间内拉力不做功能力提高13.(2022浙江温州高一期中)如图所示,用大小为10 N的水平恒力F拉着质量为m=2 kg的物体沿水平面从A运动到B的过程中,下列说法正确的是()A.若物体与地面间摩擦力越大,F做功越多B.若物体与地面间摩擦力越大,F做功的功率越大C.若物体原本具有的向右初速度越大,F做功越少D.若物体原本具有的向右初速度越大,F做功的功率越大14.质量为2 kg

7、的物块在同一竖直平面内的几个共点力作用下处于静止状态。现将其中一个力的大小由5 N 突然增大到7 N,其他力保持不变,则在3 s末,该力的瞬时功率为()A.6 WB.15 WC.21 WD.36 W15.如图所示,配送机器人作为新一代配送工具,最多配备30个取货箱,可以做到自动规避道路障碍与往来车辆行人,做到自动化配送的全场景适应。该配送机器人机身净质量为350 kg,最大承载质量为200 kg,在正常行驶中,该配送机器人受到的阻力约为总重力的110,刹车过程中,受到的刹车片阻力大小恒为550 N,满载时最大速度可达18 km/h,重力加速度g取10 m/s2,则该机器人在配送货物过程中,下列

8、说法正确的是()A.该配送机器人的额定功率为5 500 WB.该配送机器人以额定功率启动时,先做匀加速运动,后做变加速运动直至速度达到最大速度C.满载情况下以额定功率启动,当速度为7.2 km/h时,该配送机器人的加速度大小为1 m/s2D.空载时以额定功率行驶遇到红灯,从最大速度开始减速到停止运动,所需时间约为3.1 s16.(2022浙江舟山高一期中)如图甲所示,用起重机起吊质量为m的重物,重物上升过程中速度的二次方v2与上升高度h的关系图像如图乙所示,重力加速度为g,则重物上升过程中,下列说法正确的是()A.重物加速上升的时间为h0v0B.起重机对重物做功的最大瞬时功率为mgv0C.重物

9、上升过程中,克服重力做功的平均功率为35mgv0D.重物加速上升时,起重机对重物做正功,减速上升时,起重机对重物做负功17.如图所示为某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置。当太阳光照射到小车上方的光电板时,光电板中产生的电流经电动机带动小车前进。若质量为m的小车在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速行驶,经过时间t前进的距离为s,且速度达到最大值vmax。设这一过程中电动机的功率恒为P,小车所受阻力恒为F,那么这段时间内()A.小车做匀加速运动B.小车受到牵引力逐渐增大C.小车受到的合力所做的功为PtD.小车受到的牵引力做的功为Fs+12mvmax2优化集训11功与功率1.B解析 力作用

10、在物体上的一段时间内,物体运动了一段位移,如果在力方向的位移为零,该力不做功,A错误;功是标量,做正功,表示该力是物体运动的动力,B正确,C错误;摩擦力作动力时就做正功,D错误。2.A解析 拉力大小为500N,位移的大小为10m,所以拉力做的功的大小为W=Flcos=500100.8J=4000J,故选A。3.D解析 设位移为x,A选项拉力做功为W1=Fx,B选项拉力做功为W2=Fxcos30=32Fx,C选项拉力做功为W3=Fxcos30=32Fx,D选项拉力做功为W4=Fxcos60=12Fx,D选项拉力F做功最小。4.B解析 卫星做匀速圆周运动,地球引力与卫星的运动方向垂直,所以对卫星做

11、功为零,A不符合题意;平抛运动中重力与运动方向的夹角小于90度,所以重力做正功,即不为零,B符合题意;举重运动员举着杠铃在头上的上方停留10s的过程中,没有发生位移,所以做功为零,C不符合题意;木块在粗糙水平面上滑动,支持力与运动方向垂直,即支持力对木块不做功,即为零,D不符合题意。5.A解析 重力做功与路径无关,取决于起点、终点的高度差,排球落回原位置,高度差为零,所以重力做功为零,选项A正确,C错误;排球向上时,空气阻力做负功,下落时,空气阻力做负功,所以选项B、D错误。6.C解析 当有多个力对物体做功的时候,总功的大小就等于用各个力对物体做功的代数和;由于力F1对物体做功W1=8J,F2

12、对物体做功W2=6J,故合力做的功W=W1+W2=8J+6J=14J,故选C。7.D解析 功率是描述力对物体做功快慢的物理量,A错误;P=Wt是功率的比值法定义式,B错误;P=Fv的适用条件是F与v在同一方向上,如果二者垂直,F不为零,v也不为零,那么功率P却为零,C错误,D正确。8.C解析 根据力对物体做功的定义W=Flcos(其中公式中是力F与位移l间的夹角),可知若090,则力F做正功;若=90,则力F不做功;若90180,则力F做负功(或者说物体克服力F做了功)。人乘电梯从顶楼下降到底楼,在此过程中,他虽然经历了先加速,后匀速,再减速的运动过程,但是支持力的方向始终向上,与位移方向相反

13、,即=180,所以支持力始终做负功,C正确。9.B解析 设重心上升的高度为h,如图所示,根据相似三角形有h0.4m=0.9m0.9m+0.6m,解得h=0.24m,则做一次俯卧撑克服重力做的功为WG=mgh=144J,所以一分钟克服重力做的功为W=30WG=4320J,功率约为P=Wt=432060W=72W,故选B。10.C解析 由题可知,重物匀速运动,其速度为v=PG=180103(5+4)10310m/s=2m/s,运动的时间为t=30002s=1.5103s。故选C。11.D解析 当汽车以额定功率启动时,做加速度减小的加速运动,当加速度减到零时,速度最大,此时牵引力等于阻力,即F=Ff

14、=kmg=110500010N=5000N;此时的最大速度为vmax=PF=5010005000m/s=10m/s,选项D正确。12.A解析 对物块运动全过程应用动能定理得WF-Wf=0,故A正确,B错误;物块在加速运动过程中受到的拉力最大,故t=2s时拉力的瞬时功率不是整个过程中拉力功率的最大值,C错误;t=1s到t=3s这段时间内,拉力与摩擦力平衡,拉力做正功,D错误。13.D解析 物体从A到B的距离恒定,F大小恒定,根据W=Fl,可知F做的功一样多,故A、C错误;若物体与地面间摩擦力越大,根据牛顿第二定律得F-Ff=ma,结合l=12at2,可知摩擦力越大,则所用时间越多,根据P=Wt,

15、可知F做功的功率越小,故B错误;根据l=v0t+12at2,可知物体原本具有的向右初速度越大,则所用时间越少,根据P=Wt,可知F做功的功率越大,故D正确。14.C解析 将其中一个力的大小由5N突然增大到7N,而其他力保持不变,则物体所受的合力为2N,由牛顿第二定律得a=F合m=1m/s2,在3s末物块的速度v=at=3m/s,则该力的瞬时功率P=Fv=73W=21W,故C正确。15.D解析 该配送机器人满载情况下达到最大速度时功率为P=Fvm=F阻vm=110350+20010183.6W=2750W,故A错误;该配送机器人以额定功率启动时,先做加速度减小的变加速运动,直至达到最大速度,然后

16、保持匀速运动,故B错误;配送机器人满载情况下以额定功率启动,当速度为7.2km/h时,配送机器人受到的牵引力F1=Pv,由牛顿第二定律有a=F1-F阻m,联立代入数据可得a=1.5m/s2,故C错误;该配送机器人空载时最大速度v1=PF=Pf1=2750350m/s=7.86m/s,减速时加速度大小为a1=f2m1=550+350350m/s2=2.57m/s2,所以从最大速度开始减速至零所需时间t=v1a1=3.1s,故D正确。16.C解析 由题图可知在0h0高度范围内重物加速上升,且由于该高度范围内v2-h图像为直线,所以重物匀加速上升,则重物加速上升的时间为t1=h0v=h0v02=2h

17、0v0,故A错误;v2-h图像的斜率表示加速度的2倍,则重物匀加速上升时的加速度大小为a=v022h0,根据牛顿第二定律可知重物匀加速上升时,起重机对重物的牵引力大小为F=mg+ma=mg+mv022h0,当重物匀加速至速度大小为v0时,起重机对重物做功的瞬时功率最大,为Pmax=Fv0=mgv0+mv032h0,故B错误;由图像的对称性可知重物匀减速上升的时间为t3=t1=2h0v0,重物匀速上升的时间为t2=h0v0,重物上升过程中,克服重力做功的平均功率为P=3mgh0t1+t2+t3=35mgv0,故C正确;重物上升时,起重机对重物的牵引力方向始终与速度方向相同,所以始终做正功,故D错误。17.D解析 小车行驶过程中,有P=F牵v,Pv-F=ma,加速行驶,v增大,F牵减小,a减小,A、B错误;合力做功对应动能变化量12mvmax2,P为牵引力的功率,Pt为牵引力做的功,C错误;由W牵-WF=12mvmax2-0,WF=Fs,知W牵=Fs+12mvmax2,D正确。