2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 第1講 功 功率課時(shí)作業(yè)（含解析）

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1、功 功率 一、單項(xiàng)選擇題 1．如圖所示，木塊B上表面是水平的，木塊A置于B上，并與B保持相對靜止，一起沿固定的光滑斜面由靜止開始下滑，在下滑過程中(　　) A．A所受的合外力對A不做功 B．B對A的彈力做正功 C．B對A的摩擦力做正功 D．A對B做正功 解析：A、B一起沿固定的光滑斜面由靜止開始下滑，加速度為gsin θ(θ為斜面傾角)，由于A速度增大，由動能定理知，A所受的合外力對A做正功，對A受力分析，可知B對A的支持力方向豎直向上，B對A的摩擦力方向水平向左，故B對A的摩擦力做正功，B對A的彈力做負(fù)功，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，C正確；A與B相對靜止，由牛頓第二定律及幾何關(guān)系可知

2、A對B的作用力垂直斜面向下，A對B不做功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：C 2．(2019·廣東佛山模擬)質(zhì)量為2 kg的小鐵球從某一高度由靜止釋放，經(jīng)3 s到達(dá)地面，不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2.則(　　) A．2 s末重力的瞬時(shí)功率為200 W B．2 s末重力的瞬時(shí)功率為400 W C．2 s內(nèi)重力的平均功率為100 W D．2 s內(nèi)重力的平均功率為400 W 解析：小鐵球只受重力，做自由落體運(yùn)動，2 s末速度為v1＝gt1＝20 m/s，下落2 s末重力做功的瞬時(shí)功率P＝mgv1＝2×10×20 W＝400 W，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；2 s內(nèi)的位移為h2＝gt22＝20 m，所

3、以前2 s內(nèi)重力的平均功率為＝＝ W＝200 W，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤． 答案：B 3．同一恒力按同樣的方式施于物體上，使它分別沿著粗糙水平地面和光滑水平地面移動相同一段距離時(shí)，恒力做的功和平均功率分別為W1、P1和W2、P2，則二者的關(guān)系是(　　) A．W1＞W(wǎng)2、P1＞P2　　　 B．W1＝W2、P1＜P2 C．W1＝W2、P1＞P2 D．W1＜W2、P1＜P2 解析：由功的定義W＝Flcos α可知，W1＝W2，由于沿粗糙地面運(yùn)動時(shí)加速度較小，通過相同位移所用時(shí)間較長，所以根據(jù)P＝可知，P1＜P2，故B正確． 答案：B 4．一汽車的額定功率為P，設(shè)在水平公路行駛所受的阻力恒定

4、，最大行駛速度為vm，則(　　) A．無論汽車以哪種方式啟動，加速度與牽引力成正比 B．若汽車勻加速啟動，則在剛達(dá)到額定功率時(shí)的速度等于vm C．汽車以速度vm勻速行駛，若要減速，則要減少實(shí)際功率 D．若汽車以額定功率啟動，則做勻加速直線運(yùn)動 解析：根據(jù)牛頓第二定律得a＝＝－，可知加速度與牽引力不成正比關(guān)系，故A錯(cuò)誤；若汽車勻加速啟動，功率達(dá)到額定功率時(shí)，速度沒有達(dá)到最大，然后做加速度減小的加速運(yùn)動，當(dāng)加速度為零時(shí)，速度最大，故B錯(cuò)誤；汽車勻速行駛時(shí)，牽引力等于阻力，若要減速，則需減小牽引力，速度不變，減小實(shí)際功率，牽引力減小，故C正確；若汽車以額定功率啟動，汽車先做加速度減小的加速

5、運(yùn)動，加速度減為零后做勻速直線運(yùn)動，故D錯(cuò)誤． 答案：C 5．一汽車在平直公路上行駛，從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，發(fā)動機(jī)的功率P隨時(shí)間t的變化如圖所示．假定汽車所受阻力的大小f恒定不變．下列描述該汽車的速度v隨時(shí)間t的變化的圖線中，可能正確的是(　　) 解析：在0～t1時(shí)間內(nèi)，如果勻速，則v -t圖象是與時(shí)間軸平行的直線；如果是加速，根據(jù)P＝Fv知牽引力減小，F(xiàn)－f＝ma，加速度減小，是加速度減小的加速運(yùn)動，當(dāng)加速度為0，即F1＝f時(shí)，汽車開始做勻速直線運(yùn)動，此時(shí)速度v1＝＝.所以0～t1時(shí)間內(nèi)，v -t圖象先是斜率逐漸減小的平滑的曲線，后是平行于橫軸的直線．在t1～t2時(shí)間內(nèi)，功率突然增

6、加，故牽引力突然增加，是加速運(yùn)動，根據(jù)P＝Fv知牽引力減小，再根據(jù)F－f＝ma知加速度減小，是加速度減小的加速運(yùn)動，當(dāng)加速度為0，即F2＝f時(shí)，汽車開始做勻速直線運(yùn)動，此時(shí)速度v2＝＝.所以在t1～t2時(shí)間內(nèi)，v -t圖象也先是斜率逐漸減小的平滑的曲線，后是平行于橫軸的直線，故D正確． 答案：D 二、多項(xiàng)選擇題 6．(2019·河北邯鄲月考)里約奧運(yùn)會男子100米決賽中，牙買加名將博爾特以9秒81的成績奪得冠軍．博爾特在比賽中，主要有起跑加速、途中勻速和加速沖刺三個(gè)階段，他的腳與地面間不會發(fā)生相對滑動．以下說法正確的是(　　) A．加速階段地面對人的摩擦力做正功 B．勻速階段地面對人

7、的摩擦力不做功 C．由于人的腳與地面間不發(fā)生相對滑動，所以不論加速還是勻速，地面對人的摩擦力始終不做功 D．無論加速還是勻速階段，地面對人的摩擦力始終做負(fù)功 解析：人的腳與地面間的摩擦力是靜摩擦力，該力的作用點(diǎn)并沒有發(fā)生位移，所以地面對人的摩擦力始終不做功，選項(xiàng)B、C正確． 答案：BC 7．如圖所示，在外力作用下某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的v -t圖象為正弦曲線．從圖中可以判斷(　　) A．在0～t1時(shí)間內(nèi)，外力的功率先增大后減小 B．在0～t1時(shí)間內(nèi)，外力的功率逐漸為零 C．在t2時(shí)刻，外力的功率為零 D．在t3時(shí)刻，外力的功率最大 解析：由題圖知，t＝0時(shí)，v＝0，外力F≠0，外力

8、的功率為零，t1時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)的加速度為零，外力為零，外力的功率為零，所以0～t1時(shí)間內(nèi)，外力的功率先增大后減小，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；t2時(shí)刻，v＝0，此時(shí)外力的功率為零，選項(xiàng)C正確；t3時(shí)刻，外力為零，外力的功率為零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：AC 8．(2019·廣東七校聯(lián)考)如圖所示，水平傳送帶長為L，始終以速度v保持勻速運(yùn)動，把質(zhì)量為m的貨物無初速度地放到A點(diǎn)，當(dāng)貨物運(yùn)動到AC的中點(diǎn)B時(shí)速度恰為v，而后被傳送到C點(diǎn)．貨物與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g.則貨物從A點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中(　　) A．摩擦力對貨物做的功為μmgL B．摩擦力對貨物做功的平均功率為μmgv C．

9、傳送帶克服摩擦力做功為μmgL D．傳送帶克服摩擦力做功的平均功率為μmgv 解析：貨物在運(yùn)動過程中，當(dāng)速度達(dá)到v時(shí)，不再受摩擦力，故摩擦力所做的功Wf＝μmg·，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在貨物加速過程中，摩擦力做的功Wf＝μmg·，由運(yùn)動學(xué)公式有＝t1＝t1，貨物從B到C所用時(shí)間t2＝，所以貨物從A點(diǎn)到C點(diǎn)所用時(shí)間為t＝t1＋t2＝，則摩擦力對貨物做功的平均功率＝＝＝μmgv，故選項(xiàng)B正確；貨物在加速過程中平均速度為，而傳送帶的速度為v，貨物加速運(yùn)動的位移為，則傳送帶前進(jìn)的位移一定為L，故傳送帶克服摩擦力所做的功為Wf′＝μmgL，故選項(xiàng)C正確；貨物從A點(diǎn)到C點(diǎn)用時(shí)t＝，故傳送帶克服摩擦力做功的平

10、均功率應(yīng)為＝＝μmgv，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：BC [能力題組] 一、選擇題 9．一物體靜止在粗糙水平地面上．現(xiàn)用一大小為F1的水平拉力拉動物體，經(jīng)過一段時(shí)間后其速度變?yōu)関.若將水平拉力的大小改為F2，物體從靜止開始經(jīng)過同樣的時(shí)間后速度變?yōu)?v.對于上述兩個(gè)過程，用WF1、WF2分別表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分別表示前后兩次克服摩擦力所做的功，則(　　) A．WF2>4WF1，Wf2>2Wf1 B．WF2>4WF1，Wf2＝2Wf1 C．WF2<4WF1，Wf2＝2Wf1 D．WF2<4WF1，Wf2<2Wf1 解析：根據(jù)x＝t得，兩過程的位移關(guān)系x1

11、＝x2，根據(jù)加速度的定義a＝，得兩過程的加速度關(guān)系為a1＝.由于在相同的粗糙水平地面上運(yùn)動，故兩過程的摩擦力大小相等，即Ff1＝Ff2＝Ff，根據(jù)牛頓第二定律F－Ff＝ma得，F(xiàn)1－Ff1＝ma1，F(xiàn)2－Ff2＝ma2，所以F1＝F2＋Ff，即F1>.根據(jù)功的計(jì)算公式W＝Fl，可知Wf1＝Wf2，WF1>WF2，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤． 答案：C 10．如圖所示，質(zhì)量為60 kg的某運(yùn)動員在做俯臥撐運(yùn)動，運(yùn)動過程中可將她的身體視為一根直棒．已知重心在c點(diǎn)，其垂線與腳、兩手連線中點(diǎn)間的距離Oa、Ob分別為0.9 m和0.6 m．若她在1 min內(nèi)做了30個(gè)俯臥撐，每次肩部上升的距離均為0.

12、4 m，則1 min內(nèi)克服重力做的功和相應(yīng)的功率約為(g取10 m/s2)(　　) A．430 J,7 W B．4 320 J,72 W C．720 J,12 W D．7 200 J,120 W 解析：設(shè)重心上升的高度為h，根據(jù)相似三角形可知，每次俯臥撐中，有＝，即h＝0.24 m．一次俯臥撐中，克服重力做功W＝mgh＝60×10×0.24 J＝144 J，所以1 min內(nèi)克服重力做的總功為W總＝NW＝4 320 J，功率P＝＝72 W，故選項(xiàng)B正確． 答案：B 11．一輛汽車在平直的公路上以某一初速度運(yùn)動，運(yùn)動過程中保持恒定的牽引功率，其加速度a和速度的倒數(shù)的圖象如圖所示．

13、若已知汽車的質(zhì)量，則根據(jù)圖象所給信息，不能求出的物理量是(　　) A．汽車的功率 B．汽車行駛的最大速度 C．汽車受到的阻力 D．汽車運(yùn)動到最大速度所需的時(shí)間 解析：由F－Ff＝ma、P＝Fv可得a＝·－，由a-圖象可知，＝k＝40 m2·s－3，可求出汽車的功率P，由a＝0時(shí)＝0.05 m－1·s，可得汽車行駛的最大速度vm＝20 m/s，再由vm＝，可求出汽車受到的阻力Ff，但無法求出汽車運(yùn)動到最大速度所需的時(shí)間． 答案：D 12．(多選)(2019·湖北聯(lián)考)在離水平地面h高處將一質(zhì)量為m的小球水平拋出，在空中運(yùn)動的過程中所受空氣阻力大小恒為f，落地時(shí)小球距拋出點(diǎn)的水平

14、距離為x，速率為v.那么，在小球運(yùn)動的過程中(　　) A．重力做功為mgh B．克服空氣阻力做的功為f· C．落地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率為mgv D．重力勢能和機(jī)械能都逐漸減少 解析：重力做功為WG＝mgh，A正確；空氣阻力做功與經(jīng)過的路程有關(guān)，而小球經(jīng)過的路程大于，故克服空氣阻力做的功大于f·，B錯(cuò)誤；落地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率為重力與沿重力方向的分速度的乘積，故落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率小于mgv，C錯(cuò)誤；重力做正功，重力勢能減少，空氣阻力做負(fù)功，機(jī)械能減少，D正確． 答案：AD 5．(多選)(2018·高考全國卷Ⅲ)地下礦井中的礦石裝在礦車中，用電機(jī)通過豎井運(yùn)送至地面．某豎井中礦車提升的

15、速度大小v隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示，其中圖線①②分別描述兩次不同的提升過程，它們變速階段加速度的大小都相同；兩次提升的高度相同，提升的質(zhì)量相等．不考慮摩擦阻力和空氣阻力．對于第①次和第②次提升過程(　　) A．礦車上升所用的時(shí)間之比為4∶5 B．電機(jī)的最大牽引力之比為2∶1 C．電機(jī)輸出的最大功率之比為2∶1 D．電機(jī)所做的功之比為4∶5 解析：由圖線①知，礦車上升總高度h＝·2t0＝v0t0 由圖線②知，加速階段和減速階段上升高度和 h1＝·(＋)＝v0t0 勻速階段：h－h(huán)1＝v0·t′，解得t′＝t0 故第②次提升過程所用時(shí)間為＋t0＋＝t0， 兩次上升所用時(shí)間

16、之比為2t0∶t0＝4∶5，A對； 對礦車受力分析，當(dāng)?shù)V車向上做加速直線運(yùn)動時(shí)，電機(jī)的牽引力最大，由于加速階段加速度相同，故加速時(shí)牽引力相同，B錯(cuò)； 在加速上升階段，由牛頓第二定律知， F－mg＝ma，F(xiàn)＝m(g＋a) 第①次在t0時(shí)刻，功率P1＝F·v0， 第②次在時(shí)刻，功率P2＝F·， 第②次在勻速階段P2′＝F′·＝mg·＜P2， 可知，電機(jī)輸出的最大功率之比P1∶P2＝2∶1，C對； 由動能定理知，兩個(gè)過程動能變化量相同，克服重力做功相同，故兩次電機(jī)做功也相同，D錯(cuò)． 答案：AC 二、非選擇題 14．一列火車總質(zhì)量m＝500 t，發(fā)動機(jī)的額定功率P＝6×105 W

17、，在軌道上行駛時(shí)，軌道對列車的阻力Ff是車重的0.01倍．(g取10 m/s2) (1)求列車在水平軌道上行駛的最大速度； (2)在水平軌道上，發(fā)動機(jī)以額定功率P工作，求當(dāng)行駛速度為v1＝1 m/s和v2＝10 m/s時(shí)，列車的瞬時(shí)加速度a1、a2的大??； (3)列車在水平軌道上以36 km/h的速度勻速行駛時(shí)，求發(fā)動機(jī)的實(shí)際功率P′； (4)若列車從靜止開始，保持0.5 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動，求這一過程維持的最長時(shí)間． 解析：(1)列車以額定功率行駛，當(dāng)牽引力等于阻力，即F＝Ff＝kmg時(shí)，列車的加速度為零，速度達(dá)到最大值vm，則 vm＝＝＝＝12 m/s. (2)當(dāng)v

18、＜vm時(shí)，列車做加速運(yùn)動，若v1＝1 m/s，則F1＝＝6×105 N， 根據(jù)牛頓第二定律得a1＝＝1.1 m/s2 若v2＝10 m/s，則F2＝＝6×104 N 根據(jù)牛頓第二定律得a2＝＝0.02 m/s2. (3)當(dāng)v＝36 km/h＝10 m/s時(shí)，列車勻速運(yùn)動，則發(fā)動機(jī)的實(shí)際功率P′＝Ffv＝5×105 W. (4)由牛頓第二定律得F′＝Ff＋ma＝3×105 N 在此過程中，速度增大，發(fā)動機(jī)功率增大，當(dāng)功率為額定功率時(shí)速度為v′，即v′＝＝2 m/s，由v′＝at得t＝＝4 s. 答案：(1)12 m/s　(2)1.1 m/s2　0.02 m/s2 (3)5×105 W　(4)4 s 8