第27讲 功 功率（练习）（解析版）——备战2024年高考物理一轮复习全面攻略—高中物理

这是一份第27讲 功 功率（练习）（解析版）——备战2024年高考物理一轮复习全面攻略—高中物理，共26页。
1．（2022秋·江苏扬州·高三扬州中学校考期中）在江苏省第二十届省运会上，扬州小将以1.97m的成绩夺得青少年部15-16岁组男子跳高金牌、经了解，该同学身高为1.94m，质量为65kg。据此可估算出他离地瞬间克服重力做功的功率最接近（ ）

A．2000WB．3000W
C．4000WD．5000W
【答案】B
【详解】运动员成绩为
运动员重心升高的高度为
弹跳高度为
运动员向上跳起来看成是匀减速直线运动，最高点速度为0，有
解得
他离地瞬间克服重力做功的功率为
故选B。更多课件 教案 视频 等优质滋源请 家 威杏 MXSJ663 2．一飞船返回舱进入大气层后，在离地面20 km处打开减速伞，如图所示。在返回舱减速下降的过程中（ ）

A．合力做负功B．重力做负功
C．空气阻力做正功D．伞绳拉力做正功
【答案】A
【详解】A．飞船返回舱在减速下降过程中，空气阻力向上，重力向下，绳拉力向上，合力向上，而位移向下，故合力做负功，故A正确；
B．飞船返回舱在减速下降过程中，重力向下，位移向下，重力做正功，故B错误；
C．飞船返回舱在减速下降过程中，空气阻力向上，位移向下，空气阻力做负功，故C错误；
D．飞船返回舱在减速下降过程中，绳拉力向上，位移向下，绳的拉力做负功，故D错误。
故选A。
3．如图所示，在某滑雪场滑雪者从O点由静止沿斜面自由滑下，接着在水平面上滑至N点停下，斜面、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数都为μ＝0.1，滑雪者（包括滑雪板）的质量为m＝50kg，g取10m/s2，O、N两点间的水平距离为s＝100m。在滑雪者经过ON段运动的过程中，克服摩擦力做的功为（ ）

A．1250JB．2500JC．5000JD．7500J
【答案】C
【详解】设斜面的倾角为θ，则滑雪者从O到N的运动过程中克服摩擦力做的功
由题图可知
两式联立可得
故选C。
4．（2023秋·江苏常州·高三江苏省前黄高级中学校考阶段练习）汽车生产时都要进行一系列测试，其中一项为加速性能的测试，测试方法为：将汽车停在 水平平直试验路段起点，实验开始时，司机立即将油门踩到底（保持汽车以额定功率运 动），记录汽车速度从0加速到100km/h所用时间，该时间是衡量汽车动力水平的一个重要参考指标。某国产汽车的额定功率为100kW，在某次测试时，汽车从静止开始以额 定功率运动，假设运动过程中所受阻力恒定，汽车最终做匀速直线运动。通过传感器测得汽车运动速度的倒数与加速度a的关系如图所示。下列说法正确的是（ ）

A．汽车所受阻力大小为1000N
B．汽车运动的最大速度为50m/s
C．汽车的质量为4000kg
D．当汽车的速度为25m/s时，其加速度为2m/s2
【答案】B
【详解】A．汽车恒定功率启动，由
可知，加速度为0时，牵引力等于摩擦力，汽车做匀速直线运动，则

故A错误；
BC．最大速度的倒数为，由

解得

汽车的最大速度为，则
解得
故C错误，B正确；
D．当汽车速度为时，可得
由
解得

故D错误。
故选B。
5．（2022·浙江湖州·统考一模）杭州西站枢纽屋顶铺设了单晶硅光伏组件，铺设面积为，发电功率为。若已知太阳的辐射总功率约为，太阳与地球之间的距离约，则下列关于该光伏组件说法正确的是（ ）

A．单位面积上接收到的太阳辐射功率约为200W
B．工作一天大约可发电
C．光电的转换效率约为
D．工作6h发电电能为
【答案】D
【详解】A．距离太阳的大圆球面积
单位面积上接受太阳太阳辐射的功率
故A错误；
B．若24小时都有太阳，则工作一天大约可发电
但有太阳的时间小于24小时，故B错误；
C．太阳板接收的太阳能
光电的转换放率约为
故C错误；
D．工作6h发电电能为
故D正确。
故选D。
6．（2022秋·辽宁大连·高三大连八中校考期中）一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持以额定功率运动，其v-t图像如图所示。已知汽车的质量为m＝1×103kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，取g＝10 m/s2，则以下说法正确的是（ ）

A．汽车在前5s内的牵引力等于4×103N
B．汽车的额定功率等于80kW
C．当汽车速度大小等于25m/s时，加速度大小等于2m/s2
D．汽车最终匀速时，最大速度为100m/s
【答案】D
【详解】A．5s内，根据图像有
对汽车分析有
解得
故A错误；
B．5s末达到额定功率，则有
故B错误；
C．汽车速度为25m/s时，结合上述可知，此时汽车处于变加速过程，功率达到额定功率，则有
解得
故C错误；
D．汽车速度达到最大值时，牵引力最小，合力为零，牵引力大小等于阻力，则有
结合上述解得
故D正确。
故选D。
7．（多选）如图所示，升降机内斜面的倾角 θ＝30°，质量为2 kg的物体置于斜面上始终不发生相对滑动，在升降机以 5 m/s2 的加速度从静止开始匀加速上升4 s的过程中。g取10 m/s2，则（ ）
A．斜面对物体的支持力做功900 J
B．斜面对物体的摩擦力做功－300 J
C．物体克服重力做功－800 J
D．合外力对物体做功400 J
【答案】AD
【详解】A．物体置于升降机内随升降机一起匀加速运动过程中，受力分析如图所示，由牛顿第二定律得
Ffcs θ－FNsin θ＝0，Ffsin θ＋FNcs θ－G＝ma
代入数据得
Ff＝15 N，FN＝15N
又
x＝at2＝40 m
斜面对物体的支持力所做的功
WN＝FNxcs θ＝900J
故A正确；
B．斜面对物体的摩擦力所做的功
Wf＝Ffxsin θ＝300J
故B错误；
C．物体重力做的功
WG＝－mgx＝－800J
则物体克服重力做功800J，故C错误；
D．合外力对物体做的功
W合＝WN＋Wf＋WG＝400 J
故D正确。
故选AD。
8．（2022·海南·校联考三模）为了测试某新能源汽车的性能，使该汽车沿平直的公路行驶。当汽车以v1 = 20m/s的速度匀速行驶时，汽车牵引力的功率为P1 = 60kW，此时汽车所受路面的摩擦阻力Ff刚好等于汽车所受空气阻力f的2倍。假设汽车所受路面的摩擦阻力大小恒定，空气阻力与汽车的速度成正比，当汽车以v2 = 30m/s的速度匀速行驶时，汽车牵引力的功率P2约为（ ）
A．75kWB．90kWC．105kWD．135kW
【答案】C
【详解】当汽车以v1 = 20m/s的速度匀速行驶时，汽车牵引力的功率为P1 = 60kW，则有
F1 = 2kv1＋kv1，P1 = F1v1
当汽车以v2 = 30m/s的速度匀速行驶时有
F2 = 2kv1＋kv2，P2 = F2v2
解得
P2 = 105kW
故选C。
9．质量为m的小球在竖直向上的拉力作用下从静止开始运动，其v—图像如图所示（竖直向上为正方向，DE段为直线），已知重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）

A．t0~t2时间内，合力对小球先做正功后做负功
B．0~t3时间内，小球的平均速度一定为
C．t3~t4时间内，拉力做的功为
D．t3~t4时间内，小球竖直向下做匀减速直线运动
【答案】C
【详解】A．根据图像可知，t0~t2时间内，小球的加速度逐渐增大，根据动能定理可知，合力对小球一直做正功，故A错误；
B．由于v－t图像中图线与t轴所围面积表示位移，而平均速度
而平均速度指OD连线所表示的匀加速直线运动的平均速度，如图所示

结合图像中的“面积”可知0~t3时间内，小球的平均速度大于，故B错误；
D．v－t图像中图线的斜率表示加速度，速度在时间轴之上表明速度的方向一直为正，根据图像可知，t3~t4时间内，小球竖直向上做匀减速直线运动，故D错误；
C．t3~t4时间内由动能定理得
又由于该过程
解得
故C正确。
故选C。
10．（2022秋·安徽滁州·高三校考阶段练习）直升机应急救援能更快速到达作业现场，实施搜索救援工作。如图所示，救援人员利用绳索吊起伤员之后，和伤员保持相对静止，他们在竖直方向上的速度vy、水平方向上的位移x随时间t的变化图像分别如图甲、乙所示，忽略空气阻力，则在此过程中（ ）

A．伤员的重力势能不断减少
B．伤员先处于超重状态，后处于失重状态
C．绳子的拉力始终做正功
D．从地面上观察，伤员的运动轨迹为一条倾斜的直线
【答案】C
【详解】AB．由图甲可知，伤员在竖直方向先做匀加速直线运动，再做匀速直线运动，故伤员先处于超重状态，后处于平衡状态，伤员在这个过程中竖直方向的位移不断增大，根据伤员的受力可知，伤员的重力势能不断增大，拉力始终做正功，AB错误，C正确；
D．由于救援人员和伤员在竖直方向上先做匀加速直线运动再做匀速运动，由图乙可知，伤员在水平方向做匀速直线运动，故根据运动的合成可知，从地面上看，伤员的运动轨迹先是一条抛物线，后为一条倾斜的直线，D错误。
故选C。
11．如图所示，质量分别为mA、mB的两物块A、B叠放在一起，若它们共同沿固定在水平地面上倾角为α的斜面匀速下滑。则（ ）

A．A、B间无摩擦力
B．B与斜面间的动摩擦因数μ=tanα
C．A、B间有摩擦力，且B对A的摩擦力对A做负功
D．B对斜面的摩擦力方向沿斜面向上
【答案】B
【详解】A C．因为A处于平衡状态，所以A受重力、支持力以及B对A的静摩擦力而平衡，可知A、B间有摩擦力，摩擦力的方向沿A与B的接触面斜向上，向下滑动的过程中，摩擦力的方向与A速度方向的夹角为锐角，所以B对A的摩擦力对A做正功，故AC错误；
B D．A、B能一起匀速下滑，对整体分析，受重力、支持力和滑动摩擦力，则有
（mA＋mB）gsin=μ（mA＋mB）gcs
可得
μ=tan
斜面对B的摩擦力方向沿斜面向上，所以B对斜面的摩擦力方向沿斜面向下，故B正确，D错误.
故选B。
12．（2023秋·四川绵阳·高三三台中学校考开学考试）如图甲所示，一物块在光滑的水平面上以初速度v0=20m/s匀速运动。某时起对物块加一水平力F1=2N，经20s后将力的大小变为F2，方向相反。物块沿直线运动的速度—时间的图像如图所示乙，则（ ）

A．20至40s内力F2对物块做正功
B．在0 至20s内力F1对物块做功是-400J
C．在10至20s内力F1对物块做功的平均功率是40W
D．在20s末时力F1对物块做功瞬时功率40W
【答案】D
【详解】A．20s至40s内加速度为负值，则力F2为负方向，根据图乙可知20s至40s内位移为正值，所以20至40s内力F2对物块做负功，故A错误；
B．在0 至20s内根据图乙可知物体运动的位移为零，所以力F1对物块做功是零，故B错误；
C．在10s至20s内物块做匀加速直线运动，F1对物块做功的平均功率是
故C错误；
D．在20s末时力F1对物块做功瞬时功率为
故D正确。
故选D。
13．（2023秋·山东济南·高三济南市历城第二中学校考开学考试）（多选）“复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质量为m的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为P，若动车组所受的阻力与其速率成正比（为常量），动车组能达到的最大速度为。下列说法正确的是（ ）
A．动车组在匀加速启动过程中，牵引力增大
B．若四节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动
C．若四节动力车厢输出的总功率为，则动车组匀速行驶的速度为
D．若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间t达到最大速度，则这一过程中该动车组克服阻力做的功为
【答案】AC
【详解】A．动车组在匀加速启动过程中，有
a不变，v增大，F也增大，故A正确；
B．若四节动力车厢输出功率均为额定值，则
知随着v增大，a减小，故B错误；
C．当动车组达到最大速度时，满足
若四节动力车厢总功率为，动车组匀速行驶时满足
联立可得
故C正确；
D．动车组从静止启动到达到最大速度，由动能定理得
解得
故D错误。
故选AC。
14．（2022秋·黑龙江哈尔滨·高三哈尔滨市第一中学校校考阶段练习）如图所示，质量相同的两物体处于同一高度，A沿固定在地面上的光滑斜面下滑，B自由下落，最后到达同一水平面，则（ ）

A．重力对物体做功相同
B．重力的平均功率相同
C．斜面对A的支持力对A做负功
D．到达底端时两物体的动能相同，速度相同
【答案】A
【详解】A．质量相同的两物体下落的竖直高度相同，则重力对物体做功相同，选项A正确；
B．因B物体下落的时间较小，根据
可知，重力的平均功率不相同，选项B错误；
C．斜面对A的支持力与位移方向垂直，可知支持力对A不做功，选项C错误；
D．根据
可知，到达底端时两物体的动能相同，速度大小相同，但是方向不同，选项D错误。
故选A。
15．（多选）我国自行研制的新一代轮式装甲车已达到西方国家第三代战车的水平，其将成为中国军方快速部署轻型装甲部队的主力装备。设该装甲车的质量为m，若在平直的公路上从静止开始加速，则前进较短的距离s其速度便可达到最大值vmax。设在加速过程中发动机的功率恒为P，装甲车所受阻力恒为f，当速度为v（vmax>v）时，所受牵引力为F。以下说法正确的是（ ）
A．装甲车速度为vmax时，牵引力做的功为Fs
B．装甲车的最大速度
C．装甲车速度为v时，加速度
D．装甲车从静止开始达到最大速度vmax所用时间
【答案】BC
【详解】A．因为在运动过程中，装甲车功率不变，速度增大，则牵引力减小，故加速过程牵引力不是恒力，所以装甲车速度为时，牵引力做的功不能通过W=Fs求解，则牵引力做的功不等于Fs，A错误；
B．当牵引力与阻力相等时，装甲车的速度达到最大，根据知，最大速度
B正确；
C．当装甲车的速度为v时，根据牛顿第二定律得加速度
C正确；
D．据动能定理得
解得
D错误。
故选BC。
16．（多选）如图所示，竖直平面内固定一半径为R = 0.5m的表面粗糙的四分之一圆弧轨道，其圆心O与A点等高。一质量m = 1kg的小物块（可视为质点）在不另外施力的情况下，能以速度沿轨道自A点匀速率运动到B点，P为弧AB的中点，重力加速度g = 10m/s2。下列说法正确的是（ ）

A．在P点时，重力的瞬时功率为
B．小物块从A运动到B的过程中合力对小物块做的功为零
C．小物块在AP段和PB段产生的内能相等
D．在B点时，小物块对圆弧轨道的压力大小为11N
【答案】BD
【详解】A．在P点时，重力的瞬时功率为
PG = mgv0cs45° = 5W
故A错误；
B．小物块从A运动到B的过程中做匀速率运动，根据动能定理，合力做的功为零，故B正确；
C．小物块在AP段和PB段克服摩擦力做功产生的内能都等于重力势能的减少量，在AP段产生的内能为
在PB段产生的内能为
故在AP段和PB段产生的内能不相等，故C错误；
D．在B点时，运用牛顿第二定律得，圆弧轨道对小物块的支持力大小
根据牛顿第三定律，小物块对圆弧轨道的压力大小
故D正确。
故选BD。
17．（多选）根据机动车的运动情况，绘制－图像如图所示，已知机动车质量为2×103 kg，其在水平路面沿直线行驶，规定初速度v0的方向为正方向，运动过程中所受阻力恒定为2×104 N。则以下说法合理的是（ ）

A．机动车牵引力恒定且小于阻力
B．机动车的初速度为20m/s
C．机动车的加速度为8m/s2
D．2秒末机动车牵引力功率为4.8×104 W
【答案】AB
【详解】ABC．设与的函数关系式为
整理可得
由运动学公式
可得初速度为
加速度
即机动车做匀减速直线运动，所以机动车牵引力恒定且小于阻力，故AB正确，C错误；
D．2秒末机动车的速度为
根据牛顿第二定律
2秒末机动车牵引力功率为
故D错误。
故选AB。
18．（2023秋·湖南常德·高三常德市一中校考阶段练习）（多选）传送带在工农业生产和日常生活中都有广泛的应用，例如在港口用传送带装卸货物，在机场用传送带装卸行李等，为人们的生活带来了很多的便利。如图甲所示为一传送带输送货物的简化模型，长为L的传送带与水平面间的夹角为θ，传送带以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小物块，小物块与传送带之间的动摩擦因数为μ（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度为g。图乙为小物块运动的v—t图像。根据以上信息可以判断出（ ）

A．小物块开始运动时的加速度为gsinθ+μgcsθ
B．小物块与传送带之间的动摩擦因数μ