高考物理一轮复习小题多维练(全国通用)第17练功和功率(原卷版+解析)

这是一份高考物理一轮复习小题多维练(全国通用)第17练功和功率(原卷版+解析)，共14页。试卷主要包含了下列叙述中正确的是等内容，欢迎下载使用。

1．下列叙述中正确的是( )
A．一对作用力和反作用力做功之和一定为零
B．静摩擦力一定不做功
C．一对滑动摩擦力所做总功不可能为零
D．一对静摩擦力所做总功可能不为零
2．如图所示，中间有孔的物块A套在光滑的竖直杆上，通过光滑滑轮用不可伸长的轻绳将物块A拉着向上运动，拉力为F，在物块A匀速上升过程中，下列说法正确的是( )
A．拉力F变小
B．杆对A的弹力N不变
C．绳子自由端(右端)的速率增大
D．拉力F的功率P不变
3．从某高度以初速度v0水平抛出一个质量为m的小球，不计空气阻力，在小球下落的过程中，其加速度a，速度变化量Δv、重力的功率P和重力做功W与时间t的关系图像，正确的是()
1．关于运动物体所受的合外力、合外力做的功及动能变化的关系，下列说法正确的是A．合外力为零，则合外力做功一定为零
B．合外力做功为零，则合外力一定为零
C．合外力做功越多，则动能一定越大
D．动能不变，则物体所受合外力一定为零
2．如图所示，将两质量相等的小球a、b从水平地面NO上方同一位置A点水平抛出，初速度均垂直于光滑的竖直墙壁MO，但大小不同。小球a抛出后做平抛运动落到水平地面上的B点，小球b碰到竖直墙壁后也落到B点。若不计小球与墙壁碰撞的时间，下列说法正确的是( )
A．抛出到落地前瞬间重力对两小球做功的平均功率相同
B．抛出到落地前瞬间重力对小球a做功的平均功率小于重力对小球b做功的平均功率
C．落地前瞬间重力对小球做功的瞬时功率相等
D．落地前瞬间重力对小球a做功的瞬时功率大于重力对小球b做功的瞬时功率
3．当前我国“高铁”事业发展迅猛．假设一辆高速列车在机车牵引力和恒定阻力作用下，在水平轨道上由静止开始启动，其图象如图所示，已知在0～t1时间内为过原点的倾斜直线，t1时刻达到额定功率P，此后保持功率P不变，在t3时刻达到最大速度v3，以后匀速运动．下列判断正确的是
A．从0至t3时间内，列车一直匀加速直线运动
B．t2时刻的加速度大于t1时刻的加速度
C．在t3时刻以后，机车的牵引力为零
D．该列车所受的恒定阻力大小为
4．固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮，以大小恒定的拉力F拉绳，使滑块从A点起由静止开始上升。若从A点上升至B点和从B点上升至C点的过程中轻绳对滑块做的功分别为W1和W2，且AB=BC，则
A．B．
C．D．无法确定W1和W2的大小关系
5．如图所示，质量为m的小球，从离地面H高处从静止开始释放，落到地面后继续陷入泥中h深度而停止，设小球受到空气阻力为f，重力加速度为g，则下列说法正确的是
A．小球落地时动能等于mgH
B．小球陷入泥中的过程中克服泥的阻力所做的功小于刚落到地面时的动能
C．整个过程中小球克服阻力做的功等于mg（H＋h）
D．小球在泥土中受到的平均阻力为mg（1＋）
6．如图甲所示，质量为4 kg的物体在水平推力作用下开始运动，推力大小F随位移大小x变化的情况如图乙所示，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10 m/s2，则( )
A．物体先做加速运动，推力撤去后才开始做减速运动
B．运动过程中推力做的功为200 J
C．物体在运动过程中的加速度先变小后不变
D．因推力是变力，无法确定推力做功的大小
7.质量为2 kg 的物体，放在动摩擦因数μ＝0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，由静止开始运动，拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图6所示，g＝10 m/s2，下列说法中正确的是( )
图6
A．此物体在OA段做匀速直线运动，且此过程中拉力的最大功率为6 W
B．此物体在OA段做匀加速直线运动，且此过程中拉力的最大功率为15 W
C．此物体在AB段做匀速直线运动，且此过程中拉力的功率恒为6 W
D．此物体在AB段做匀加速直线运动，且此过程中拉力的最大功率为6 W
8.一物体在水平拉力F的作用下沿水平面运动。已知拉力F随物体运动位移x的变化情况如图所示。则在0～8 m的运动过程中，拉力F做的功为( )
A．6 J B．18 J
C．20 J D．22 J
9.中国制造的某一型号泵车如图所示，表中列出了其部分技术参数。已知混凝土密度为2.4×103 kg/m3，假设泵车的泵送系统以150 m3/h的输送量给30 m高处输送混凝土，则每小时泵送系统对混凝土做的功至少为( )
A．1.08×107 J B．5.04×107 J
C．1.08×108 J D．2.72×108 J
10．在大型物流货场，广泛的应用传送带搬运货物。如图甲所示，与水平面倾斜的传送带以恒定的速率运动，皮带始终是绷紧的，将m=1kg的货物放在传送带上的A端，经过1.2s到达传送带的B端。用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化的图象如图乙所示。已知重力加速度g=10m／s2，则可知（ ）
A．货物与传送带间的动摩擦因数为0.5
B．A、B两点的距离为2.4m
C．货物从A运动到B过程中，传送带对货物做功的大小为12.8J
D．货物从A运动到B过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为4.8J
发动机最大输出功率(kW)
332
最大输送高度(m)
63
整车满载质量(kg)
5.4×104
最大输送量(m3/h)
180
专题06 功和能
第17练 功和功率
1．下列叙述中正确的是( )
A．一对作用力和反作用力做功之和一定为零
B．静摩擦力一定不做功
C．一对滑动摩擦力所做总功不可能为零
D．一对静摩擦力所做总功可能不为零
【答案】C
【解析】本题考查作用力与反作用力、一对摩擦力做功问题。一对作用力和反作用力可能同时做正功或做负功，也可能一个做功另一个不做功，所以它们做功之和不一定为零，故A错误；静摩擦力同样能对物体做功，例如随水平传送带加速运动的物体所受的静摩擦力对物体做正功，故B错误；一对滑动摩擦力对相互作用的系统做的总功等于滑动摩擦力与相对位移的乘积，不可能为零，故C正确；一对静摩擦力作用的物体间无相对滑动，故位移始终相等，而二力大小相等，方向相反，因而做功之和为零，故D错误。
2．如图所示，中间有孔的物块A套在光滑的竖直杆上，通过光滑滑轮用不可伸长的轻绳将物块A拉着向上运动，拉力为F，在物块A匀速上升过程中，下列说法正确的是( )
A．拉力F变小
B．杆对A的弹力N不变
C．绳子自由端(右端)的速率增大
D．拉力F的功率P不变
【答案】D
【解析】本题考查受力及功率的计算。设绳子与竖直方向上的夹角为θ，因为A做匀速直线运动，在竖直方向上合力为零，受力分析得Fcs θ＝mg，因为θ增大，则cs θ减小， 则F增大； 水平方向合力为零，有N＝Fsin θ，F增大，sin θ增大，N增大，故A、B错误；物块A沿绳子方向上的分速度v1＝vcs θ，该速度等于绳子自由端的速度，θ增大，绳子自由端速度减小，拉力的功率P＝Fv1＝eq \f(mg,cs θ)vcs θ＝mgv，知拉力的功率不变，故C错误，D正确。
3．从某高度以初速度v0水平抛出一个质量为m的小球，不计空气阻力，在小球下落的过程中，其加速度a，速度变化量Δv、重力的功率P和重力做功W与时间t的关系图像，正确的是()
【答案】B
【解析】本题借助平抛运动考查运动图像、功和功率图像。小球做平抛运动，加速度恒定不变，为重力加速度g，故A错误；由Δv＝vy＝at＝gt分析可知，Δv­t图像是过原点的直线，故B正确；重力的功率P＝mgvy＝mg·gt＝mg2t，P与t成正比，P­t图像是过原点的直线，故C错误；重力做功W＝mgh＝mg·eq \f(1,2)gt2，W­t图像是过原点的开口向上的抛物线，故D错误。
1．关于运动物体所受的合外力、合外力做的功及动能变化的关系，下列说法正确的是A．合外力为零，则合外力做功一定为零
B．合外力做功为零，则合外力一定为零
C．合外力做功越多，则动能一定越大
D．动能不变，则物体所受合外力一定为零
【答案】A
【解析】如果物体所受的合外力为零，根据W=FS得，那么外力对物体做的总功一定为零，故A正确；如果合外力做的功为零，但合外力不一定为零．可能物体的合外力和运动方向垂直而不做功，故B错误；根据动能定理可知，如果合外力做功越多，动能变化越大，但是动能不一定越大，故C错误；物体动能不变，只能说合外力不做功，但合外力不一定为零，例如做匀速圆周运动的物体，故D错误．故选A．
点睛：合外力做功和动能变化的关系由动能定理反映．合外力为零，其功一定为零，但合外力功为零，但合外力不一定为零．注意功是标量，公的正负不表示方向．
2．如图所示，将两质量相等的小球a、b从水平地面NO上方同一位置A点水平抛出，初速度均垂直于光滑的竖直墙壁MO，但大小不同。小球a抛出后做平抛运动落到水平地面上的B点，小球b碰到竖直墙壁后也落到B点。若不计小球与墙壁碰撞的时间，下列说法正确的是( )
A．抛出到落地前瞬间重力对两小球做功的平均功率相同
B．抛出到落地前瞬间重力对小球a做功的平均功率小于重力对小球b做功的平均功率
C．落地前瞬间重力对小球做功的瞬时功率相等
D．落地前瞬间重力对小球a做功的瞬时功率大于重力对小球b做功的瞬时功率
【答案】AC
【解析】本题考查平抛运动与功率计算的结合。两小球竖直方向的运动均为自由落体运动，故它们从开始运动到落地的时间相等，重力对它们做的功mgh也相同，根据P＝eq \f(mgh,t)可得抛出到落地前瞬间重力对两小球做功的平均功率相同，故A正确，B错误；因竖直方向的运动规律相同，故落地时两小球的竖直速度相等，根据P＝mgvy可得落地时重力对两小球做功的瞬时功率相等，故C正确，D错误。
3．当前我国“高铁”事业发展迅猛．假设一辆高速列车在机车牵引力和恒定阻力作用下，在水平轨道上由静止开始启动，其图象如图所示，已知在0～t1时间内为过原点的倾斜直线，t1时刻达到额定功率P，此后保持功率P不变，在t3时刻达到最大速度v3，以后匀速运动．下列判断正确的是
A．从0至t3时间内，列车一直匀加速直线运动
B．t2时刻的加速度大于t1时刻的加速度
C．在t3时刻以后，机车的牵引力为零
D．该列车所受的恒定阻力大小为
【答案】D
【解析】A．v-t图象中倾斜的直线表示匀变速直线运动，从图中可知只有0-t1时段为倾斜直线，所以0-t1时段为匀加速直线运动，所以A错误．
B．在t2时刻，列车功率已经达到额定功率，牵引力已经减小了，加速度也减小了，所以在t2时刻的加速度要小于t1时刻的加速度，所以B错误．
C．在t3时刻以后，列车匀速运动，是处于受力平衡状态，牵引力等于阻力，而不是零，所以C错误．
D．当汽车达到最大速度时，汽车的牵引力和阻力大小相等，由P=Fv=fvm可得，，所以D正确．故选D．
4．固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮，以大小恒定的拉力F拉绳，使滑块从A点起由静止开始上升。若从A点上升至B点和从B点上升至C点的过程中轻绳对滑块做的功分别为W1和W2，且AB=BC，则
A．B．
C．D．无法确定W1和W2的大小关系
【答案】A
【解析】轻绳对滑块的拉力大小一定，轻绳拉力方向与滑块位移方向间的夹角越来越大，轻绳拉力沿滑块位移方向的分量越来越小；AB=BC，据可得，。故A项正确，BCD三项错误。
5．如图所示，质量为m的小球，从离地面H高处从静止开始释放，落到地面后继续陷入泥中h深度而停止，设小球受到空气阻力为f，重力加速度为g，则下列说法正确的是
A．小球落地时动能等于mgH
B．小球陷入泥中的过程中克服泥的阻力所做的功小于刚落到地面时的动能
C．整个过程中小球克服阻力做的功等于mg（H＋h）
D．小球在泥土中受到的平均阻力为mg（1＋）
【答案】C
【解析】A．小球从静止开始释放到落到地面的过程，由动能定理得
选项A错误；
BD．设泥的平均阻力为，小球陷入泥中的过程，由动能定理得
解得
选项B、D错误；
C．全过程应用动能定理可知，整个过程中小球克服阻力做的功等于mg（H＋h），选项C正确。
故选C。
6．如图甲所示，质量为4 kg的物体在水平推力作用下开始运动，推力大小F随位移大小x变化的情况如图乙所示，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10 m/s2，则( )
A．物体先做加速运动，推力撤去后才开始做减速运动
B．运动过程中推力做的功为200 J
C．物体在运动过程中的加速度先变小后不变
D．因推力是变力，无法确定推力做功的大小
【答案】C
【解析】滑动摩擦力Ff＝μmg＝20 N，物体先加速运动，当推力减小到20 N时，加速度减小为零，之后推力逐渐减小，物体做加速度增大的减速运动，当推力减小为零后，物体做匀减速运动，选项A、C错误；F－x图像与横轴所围的面积表示推力做的功，W＝eq \f(1,2)×100 N×4 m＝200 J，选项B正确，D错误。
7.质量为2 kg 的物体，放在动摩擦因数μ＝0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，由静止开始运动，拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图6所示，g＝10 m/s2，下列说法中正确的是( )
图6
A．此物体在OA段做匀速直线运动，且此过程中拉力的最大功率为6 W
B．此物体在OA段做匀加速直线运动，且此过程中拉力的最大功率为15 W
C．此物体在AB段做匀速直线运动，且此过程中拉力的功率恒为6 W
D．此物体在AB段做匀加速直线运动，且此过程中拉力的最大功率为6 W
【答案】BC
【解析】对物体受力分析，物体受到的摩擦力为Ff＝μmg＝2 N，由题图可知，斜率表示物体所受拉力的大小，OA段的拉力F＝5 N，AB段的拉力F′＝2 N，所以物体在OA段做匀加速直线运动，在AB段做匀速直线运动，故A、D错误；在OA段物体所受的拉力为5 N，物体做匀加速直线运动，当速度最大时，拉力的功率最大。由v＝at，x＝eq \f(1,2)at2，a＝eq \f(F－Ff,m)，代入数据得v＝3 m/s，拉力的最大功率Pmax＝Fv＝15 W，选项B正确；在AB段，物体以3 m/s的速度做匀速运动，此过程中拉力的功率恒为P′＝F′v＝6 W，选项C正确。
8.一物体在水平拉力F的作用下沿水平面运动。已知拉力F随物体运动位移x的变化情况如图所示。则在0～8 m的运动过程中，拉力F做的功为( )
A．6 J B．18 J
C．20 J D．22 J
【答案】B
【解析】0～2 m力F做功W1＝F1x1＝2 N×2 m＝4 J；2～4 m力F做功W2＝F2x2＝－1 N×2 m＝－2 J；4～8 m力F做功W3＝F3x3＝4 N×4 m＝16 J；这个运动过程中F做的总功为W＝W1＋W2＋W3＝4 J＋(－2 J)＋16 J＝18 J，选项B正确，A、C、D错误。
9.中国制造的某一型号泵车如图所示，表中列出了其部分技术参数。已知混凝土密度为2.4×103 kg/m3，假设泵车的泵送系统以150 m3/h的输送量给30 m高处输送混凝土，则每小时泵送系统对混凝土做的功至少为( )
A．1.08×107 J B．5.04×107 J
C．1.08×108 J D．2.72×108 J
【答案】C
【解析】每小时输送的混凝土的体积为150 m3，则其增加的重力势能为mgh＝ρVgh＝2.4×103×150×10×30 J＝1.08×108 J，根据功能关系可知，选项C正确。
10．在大型物流货场，广泛的应用传送带搬运货物。如图甲所示，与水平面倾斜的传送带以恒定的速率运动，皮带始终是绷紧的，将m=1kg的货物放在传送带上的A端，经过1.2s到达传送带的B端。用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化的图象如图乙所示。已知重力加速度g=10m／s2，则可知（ ）
A．货物与传送带间的动摩擦因数为0.5
B．A、B两点的距离为2.4m
C．货物从A运动到B过程中，传送带对货物做功的大小为12.8J
D．货物从A运动到B过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为4.8J
【答案】AD
【解析】A．在时间内，货物的速度小于传送带速度，货物受到沿斜面向下的滑动摩擦力作用，由牛顿第二定律有
由图乙可得
货物加速到与传送带速度相等后，在时间内，货物速度大于传送带速度，故有
由图乙可得
联立解得
，
故A正确；
B．v–t图象与t轴所围的面积表示位移，货物的位移等于传送带的长度，由图乙可知传送带的长度为
B错误；
C．货物受到的摩擦力为
时间内的位移为
对货物受力分析知摩擦力沿传送带向下，摩擦力对货物做正功
同理 时间内，货物的位移为
摩擦力沿传送带向上，对货物做的负功为
所以整个过程，传送带对货物做功的大小为
12 J–0.8 J=11.2 J
C错误；
D．货物与传送带摩擦产生的热量等于摩擦力乘以相对路程，时间内，传送带的位移为
时间内，传送带的位移为
总相对路程为
货物与传送带摩擦产生的热量为
故D正确。
故选AD。
发动机最大输出功率(kW)
332
最大输送高度(m)
63
整车满载质量(kg)
5.4×104
最大输送量(m3/h)
180