高考物理一轮复习课时检测二十七功和功率含解析新人教版

功和功率

1．如图所示，光滑斜面体放在水平面上，斜面上用固定的竖直挡板挡住一个光滑的重球。在整个装置沿水平面向左减速运动的过程中，关于重球所受各力做功情况的说法中错误的是(　　)

A．重力不做功

B．斜面对球的弹力一定做正功

C．挡板对球的弹力可能不做功

D．挡板对球的弹力一定做负功

解析：选C　对小球进行受力分析如图：重力方向与位移方向垂直，重力不做功，故A项正确。由于整个装置向左减速运动，加速度水平向右，则N1≠0，N1的方向与位移方向相反，所以N1一定做负功，故C项错误，D项正确。竖直方向受力平衡，则得N2≠0，且N2与位移的夹角为锐角，斜面对球的弹力一定做正功，故B项正确。

2．(2020·江苏高考)质量为1.5×103 kg的汽车在水平路面上匀速行驶，速度为20 m/s，受到的阻力大小为1.8×103 N。此时，汽车发动机输出的实际功率是(　　)

A．90 W　　　　　　　　　 B．30 kW

C．36 kW  D．300 kW

解析：选C　根据汽车做匀速直线运动可得此时汽车的牵引力等于阻力，即F＝f＝1.8×103 N，此时汽车发动机的实际输出功率即瞬时功率，根据P＝Fv，代入数据解得此时汽车发动机的实际输出功率为36 kW，A、B、D项均错误，C项正确。

3.据《科技日报》报道，上海中车公司生产的全球最大马力无人遥控潜水器在上海下线。该潜水器自重5×103 kg，主要用于深海搜寻和打捞等。若在某次作业中，潜水器带着4×103 kg的重物从3 000 m深的海底一起匀速上升到了海面，已知上升过程中潜水器的机械功率恒为180 kW，水对潜水器(含重物)的浮力和阻力相互平衡(g取10 m/s2)，则潜水器上升的时间为(　　)

A．0.5×103 s　　　　　　　 B．1.0×103 s

C．1.5×103 s  D．2.0×103 s

解析：选C　由题意可知，潜水器(含重物)匀速运动，动力等于重力，F＝(m潜＋m重)g，由P＝Fv可得上升速度为v＝2 m/s，由h＝vt解得潜水器上升的时间为t＝1.5×103 s，选项C正确。

4.质量m＝20 kg的物体，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直线运动。0～2 s 内F与运动方向相反，2～4 s内F与运动方向相同，物体的v ­t图像如图所示。g取10 m/s2，则(　　)

A．拉力F的大小为100 N

B．在4 s时拉力的瞬时功率为120 W

C．4 s内拉力所做的功为480 J

D．4 s内物体克服摩擦力做的功为320 J

解析：选B　取物体初速度方向为正方向，由题图可知物体与水平面间存在摩擦力，由题图可知0～2 s内，－F－f＝ma1，且a1＝－5 m/s2; 2～4 s内，－F＋f＝ma2，且a2＝－1 m/s2，联立以上两式解得F＝60 N，f＝40 N，A错误。由P＝Fv得4 s时拉力的瞬时功率为120 W，B正确。由W＝Fx，可知0～2 s内，W1＝－Fx1,2～4 s内，W2＝Fx2，由题图可知x1＝10 m，x2＝2 m，代入数据解得，4 s内拉力所做的功为－480 J，C错误。摩擦力做功W′＝fs，摩擦力始终与速度方向相反，故s为路程，由题图可求得总路程为12 m，4 s 内物体克服摩擦力做的功为480 J，D错误。

5．(多选)一辆机动车在平直的公路上由静止启动。如图所示，图线A表示该车运动的速度与时间的关系，图线B表示该车的功率与时间的关系。设机动车在运动过程中阻力不变，则以下说法正确的是(　　)

A．0～22 s内，机动车先做加速度逐渐减小的加速运动，后做匀速运动

B．运动过程中机动车所受阻力为1 500 N

C．机动车速度为5 m/s时牵引力大小为3×103 N

D．机动车的质量为562.5 kg

解析：选BD　根据速度－时间图像可知，机动车先做匀加速运动，后做变加速运动，最后做匀速运动，故A项错误；最大速度vm＝12 m/s，根据图线B可知机动车的额定功率为：P0＝18 000 W，当牵引力等于阻力时，速度取到最大值，则阻力为：f＝＝ N＝1 500 N，故B项正确；0～6 s内的加速度为：a＝＝ m/s2＝ m/s2，匀加速运动的牵引力为：F＝＝ N＝2 250 N，保持不变，故C项错误；根据牛顿第二定律得：F－f＝ma，解得：m＝562.5 kg，故D项正确。

6．我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平。若某段工作时间内，“天鲲号”的泥泵输出功率恒为1×104 kW，排泥量为1.4 m3/s，排泥管的横截面积为0.7 m2。则泥泵对排泥管内泥浆的推力为(　　)

A．5×106 N  B．2×107 N

C．2×109 N  D．5×109 N

解析：选A　由排泥量和排泥管横截面积可求排泥速度v＝＝2 m/s。由P＝Fv可求F＝＝＝5×106 N。　

7.汽车沿平直公路以恒定功率P从静止开始启动，如图所示为牵引力F与速度v的关系，加速过程在图中的T点结束，所用的时间t＝8 s，通过的路程s＝50 m,8 s后汽车做匀速运动，若汽车所受阻力始终不变，则(　　)

A．汽车做匀速运动时的牵引力大小为2×105 N

B．汽车所受的阻力大小为4×104 N

C．汽车的恒定功率为1.6×105 W

D．汽车的质量为8×103 kg

解析：选C　汽车的加速过程在T点结束，即此后汽车沿平直路面做匀速运动，由平衡条件和图像信息可得F－f＝0，汽车做匀速运动时的牵引力大小为F＝2×104 N，故A错误；汽车所受的阻力大小为f＝2×104 N，故B错误；由图像信息得汽车的恒定功率P＝Fv＝2×104×8 W＝1.6×105 W，故C正确；汽车加速运动过程，牵引力做功为W＝Pt，根据动能定理可得Pt－fs＝mv2，解得m＝＝ kg＝8.75×103 kg，故D错误。

8．(2021·浙江1月选考)如图所示，质量m＝2 kg的滑块以v0＝16 m/s的初速度沿倾角θ＝37°的斜面上滑，经t＝2 s滑行到最高点。然后，滑块返回到出发点。已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0 8，g取10 m/s2，求滑块

(1)最大位移值x；

(2)与斜面间的动摩擦因数μ；

(3)从最高点返回到出发点的过程中重力的平均功率。

解析：(1)滑块向上做匀减速直线运动，有

x＝t

得x＝16 m。

(2)以沿斜面向下为正方向，加速度a1＝＝8 m/s2

上滑过程a1＝＝gsin θ＋μgcos θ

解得μ＝0.25。

(3)下滑过程a2＝＝gsin θ－μgcos θ＝4 m/s2

由运动学公式vt＝＝8 m/s＝11.3 m/s

重力的平均功率＝mgcos(90°－θ)

＝48 W＝67.9 W。

答案：(1)16 m　(2)0.25　(3)67.9 W