2023年高考物理二轮复习高频考点专项练习：专题六 考点15 功与功率（C卷）

考点15 功与功率（C卷）

1.一个小孩站在船头，按图甲、乙两种情况用同样大小的力拉轻绳，经过相同的时间t(船未碰撞)，轻绳对小孩及所乘的船所做的功及在时间t内的功率的关系为(   )

A. B. C. D.

2.起重机以的加速度将质量为1 000 kg的货物由静止匀加速向上提升，若g取，则在第1 s内起重机对货物所做的功是（   ）

A.500 J B.4 500 J C.6 000 J D.5 500 J

3.将横截面积为S的玻璃管弯成如图所示的连通器，放在水平桌面上，左、右管处在竖直状态，先关闭阀门K，往左、右管中分别注入高度为，密度为ρ的液体，然后打开阀门K，直到液体静止，重力对液体做的功为(   )
 

A. B. C. D.

4.在地面上方高为H处某点将一小球水平抛出，不计空气阻力，则小球在随后（落地前）的运动中(   )。

A.初速度越大，小球落地的瞬时速度与竖直方向的夹角越小

B.初速度越大，落地瞬间小球重力的瞬时功率越大

C.初速度越大，在相等的时间间隔内，速度的改变量越大

D.无论初速度为何值，在相等的时间间隔内，速度的改变量总是相同的

5.如图所示，轻绳一端受到大小为F的水平恒力作用，另一端通过定滑轮与质量为m、可视为质点的小物块相连.开始时轻绳与水平方向的夹角为θ，当小物块从水平面上的A点被拖动到水平面上的B点时，位移为L，随后从B点沿斜面被拖动到定滑轮O处，间距离也为L，小物块与水平面及斜面间的动摩擦因数均为μ，若小物块从A点运动到B点的过程中，F对小物块做的功为，小物块在段运动过程中克服摩擦力做的功为，则以下结果正确的是(   )

A. B. 

C. D.

6.某地遭受大雨侵袭发生内涝和泥石流灾害，某路段有一质量为的石块随着雨水由静止开始沿倾角为30°的斜坡滑下，石块滑至坡底时的速度大小为10 m/s，g取，则此时(   )

A.石块重力的瞬时功率为

B.石块重力的瞬时功率为

C.石块所受斜坡支持力的瞬时功率为

D.石块所受斜坡支持力的瞬时功率为

7.我国自行研制的新一代ZBL-098×8轮式步兵装甲车已达到国际领先水平，成为中国军方快速部署型轻装甲部队的主力装备.该装甲车在平直的公路上从静止开始加速，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，经过的时间和位移分别为，其加速度为a，发动机的牵引力为F，则在此加速过程中下列图像中可能正确的是(   )

A. B. C. D.

8.水平白色传送带以的速度沿逆时针方向做匀速运动，一质量为的小石墨块P（可视为质点）以的速度从左端滑上传送带，已知P与传送带间的动摩擦因数，传送带水平长度为3 m，重力加速度取.则(   )

A.P在传送带上向右运动的最大位移为3 m

B.从P滑上传送带至掉下，P在传送带上留下的黑色痕迹长度为0.5 m

C.从P滑上传送带至掉下，P与传送带之间产生的摩擦热

D.从P滑上传送带至掉下，电动机多做的功

9.汽车从静止匀加速启动，最后做匀速运动，其速度随时间及加速度、牵引力和功率随速度变化的图像如图所示，其中错误的是（   ）

A.  B.

C.  D.

10.2019年12月，京张高铁通车。从自主设计修建零的突破到世界最先进水平，从时速35千米到350千米，京张线见证了中国铁路的发展，也见证了中国综合国力的飞跃。假设一辆高速列车在机车牵引力和恒定阻力的作用下，在水平轨道上由静止开始启动，其图像如图所示，已知0~时间内图线为过原点的倾斜直线，时刻列车达到额定功率P，此后保持功率P不变，列车在时刻达到最大速度，以后匀速运动。下列判断正确的是(   )
 

A.从0到时间内，列车的牵引力逐渐变小 B.时刻的加速度大小大于时刻的加速度大小

C.在时刻以后，列车的牵引力为零 D.该列车所受的恒定阻力大小为

11.如图所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体与斜面体相对静止。则关于斜面对物体的支持力和摩擦力的下列说法中正确的是（   ）

A.支持力一定做正功 B.摩擦力一定做正功 C.摩擦力可能不做功 D.摩擦力可能做负功

12.如图所示，一个质量是25 kg的小孩从高为2 m的滑梯顶端由静止滑下，滑到底端时的速度为2 m/s。关于力对小孩做的功，以下说法正确的是（g取）（   ）

A.重力做的功为500 J   B.合外力做功为50 J

C.克服阻力做功为50 J  D.支持力做功为450 J

13.如图所示，水平传送带两端间的距离为L，传送带沿顺时针方向运动，一个质量为m的小物块以一定的初速度从A端滑上传送带，运动到B端，此过程中物块先做匀加速直线运动后做匀速直线运动，物块做匀加速直线运动的时间与做匀速直线运动的时间相等，两过程中物块运动的位移之比为2:3，重力加速度为g，传送带速度大小v不变.下列说法正确的是(   )

A.物块的初速度大小为

B.物块做匀加速直线运动的时间为

C.物块与传送带间的动摩擦因数为

D.整个过程中物块与传送带因摩擦产生的热量为

14.一汽车在水平平直路面上，从静止开始以恒定功率P运动，运动过程中所受阻力大小不变，汽车最终做匀速运动。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.汽车运动的最大速度为 B.阻力大小为

C.汽车的质量为  D.汽车的质量为

15.质量为2 kg的物体置于水平面上，在运动方向上受到水平拉力F的作用，沿水平方向做匀变速运动，拉力F作用2 s后撤去，物体运动的速度图像如图所示，则下列说法正确的是（取)（   ）

A.拉力F做功150 J  B.拉力F做功350 J

C.物体克服摩擦力做功100 J D.物体克服摩擦力做功175 J

16.物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动.监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图所示.取，则(   )

A.第1 s内推力做功为1 J B.第2 s内物体克服摩擦力做的功

C.第1.5 s时推力F的功率为3 W D.第2 s内推力F做功的平均功率

17.一辆汽车从时刻开始，以2 m/s的初速度做匀加速直线运动，至t时刻牵引力做的功为W，其图象如图所示，则由图象可知(   )

A.时汽车发动机的输出功率为20 kW B.汽车牵引力大小为

C.汽车加速度大小为 D.1~2 s内牵引力做的功为

18.质量为2.0 kg的物体在水平面上运动的图像如图，以水平向右的方向为正。以下判断正确的是(   )

A.在0~3 s内，质点的平均速度为零 B.在3~5 s内，物体的位移为零

C.第2 s末，合外力的功率为8 W D.在1~6 s内，合外力的功为零

19.放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0~6 s内其速度与时间关系图像和该拉力的功率与时间关系图像如图所示。下列说法正确的是(   )
 

A.0~6 s内物体的位移大小为12 m  B.0~6 s内拉力做功为70 J

C.物体的质量为10 kg   D.滑动摩擦力的大小为5 N

20.如图所示，木块M上表面是水平的，木块m置于M上，并与M一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，在下滑过程中(   )

A.重力对m做正功  B.M对m的支持力对m做负功

C.M对m的摩擦力对m做负功 D.m所受的合外力对m做负功

答案以及解析

1.答案：C

解析：根据恒力做功的公式可知，在两种情况下，绳上的力都为F，两船在力的方向上的位移也相等，所以两次恒力F做的功相同，时间相同，则功率也相同，C正确.

2.答案：D

解析：对货物受力分析，由于是匀加速上升，根据牛顿第二定律有，可计算出起重机对货物的拉力，位移，则在第1 s内起重机对货物所做的功，D正确。

3.答案：C

解析：当液体静止时，此问题可等效为左边高度为的液体由左边最高的位置移到了右边液体的上面，则重心下降的高度为，故重力做功，故选C.

4.答案：D

解析：设小球落地瞬间速度的方向与竖直方向的夹角为α，根据知，初速度越大，小球落地瞬间速度与竖直方向的夹角越大，A项错误。根据知，落地时小球重力的瞬时功率与初速度无关，B项错误。平抛运动的加速度不变，在相等的时间间隔内速度的改变量相同，与初速度无关，C项错误，D项正确。

5.答案：A

解析：小物块从A点运动到B点的过程中，F对物块做的功为为F作用点的位移，即绳端移动的长度，物块从A运动到B的过程中，利用几何关系可知，绳子缩短的长度，所以，故A正确，B错误;根据几何关系得斜面倾角为，物块在段运动过程中摩擦力大小，物块在段运动过程中克服摩擦力做的功，故C、D错误.

6.答案：B

解析：石块滑至坡底时重力的瞬时功率，故A错误，B正确；石块所受斜坡支持力与石块速度方向垂直，故石块所受斜坡支持力的瞬时功率为零，故C、D错误.

7.答案：C

解析：因为装甲车的发动机功率恒为P，所以图像应为一条水平横线，故A错误：由可知，，故图像应是一次函数图像，但是因为a不可能取负值，故第四象限的图像应为虚线，故B错误；由可知，图像的斜率为，由于此过程加速度a的值随着速度的增加而不断变小，最后装甲车做匀速直线运动，故C正确；由可知，图像为反比例函数图像，但是D选项的图像为正比例函数图像，故D错误.

8.答案：D

解析：小石墨块P向右减速阶段，减速加速度大小为，速度减为零时，向右运动的位移最大，有，选项A错误.小石墨块P在速度减为0后，反向向左加速直到与传送带共速，设共经t时间，有，得.则由如图所示的图象，易知P在传送带上留下的黑色痕迹长度等于阴影面积，即，选项B错误.P与传送带之间产生的摩擦热，选项C错误.电动机多做的功，选项D正确.

9.答案：B

解析：汽车启动时，由和可知，匀加速启动过程中，牵引力F、加速度a恒定不变，速度和功率均匀增大，当功率增大到额定功率后保持不变，牵引力逐渐减小到与阻力相等，加速度逐渐减小到零，速度逐渐增大到最大速度，故A、C、D正确，B错误。

10.答案：B

解析：本题考查图像与机车启动问题的结合。图像中倾斜的直线表示匀变速直线运动，从题图中可知只有0~时间内为倾斜直线，所以0~时间内列车做匀加速直线运动，则从0至时间内，列车的牵引力不变，故A错误；时刻以后，列车保持功率P不变，在时刻的速度大于在时刻的速度，则在时刻的牵引力小于在时刻的牵引力，所以在时刻的加速度大小要小于时刻的加速度大小，故B正确；在时刻以后，列车做匀速运动，处于受力平衡状态，牵引力等于阻力，故C错误；当列车达到最大速度时，列车的牵引力和阻力大小相等，由得，故D错误。

11.答案：ACD

解析：由功的计算公式可知，支持力方向垂直斜面向上，与位移方向的夹角小于90°，支持力一定做正功；而摩擦力是否存在需要讨论：当加速度较小时，摩擦力沿斜面向上，即，摩擦力做负功；当加速度较大时，摩擦力沿斜面向下，即，摩擦力做正功；当时，摩擦力不存在，不做功。综上所述，A、C、D正确，B错误。

12.答案：AB

解析：重力做功与路径无关，，选项A正确；合外力做功，选项B正确；因为，所以，即克服阻力做功为450 J，选项C错误；支持力始终与速度方向垂直，不做功，选项D错误。

13.答案：BC

解析：由题意知，得，A错误;物块做匀速运动过程有，则，物块做匀加速运动与匀速运动时间相等，即，B正确;由运动学公式有，，可得动摩擦因数，C正确;由热量，，可得，D错误.

14.答案：AD

解析：根据牛顿第二定律可知，则由图像可知，当时速度最大，最大值为，A项正确；由得阻力大小，B项错误；由图像可知，当时，则，则，C项错误，D项正确。

15.答案：AD

解析：由题图可以求出0~2 s内的加速度，2~6 s内的加速度，由，联立，解得，，由题图还可求出前2 s内的位移，2~6 s内的位移。所以拉力做功，摩擦力做功，即物体克服摩擦力做功175 J，故A、D正确。

16.答案：BC

解析：由题图知，第1 s内物体不动，推力做功为零，A错误；第3 s内物体做匀速直线运动，由受力平衡得，物体所受摩擦力为，物体在第2 s内的位移为，则第2 s内物体克服摩擦力做的功，B正确；物体在第2 s内的加速度，第1.5 s时物体的速度，第1.5 s时推力F的功率为，C正确；第2 s内推力F做功，平均功率，D错误.

17.答案：BC

解析：汽车以的初速度做匀加速直线运动，时间t内牵引力做的功，则，由图象可得纵轴截距，解得牵引力，选项B正确；图线斜率为，解得加速度，选项C正确；时汽车的速度为，此时发动机的输出功率为，选项A错误；1~2 s内汽车的位移为，1~2 s内牵引力做的功为，选项D错误.

18.答案：CD

解析：根据图像的面积表示位移可求在0~3 s内质点的位移为，平均速度，故A错误；在3~5 s内，物体做匀速运动，位移为8 m，故B错误；斜率表示加速度，可求在0~3 s内物体加速度为，根据牛顿第二定律可求合外力，由图知第2 s末物体的速度为，所以合外力的功率为，故C正确；根据动能定理可求在1~6 s内，合外力的功为零，故D正确。

19.答案：BCD

解析：0~6 s内物体的位移大小等于图像中图线与时间轴所包围的面积，即，A错误；0~2 s内拉力做的功内拉力做的功，所以0~6 s内拉力做的总功，B正确；在2~6 s内，，物体做匀速直线运动，，则滑动摩擦力，当时，，得到牵引力，在0~2 s内，物体做匀加速直线运动，加速度，由牛顿第二定律可得：解得，C、D正确。

20.答案：AB

解析：m所受重力方向竖直向下，位移沿斜面向下，重力和位移的夹角小于90°，则重力对m做正功，故A正确;木块M对木块m的支持力竖直向上，而位移沿斜面向下，力和位移的夹角大于90°，故M对m的支持力对m做负功，故B正确;设斜面倾角为θ，将两木块作为整体处理，则加速度为，两木块的加速度相同，则m应受到向左的摩擦力，合力才有可能沿斜面向下，摩擦力与位移的夹角为锐角，故摩擦力对m做正功，故C错误;木块m沿斜面向下加速运动，即所受的合外力沿斜面向下，位移沿斜面向下，则木块m所受合外力对m做正功，故D错误.