2024届高考物理一轮复习课时跟踪检测（十九）功和功率含答案

课时跟踪检测（十九）  功和功率

1．某水上乐园有两种滑道，一种是直轨滑道，另一种是螺旋滑道，两种滑道的高度及粗糙程度相同，但螺旋滑道的轨道更长，某游客分别沿两种不同的滑道由静止从顶端滑下，在由顶端滑至底端的整个过程中，沿螺旋滑道下滑(　 )

A．重力对游客做的功更多

B．重力对游客做的功更少

C．摩擦力对游客做的功更多

D．摩擦力对游客做的功更少

解析：选C　重力做功WG＝mg·Δh，与路径无关，只与初末位置的高度差有关，而两种轨道的高度差相同，则重力对游客做功相同，故A、B错误；由于螺旋轨道的轨道更长，因此沿螺旋轨道运动的摩擦力更大，则摩擦力对游客做的功更多，故C正确，D错误。

2．(2022·广东高考)(多选)如图所示，载有防疫物资的无人驾驶小车，在水平MN段以恒定功率 200 W、速度5 m/s 匀速行驶，在斜坡PQ段以恒定功率570 W、速度2 m/s匀速行驶。已知小车总质量为50 kg，MN＝PQ＝20 m，PQ段的倾角为30°，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力。下列说法正确的有(　 )

A．从M到N，小车牵引力大小为40 N

B．从M到N，小车克服摩擦力做功800 J

C．从P到Q，小车重力势能增加1×104 J

D．从P到Q，小车克服摩擦力做功700 J

解析：选ABD　从M到N，由P＝Fv，知其水平牵引力大小为F1＝＝ N＝40 N，故A正确；小车在MN段匀速，则Ff1＝F1＝40 N，故小车克服摩擦力做功WFf1＝Ff1·MN＝800 J，B正确；从P到Q，小车重力势能增加ΔEp＝mgPQ sin 30°＝5×103 J，故C错误；从P到Q，其牵引力为F2＝＝285 N，由于小车匀速向上运动，则F2＝mgsin 30°＋Ff2，得Ff2＝35 N，故小车克服摩擦力做功WFf2＝Ff2PQ＝700 J，D正确。

3.(2021·北京等级考)如图所示，高速公路上汽车定速巡航(即保持汽车的速率不变)通过路面abcd，其中ab段为平直上坡路面，bc段为水平路面，cd段为平直下坡路面。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化。下列说法正确的是(　 )

A．在ab段汽车的输出功率逐渐减小

B．汽车在ab段的输出功率比bc段的大

C．在cd段汽车的输出功率逐渐减小

D．汽车在cd段的输出功率比bc段的大

解析：选B　在ab段，根据平衡条件可知，牵引力F1＝mgsin θ1＋f，θ1为ab段路面与水平面的夹角，所以在ab段汽车的输出功率P1＝F1v不变，在bc段牵引力F2＝f，bc段的输出功率P2＝F2v＜P1，选项A错误，B正确；在cd段牵引力F3＝f－mgsin θ2，θ2为cd段路面与水平面的夹角，汽车的输出功率P3＝F3v＜P2，在cd段汽车的输出功率不变，且小于bc段的输出功率，选项C、D错误。

4．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可得F＝＝5×106 N。

5.如图甲所示，滑轮的质量、摩擦均不计，质量为2 kg的物体在拉力F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知(　 )

A．物体的加速度大小为2 m/s2

B．F的大小为21 N

C．4 s末F的功率为42 W

D．4 s内F的平均功率为42 W

解析：选C　由题图乙可知，v -t图像的斜率表示物体的加速度的大小，即a＝0.5 m/s2，由2F－mg＝ma可得F＝10.5 N，A、B均错误；4 s末F的作用点的速度大小为vF＝2v物＝4 m/s，故4 s 末F的功率为P＝FvF＝42 W，C正确；4 s内物体上升的高度h＝4 m，力F的作用点的位移l＝2h＝8 m，拉力F所做的功W＝Fl＝84 J，故平均功率＝＝21 W，D错误。

6.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

下滑过程平均速度大小＝＝4 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