新高考浙江版2025届高考物理一轮总复习训练第5单元机械能作业13功功率(人教版)

这是一份新高考浙江版2025届高考物理一轮总复习训练第5单元机械能作业13功功率(人教版)，共7页。试卷主要包含了打桩机工作的示意图如图所示等内容，欢迎下载使用。

微练一 功的正负的判断与计算
1.一物体受到竖直向上的拉力,以恒定的加速度向下做加速运动,如图所示,下列说法正确的是( )
A.合力向下做正功,重力做正功,拉力做负功
B.合力向上做正功,重力做负功,拉力做正功
C.合力向上做负功,重力做正功,拉力做负功
D.合力向下做负功,重力做负功,拉力做负功
2.(2023浙江磐安中学模拟)如图甲所示,民航客机都有紧急出口,发生意外时打开紧急出口,狭长的气囊会自动充气,生成一条连接出口与地面的斜面,人员可以较快地沿斜面滑行到地面。等效图如图乙所示,斜面固定不动,不计空气阻力。若人员沿斜面加速下滑,则人在下滑过程中( )

A.重力对人做正功
B.支持力对人做负功
C.合力对人不做功
D.摩擦力对人做正功
3.如图所示,质量分别为m1和m2的A、B两木块叠放在光滑的水平桌面上,A与B之间的动摩擦因数为μ,用一水平拉力F作用于A,使A和B保持相对静止向右运动,位移为L,下列说法正确的是( )
A.该过程中拉力F对B做功为FL
B.该过程中A对B做功为μm2gL
C.该过程中B对A做功为零
D.该过程中A对B做功为
微练二 变力做功
4.某块石头陷入淤泥的过程中,其所受的阻力F与深度h的关系为F=kh+F0(k,F0已知),石头沿竖直方向做直线运动,当h=h0时,石头陷入淤泥的过程中克服阻力做的功为( )
A.F0h0B.kF0h0
C.F0h0+D.(kh0+F0)h0
5.水平桌面上,长6 m的轻绳一端固定于O点,另一端系一质量m=2.0 kg的小球,俯视图如图所示。现对小球施加一个沿桌面大小不变的力F=10 N,F拉着小球从M点运动到N点,F的方向始终与小球的运动方向成37°角。已知小球与桌面间的动摩擦因数μ=0.2,不计空气阻力,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,则下列说法正确的是( )
A.拉力F对小球做的功为16π J
B.拉力F对小球做的功为8π J
C.小球克服摩擦力做的功为16π J
D.小球克服摩擦力做的功为4π J
微练三 功率的分析与计算
6.(2023浙江舟山中学期末)打桩机工作的示意图如图所示。打桩机重锤的质量为m,从距离木桩顶端高h处自由下落击打木桩,重力加速度为g,不计空气阻力。则重锤( )
A.自由下落过程中重力的平均功率为mg
B.自由下落过程中重力的平均功率为mg
C.击打到木桩前瞬间,重力的瞬时功率为mg
D.击打到木桩前瞬间,重力的瞬时功率为mg
7.列车在平直轨道上以恒定功率匀速运动,t=0时刻开始以更大的恒定功率行驶,若列车所受阻力恒定,在列车达到最大速度前,下列描述列车的速度随时间t、合力的功率P随速度v变化的关系图线,可能正确的是( )
微练四 机车启动问题
8.某款新能源汽车能输出的最大功率为P,试车员在某段平直路面上以恒定加速度a由静止开始启动汽车,汽车受到的阻力恒为Ff,试车员和汽车的总质量为m,从启动到以最大功率匀速行驶的过程中,下列说法正确的是( )
A.该车所受的牵引力一直不变
B.该车的最大速度为
C.该车在到达匀速行驶前,一直做匀加速直线运动
D.该车刚达到最大功率时的速度为
9.(多选)(2023浙江衢州五校期末)配送机器人作为新一代配送工具,可以做到自动规避道路障碍与往来车辆行人,做到自动化配送的全场景适应。某配送机器人机身净质量为350 kg,最大承载质量为200 kg,正常行驶时,该配送机器人受到的阻力约为总重力的,满载时最大速度可达5 m/s,重力加速度g取10 m/s2。关于该机器人在配送货物过程中的说法正确的是( )
A.该配送机器人的额定功率为2 750 W
B.该配送机器人若以额定功率启动,则先做匀加速运动,后做变加速运动,直至速度达到最大速度后匀速运动
C.该配送机器人空载时,能达到的最大速度约为9 m/s
D.满载情况下以额定功率启动,当速度为2 m/s时,该配送机器人的加速度大小为1.5 m/s2
B组 综合提升
10.完全相同的四个木块放于水平地面上,木块在大小相等的恒力F的作用下由静止沿水平地面发生了相同的位移,如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲图中力F做的功大于乙图中力F做的功
B.丙图中力F做的功小于丁图中力F做的功
C.甲图中力F做功的功率大于乙图中力F做功的功率
D.丙图中力F做功的功率小于丁图中力F做功的功率
11.驾考半坡定点停车示意图如图所示。汽车先在平直路面匀速行驶,t1时进入斜坡减速上升一段距离,t2时开始匀速上升至半坡定点杆刹车。若汽车刹车前始终保持发动机功率不变,且斜坡倾角和所受摩擦阻力大小不变,则刹车前汽车运动的速度大小v及牵引力F大小随时间t的变化图像正确的是( )
12.某辆新能源汽车在水平路面上由静止启动,其速度—时间(v-t)图像如图所示。汽车的速度大小v≤10 m/s时,图像为过原点的直线,v=10 m/s时汽车恰好达到额定功率P=60 kW,之后保持额定功率行驶,已知汽车的质量m=2×103 kg,汽车受到的阻力为所受重力的,重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.汽车在v≤10 m/s时做匀加速直线运动,加速度大小a=3 m/s2
B.汽车做匀加速直线运动的时间为5 s
C.汽车的最大速度为20 m/s
D.汽车从启动到获得最大速度所经历的时间为15 s
13.(2023浙江金丽衢十二校一模)已知汽车在平直路面上由静止启动,阻力恒定,最终达到最大速度vm后以额定功率匀速行驶,匀速行驶前的v-图像如图所示,ab、cd平行于v轴,bc反向延长线过原点O,汽车质量为m,已知m、F1、F2、vm,下列说法不正确的是( )
A.汽车额定功率为F2vm
B.汽车从b到c的过程做变加速运动
C.汽车匀加速运动持续的时间为
D.汽车从a到b的过程克服阻力做的功为
参考答案
第五单元 机械能
作业13 功 功率
1.A 解析 物体以恒定的加速度向下做加速运动,可知合力方向向下,合力对物体做正功,重力对物体做正功,拉力对物体做负功。故选A。
2.A 解析 由于重力方向竖直向下,位移方向沿斜面向下,所以重力对人做正功,故A正确;支持力方向与斜面垂直,位移方向沿斜面向下,所以支持力不做功,故B错误;合力方向沿斜面向下,合力做正功,故C错误;摩擦力方向沿斜面向上,摩擦力做负功,故D错误。
3.D 解析 力F作用在A上,对B没有作用力,所以F对B不做功,A错误;A和B一起运动,加速度a=,A、B之间的摩擦力为静摩擦力,大小Ff=m2a=,A对B做的功WAB=FfL=,B对A的摩擦力向左,对A做负功,WBA=-FfL=-,B、C错误,D正确。
4.C 解析 由于阻力与深度为线性关系,所以石头克服阻力做的功W=h=h0=Fh0+,故选C。
5.A 解析 将圆弧分成很多小段l1,l2,…,ln,拉力F在每小段上做的功为W1,W2,…,Wn,因拉力F大小不变,方向始终与小球的运动方向成37°角,所以W1=Fl1cs37°,W2=Fl2cs37°,…,Wn=Flncs37°,故WF=W1+W2+…+Wn=Fcs37°(l1+l2+…+ln)=Fcs37°·=10×0.8××6J=16πJ,故A正确,B错误;同理可得小球克服摩擦力做的功Wf=μmg·=8πJ,故C、D错误。
6.D 解析 重锤做自由落体运动,由速度位移公式得v2=2gh,击打到木桩时的速度v=,下落过程重力的平均功率P'=mg=mg=mg,A、B错误;击打到木桩前的瞬间,重力的瞬时功率P=mgv=mg,C错误,D正确。
7.C 解析 根据P输出=Fv,可知t=0时刻开始以更大的恒定功率行驶时,列车所受牵引力瞬间增加,列车将加速运动,同时牵引力随之逐渐减小。由牛顿第二定律,可知a=,列车的加速度将逐渐减小,即v-t图线的斜率将逐渐减小,故A、B错误;根据P=Fv-Ffv=P输出-Ffv,可知合力的功率P随速度v变化的关系为一次函数关系,故C正确,D错误。
8.B 解析 汽车以恒定的加速度启动,则有F-Ff=ma,此过程中汽车的牵引力不变,汽车的实际功率为P实=Fv,又v=at,由此可知,汽车的实际功率随速度的增大而增大,当实际功率等于额定功率后,汽车牵引力的功率不再发生变化,此时有P=Fv',则v'=,此后汽车的牵引力随速度的增大而减小,加速度也随之减小,直到牵引力的大小等于阻力,汽车开始做匀速直线运动,此时的速度为v″=,故选B。
9.AD 解析 设配送机器人机身净质量为m,最大承载质量为m0,正常行驶并承载最大质量时,由题意知阻力Ff=(m+m0)g=×(350+200)×10N=550N,达到最大时速时,牵引力F等于阻力Ff,则额定功率P=Ffvm=550×5W=2750W,故A正确;该配送机器人以额定功率启动时,有P=F1v,根据牛顿第二定律有F1-Ff=(m+m0)a,分析两式,可知配送机器人做加速度减小的变加速运动,直至速度达到最大,故B错误;该配送机器人空载达到最大速度时,牵引力等于阻力,设所受阻力为Ff1,最大速度为vm1,则有Ff1=mg,P=Ff1vm1,联立两式,代入数据得vm1=7.9m/s,故C错误;满载情况下以额定功率启动,当速度为v'=2m/s时,牵引力为F',加速度为a',则有P=F'v',F'-Ff=(m+m0)a',联立两式,代入数据得a'=1.5m/s2,故D正确。
10.C 解析 甲、乙图中力F对物体做的功均为W=Fx,根据牛顿第二定律可得a甲=,a乙=-μgP乙,故A错误,C正确;丙、丁图中力F对物体做的功均为W=Fxcs30°,根据牛顿第二定律可得a丙=,a丁=-μgP丁,故B、D错误。
11.B 解析 由题意可知,0~t1时间内汽车在平直路面做匀速直线运动,汽车的速度不变,牵引力不变;t1~t2时间内汽车做减速运动,该阶段有P=Fv,mgsinθ+Ff-F=ma,由于汽车的发动机功率不变,可知随着汽车速度逐渐减小,牵引力逐渐增大,则汽车的加速度逐渐减小,即汽车做加速度减小的减速运动,由于加速度越来越小,所以汽车速度减小得越来越慢,牵引力增大得越来越慢,即F-t图像的切线斜率越来越小。故选B。
12.B 解析 v=10m/s时汽车恰好达到额定功率P=60kW,根据P=Fv,解得此时牵引力F==6×103N,汽车在v≤10m/s时做匀加速运动,由牛顿第二定律得F-Ff=ma,解得a==2m/s2,根据加速度的定义,可得a=,解得汽车做匀加速直线运动的时间为t==5s,故A错误,B正确;当汽车速度最大时,牵引力与阻力大小相等,则汽车的最大速度vm=m/s=30m/s,故C错误;若汽车一直做匀加速运动,速度达到30m/s所用的时间t'==15s,而实际上,汽车在达到额定功率后随着速度的增大,牵引力减小,汽车做加速度减小的加速运动,所经历的时间大于15s,故D错误。
13.C 解析 根据P=Fv,可得v=P·,则汽车额定功率为图像的斜率,有P==F2vm,故A正确;汽车从b到c的过程中功率保持不变,随着汽车速度的增大,牵引力减小,根据牛顿第二定律有F-Ff=ma,可知随着牵引力的减小,汽车的加速度减小,所以汽车从b到c的过程做变加速运动,故B正确;汽车所受的阻力Ff==F2,由于额定功率等于图像斜率,有P=,即F2vm=F1v1,汽车从a到b,根据牛顿第二定律有F1-Ff=ma1,汽车从a到b匀加速运动持续的时间t=,故C错误;汽车从a到b的过程的位移x=a1t2,汽车从a到b的过程克服阻力做的功W=Ffx=,故D正确。