2022届高考物理一轮复习课时作业十六功和功率含解析新人教版

word 文档 - 1 - / 12 功和功率 [双基巩固练] 1.如图所示，电梯与水平地面成θ角，一人站在电梯上，电梯从静止开始匀加速上升，达 到一定速度后再匀速上升．若以 FN 表示水平电梯对人的支持力，G 为人受到的重力，Ff 为电 梯对人的静摩擦力，则下列结论正确的是( ) A．加速过程中 Ff≠0，Ff、FN、G 都做功 B．加速过程中 Ff≠0，FN 不做功 C．加速过程中 Ff＝0，FN、G 都做功 D．匀速过程中 Ff＝0，FN、G 都不做功 2．[2020·某某卷，1]质量为 1.5×103kg 的汽车在水平路面上匀速行驶，速度为 20m/s， 受到的阻力大小为 1.8×103N．此时，汽车发动机输出的实际功率是( ) A．90WB．30kW C．36kWD．300kW word 文档 - 2 - / 12 3.如图所示的拖轮胎跑是一种体能训练活动．某次训练中，轮胎的质量为 5kg，与轮胎连 接的拖绳与地面夹角为 37°，轮胎与地面动摩擦因数是 0.8.若运动员拖着轮胎以 5m/s 的速度 匀速前进，则 10s 内运动员对轮胎做的功最接近的是(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝ 10m/s2)( ) A．500．750JC．1250JD．2000J 4.在篮球比赛中，某位同学获得罚球机会，如图所示，他站在罚球线处用力将篮球投出， 篮球以约为 1m/s 的速度撞击篮筐．已知篮球质量约为 0.6kg，篮筐离地高度约为 3m，忽略 篮球受到的空气阻力，则该同学罚球时对篮球做的功大约为( ) A．1．10J C．50JD．100J 5.如图是小孩滑滑梯的情景，假设滑梯是固定光滑斜面，倾角为 30°，小孩质量为 m，由 静止开始沿滑梯下滑，滑行距离为 x 时，重力的瞬时功率为( ) word 文档 - 3 - / 12 A．mg gxB. 1 2 mg gx C．mg 2gxD. 1 2 mg 6gx 6．[2020·某某某某高三下期末] 仰卧起坐是体育课上常见的项目，一次测试中某位女同学质量为 50kg，身高为 1.6m， 假设其上半身质量为其总质量的 0.6 倍，她在 1 分钟内做了 40 个仰卧起坐，每次仰卧起坐时 下半身重心位置不变，重力加速度 g 取 10m/s2，则她克服重力做功的平均功率约为( ) A．20WB．80W C．200WD．300W 7.[2021·某某某某一模]在抢险救灾工作中常见到直升机的身影．如图为直升机抢救伤员 的情景，直升机悬停在空中，用绳索将伤员由静止向上吊起，绳索对伤员做功的功率恒定， 则在伤员加速上升的过程中(不计空气阻力)( ) A．绳索对伤员的拉力越来越大 B．伤员克服重力做功的功率恒定 word 文档 - 4 - / 12 C．伤员运动的速度变化越来越慢 D．合力对伤员做功的功率越来越大 8.[2020·某某慈溪高一下期中]某潜水器质量为 5×103kg，主要用于深海搜寻和打捞等．若 在某次作业中，潜水器将 4×103kg 的高密度重物从 3000m 深的海底一起匀速提升到了海面， 已知提升过程中潜水器的机械功率恒为 180kW，水对潜水器的浮力和阻力相互平衡，影响可 以忽略不计，g 取 10m/s2，则提升所用的时间约为( ) A．0.5×103sB．1.0×103s C．1.5×103sD．2.0×103s 9．一辆质量为 2t 的汽车，发动机输出的功率为 30kW，在平直公路上能达到的最大速 度为 15m/s，行驶中阻力不变． (1)求汽车所受阻力大小． (2)在同样的阻力下，当汽车的速度为 10m/s 时，其加速度为多大？ (3)若汽车发动机的额定功率为 60kW，在水平路面上行驶的阻力为 3000N，求发动机在 额定功率下汽车匀速行驶的速度大小． word 文档 - 5 - / 12 [综合提升练] 10.如图所示是倾斜角为 45°的斜坡，在斜坡底端 P 点正上方某一位置 Q 处以速度 v0 水平 向左抛出一个小球，小球落在斜坡上时速度方向与斜坡向上的方向成 105°，不计空气阻力， 则小球做平抛运动的过程( ) A．速度变化量的大小为 3v0 B．运动时间为 3v0 2g C．落在斜坡前瞬间重力的瞬时功率为 2mgv0 D．小球水平位移与竖直位移之比为 1:1 11．汽车在平直公路上以速度 v0 匀速行驶，发动机功率为 P.快进入闹市区时，司机减小 了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶．下面四个图象中，哪个图象正 word 文档 - 6 - / 12 确表示了从司机减小油门开始，汽车的速度与时间的关系( ) 12.一辆跑车在行驶过程中的最大输出功率与速度大小的关系如图所示，已知该车质量为 2×103kg，在某平直路面上行驶，阻力恒为 3×103N．若汽车从静止开始以恒定加速度 2m/s2 做匀加速运动，则此匀加速过程能持续的时间大约为( ) A．8sB．14s C．26sD．38s 13．[2020·某某某某二模](多选)电动平衡车因为其炫酷的操作，被年轻人所喜欢，变成 了日常通行的交通工具．平衡车依靠人体重心的改变，来实现车辆的启动、加速、减速、停 止等动作．下表所示为某款电动平衡车的部分参数，若平衡车以最大速度行驶时，电机恰好 达到额定功率，则下列说法中正确的是( ) word 文档 - 7 - / 12 电池输出电压 36V 电池总容量 50000mA·h 电机额定功率 900W 最大速度 15km/h 充电时间 2～3 小时 百公里标准耗电量 6kW·h B．充满电的平衡车以额定功率行驶的最长时间为 2h C．该平衡车以最大速度行驶时牵引力为 60N D．该平衡车在标准情况下能骑行的最大里程为 30km word 文档 - 8 - / 12 课时作业(十六) 1.解析：加速过程中人受力和速度方向如图所示，由力与速度方向之间夹角的关系可判定： FN、Ff 对人做正功，G 对人做负功，故 A 对，B、C 均错．匀速运动时，Ff＝0，FN 做正功， G 做负功，故 D 错． 答案：A 2．解析：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． 答案：C word 文档 - 9 - / 12 3.解析：Fcos θ＝f， FN＋Fsin θ＝mg， f＝μFN，得 F＝ μmg cos θ＋μsin θ ＝ 0.8×50 0.8＋0.8×0.6 N＝31.25 N,10 s 内运动员对轮胎做功 WF＝Fcos θ·vt＝31.25×0.8×5×10 J＝1 250 J，选项 C 正确． 答案：C 4．解析：该同学将篮球投出时的高度约为 h1＝1.8 m，根据动能定理有 W－mg(h－h1) ＝ 1 2 mv2，解得 W＝7.5 J，B 项最接近，故选项 B 正确． 答案：B 5．解析：小孩的加速度 a＝ mgsin 30° m ＝ 1 2 g，由 v2＝2ax 得小孩滑行距离 x 时的速率 v ＝ gx，故此时重力的瞬时功率 P＝mgvsin 30°＝ 1 2 mg gx，选项 B 正确． 答案：B 6．解析：该同学每次上半身重心上升的距离约为 h＝ 1 4 ×1.6 m＝0.4 m，则她每次仰卧 起坐时克服重力做的功 Wmgh＝120 J．1 min 内她克服重力所做的总功 W 总＝40W＝4 800 word 文档 - 10 - / 12 J，她克服重力做功的平均功率为 P＝ W 总 t ＝80 W．故 B 正确． 答案：B 7．解析：绳索对伤员的拉力做功的功率不变，而伤员加速上升，速度增大，由 P＝Fv 可 知，绳索对伤员的拉力 F 越来越小，A 项错误；由 P1＝mgv 可知，伤员克服重力做功的功率 不断增大，B 项错误；由 F－mg＝ma 可知，伤员运动的加速度越来越小，速度变化得越来越 慢，C 项正确；合力对伤员做功的功率(F－mg)v＝P－mgv，由于 P 不变，速度越来越大， 则合力对伤员做功的功率越来越小，D 项错误． 答案：C 8．解析：以潜水器和高密度重物整体为研究对象，由匀速上升可知整体处于平衡状态， 且浮力与阻力平衡，可知潜水器的牵引力 F 与整体重力平衡，即 F＝(m＋M)g＝(5×103＋4× 103)×10 N＝9×104 N，潜水器和重物匀速上升时，由 P＝Fv 可得上升速度 v＝ P F ＝2 m/s， 潜水器和重物上升的高度为 h＝3 000 m，所以上升的时间为 t＝ h v ＝1.5×103 s，C 正确． 答案：C 9．解析：(1)当汽车达到最大速度 vmax＝15 m/s 时，牵引力 F 大小与阻力 Ff 大小相等 由 P＝Fvmax＝Ffvmax 可得 Ff＝F＝ P vmax ＝ 30×103 15 N＝2×103 N. (2)当汽车的速度为 10 m/s 时，牵引力 F′＝ P v ＝ 30×103 10 N＝3×103 N word 文档 - 11 - / 12 由牛顿第二定律得：F′－Ff＝ma 即 a＝ F′－Ff m ＝ 1×103 2×103 m/s2＝0.5 m/s2. (3)汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力 F″＝F′f＝3 000 N 所以额定功率下的速度 v′＝ P 额 F″ ＝ 60 000 3 000 m/s＝20 m/s. 答案：(1)2×103 N (2)0.5 m/s2 (3)20 m/s 10．解析：落到斜面上时，对速度分解，则 v0＝vcos 60°，vy＝vsin 60°，联立解得 vy ＝ 3v0，由于水平方向匀速运动，竖直方向自由落体运动，故速度变化量为Δv＝vy＝ 3v0， 故 A 正确；运动时间 t＝ vy g ＝ 3v0 g ，故 B 错误；重力的瞬时功率 P＝mgvy＝ 3mgv0，故 C 错误；水平位移为 x＝v0t，竖直方向的位移为 y＝ 1 2 gt2，解得 x:y＝2: 3，故 D 错误． 答案：A 11．解析：功率减小一半后，汽车速度由于惯性来不及变化，根据功率和速度关系公式， P＝Fv，牵引力减小一半，小于阻力，汽车做减速运动，由公式 P＝Fv 可知，功率一定时，速 度减小后，牵引力增大，合力减小，加速度减小，故汽车做加速度越来越小的减速运动，当 牵引力增大到等于阻力时，汽车做匀速运动，C 正确． 答案：C word 文档 - 12 - / 12 12.解析：由图可知，跑车的最大输出功率大约为 200 kW，根据牛顿第二定律得，牵引 力 F＝F 阻＋ma＝3 000 N＋2 000×2 N＝7 000 N，则跑车做匀加速运动时的实际功率与速 度的关系为 P 实＝7 000v(W)，作 P 实－v 图象如图所示，由两图线交点可看出跑车匀加速运 动的最大速度约为 vm＝28 m/s，则匀加速过程持续的时间约为 t＝ vm a ＝ 28 2 s＝14 s，故 B 正 确，A、C、D 错误． 答案：B 13．解析：由题表中所给电池的输出电压和容量，可算出电池最大输出的电能为 W＝qU ＝50 000×10－3×3 600×36 J＝6.48×106 J，选项 A 错误；充满电的平衡车以额定功率行驶 时，行驶时间 t＝ 6.48×106 900 s＝7 200 s＝2 h，选项 B 正确；平衡车以额定功率行驶时的最大 速度 v＝15 km/h＝ 25 6 m/s，此时的牵引力 F＝ P v ＝216 N，选项 C 错误；平衡车的百公里标 准耗电量为 6 kW·h，在标准情况下能骑行的最大里程为 x＝ 36×50 000×10－3×10－3 6 ×100 km＝30 km，选项 D 正确． 答案：BD