江苏专用2022版高考物理一轮复习课后练习14功和功率含解析

高考功和功率建议用时：45分钟1．如图所示，两箱相同的货物，现要用电梯将它们从一楼运到二楼，其中图甲是利用扶梯台式电梯运送货物，图乙是用履带式自动电梯运送，假设两种情况下电梯都是匀速地运送货物，下列关于两电梯在运送货物时说法正确的是(　　)甲　　　　　　　　　　乙A．两种情况下电梯对货物的支持力都对货物做正功B．图乙中电梯对货物的支持力对货物做正功C．图甲中电梯对货物的支持力对货物不做功D．图乙中电梯对货物的支持力对货物不做功D　[在图甲中，货物随电梯匀速上升时，货物受到的支持力竖直向上，与货物位移方向的夹角小于90°，故此种情况下支持力对货物做正功，选项C错误；图乙中，货物受到的支持力与履带式自动电梯接触面垂直，此时货物受到的支持力与货物位移垂直，故此种情况下支持力对货物不做功，故选项A、B错误，D正确。]2．(2019·某某模拟)如图所示，小物块甲从竖直固定的光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧底端切线水平。小物块乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下。下列判断正确的是(　　)A．两物块到达底端时速度相同B．两物块运动到底端的过程中重力做功相同-9-/9 高考C．两物块到达底端时动能相同D．两物块到达底端时，重力对乙做功的瞬时功率大于重力对甲做功的瞬时功率D　[两物块下落的高度相同，根据动能定理，有mgR＝mv2，解得v＝，可知两物块到达底端时的速度大小相等，但方向不同，A错误；两物块的质量大小关系不确定，故无法判断两物块运动到底端时重力做的功及动能是否相同，B、C错误；在底端时，重力对甲做功的瞬时功率为零，重力对乙做功的瞬时功率大于零，D正确。]3．质量为2kg的小铁球从某一高度由静止释放，经3s到达地面，不计空气阻力，g取10m/s2。则(　　)A．2s末重力的瞬时功率为200WB．2s末重力的瞬时功率为400WC．前2s内重力的平均功率为100WD．前2s内重力的平均功率为400WB　[物体只受重力，做自由落体运动，2s末速度为v1＝gt1＝20m/s，下落2s末重力做功的瞬时功率P＝mgv1＝400W，故选项A错误，B正确；前2s内的位移为h2＝gt＝20m，所以前2s内重力的平均功率为2＝＝200W，故选项C、D错误。]4．水平路面上的汽车以恒定功率P做加速运动，所受阻力恒定，经过时间t，汽车的速度刚好达到最大，在t时间内(　　)A．汽车做匀加速直线运动B．汽车加速度越来越大C．汽车克服阻力做的功等于PtD．汽车克服阻力做的功小于PtD　[根据P＝Fv知，随着速度增大牵引力减小，根据牛顿第二定律得a＝，加速度减小，故A、B错误；牵引力做功W＝Pt-9-/9 高考，根据动能定理知，克服阻力做的功小于牵引力做的功，即小于Pt，故C错误，D正确。]5．(2020·某某模拟)提高物体(例如汽车)运动速率的有效途径是增大发动机的功率和减小阻力因数(设阻力与物体运动速率的平方成正比，即Ff＝kv2，k是阻力因数)。当发动机的额定功率为P0时，物体运动的最大速率为vm，如果要使物体运动的速率增大到2vm，则下列办法可行的是(　　)A．阻力因数不变，使发动机额定功率增大到2P0B．发动机额定功率不变，使阻力因数减小到C．阻力因数不变，使发动机额定功率增大到8P0D．发动机额定功率不变，使阻力因数减小到C　[物体匀速运动时，牵引力与阻力相等，由P＝Fvm＝Ffvm＝kv，要使物体运动的速率增大到2vm，阻力因数不变时，需使发动机额定功率增大到8P0，故A错误，C正确；发动机额定功率不变时，需使阻力因数减小到，故B、D错误。]6．(2018·某某选考)如图所示，质量为60kg的某运动员在做俯卧撑运动，运动过程中可将她的身体视为一根直棒。已知重心在c点，其垂线与脚、两手连线中点间的距离oa、ob分别为0.9m和0.6m。若她在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，则克服重力做的功和相应的功率约为(取g＝10m/s2)(　　)A．430J,7WB．4300J,70WC．720J,12WD．7200J,120WB　[设重心上升的高度为h，根据相似三角形可知，每次俯卧撑中，有＝，即h＝0.24m。一次俯卧撑中，克服重力做功W＝mgh＝60×10×0.24J＝144-9-/9 高考J，所以一分钟内克服重力做的总功为W总＝NW＝4320J，功率P＝＝72W，故选项B正确。]7．一辆CRH2型动车组的总质量M＝2.0×105kg，额定输出功率为4800kW。假设该动车组在水平轨道上运动时的最大速度为270km/h，受到的阻力Ff与速度v满足Ff＝kv，g取10m/s2。下列说法正确的是(　　)A．该动车组以最大速度行驶时的牵引力为6.4×104NB．从题中给出的数据可算出k＝1.0×103N·s/mC．当匀速行驶的速度为最大速度一半时，动车组受到的阻力为1.6×104ND．当匀速行驶的速度为最大速度一半时，动车组的输出功率为2400kWA　[最大速度为vm＝270km/h＝75m/s，根据P＝Fv，得该动车组以最大速度行驶时的牵引力为F＝＝N＝6.4×104N，故A正确；当牵引力与阻力相等时，速度达到最大，则有F＝Ff＝kvm，解得k＝＝N·s/m＝853.3N·s/m，故B错误；当匀速行驶的速度为v＝时，则有F′f＝kv＝853.3×N＝3.2×104N，此时牵引力F′＝F′f＝3.2×104N，动车组输出功率P′＝F′v＝3.2×104×W＝1200kW，故C、D错误。]8．(2019·某某高考模拟)如图所示，从某高度以初速度v0水平抛出一个质量为m的小球，在小球未落地的过程中，其速度v、速度变化量Δv、重力的功率P和重力的功W与时间t的关系图象，正确的是(　　)　　　　　　　　　　A　　　　B　　　　C　　　　　DC　[小球t时刻的速度为v＝＝，由数学知识知，t＝0时，v≠0，所以vt图象不过原点，故A错误。由Δv＝at＝gt分析可知，Δvt图象是过原点的直线，故B错误。重力的功率P＝mgvy＝mg·gt＝mg2t，P与t成正比，Pt-9-/9 高考图象是过原点的直线，故C正确。重力的功W＝mgh＝mg·gt2，Wt是过原点的开口向上的抛物线，故D错误。]9．一辆汽车从t＝0时刻开始，以2m/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t图象如图所示，则由图象可知(　　)A．t＝1s时汽车发动机的输出功率为20kWB．汽车牵引力大小为5×103NC．汽车加速度大小为8m/s2D．1～2s内牵引力做的功为2.5×104JB　[汽车以v0＝2m/s的初速度做匀加速直线运动，时间t内牵引力做的功W＝Fx＝F×＝Fv0t＋Fat2，则＝Fat＋Fv0，由图象可得纵轴截距Fv0＝1×104J/s，解得牵引力F＝5×103N，选项B正确；图线斜率为Fa＝×104J/s2，解得加速度a＝4m/s2，选项C错误；t＝1s时汽车的速度为v1＝v0＋at1＝6m/s，此时发动机的输出功率为P＝Fv1＝3.0×104W，选项A错误；1～2s内汽车的位移为x＝v1t2＋at＝8m，1～2s内牵引力做的功为W＝Fx＝4.0×104J，选项D错误。]10．一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小f恒定不变。下列描述该汽车的速度随时间t变化的图象中，可能正确的是(　　)-9-/9 高考　A　　　　　　　　　　　B　C　　　　　　　　　　　DA　[在0t1时间内，如果匀速，则vt图象是与时间轴平行的直线；如果是加速，根据P＝Fv，牵引力减小；根据F－f＝ma，加速度减小，是加速度减小的加速运动，当加速度为0时，即F1＝f，汽车开始做匀速直线运动，此时速度v1＝＝；所以0～t1时间内，vt图象先是平滑的曲线，后是平行于横轴的直线；在t1～t2时间内，功率突然增加，故牵引力突然增加，是加速运动，根据P＝Fv，牵引力减小；再根据F－f＝ma，加速度减小，是加速度减小的加速运动，当加速度为0时，即F2＝f，汽车开始做匀速直线运动，此时速度v2＝＝。所以在t1～t2时间内，即vt图象也先是平滑的曲线，后是平行于横轴的直线，A正确。]11．如图所示，固定在水平面上的斜面倾角为θ＝30°，物体P和Q叠放在斜面上，一起由静止开始沿斜面下滑。已知P与斜面间动摩擦因数为μ1＝，P与Q间动摩擦因数为μ2＝，P和Q质量分别为2m和m，重力加速度为g。求：(1)经过时间t，重力对P做功的瞬时功率；(2)经过时间t，物体P对Q的摩擦力所做的功。-9-/9 高考[解析]　(1)因为μl