适用于新高考新教材广西专版2025届高考物理一轮总复习课时规范练15功和功率

课时规范练15功和功率基础对点练1.(正负功的推断)载人飞行包是一个单人低空飞行装置,其发动机用汽油作为燃料供应动力,可以垂直起降,也可以快速前进。则在飞行包(包括人)竖直匀速着陆的过程中(空气阻力不行忽视),下列说法正确的是()A.发动机对飞行包做正功B.飞行包的重力做负功C.空气阻力对飞行包做负功D.飞行包的合力做负功2.(功率的计算)(2024甘肃金昌期末)如图所示,质量为2kg的物体以10m/s的初速度水平抛出,经过2s落地。g取10m/s2。关于重力做功的功率,下列说法正确的是()A.下落过程中重力的平均功率是400WB.下落过程中重力的平均功率是100WC.落地前的瞬间重力的瞬时功率是200WD.落地前的瞬间重力的瞬时功率是400W3.(功率的计算)在抢险救灾工作中常见到直升机的身影,如图所示,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),下列说法正确的是()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C.伤员运动的速度变更得越来越快D.合力对伤员做功的功率越来越小4.(图像法求功)用铁锤把钉子钉入木板,设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比。已知铁锤第一次将钉子钉进深度d,假如铁锤其次次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同,那么,其次次钉子进入木板的深度为()A.(3-1)d B.(2-1)dC.(5-1)5.(多选)(功、功率的计算)图甲、乙是一辆质量为m=6×103kg的公共汽车在t=0和t=4s末两个时刻的照片。当t=0时,汽车刚启动(汽车的运动可看成匀加速直线运动)。图丙是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图像,测得θ=15°。依据题中供应的信息,可以估算出的物理量有()A.汽车的长度B.4s末汽车的速度C.4s内汽车牵引力所做的功D.4s末汽车牵引力的功率6.(功率与机车启动)(2024广东广州五校联考期末)人们生活中出现越来越多的环保电动自行车,这种灵活的交通工具受到很多上班族的宠爱。下表是一辆电动自行车铭牌上的技术参数。若质量为70kg的人骑此电动自行车沿平直马路行驶的v-t图像如图所示,所受阻力大小恒为车重(包括载重)的150,重力加速度g取10m/s2,下列说法正确的是(规格后轮驱动直流永久磁体电动机车型26″电动自行车额定输出功率400W整车质量30kg最大载重120kgA.匀速阶段牵引力大小为25NB.匀速阶段电动机的输出功率为400WC.匀加速阶段牵引力大小为50ND.匀加速阶段电动机的输出功率随时间匀整增大7.(机车的功率问题)动车组是指几节自带动力车厢与几节不带动力车厢的编组。某城际电力动车组由6节车厢编组而成,每节车厢的质量均为m=5×104kg,其中第1节和第4节车厢带有动力,牵引电机的额定功率分别为P1=1.8×107W和P2=1.2×107W。该动车组以a=2m/s2的加速度沿水平直轨道由静止起先匀加速启动,当第1节车厢的牵引电机达到额定功率时,第4节车厢的牵引电机立即启动,动车组行驶过程中受到的阻力为车重的110,重力加速度g取10m/s2。求(1)从动车组起先启动到第4节车厢的牵引电机启动所阅历的时间;(2)当动车组的速度为50m/s时,第4节车厢对第5节车厢的拉力大小。素养综合练8.(2024四川成都外国语学校期末)一辆汽车由静止起先沿平直马路行驶,汽车所受牵引力F随时间t变更关系图线如图所示。若汽车的质量为1.2×103kg,阻力恒定,汽车的最大功率恒定,则以下说法正确的是()A.汽车的最大功率为5×104WB.汽车匀加速运动阶段的加速度为256m/sC.汽车先做匀加速运动,然后再做匀速直线运动D.汽车从静止起先到12s内的位移是60m9.(2024陕西宝鸡模拟)汽车运输规格相同的两块楼板时,为了保证平安,底层楼板固定在车厢上,上层楼板按如图所示方式放置于底层楼板上。汽车先以a1=2m/s2的加速度启动,然后以v=10m/s的速度匀速运动,最终以a2=10m/s2的加速度刹车至静止。已知每块楼板的质量为200kg,楼板间的动摩擦因数为0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,整个过程楼板不会掉落,也不会撞上驾驶室,g取10m/s2,则()A.启动时楼板之间的摩擦力大小为1600NB.刹车时楼板之间的摩擦力大小为400NC.启动时楼板间因摩擦产生的热量为2000JD.刹车时楼板间因摩擦产生的热量为2000J10.(多选)一辆汽车从静止起先以恒定功率P启动,若汽车行驶过程中受到的阻力恒定,其加速度与速度的倒数的关系如图所示,图像斜率为k,横截距为b,则()A.汽车所受阻力为PbB.汽车的质量为PC.汽车的最大速度为1bD.汽车从静止到获得最大速度的时间为111.(多选)(2024山东泰安模拟)共享电动车已经成为我们日常生活中不行或缺的重要交通工具,某共享电动车和驾驶员的总质量为100kg,行驶时所受阻力大小为车和人所受总重力的110,电动车从静止起先以额定功率在水平马路上沿直线行驶,5s内行驶了20m,速度达到4m/s。重力加速度g取10m/s2,下列说法正确的是(A.该电动车的额定功率为560WB.该电动车的额定功率为400WC.在这次行驶中,该电动车行驶的最大速度为4m/sD.在这次行驶中,该电动车行驶的最大速度为5.6m/s12.(2024福建厦门期末)中国航天科工研发的“人体高速弹射”装置为运动员的高质量训练供应了科技支持。该装置的简化作用过程如图所示,运动员在赛道加速段受到装置的牵引加速,快速达到指定速度后练习转弯技术。某次训练中,质量为m=60kg(含身上装备)的运动员仅依靠F=600N的水平恒定牵引力从静止起先加速运动了x=20m的距离,然后保持恒定速率通过半径为R=10m的半圆形弯道,过弯时冰刀与冰面弯道凹槽处的接触点如放大图所示。忽视一切阻力,重力加速度g取10m/s2,求:(1)运动员被加速后的速率v及加速过程中牵引力的平均功率P;(2)运动员过弯道上A点时,冰面对运动员作用力的大小。答案：1.C解析飞行包(包括人)在竖直匀速着陆的过程中,发动机的动力向上,则发动机对飞行包做负功,故A错误;高度下降,飞行包的重力做正功,故B错误;空气阻力竖直向上,与位移方向相反,则空气阻力对飞行包做负功,故C正确;飞行包匀速运动,合力为零,则飞行包的合力不做功,故D错误。2.D解析整个过程重力做功W=mgh,又h=12gt2,解得W=400J,则重力的平均功率P=Wt=4002W=200W,故A、B错误;落地瞬间竖直分速度为vy=gt=10×2m/s=20m/s,则重力的瞬时功率为P=mgvy=20×20W3.D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错误;速度增大,由P1=mgv可知,伤员克服重力做功的功率不断增大,B错误;F在减小,由F-mg=ma可知,伤员运动的加速度越来越小,速度变更得越来越慢,C错误;合力对伤员做功的功率P合=(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正确。4.B解析据题意设钉子受的阻力与进入木板深度关系为F=kx,作F-x图像如图所示,则图像与横轴所围成图形的面积表示阻力功的大小,由能量关系知W锤=W阻。又因为两次W锤相等,故S△=S梯,即d·kd2=kd+k(d+d2)2·d25.AB解析从题图丙可知,汽车的加速度为gtanθ,题中还给出了初速度和运动的时间,依据s=v0t+12at2和v=v0+at可求出汽车的位移(即汽车的长度)和4s末汽车的速度,故A、B正确;依据F=ma可求合力,继而可求出合力做的功,但不能求出牵引力做的功,C错误;因牵引力大小未知,所以牵引力的功率无法求出,故D6.D解析匀速阶段,由平衡条件可知,电动自行车的牵引力F=Ff=k(m人+m)g=0.02×(70+30)×10N=20N,电动自行车此时的功率为P=Fv=20×5W=100W,故A、B错误;由v-t图像可知在匀加速阶段,加速度为a=ΔvΔt=5-010m/s2=12m/s2,由牛顿其次定律得F'-Ff=(m人+m)a,代入数据解得F'=70N,故C错误;匀加速阶段,牵引力为定值,速度v随时间匀整增大,7.答案(1)10s(2)2×105N解析(1)设从动车组起先启动到第4节车厢牵引电机启动阅历的时间为t,电机的牵引力为F1,第4节车厢牵引电机启动时动车组的速度为v1,有F1-110×6mg=6P1=F1v1v1=at解得t=10s。(2)设当第4节车厢牵引电机刚好达到额定功率时,列车速度为v2,有P1+P2=F1v2解得v2=1003m/s<所以v3=50m/s时,有P1+P2v对第5、6节车厢,有F2-110×2mg=2解得F2=2×105N。8.A解析由题图可知,汽车在前4s内的牵引力不变,汽车做匀加速直线运动,4~12s内汽车的牵引力渐渐减小,则汽车的加速度渐渐减小,汽车做加速度减小的加速运动,直到车的速度达到最大值,以后做匀速直线运动,可知在4s末汽车的功率达到最大值。汽车的速度达到最大值后牵引力等于阻力,所以阻力Ff=2×103N,前4s内汽车的牵引力为F=5×103N,由牛顿其次定律得F-Ff=ma,可得a=2.5m/s2,4s末汽车的速度v1=at1=2.5×4m/s=10m/s,所以汽车的最大功率P=Fv1=5×103×10W=5×104W,故A正确,B、C错误。汽车在前4s内的位移x1=12at12=12×2.5×42m=20m,汽车的最大速度为vm=PFf=5×1042×103m/s=25m/s,汽车在4~12s内的位移设为x2,依据动能定理可得,Pt2-Ffx2=129.D解析摩擦力供应应楼板最大的加速度为a'=μg=0.8×10m/s2=8m/s2,启动时,汽车加速度小于楼板最大加速度,上层楼板所受摩擦力为静摩擦力,大小为Ff=ma1=200×2N=400N,故A错误;刹车时,汽车加速度大于楼板最大加速度,上层楼板所受摩擦力为滑动摩擦力,其大小为Ff'=μmg=0.8×200×10N=1600N,故B错误;启动时,楼板间没有相对运动,受到静摩擦力作用,不会产生热量,故C错误;汽车在刹车过程中行驶的距离为s=v22a2=1022×10m=5m,上层楼板停止运动时滑动的距离为s'=v22μg=1022×0.8×10.BC解析汽车从静止起先启动时,由P=Fv及F-F阻=ma得a=Pm·1v-F阻m,结合图像有Pm=k,0=Pmb-F阻m,解得m=Pk,F阻=Pb,选项A错误,B正确;当加速度为零时,速度最大,此时有1vm=b,解得最大速度vm=1b,选项C正确11.AD解析由题意可知电动车行驶过程中受到的阻力大小Ff=110mg=110×100×10N=100N,由动能定理P额t-Ffx=12mv2-0可知,该电动车的额定功率为P额=560W,A正确,B错误;该电动车以额定功率行驶能达到的最大速度为vmax=P额Ff=56012.答案(1)20m/