2022年高考物理一輪考點跟蹤練習(xí)16《功和功率》（含詳解）

1、2022年高考物理一輪考點跟蹤練習(xí)16功和功率一 、單選題關(guān)于功的概念，下列說法正確的是()A物體受力越大，位移越大，力對物體做功越多B合力的功等于各分力功的矢量和C摩擦力可以對物體做正功D功有正負(fù)，但正負(fù)不表示方向，而表示大小如圖所示，通過一動滑輪提升質(zhì)量m=1 kg的物體，豎直向上拉繩子，使物體由靜止開始以5 m/s2的加速度上升，不計動滑輪及繩子的質(zhì)量和一切摩擦，則拉力F在1 s末的瞬時功率為(取g=10 m/s2)()A75 W B25 W C12.5 W D37.5 W用長為l、不可伸長的細(xì)線把質(zhì)量為m的小球懸掛于O點，將小球拉至懸線偏離豎直方向角后放手，運動t時間后停在最低點。則在

2、時間t內(nèi)()A.小球重力做功為mgl(1cos )B.空氣阻力做功為mglcos C.小球所受合力做功為mglsin D.細(xì)線拉力做功的功率為質(zhì)量m=20 kg的物體，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直線運動。02 s 內(nèi)F與運動方向相反，24 s 內(nèi)F與運動方向相同，物體的v ­t圖像如圖所示。g取10 m/s2，則()A.拉力F的大小為100 NB.物體在4 s時拉力的瞬時功率為120 WC.4 s內(nèi)拉力所做的功為480 JD.4 s內(nèi)物體克服摩擦力做的功為320 J如圖，一光滑大圓環(huán)固定在桌面上，環(huán)面位于豎直平面內(nèi)，在大圓環(huán)上套著一個小環(huán)小環(huán)由大圓環(huán)的最高點從靜止開始

3、下滑，在小環(huán)下滑的過程中，大圓環(huán)對它的作用力()A一直不做功B一直做正功C始終指向大圓環(huán)圓心D始終背離大圓環(huán)圓心一摩托車在豎直的圓軌道內(nèi)側(cè)做勻速圓周運動，人和車的總質(zhì)量為m，軌道半徑為R，車經(jīng)最高點時發(fā)動機功率為P0、車對軌道的壓力為mg.設(shè)軌道對摩托車的阻力與車對軌道的壓力成正比，則()A車經(jīng)最低點時對軌道的壓力為mgB車運動過程中發(fā)動機的功率一直不變C車經(jīng)最低點時發(fā)動機功率為3P0D車從最高點到最低點的過程中，人和車重力做功的功率不變國家“十三五”重點研發(fā)計劃現(xiàn)代軌道交通專項啟動時速600公里高速磁懸浮交通和時速200公里中速磁懸浮交通研發(fā)項目，列車速度的提高要解決許多具體的技術(shù)問題，提高

4、牽引功率就是其中之一若列車勻速行駛時，所受阻力大小與速度大小成正比，當(dāng)磁懸浮列車分別以600 km/h和200 km/h的速度勻速行駛時，列車的牽引功率之比為()A31 B61 C91 D121如圖，一箱蘋果沿著傾角為的光滑斜面加速下滑，在箱子正中央夾有一只蘋果，它周圍蘋果對它作用力的合力()A對這只蘋果做正功B對這只蘋果做負(fù)功C對這只蘋果不做功D無法確定二 、多選題 (多選)如圖所示，一小球套在傾角為37°的固定直桿上，輕彈簧一端與小球相連，另一端固定于水平地面上O點小球由A點靜止釋放，它沿桿下滑到達(dá)最低點C時速度恰為0.A、C相距0.8 m，B是A、C連線的中點，OB連線垂直AC

5、，小球質(zhì)量為1 kg，彈簧原長為0.5 m，勁度系數(shù)為40 N/m，sin 37°=0.6，g取10 m/s2.則小球從A到C過程中，下列說法正確的是( )A小球經(jīng)過B點時的速度最大B小球在B點時的加速度為6 m/s2C彈簧彈力對小球先做正功后做負(fù)功D小球從A到B過程和從B到C過程摩擦力做功相等 (多選)太陽能汽車是靠太陽能來驅(qū)動的汽車當(dāng)太陽光照射到汽車上方的光電板時，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動機帶動汽車前進(jìn)設(shè)汽車在平直的公路上由靜止開始勻加速行駛，經(jīng)過時間t，速度為v時功率達(dá)到額定功率，并保持不變之后汽車又繼續(xù)前進(jìn)了距離s，達(dá)到最大速度vmax.設(shè)汽車質(zhì)量為m，運動過程中所受阻力恒為

6、f，則下列說法正確的是()A汽車的額定功率為fvmaxB汽車勻加速運動過程中，牽引力做的功為fvtmv2C汽車從靜止開始到速度達(dá)到最大值的過程中，克服阻力做的功為fvtfsD汽車速度為時的加速度大小為三 、計算題高速連續(xù)曝光照相機可在底片上重疊形成多個圖像?，F(xiàn)利用這架照相機對MD­2 000家用汽車的加速性能進(jìn)行研究，如圖為汽車做勻加速直線運動時三次曝光的照片，圖中汽車的實際長度為4 m，照相機每兩次曝光的時間間隔為2.0 s。已知該汽車的質(zhì)量為1 000 kg，額定功率為90 kW，汽車運動過程中所受的阻力始終為1 500 N。(1)試?yán)脠D示，求該汽車的加速度。(2)若汽車由靜止

7、開始以此加速度做勻加速運動，勻加速運動狀態(tài)最多能保持多長時間。(3)汽車所能達(dá)到的最大速度是多大。(4)若該汽車從靜止開始運動，牽引力不超過3 000 N，求汽車運動2 400 m所用的最短時間(汽車已經(jīng)達(dá)到最大速度)。目前，我國的高鐵技術(shù)已處于世界領(lǐng)先水平，它是由幾節(jié)自帶動力的車廂(動車)加幾節(jié)不帶動力的車廂(拖車)組成一個編組，稱為動車組。若每節(jié)動車的額定功率均為1.35×104 kW，每節(jié)動車與拖車的質(zhì)量均為5×104 kg，動車組運行過程中每節(jié)車廂受到的阻力恒為其重力的0.075倍。若已知1節(jié)動車加2節(jié)拖車編成的動車組運行時的最大速度v0為466.7 km/h。我國

8、的滬昆高鐵是由2節(jié)動車和6節(jié)拖車編成動車組來工作的，其中頭、尾為動車，中間為拖車。當(dāng)列車高速行駛時會使列車的“抓地力”減小不易制動，解決的辦法是制動時，常用“機械制動”與“風(fēng)阻制動”配合作用，所謂“風(fēng)阻制動”就是當(dāng)檢測到車輪壓力非正常下降時，通過升起風(fēng)翼(減速板)調(diào)節(jié)其風(fēng)阻，先用高速時的風(fēng)阻來增大“抓地力”將列車進(jìn)行初制動，當(dāng)速度較小時才采用機械制動。求：(所有結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)滬昆高鐵的最大時速v為多少？(2)當(dāng)動車組以加速度1.5 m/s2加速行駛時，第3節(jié)車廂對第4節(jié)車廂的作用力為多大？(3)滬昆高鐵以題(1)中的最大速度運動時，測得此時風(fēng)相對于運行車廂的速度為100 m/s，

9、已知橫截面積為1 m2的風(fēng)翼上可產(chǎn)生1.29×104 N的阻力，此阻力轉(zhuǎn)化為車廂與地面阻力的效率為90%。滬昆高鐵每節(jié)車廂頂安裝有2片風(fēng)翼，每片風(fēng)翼的橫截面積為1.3 m2，求此情況下“風(fēng)阻制動”的最大功率為多大？2022年高考物理一輪考點跟蹤練習(xí)16功和功率（含詳解）答案解析一 、單選題答案為：C；解析：因功的決定因素為力、位移及二者的夾角，若力大、位移大，但兩者夾角為90°，則做功為0，故A錯誤；功是物體之間能量轉(zhuǎn)化的量度，它是標(biāo)量，功也有正負(fù)之分，但功的正負(fù)不是表示方向，是表示力對物體的做功效果，所以B、D錯誤；摩擦力可以做正功，也可做負(fù)功，這要看摩擦力與位移的方向關(guān)

10、系，故C正確答案為：A；解析：由牛頓第二定律得2Fmg=ma，得F=7.5 N,1 s末物體的速度為v1=at=5 m/s，力F作用點的速度v2=2v1=10 m/s，則拉力F在1 s末的瞬時功率為P=Fv2=75 W，故A正確答案為：A；解析：小球從開始運動到停止的過程中，下降的高度為：h=l(1cos )，所以小球的重力做功：WG=mgh=mgl(1cos )，故A正確；在小球運動的整個過程中，重力和空氣阻力對小球做功，根據(jù)動能定理得：WGWf=00，所以空氣阻力做功Wf=WG=mgl(1cos )，故B錯誤；小球受到的合外力做功等于小球動能的變化，所以W合=00=0，故C錯誤；由于細(xì)線的

11、拉力始終與運動的方向垂直，所以細(xì)線的拉力不做功，細(xì)線的拉力的功率為0，故D錯誤。答案為：B；解析：取物體初速度方向為正方向，由題圖可知物體與水平面間存在摩擦力，由題圖可知02 s內(nèi)，F(xiàn)f=ma1且a1=5 m/s2; 24 s內(nèi)，F(xiàn)f=ma2且a2=1 m/s2，聯(lián)立以上兩式解得F=60 N，f=40 N，A錯誤；由P=Fv得4 s時拉力的瞬時功率為120 W，B正確；由W=Fx，02 s內(nèi)，W1=Fx1,24 s內(nèi)，W2=Fx2，由題圖可知x1=10 m，x2=2 m，代入數(shù)據(jù)解得，4 s內(nèi)拉力所做的功為480 J，C錯誤；摩擦力做功W=fs，摩擦力始終與速度方向相反，故s為路程，由題圖可求

12、得總路程為12 m，4 s 內(nèi)物體克服摩擦力做的功為480 J，D錯誤。答案為：A；解析：由于大圓環(huán)是光滑的，因此小環(huán)下滑的過程中，大圓環(huán)對小環(huán)的作用力方向始終與速度方向垂直，因此作用力不做功，A項正確，B項錯誤；小環(huán)剛下滑時，大圓環(huán)對小環(huán)的作用力背離大圓環(huán)的圓心，滑到大圓環(huán)圓心以下的位置時，大圓環(huán)對小環(huán)的作用力指向大圓環(huán)的圓心，C、D項錯誤答案為：C；解析：在最高點，向心力大小為Fn=N1mg=2mg，摩托車做勻速圓周運動，向心力大小不變，則在最低點N2mg=Fn，得N2=3mg，根據(jù)牛頓第三定律得車經(jīng)最低點時對軌道的壓力為3mg，故A錯誤；在最高點，發(fā)動機功率P0=F1v=N1v=mgv，

13、在最低點發(fā)動機功率為P=F2v=N2v=3mgv，則有P=3P0，故B錯誤，C正確；摩托車做勻速圓周運動，速度大小不變，重力大小不變，車從最高點到最低點的過程中，重力方向和速度方向的夾角先變小再變大，重力功率先變大再變小，故D錯誤答案為：C；解析：列車勻速行駛時，則有F=Ff=kv，牽引力的功率P=Fv=kv2，因為列車的速度之比為31，所以牽引功率之比為91，故C正確，A、B、D錯誤答案為：C；解析：對整體分析，受重力和支持力，整體的加速度a=gsin ，可知蘋果的加速度為gsin ，蘋果受重力、周圍蘋果的作用力，兩個力的合力等于mgsin ，所以其他蘋果對該蘋果的作用力等于mgcos ，方

14、向垂直于斜面向上，根據(jù)功的公式可知，周圍蘋果對它的作用力不做功，故C正確，A、B、D錯誤二 、多選題答案為：BD；解析： A.小球合外力等于0時速度最大，在B點時由于彈簧彈力為k(lOB)=40 N/m×(0.50.3)m=8 N，方向垂直桿向上，重力垂直于桿的分力為mgcos =1×10×0.8 N=8 N，方向垂直于桿向下，所以小球在B點時合外力F=mgsin =1×10×0.6 N=6 N，所以經(jīng)過B點時速度不是最大，A錯誤；B.此時加速度a=6 m/s2，B正確；C.在AB段彈簧彈力與小球位移夾角大于90°，所以做負(fù)功，BC段

15、做正功，C錯誤；D.A、C兩點小球速度為0，由圖形的對稱性知AB過程和BC過程摩擦力做功相等，D正確選BD.答案為：ABD；解析：當(dāng)汽車達(dá)到最大速度時牽引力與阻力平衡，功率為額定功率，汽車的額定功率為fvmax，故A正確；汽車勻加速運動過程中通過的位移x=vt，克服阻力做的功為W=fvt，由動能定理知：WFWf=mv2，得WF=Wfmv2=fvtmv2，故B正確；汽車勻加速運動過程中克服阻力做的功為W=fvt，后來汽車又運動了距離s，則這段過程克服阻力做的功為W=fs，整個過程中克服阻力做的功為W總=WW=fvtfs，故C錯誤；汽車的功率P=Fv，由牛頓第二定律知：Ff=ma，當(dāng)汽車速度為時的

16、加速度a=，故D正確三 、計算題解：(1)由題圖可得汽車在第1個2.0 s時間內(nèi)的位移x1=9 m，第2個2.0 s時間內(nèi)的位移x2=15 m汽車的加速度a=1.5 m/s2。(2)由FFf=ma得，汽車牽引力F=Ffma=(1 5001 000×1.5)N=3 000 N汽車做勻加速運動的末速度v= m/s=30 m/s勻加速運動保持的時間t1= s=20 s。(3)汽車所能達(dá)到的最大速度vm= m/s=60 m/s。(4)由(1)、(2)知勻加速運動的時間t1=20 s，運動的距離x1=t1=×20 m=300 m所以，后階段以恒定功率運動的距離x2=(2 400300)m=2 100 m對后階段以恒定功率運動，有：P額t2Ffx2=mvm2mv2解得t2=50 s所以最短時間為t總=t1t2=(2050)s=70 s。解：(1)由P=3kmgv0,2P=8kmgv，代入數(shù)據(jù)解得：v=0.75 v0=3.5×102 km/h。(2)設(shè)各動車的牽引力為F牽，