適用于新高考新教材廣西專版2025屆高考物理一輪總復習課時規(guī)范練15功和功率

課時規(guī)范練15功和功率基礎(chǔ)對點練1.(正負功的推斷)載人飛行包是一個單人低空飛行裝置,其發(fā)動機用汽油作為燃料供應動力,可以垂直起降,也可以快速前進。則在飛行包(包括人)豎直勻速著陸的過程中(空氣阻力不行忽視),下列說法正確的是()A.發(fā)動機對飛行包做正功B.飛行包的重力做負功C.空氣阻力對飛行包做負功D.飛行包的合力做負功2.(功率的計算)(2024甘肅金昌期末)如圖所示,質(zhì)量為2kg的物體以10m/s的初速度水平拋出,經(jīng)過2s落地。g取10m/s2。關(guān)于重力做功的功率,下列說法正確的是()A.下落過程中重力的平均功率是400WB.下落過程中重力的平均功率是100WC.落地前的瞬間重力的瞬時功率是200WD.落地前的瞬間重力的瞬時功率是400W3.(功率的計算)在搶險救災工作中常見到直升機的身影,如圖所示,直升機懸停在空中,用繩索將傷員由靜止向上吊起,繩索對傷員做功的功率恒定,則在傷員加速上升的過程中(不計空氣阻力),下列說法正確的是()A.繩索對傷員的拉力越來越大B.傷員克服重力做功的功率恒定C.傷員運動的速度變更得越來越快D.合力對傷員做功的功率越來越小4.(圖像法求功)用鐵錘把釘子釘入木板,設(shè)木板對釘子的阻力與釘進木板的深度成正比。已知鐵錘第一次將釘子釘進深度d,假如鐵錘其次次敲釘子時對釘子做的功與第一次相同,那么,其次次釘子進入木板的深度為()A.(3-1)d B.(2-1)dC.(5-1)5.(多選)(功、功率的計算)圖甲、乙是一輛質(zhì)量為m=6×103kg的公共汽車在t=0和t=4s末兩個時刻的照片。當t=0時,汽車剛啟動(汽車的運動可看成勻加速直線運動)。圖丙是車內(nèi)橫桿上懸掛的拉手環(huán)經(jīng)放大后的圖像,測得θ=15°。依據(jù)題中供應的信息,可以估算出的物理量有()A.汽車的長度B.4s末汽車的速度C.4s內(nèi)汽車牽引力所做的功D.4s末汽車牽引力的功率6.(功率與機車啟動)(2024廣東廣州五校聯(lián)考期末)人們生活中出現(xiàn)越來越多的環(huán)保電動自行車,這種靈活的交通工具受到很多上班族的寵愛。下表是一輛電動自行車銘牌上的技術(shù)參數(shù)。若質(zhì)量為70kg的人騎此電動自行車沿平直馬路行駛的v-t圖像如圖所示,所受阻力大小恒為車重(包括載重)的150,重力加速度g取10m/s2,下列說法正確的是(規(guī)格后輪驅(qū)動直流永久磁體電動機車型26″電動自行車額定輸出功率400W整車質(zhì)量30kg最大載重120kgA.勻速階段牽引力大小為25NB.勻速階段電動機的輸出功率為400WC.勻加速階段牽引力大小為50ND.勻加速階段電動機的輸出功率隨時間勻整增大7.(機車的功率問題)動車組是指幾節(jié)自帶動力車廂與幾節(jié)不帶動力車廂的編組。某城際電力動車組由6節(jié)車廂編組而成,每節(jié)車廂的質(zhì)量均為m=5×104kg,其中第1節(jié)和第4節(jié)車廂帶有動力,牽引電機的額定功率分別為P1=1.8×107W和P2=1.2×107W。該動車組以a=2m/s2的加速度沿水平直軌道由靜止起先勻加速啟動,當?shù)?節(jié)車廂的牽引電機達到額定功率時,第4節(jié)車廂的牽引電機立即啟動,動車組行駛過程中受到的阻力為車重的110,重力加速度g取10m/s2。求(1)從動車組起先啟動到第4節(jié)車廂的牽引電機啟動所閱歷的時間;(2)當動車組的速度為50m/s時,第4節(jié)車廂對第5節(jié)車廂的拉力大小。素養(yǎng)綜合練8.(2024四川成都外國語學校期末)一輛汽車由靜止起先沿平直馬路行駛,汽車所受牽引力F隨時間t變更關(guān)系圖線如圖所示。若汽車的質(zhì)量為1.2×103kg,阻力恒定,汽車的最大功率恒定,則以下說法正確的是()A.汽車的最大功率為5×104WB.汽車勻加速運動階段的加速度為256m/sC.汽車先做勻加速運動,然后再做勻速直線運動D.汽車從靜止起先到12s內(nèi)的位移是60m9.(2024陜西寶雞模擬)汽車運輸規(guī)格相同的兩塊樓板時,為了保證平安,底層樓板固定在車廂上,上層樓板按如圖所示方式放置于底層樓板上。汽車先以a1=2m/s2的加速度啟動,然后以v=10m/s的速度勻速運動,最終以a2=10m/s2的加速度剎車至靜止。已知每塊樓板的質(zhì)量為200kg,樓板間的動摩擦因數(shù)為0.8,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,整個過程樓板不會掉落,也不會撞上駕駛室,g取10m/s2,則()A.啟動時樓板之間的摩擦力大小為1600NB.剎車時樓板之間的摩擦力大小為400NC.啟動時樓板間因摩擦產(chǎn)生的熱量為2000JD.剎車時樓板間因摩擦產(chǎn)生的熱量為2000J10.(多選)一輛汽車從靜止起先以恒定功率P啟動,若汽車行駛過程中受到的阻力恒定,其加速度與速度的倒數(shù)的關(guān)系如圖所示,圖像斜率為k,橫截距為b,則()A.汽車所受阻力為PbB.汽車的質(zhì)量為PC.汽車的最大速度為1bD.汽車從靜止到獲得最大速度的時間為111.(多選)(2024山東泰安模擬)共享電動車已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ钪胁恍谢蛉钡闹匾煌üぞ?某共享電動車和駕駛員的總質(zhì)量為100kg,行駛時所受阻力大小為車和人所受總重力的110,電動車從靜止起先以額定功率在水平馬路上沿直線行駛,5s內(nèi)行駛了20m,速度達到4m/s。重力加速度g取10m/s2,下列說法正確的是(A.該電動車的額定功率為560WB.該電動車的額定功率為400WC.在這次行駛中,該電動車行駛的最大速度為4m/sD.在這次行駛中,該電動車行駛的最大速度為5.6m/s12.(2024福建廈門期末)中國航天科工研發(fā)的“人體高速彈射”裝置為運動員的高質(zhì)量訓練供應了科技支持。該裝置的簡化作用過程如圖所示,運動員在賽道加速段受到裝置的牽引加速,快速達到指定速度后練習轉(zhuǎn)彎技術(shù)。某次訓練中,質(zhì)量為m=60kg(含身上裝備)的運動員僅依靠F=600N的水平恒定牽引力從靜止起先加速運動了x=20m的距離,然后保持恒定速率通過半徑為R=10m的半圓形彎道,過彎時冰刀與冰面彎道凹槽處的接觸點如放大圖所示。忽視一切阻力,重力加速度g取10m/s2,求:(1)運動員被加速后的速率v及加速過程中牽引力的平均功率P;(2)運動員過彎道上A點時,冰面對運動員作用力的大小。答案：1.C解析飛行包(包括人)在豎直勻速著陸的過程中,發(fā)動機的動力向上,則發(fā)動機對飛行包做負功,故A錯誤;高度下降,飛行包的重力做正功,故B錯誤;空氣阻力豎直向上,與位移方向相反,則空氣阻力對飛行包做負功,故C正確;飛行包勻速運動,合力為零,則飛行包的合力不做功,故D錯誤。2.D解析整個過程重力做功W=mgh,又h=12gt2,解得W=400J,則重力的平均功率P=Wt=4002W=200W,故A、B錯誤;落地瞬間豎直分速度為vy=gt=10×2m/s=20m/s,則重力的瞬時功率為P=mgvy=20×20W3.D解析繩索對傷員的拉力做功的功率不變,而傷員加速上升,速度增大,由P=Fv可知,繩索對傷員的拉力F越來越小,A錯誤;速度增大,由P1=mgv可知,傷員克服重力做功的功率不斷增大,B錯誤;F在減小,由F-mg=ma可知,傷員運動的加速度越來越小,速度變更得越來越慢,C錯誤;合力對傷員做功的功率P合=(F-mg)v=P-mgv,由于P不變,速度越來越大,則合力對傷員做功的功率越來越小,D正確。4.B解析據(jù)題意設(shè)釘子受的阻力與進入木板深度關(guān)系為F=kx,作F-x圖像如圖所示,則圖像與橫軸所圍成圖形的面積表示阻力功的大小,由能量關(guān)系知W錘=W阻。又因為兩次W錘相等,故S△=S梯,即d·kd2=kd+k(d+d2)2·d25.AB解析從題圖丙可知,汽車的加速度為gtanθ,題中還給出了初速度和運動的時間,依據(jù)s=v0t+12at2和v=v0+at可求出汽車的位移(即汽車的長度)和4s末汽車的速度,故A、B正確;依據(jù)F=ma可求合力,繼而可求出合力做的功,但不能求出牽引力做的功,C錯誤;因牽引力大小未知,所以牽引力的功率無法求出,故D6.D解析勻速階段,由平衡條件可知,電動自行車的牽引力F=Ff=k(m人+m)g=0.02×(70+30)×10N=20N,電動自行車此時的功率為P=Fv=20×5W=100W,故A、B錯誤;由v-t圖像可知在勻加速階段,加速度為a=ΔvΔt=5-010m/s2=12m/s2,由牛頓其次定律得F'-Ff=(m人+m)a,代入數(shù)據(jù)解得F'=70N,故C錯誤;勻加速階段,牽引力為定值,速度v隨時間勻整增大,7.答案(1)10s(2)2×105N解析(1)設(shè)從動車組起先啟動到第4節(jié)車廂牽引電機啟動閱歷的時間為t,電機的牽引力為F1,第4節(jié)車廂牽引電機啟動時動車組的速度為v1,有F1-110×6mg=6P1=F1v1v1=at解得t=10s。(2)設(shè)當?shù)?節(jié)車廂牽引電機剛好達到額定功率時,列車速度為v2,有P1+P2=F1v2解得v2=1003m/s<所以v3=50m/s時,有P1+P2v對第5、6節(jié)車廂,有F2-110×2mg=2解得F2=2×105N。8.A解析由題圖可知,汽車在前4s內(nèi)的牽引力不變,汽車做勻加速直線運動,4~12s內(nèi)汽車的牽引力漸漸減小,則汽車的加速度漸漸減小,汽車做加速度減小的加速運動,直到車的速度達到最大值,以后做勻速直線運動,可知在4s末汽車的功率達到最大值。汽車的速度達到最大值后牽引力等于阻力,所以阻力Ff=2×103N,前4s內(nèi)汽車的牽引力為F=5×103N,由牛頓其次定律得F-Ff=ma,可得a=2.5m/s2,4s末汽車的速度v1=at1=2.5×4m/s=10m/s,所以汽車的最大功率P=Fv1=5×103×10W=5×104W,故A正確,B、C錯誤。汽車在前4s內(nèi)的位移x1=12at12=12×2.5×42m=20m,汽車的最大速度為vm=PFf=5×1042×103m/s=25m/s,汽車在4~12s內(nèi)的位移設(shè)為x2,依據(jù)動能定理可得,Pt2-Ffx2=129.D解析摩擦力供應應樓板最大的加速度為a'=μg=0.8×10m/s2=8m/s2,啟動時,汽車加速度小于樓板最大加速度,上層樓板所受摩擦力為靜摩擦力,大小為Ff=ma1=200×2N=400N,故A錯誤;剎車時,汽車加速度大于樓板最大加速度,上層樓板所受摩擦力為滑動摩擦力,其大小為Ff'=μmg=0.8×200×10N=1600N,故B錯誤;啟動時,樓板間沒有相對運動,受到靜摩擦力作用,不會產(chǎn)生熱量,故C錯誤;汽車在剎車過程中行駛的距離為s=v22a2=1022×10m=5m,上層樓板停止運動時滑動的距離為s'=v22μg=1022×0.8×10.BC解析汽車從靜止起先啟動時,由P=Fv及F-F阻=ma得a=Pm·1v-F阻m,結(jié)合圖像有Pm=k,0=Pmb-F阻m,解得m=Pk,F阻=Pb,選項A錯誤,B正確;當加速度為零時,速度最大,此時有1vm=b,解得最大速度vm=1b,選項C正確11.AD解析由題意可知電動車行駛過程中受到的阻力大小Ff=110mg=110×100×10N=100N,由動能定理P額t-Ffx=12mv2-0可知,該電動車的額定功率為P額=560W,A正確,B錯誤;該電動車以額定功率行駛能達到的最大速度為vmax=P額Ff=56012.答案(1)20m/