2025版新教材高考物理全程一輪總復習課時分層作業(yè)21功與功率

課時分層作業(yè)(二十一)功與功率基礎強化練1．[人教版必修其次冊P78T3改編](多選)一位質量m＝60kg的滑雪運動員從高h＝10m的斜坡自由下滑，假如運動員在下滑過程中受到的阻力F＝50N，斜坡的傾角θ＝30°，重力加速度g取10m/s2，運動員滑至坡底的過程中，關于各力做功的狀況，下列說法正確的是()A．重力做功為6000JB．阻力做功為1000JC．支持力不做功D．各力做的總功為零2．如圖所示，在傾角為θ的斜面上有一質量為m的小物塊，長為l的輕繩一端固定在斜面上的釘子上，另一端與小物塊相連，已知物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)將物塊放到A點，OA水平且等于繩長l.則物塊滑動到最低點時克服摩擦力做功為(重力加速度為g)()A．eq\f(π,2)μmglB．eq\r(2)μmglC．eq\f(π,2)μmglcosθD．eq\r(2)μmglcosθ3．[2024·江西名校聯(lián)考]如圖所示，光滑固定斜面上有一塊質量分布勻稱的正方形薄鐵板，質量為M，邊長為d，在外力作用下沿平行于底邊方向運動，在斜面上寬度為d的灰色區(qū)域內涂有一層特別材料，薄鐵板與該材料之間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，斜面傾角為θ，則該薄鐵板通過灰色區(qū)域時克服摩擦力做的功為()A．μMgdcosθB．2μMgdcosθC．eq\f(1,2)μMgdcosθD．μMgdsinθ4．如圖，半圓柱體放在粗糙水平地面上，一個可視為質點、質量為m的光滑小球，在大小可變、方向始終與圓柱面相切的拉力F作用下從A點沿著圓弧勻速率運動到最高點B，整個過程中半圓柱體保持靜止．則下列說法正確的是()A．拉力F的功率漸漸增大B．克服小球重力做功的功領先增大后減小C．當小球在A點時，地面對半圓柱體可能有水平向左的摩擦力D．當小球運動到B點時，地面對半圓柱體的支持力等于兩物體重力之和5．(多選)圖示為一質點在0～4s內做直線運動的v-t圖像，由圖可得()A．在1～3s內，合力對質點不做功B．在0～1s內，合力對質點不做功C．在0～1s和3～4s內，合力對質點做的功相同D．在0～4s內，合力對質點做的功為零6．[2024·重慶南川檢測](多選)如圖所示，一個質量為m＝2kg的物體放在傾角為α＝37°的固定斜面上，現(xiàn)用F＝30N平行于斜面的力拉物體使其由靜止起先沿斜面對上運動．已知物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，斜面足夠長，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.物體運動2s后，關于各力做功的狀況，下列說法中正確的是()A．重力做功為－120JB．摩擦力做功為－80JC．拉力做功為100JD．物體所受的合力做功為100J7.[2024·山東濟南模擬]一輛玩具賽車在水平直線跑道上由靜止起先以10kW的恒定功率加速前進，賽車瞬時速度的倒數(shù)eq\f(1,v)和瞬時加速度a的關系如圖所示，已知賽車在跑道上受到的阻力不變，賽車到達終點前已達到最大速度．下列說法中正確的是()A．賽車做加速度漸漸增大的加速直線運動B．賽車的質量為20kgC．賽車所受阻力大小為500ND．賽車速度大小為5m/s時，加速度大小為50m/s28．(多選)如圖所示，水平傳送帶正以v＝2m/s的速度運行，兩端的距離為l＝8m．把一質量為m＝1kg的物體輕輕放到傳送帶上，物體在傳送帶的帶動下向右運動．物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1，則把這個物體從傳送帶左端傳送到右端的過程中，摩擦力對其做的功及摩擦力做功的平均功率分別為(g取10m/s2)()A．2JB．8JC．1WD．0.4W實力提升練9．[2024·遼寧大連八中模擬]質量m＝180kg的小型電動汽車在平直的馬路上由靜止啟動，如圖甲所示為汽車運動的速度與時間的關系圖像，圖乙為汽車牽引力的功率與時間的關系圖像．設汽車在運動過程中所受阻力不變，在18s末汽車的速度恰好達到最大．重力加速度g取10m/s2，則下列說法正確的是()A．汽車受到的阻力為200NB．汽車的最大牽引力為700NC．汽車在做變加速運動過程中的位移大小為95.5mD．8～18s內汽車牽引力做的功為3.6×103J10．(多選)如圖甲所示，質量為m＝1kg的木塊(可視為質點)被水平向左的力F壓在豎直墻壁上，木塊初始位置離水平地面高度H＝4m，木塊與墻面之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，力F與木塊到地面的距離h間的關系如圖乙所示，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小g＝10m/s2.下列說法正確的是()A．木塊從初始位置起先下滑至滑到地面瞬間的過程中，克服摩擦力做的功為8JB．木塊從初始位置起先下滑至滑到地面瞬間的過程中，因摩擦而產(chǎn)生的熱量為40JC．木塊從初始位置起先下滑至滑到地面瞬間的過程中動能的改變量為32JD．木塊下滑到地面前的瞬間的速度大小為8m/s11.[2024·浙江1月]某節(jié)水噴灌系統(tǒng)如圖所示，水以v0＝15m/s的速度水平噴出，每秒噴出水的質量為2.0kg.噴出的水是從井下抽取的，噴口離水面的高度保持H＝3.75m不變．水泵由電動機帶動，電動機正常工作時，輸入電壓為220V，輸入電流為2.0A．不計電動機的摩擦損耗，電動機的輸出功率等于水泵所須要的輸入功率．已知水泵的抽水效率(水泵的輸出功率與輸入功率之比)為75%，忽視水在管道中運動的機械能損失，則()A．每秒水泵對水做功為75JB．每秒水泵對水做功為225JC．水泵輸入功率為440WD．電動機線圈的電阻為10Ω課時分層作業(yè)（二十一）1．解析：重力做功WG＝mgh＝6000J，故A正確；阻力做功WF＝－Feq\f(h,sinθ)＝－1000J，故B錯誤；支持力與位移夾角為90°，不做功，故C正確；由以上分析可知，各力做的總功為5000J，故D錯誤．答案：AC2．解析：物塊在運動的過程中，滑動摩擦力的大小不變，F(xiàn)f＝μmgcosθ，方向時刻改變，但每一瞬時摩擦力Ff總是與該瞬時的速度方向相反，即在每一瞬時運動的微小位移Δx1、Δx2、Δx3……都與當時的摩擦力Ff方向相反，因而在物塊運動過程中，克服摩擦力Ff做的功應等于在各微小位移段克服摩擦力所做功的代數(shù)和，即W＝（FfΔx1＋FfΔx2＋…＋FfΔxn）＝Ff（Δx1＋Δx2＋…＋Δxn）＝eq\f(πμmglcosθ,2)，選項C正確．答案：C3．解析：薄鐵板與灰色區(qū)域的重合部分越多，所受摩擦力越大，所以摩擦力先漸漸增大后漸漸減小，且在薄鐵板起先進入灰色區(qū)域到完全進入灰色區(qū)域的過程中，薄鐵板對灰色區(qū)域的正壓力與位移成正比，在薄鐵板起先離開灰色區(qū)域到完全離開灰色區(qū)域的過程中，薄鐵板對灰色區(qū)域的正壓力隨位移勻稱減小，故薄鐵板所受平均摩擦力Ff＝eq\f(1,2)μMgcosθ，薄鐵板通過灰色區(qū)域克服摩擦力做的功Wf＝eq\f(1,2)μMgdcosθ×2d＝μMgdcosθ，故A正確，B、C、D錯誤．答案：A4．解析：對小球受力分析，受到重力、支持力和拉力，如圖依據(jù)平衡條件有F＝mgsinθ從A到B，θ越來越小，故拉力F變小，依據(jù)P＝Fv，因v的大小不變，則拉力F的功率漸漸變小，故A錯誤；從A到B，克服小球重力做功的功率為P＝mgvsinθ因v的大小不變而θ越來越小，故克服小球重力做功的功率越來越小，故B錯誤；對半圓柱體受力分析，整個過程中半圓柱體保持靜止，依據(jù)平衡條件可知，地面要給半圓柱體一個水平向左的靜摩擦力，用以平衡小球對半圓柱體的壓力在水平方向的分力，故C正確；當小球運動到B點時，由支持力和重力的合力供應向心力，具有豎直向下的加速度，小球處于失重狀態(tài)，即半圓柱體對小球的支持力小于小球的重力，所以小球對半圓柱體的壓力小于小球的重力，故地面對半圓柱體的支持力小于兩物體重力之和，故D錯誤．答案：C5．解析：對圖線分析可以知道，在1～3s內質點所受合力為零，所以合力做功為零，故A正確；在0～1s內質點速度減小，合力為阻力，合力做負功，同理可得在3～4s內合力做正功，故B、C錯誤；在0～1s與3～4s內，合力大小相等，但方向相反，質點位移相等，因此合力對質點做功代數(shù)和為零，故D正確．答案：AD6．解析：物體在斜面上運動時受到重力、拉力、摩擦力和支持力作用，依據(jù)牛頓其次定律a＝eq\f(F合,m)＝eq\f(F－mgsinα－μmgcosα,m)＝5m/s2，由x＝eq\f(1,2)at2得，物體在2s內的位移為x＝eq\f(1,2)×5×22m＝10m，重力做功WG＝－mg·xsin37°＝－2×10×10×0.6J＝－120J，選項A正確；拉力做的功為WF＝Fx＝30×10J＝300J，選項C錯誤；摩擦力做功為WFf＝－Ffx＝－μmgcos37°·x＝－0.5×2×10×0.8×10J＝－80J，選項B正確；支持力做功WN＝FNxcos90°＝0，合外力做的功W＝WF＋WN＋WG＋WFf＝300J－120J－80J＝100J，選項D正確．答案：ABD7．解析：賽車由靜止以恒定功率啟動，則牽引力F＝eq\f(P,v)，對賽車由牛頓其次定律有eq\f(P,v)－f＝ma可知隨著車速增大，賽車做加速度漸漸減小的加速直線運動，上式整理得eq\f(1,v)＝eq\f(m,P)a＋eq\f(f,P)，可見eq\f(1,v)-a圖像的斜率恒定，為eq\f(m,P)，截距為eq\f(f,P)，結合圖像可得eq\f(f,P)＝0.05s/m，eq\f(m,P)＝eq\f(0.1－0.05,20)s3/m2，解得m＝25kg，f＝500N，代入v＝5m/s，解得a＝60m/s2，故C正確，A、B、D錯誤．答案：C8．解析：起先時物體在傳送帶對其摩擦力的作用下做勻加速運動，依據(jù)牛頓其次定律知，物體加速運動的加速度a＝μg＝1m/s2所以物體勻加速運動的時間t1＝eq\f(v,a)＝eq\f(2,1)s＝2s物體做勻加速運動的位移x1＝eq\f(1,2)ateq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))＝eq\f(1,2)×1×22m＝2m所以物體勻速運動的位移x2＝l－x1＝8m－2m＝6m物體勻速運動的時間t2＝eq\f(x2,v)＝eq\f(6,2)s＝3s所以把物體從傳送帶左端傳送到右端的過程中，摩擦力對物體做的功Wf＝fx1＝μmgx1＝0.1×1×10×2J＝2J運動過程中摩擦力做功的平均功率eq\o(P,\s\up6(－))＝eq\f(Wf,t1＋t2)＝eq\f(2,2＋3)W＝0.4W，故A、D正確，B、C錯誤．答案：AD9．解析：當牽引力等于阻力時，汽車的速度達到最大，則有阻力f＝eq\f(P,vmax)＝eq\f(7.2×103,10)N＝720N，A錯誤；汽車勻加速階段牽引力最大，勻加速階段加速度a＝1m/s2，又a＝eq\f(F牽－f,m)，汽車在運動過程中所受阻力不變，聯(lián)立解得汽車的最大牽引力F牽＝900N，B錯誤；變加速過程中，即8～18s內，依據(jù)動能定理得Pt－fs＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(max))－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))，解得位移大小s＝95.5m，C正確；8～18s時間內，汽車牽引力的功率恒為7.2×103W，所以該過程中牽引力做的功為W＝Pt＝7.2×104J，D錯誤．答案：C10.解析：由圖乙運用“圖像轉化法”將“h-F圖像”轉化為“f-h圖像”，如圖所示．由f-h圖線與坐標軸圍成的面積表示木塊克服滑動摩擦力做的功，可知木塊從初始位置起先下滑至滑到地面瞬間的過程中，木塊克服滑動摩擦力做的功為Wf＝eq\f(1,2)×4×4J＝8J，由功能關系可知，該過程中木塊機械能削減8J，因摩擦而產(chǎn)生的熱量為8J，故A正確，B錯誤．木塊從初始位置起先下滑至滑到地面瞬間的過程中，重力做的功為WG＝mgH＝40J，由動能定理有WG－Wf＝ΔEk＝32J，又ΔEk＝eq\f(1,2