人教版物理高中二轮复习专题试卷练习——第十八讲《功和功率》

这是一份人教版物理高中二轮复习专题试卷练习——第十八讲《功和功率》，共19页。试卷主要包含了关于功率，下列说法中正确的是，中国的高铁技术居世界领先地位等内容，欢迎下载使用。


1．如图所示，小明用力拉车水平前进时，下列说法正确的是： （ ）

A．重力做了正功 B．拉力不做功
C．地面支持力做了正功 D．地面摩擦力做了负功
【答案】D
【解析】重力和地面的支持力的方向与位移都垂直，故重力和支持力都不做功，选项AC错误；拉力的方向与位移成锐角，故拉力做正功，选项B错误；摩擦力的方向与位移的方向相反，故地面摩擦力做了负功，故选D.
【名师点睛】此题是对做功的两个因素的考查；首先要掌握功的概念及求解公式W=Fxcosθ,并且要理解θ的含义；知道三种下不做功的情况:有力无位移；有位移无力；位移和力垂直.
2．关于功率，下列说法中正确的是： （ ）源:]
A、力对物体做的功越多，功率就越大
B、功率是描述物体做功多少的物理量
C、单位时间内做功越多功率一定越大
D、汽车行使时，当牵引力与阻力相等时合力为零，此时发动机的实际功率为零
【答案】C

【名师点睛】本题考查功率的概念，重点掌握单位时间内所做的功叫做功率，功率是表示做功快慢的物理量，记住功率的表达式。
3．两个相互垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动，如图所示，物体通过一段位移时，力F1对物体做功6J，F2对物体做功8J，则F1和F2的合力对物体做功为： （ ）

A．-2J B．2J C．10J D．14J
【答案】D
【解析】当有多个力对物体做功的时候，总功的大小就等于用各个力对物体做功的和；由于力F1对物体做功6J，力F2对物体做功8J，所以F1与F2的合力对物体做的总功就为6J+8J=14J，故选D.
【名师点睛】因为功是标量，几个力对物体做的总功，就等于各个力单独对物体做功的代数和；求标量的和，几个量直接相加即可．这是求总功的方法之一，要注意掌握。
4．（多选）物体沿直线运动的v－t图如图所示，已知在第1秒内合外力对物体做的功为W，则下列结论正确的是： （ ）

A．从第1秒末到第3秒末合外力做功为W
B．从第3秒末到第5秒末合外力做功为－2W
C．从第1秒末到第3秒末合外力做功为0
D．从第3秒末到第4秒末合外力做功为－0.75W
【答案】CD

【名师点睛】此题是对v-t图线及功的考查；解本题的关键是要找出物体在不同的时间段内的合力即位移之间的关系；v-t线的斜率等于物体的加速度，图线与坐标轴围成的面积等于物体的位移.
5．质量为2×103 kg的汽车，发动机输出功率为30×103 W．在水平公路上能达到的最大速度为15 m/s，设阻力恒定。求：（1）汽车所受的阻力f。（2）汽车的速度为10 m/s时，加速度a的大小。（3）若汽车从静止开始保持2m/s2的加速度作匀加速直线运动，则这一过程能持续多长时间？
【答案】（1）2×103N；（2）0.5m/s2（3）2.5s


1．放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用，在０～６ｓ内其速度与时间的图像和该拉力的功率与时间的图象分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是： （ ）

Ａ．０～６内物体的位移大小为３６ｍ
Ｂ．０～６内拉力做的功为５５Ｊ
Ｃ．合力在０～６ｓ内做的功大于０～２ｓ内做的功
Ｄ．滑动摩擦力的大小为
【答案】D
【解析】0～6s内物体的位移大小．故A错误．在0～2s内，物体的加速度，由图，当P=30W时，v=6m/s，得到牵引力．在0～2s内物体的位移为x1=6m，则拉力做功为W1=Fx1=5×6J=30J．2～6s内拉力做的功W2=Pt=10×4J=40J．所以0～6s内拉力做的功为W=W1+W2=70J．故B错误．在2～6s内，物体做匀速运动，合力做零，则合外力在0～6s内做的功与0～2s内做的功相等．故C错误．在2～6s内，v=6m/s，P=10W，物体做匀速运动，摩擦力f=F，得到．故D正确．故选D.
【名师点睛】本题解题关键是理解图象的物理意义．求功的方法通常有三种：一是W=Flcosθ，F应是恒力；二是W=Pt，当P恒定时；三是动能定理，特别是在计算变力做功的时候。
2．现有以下两种情况：①用水平恒力F推一质量为m的物体在光滑的水平面上前进x；②用相同的水平恒力F推一质量为3m的物体在粗糙的水平面上同样前进x.关于两种情况下力F做功多少的比较，以下说法正确的是： （ ）
A．①做功多 B．②做功多
C．②做功是①做功的3倍 D．两种情况，做功相等
【答案】D

【名师点睛】此题考查的是对做功包含的两个必要条件的理解及公式的应用，记住功的定义式W=Flcosθ．功等于运动物体受到的力和在力的方向上通过的距离的乘积，属于基础题。
3．大小相等的力F 按图示的四种方式作用在同一物体上，使物体沿着水平面移动相同的距离，力F做功最多的是： （ ）

【答案】A
【解析】拉力做功W=FLcosθ；由图可知，A中夹角为0°，B中夹角为30°；C中夹角为30°，D中拉力为60°，因夹角越大，则cosθ越小，故A中拉力做功最多；故选A。
考点：功
【名师点睛】本题考查功的公式的应用，知道功的求解公式W=FLcosθ，注意学会分析力与位移之间的夹角关系；此题是基础题.
4．（多选）质量为1000kg、额定功率为60kW 的汽车，在平直公路上行驶的最大速度为30m/s。若汽车在平直的公路上由静止以3m/s2 的加速度做匀加速直线运动，达到额定功率后保持功率不变继续前进，整个运动过程中所受阻力不变。则汽车： （ ）
A．所受阻力为2000N B．匀加速运动持续的时间为10s
C．3s末的牵引力为5000N D．5s 末牵引力的瞬时功率为60kW
【答案】ACD
【解析】当牵引力等于阻力时，速度最大，根据P=fvm得：，故A正确．
根据牛顿第二定律得：F-f=ma，解得：F=f+ma=2000+1000×3N=5000N，则匀加速直线运动的末速度为：，匀加速直线运动的时间为：，故B错误．3s末处于匀加速直线运动，牵引力为5000N，故C正确．4s后功率达到额定功率，保持不变，则5s末牵引力的瞬时功率为60kW，故D正确．故选ACD。
考点：牛顿第二定律；功率
【名师点睛】此题考查了牛顿第二定律以及功率；解决本题的关键掌握机车的启动方式，知道机车在整个过程中的运动规律，知道当牵引力与阻力相等时，速度最大．
5．某兴趣小组对一辆自制小遥控车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为v-t图象，如图所示（除2s-10s时间段内的图象为曲线外，其余时间段图象均为直线）。已知小车运动的过程中，2s-14s时间段内小车的功率保持不变，在14s末停止遥控而让小车自由滑行。小车的质量为1kg，可认为在整个过程中小车所受到的阻力大小不变。求：
（1）小车运动中所受到的阻力大小为多少？
（2）小车匀速行驶阶段的功率为多少？
（3）小车加速运动过程中牵引力做功为多少？

【答案】（1）1.5N （2）9W （3）81J
【解析】

所以

变加速过程中功率不变，则
所以牵引力做的功为：

1．【2017·新课标Ⅱ卷】如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力： （ ）

A．一直不做功 B．一直做正功
C．始终指向大圆环圆心 D．始终背离大圆环圆心
【答案】A
【解析】大圆环光滑，则大圆环对小环的作用力总是沿半径方向，与速度方向垂直，故大圆环对小环的作用力一直不做功，选项A正确，B错误；开始时大圆环对小环的作用力背离圆心，最后指向圆心，故选项CD错误；故选A。
【考点定位】圆周运动；功
【名师点睛】此题关键是知道小圆环在大圆环上的运动过程中，小圆环受到的弹力方向始终沿大圆环的半径方向，先是沿半径向外，后沿半径向里。
2．【2016·全国新课标Ⅱ卷】两实心小球甲和乙由同一种材质制成，甲球质量大于乙球质量。两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关。若它们下落相同的距离，则： （ ）
A．甲球用的时间比乙球长
B．甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小
C．甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小
D．甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功
【答案】BD

【考点定位】牛顿第二定律、匀变速直线运动
【名师点睛】此题主要考查牛顿第二定律的应用；首先应该根据牛顿第二定律找到物体的加速度与小球的半径的关系，然后比较加速度，再结合运动公式来讨论其他物理量；此题意在考查考生综合分析的能力及对基础知识的运用能力。
3．【2016·天津卷】我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比。某列动车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组： （ ）

A．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反
B．做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3:2
C．进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比
D．与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1:2
【答案】BD
【解析】列车启动时，乘客随车厢加速运动，加速度方向与车的运动方向相同，故乘客受到车厢的作用力方向与车运动方向相同，选项A错误。动车组运动的加速度，对第6、7、8节车厢整体：F56=3ma+3kmg=0.75F；对第7、8节车厢整体：F67=2ma+2kmg=0.5F；故第5、6节车厢与第6、7节车厢间的作用力之比为3:2，选项B正确。根据动能定理，解得，可知进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时速度的平方成正比，选项C错误；8节车厢有2节动车时的最大速度为；8节车厢有4节动车时的最大速度为，则，选项D正确。
【考点定位】牛顿第二定律、功率、动能定理
【名师点睛】此题是力学综合问题，考查牛顿第二定律、功率以及动能定理等知识点；解题时要能正确选择研究对象，灵活运用整体法及隔离法列方程；注意当功率一定时，牵引力等于阻力的情况，速度最大。
4．【2015·全国新课标Ⅱ·17】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v随时间t变化的图像中，可能正确的是： （ ）


A B C D
【答案】A

【考点定位】机车起动问题
【方法技巧】本题主要是机车起动问题，不过本题是两次恒定功率启动问题。但实质是一样的。
5．【2015·海南·3】假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的： （ ）
A．4倍 B．2倍 C．倍 D．倍
【答案】D

【方法技巧】本题的关键是知道当阻力等于牵引力时，速度最大，然后根据公式计算。


【满分：110分 时间：90分钟】
一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)
1．如图所示，三个固定的斜面，底边长度都相等，斜面倾角分别为30°、45°、60°，斜面的表面情况都一样。完全相同的物体(可视为质点)A、B、C分别从三斜面的顶部滑到底部的过程中： （ ）
A．物体A克服摩擦力做的功最多 B．物体B克服摩擦力做的功最多
C．物体C克服摩擦力做的功最多 D．三个物体克服摩擦力做的功一样多
【答案】D

【名师点睛】要比较不同情境下一个物理量的大小，一般我们应该先把这个物理量表示出来，看与哪些因素有关，再根据题目已知的去判断．当然物理量表示的过程就运用了物理规律。
2．一滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0时其速度为2.0m/s，从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平拉力F，力F和滑块的速度v随时间t的变化规律分别如图甲和乙所示，设在第1s内、第2s内、第3s内，力F对滑块做功的平均功率分别为P1、P2、P3，则： （ ）

A．P1>P2>P3 B．P1=P2