2026届高三物理一轮复习课后习题考点规范练16功功率（Word版附解析）

这是一份2026届高三物理一轮复习课后习题考点规范练16功功率（Word版附解析），共4页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。
1.如图所示,木块B上表面是水平的,木块A置于B上,并与B保持相对静止,一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑,在下滑过程中( )
A.A所受的合力对A不做功
B.B对A的弹力做正功
C.B对A的摩擦力做正功
D.A对B做正功
答案:C
解析:A、B一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑,加速度为gsin θ。由于A速度增大,由动能定理可知,A所受的合力对A做正功,B对A的摩擦力做正功,B对A的弹力做负功,选项A、B错误,C正确。A对B不做功,选项D错误。
2.如图所示,一质量为m、长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点,M点与绳的上端P相距13l。重力加速度大小为g。在此过程中,外力做的功为( )
A.19mglB.16mgl
C.13mglD.12mgl
答案:A
解析:根据题意,此过程中外力做的功等于细绳增加的重力势能,MQ的下半部分(质量为m3)的重心升高了l3,故增加的重力势能为ΔEp=mg3×l3=19mgl,所以外力做功19mgl,A正确。
3.我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平。若某段工作时间内,“天鲲号”的泥泵输出功率恒为1×104 kW,排泥量为1.4 m3/s,排泥管的横截面积为0.7 m2,则泥泵对排泥管内泥浆的推力为( )
A.5×106 NB.2×107 N
C.2×109 ND.5×109 N
答案:A
解析:设排泥管内泥浆的速度为v,由Q=Sv得v=QS=2 m/s;又由P=Fv得F=Pv=1×104×1032 N=5×106 N,故A正确。
4.如图所示,质量为60 kg的某运动员在做俯卧撑,运动过程中可将她的身体视为一根直棒。已知重心在c点,其垂线与脚、两手连线中点间的距离a、b分别为0.9 m和0.6 m。若她在1 min内做了30个俯卧撑,每次肩部上升的距离均为0.4 m,g取10 m/s2,则克服重力做的功和相应的功率约为( )
A.430 J,7 WB.4 300 J,70 W
C.720 J,12 WD.7 200 J,120 W
答案:B
解析:设重心上升的高度为h,根据相似三角形可知,每次俯卧撑中,有h0.4m=0.9m(0.9+0.6)m,即h=0.24 m。一次俯卧撑中,克服重力做功W=mgh=60×10×0.24 J=144 J,所以1 min内克服重力做的总功为W总=nW=4 320 J,功率P=W总t=72 W,故选项B正确。
5.某大型超市安装了一台倾角为30°的自动扶梯。该扶梯在额定电压为380 V的电动机的带动下以0.5 m/s的恒定速率斜向上运动。电动机的最大输出功率为6.4 kW,不载人时测得电动机中的电流为5 A。若载人时扶梯速率和不载人时相同,设人的平均质量为60 kg,g取10 m/s2,则该扶梯可同时乘载的人数最多为( )
A.20B.25
C.30D.35
答案:C
解析:电动机的电压恒为380 V,扶梯不载人时,电动机中的电流为5 A,忽略电动机内阻的消耗,认为电动机的输入功率和输出功率相等,即可得到维持扶梯运转的功率为P0=UI=380×5 W=1 900 W,电动机的最大输出功率为Pm=6.4 kW,则可用于输送人的功率为ΔP=Pm-P0=4.5 kW。由于扶梯以恒定速率向斜上方移动,每一个人所受的力为重力mg和支持力FN,且FN=mg,电动机通过扶梯的支持力FN对人做功,对每一个人做功的功率为P1=FNvcs α=mgvcs(90°-30°)=150 W,则同时乘载的最多人数为n=ΔPP1=30,故C正确。
二、多项选择题
6.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节拖车的动车组的最大速度之比为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,故乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相同,选项A错误。对6、7、8节车厢的整体有F56=3ma+3kmg,对7、8节车厢的整体有F67=2ma+2kmg,故5、6节车厢与6、7节车厢间的作用力之比为F56∶F67=3∶2,选项B正确。关闭发动机后,根据动能定理得12·8mv2=8kmgx,解得x=v22kg,可见滑行的距离与关闭发动机时速度的二次方成正比,选项C错误。8节车厢有2节动车时的最大速度为vm1=2P8kmg,8节车厢有4节动车时的最大速度为vm2=4P8kmg,则vm1vm2=12,选项D正确。
7.下列各图是反映汽车在从静止开始匀加速启动,最后做匀速运动的过程中,其速度随时间以及加速度、牵引力和功率随速度变化的图像,汽车的额定功率为P额,所受阻力为Ff,其中正确的是( )
答案:ACD
解析:汽车开始做初速度为零的匀加速直线运动,当达到额定功率时,匀加速结束,然后做加速度逐渐减小的加速运动,直至最后匀速运动。开始匀加速时F-Ff=ma,设匀加速刚结束时速度为v1,有P额=Fv1,最后匀速时F=Ff,有P额=Ffvm,由以上各式解得匀加速的末速度为v1=P额Ff+ma,最后匀速时速度为vm=P额Ff。在v-t图像中斜率表示加速度,汽车运动过程中开始加速度不变,后来加速度逐渐减小,最后加速度为零,选项A正确,B错误。汽车牵引力开始大小不变,然后逐渐减小,最后牵引力等于阻力,选项C正确。开始汽车功率逐渐增加,P=Fv,故P-v图像为过原点的直线,后来功率恒定,选项D正确。
8.在建筑工地,人们经常需要利用大型起吊设备将地面上的建筑工件运送到高处。某次起吊机通过钢丝绳将某建筑工件由静止竖直向上吊起,起吊机的机械输出功率恒为P=20 kW,工件运动过程中所受空气阻力大小不变,工件最终做匀速运动。此过程中工件加速度a与工件运动速率的倒数1v的关系如图所示,重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.工件的质量为400 kg
B.工件的加速度随时间均匀增大
C.工件最终匀速运动时的速度大小为10021 m/s
D.工件运动过程中所受空气阻力大小为400 N
答案:AC
解析:设工件的质量为m,运动过程中所受阻力大小为Ff。
根据牛顿第二定律得F-Ff-mg=ma,
根据功率公式得P=Fv,
联立得a=Pm·1v-Ffm+g,
由题图得图像的斜率k=Pm=50 m2/s3,解得m=400 kg,故A正确。工件由静止竖直向上吊起的过程中,速度逐渐增大,1v逐渐减小,结合图像,加速度逐渐减小,故B错误。当工件的加速度为零时做匀速运动,由题图可知,a=0时,1v=0.21 s/m,可得工件最终匀速时的速度大小v=10021 m/s,故C正确。当1v=0时,-Ffm+g=-10.5 m/s2,解得Ff=200 N,故D错误。
9.我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器。舰载机总质量为3.0×104 kg,设起飞过程中发动机的推力恒为1.0×105 N,弹射器有效作用长度为100 m,推力恒定,要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80 m/s。弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和,假设所受阻力为总推力的20%,则下列说法正确的是( )
A.弹射器的推力大小为1.1×106 N
B.弹射器对舰载机所做的功为1.1×108 J
C.弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8×107 W
D.舰载机在弹射过程中的加速度大小为32 m/s2
答案:ABD
解析:设总推力为F,则舰载机受到的合外力为0.8F,由动能定理有F合x=12mv2-0,可求出F=1.2×106 N,减去发动机的推力,得出弹射器的推力为1.1×106 N,选项A正确。弹射器对舰载机所做的功W弹=F弹x=1.1×108 J,选项B正确。舰载机的平均速度为v=v0+v2=40 m/s,则弹射器做功的平均功率P弹=F弹v=4.4×107 W,选项C错误。舰载机的加速度a=v22x=32 m/s2,选项D正确。