高考物理一轮复习课时作业16功和功率含答案

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功和功率一、单项选择题1.如图所示，电梯与水平地面成θ角，一人站在电梯上，电梯从静止开始匀加速上升，达到一定速度后再匀速上升．若以FN表示水平电梯对人的支持力，G为人受到的重力，Ff为电梯对人的静摩擦力，则下列结论正确的是(　　)A．加速过程中Ff≠0，Ff、FN、G都做功B．加速过程中Ff≠0，FN不做功C．加速过程中Ff＝0，FN、G都做功D．匀速过程中Ff＝0，FN、G都不做功2．[2020·江苏卷，1]质量为1.5×103 kg的汽车在水平路面上匀速行驶，速度为20 m/s，受到的阻力大小为1.8×103 N．此时，汽车发动机输出的实际功率是(　　)A．90 W B．30 kWC．36 kW D．300 kW3.如图所示的拖轮胎跑是一种体能训练活动．某次训练中，轮胎的质量为5 kg，与轮胎连接的拖绳与地面夹角为37°，轮胎与地面动摩擦因数是0.8.若运动员拖着轮胎以5 m/s的速度匀速前进，则10 s内运动员对轮胎做的功最接近的是(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2)(　　)A．500 J B．750 JC．1 250 J D．2 000 J4.在篮球比赛中，某位同学获得罚球机会，如图所示，他站在罚球线处用力将篮球投出，篮球以约为1 m/s的速度撞击篮筐．已知篮球质量约为0.6 kg，篮筐离地高度约为3 m，忽略篮球受到的空气阻力，则该同学罚球时对篮球做的功大约为(　　)A．1 J B．10 JC．50 J D．100 J5．如图是小孩滑滑梯的情景，假设滑梯是固定光滑斜面，倾角为30°，小孩质量为m，由静止开始沿滑梯下滑，滑行距离为x时，重力的瞬时功率为(　　)A．mgeq \r(gx) B.eq \f(1,2)mgeq \r(gx)C．mgeq \r(2gx) D.eq \f(1,2)mgeq \r(6gx)6．[2020·浙江嘉兴高三下期末]仰卧起坐是体育课上常见的项目，一次测试中某位女同学质量为50 kg，身高为1.6 m，假设其上半身质量为其总质量的0.6 倍，她在1分钟内做了40个仰卧起坐，每次仰卧起坐时下半身重心位置不变，重力加速度g取10 m/s2，则她克服重力做功的平均功率约为(　　)A．20 W B．80 WC．200 W D．300 W7.[2020·浙江慈溪高一下期中]某潜水器质量为5×103 kg，主要用于深海搜寻和打捞等．若在某次作业中，潜水器将4×103 kg的高密度重物从3 000 m深的海底一起匀速提升到了海面，已知提升过程中潜水器的机械功率恒为180 kW，水对潜水器的浮力和阻力相互平衡，影响可以忽略不计，g取10 m/s2，则提升所用的时间约为(　　)A．0.5×103 s B．1.0×103 sC．1.5×103 s D．2.0×103 s8．汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P.快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶．下面四个图像中，哪个图像正确表示了从司机减小油门开始，汽车的速度与时间的关系(　　)9.一辆跑车在行驶过程中的最大输出功率与速度大小的关系如图所示，已知该车质量为2×103 kg，在某平直路面上行驶，阻力恒为3×103 N．若汽车从静止开始以恒定加速度2 m/s2做匀加速运动，则此匀加速过程能持续的时间大约为(　　)A．8 s B．14 sC．26 s D．38 s二、多项选择题10.[2021·山东菏泽一模]在抢险救灾工作中常见到直升机的身影．如图为直升机抢救伤员的情景，直升机悬停在空中，用绳索将伤员由静止向上吊起，绳索对伤员做功的功率恒定，则在伤员加速上升的过程中(不计空气阻力)(　　)A．绳索对伤员的拉力越来越小B．伤员克服重力做功的功率恒定C．伤员运动的速度变化越来越慢D．合力对伤员做功的功率越来越大11.如图所示是倾斜角为45°的斜坡，在斜坡底端P点正上方某一位置Q处以速度v0水平向左抛出一个小球，小球落在斜坡上时速度方向与斜坡向上的方向成105°，不计空气阻力，则小球做平抛运动的过程(　　)A．速度变化量的大小为eq \r(3)v0B．运动时间为eq \f(\r(3)v0,2g)C．落在斜坡前瞬间重力的瞬时功率为2mgv0D．小球水平位移与竖直位移之比为2：eq \r(3)12．[2020·吉林长春二模]电动平衡车因为其炫酷的操作，被年轻人所喜欢，变成了日常通行的交通工具．平衡车依靠人体重心的改变，来实现车辆的启动、加速、减速、停止等动作．下表所示为某款电动平衡车的部分参数，若平衡车以最大速度行驶时，电机恰好达到额定功率，则下列说法中正确的是(　　)A.电池输出的电能最多为1 800 JB．充满电的平衡车以额定功率行驶的最长时间为2 hC．该平衡车以最大速度行驶时牵引力为60 ND．该平衡车在标准情况下能骑行的最大里程为30 km三、非选择题13．一辆质量为2 t的汽车，发动机输出的功率为30 kW，在平直公路上能达到的最大速度为15 m/s，行驶中阻力不变．(1)求汽车所受阻力大小．(2)在同样的阻力下，当汽车的速度为10 m/s时，其加速度为多大？(3)若汽车发动机的额定功率为60 kW，在水平路面上行驶的阻力为3 000 N，求发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度大小．课时作业(十六)1．解析：加速过程中人受力和速度方向如图所示，由力与速度方向之间夹角的关系可判定：FN、Ff对人做正功，G对人做负功，故A对，B、C均错．匀速运动时，Ff＝0，FN做正功，G做负功，故D错．答案：A2．解析：根据汽车做匀速直线运动可得此时汽车的牵引力等于阻力，即F＝f＝1.8×103 N，此时汽车发动机的实际输出功率即瞬时功率，根据P＝Fv，代入数据解得此时汽车发动机的实际输出功率为36 kW，A、B、D项均错误，C项正确．答案：C3．解析：Fcos θ＝f，FN＋Fsin θ＝mg，f＝μFN，得F＝eq \f(μmg,cos θ＋μsin θ)＝eq \f(0.8×50,0.8＋0.8×0.6) N＝31.25 N,10 s内运动员对轮胎做功WF＝Fcos θ·vt＝31.25×0.8×5×10 J＝1 250 J，选项C正确．答案：C4．解析：该同学将篮球投出时的高度约为h1＝1.8 m，根据动能定理有W－mg(h－h1)＝eq \f(1,2)mv2，解得W＝7.5 J，B项最接近，故选项B正确．答案：B5．解析：小孩的加速度a＝eq \f(mgsin 30°,m)＝eq \f(1,2)g，由v2＝2ax得小孩滑行距离x时的速率v＝eq \r(gx)，故此时重力的瞬时功率P＝mgvsin 30°＝eq \f(1,2)mgeq \r(gx)，选项B正确．答案：B6．解析：该同学每次上半身重心上升的距离约为h＝eq \f(1,4)×1.6 m＝0.4 m，则她每次仰卧起坐时克服重力做的功W＝0.6mgh＝120 J．1 min内她克服重力所做的总功W总＝40W＝4 800 J，她克服重力做功的平均功率为P＝eq \f(W总,t)＝80 W．故B正确．答案：B7．解析：以潜水器和高密度重物整体为研究对象，由匀速上升可知整体处于平衡状态，且浮力与阻力平衡，可知潜水器的牵引力F与整体重力平衡，即F＝(m＋M)g＝(5×103＋4×103)×10 N＝9×104 N，潜水器和重物匀速上升时，由P＝Fv可得上升速度v＝eq \f(P,F)＝2 m/s，潜水器和重物上升的高度为h＝3 000 m，所以上升的时间为t＝eq \f(h,v)＝1.5×103 s，C正确．答案：C8．解析：功率减小一半后，汽车速度由于惯性来不及变化，根据功率和速度关系公式，P＝Fv，牵引力减小一半，小于阻力，汽车做减速运动，由公式P＝Fv可知，功率一定时，速度减小后，牵引力增大，合力减小，加速度减小，故汽车做加速度越来越小的减速运动，当牵引力增大到等于阻力时，汽车做匀速运动，C正确．答案：C9．解析：由图可知，跑车的最大输出功率大约为200 kW，根据牛顿第二定律得，牵引力F＝F阻＋ma＝3 000 N＋2 000×2 N＝7 000 N，则跑车做匀加速运动时的实际功率与速度的关系为P实＝7 000v(W)，作P实 － v图像如图所示，由两图线交点可看出跑车匀加速运动的最大速度约为vm＝28 m/s，则匀加速过程持续的时间约为t＝eq \f(vm,a)＝eq \f(28,2) s＝14 s，故B正确，A、C、D错误．答案：B10．解析：绳索对伤员的拉力做功的功率不变，而伤员加速上升，速度增大，由P＝Fv可知，绳索对伤员的拉力F越来越小，A项正确；由P1＝mgv可知，伤员克服重力做功的功率不断增大，B项错误；由F－mg＝ma可知，伤员运动的加速度越来越小，速度变化得越来越慢，C项正确；合力对伤员做功的功率(F－mg)v＝P－mgv，由于P不变，速度越来越大，则合力对伤员做功的功率越来越小，D项错误．答案：AC11．解析：落到斜面上时，对速度分解，则v0＝vcos 60°，vy＝vsin 60°，联立解得vy＝eq \r(3)v0，由于水平方向匀速运动，竖直方向自由落体运动，故速度变化量为Δv＝vy＝eq \r(3)v0，故A正确；运动时间t＝eq \f(vy,g)＝eq \f(\r(3)v0,g)，故B错误；重力的瞬时功率P＝mgvy＝eq \r(3)mgv0，故C错误；水平位移为x＝v0t，竖直方向的位移为y＝eq \f(1,2)gt2，解得x：y＝2：eq \r(3)，故D正确．答案：AD12．解析：由题表中所给电池的输出电压和容量，可算出电池最大输出的电能为W＝qU＝50 000×10－3×3 600×36 J＝6.48×106 J，选项A错误；充满电的平衡车以额定功率行驶时，行驶时间t＝eq \f(6.48×106,900) s＝7 200 s＝2 h，选项B正确；平衡车以额定功率行驶时的最大速度v＝15 km/h＝eq \f(25,6) m/s，此时的牵引力F＝eq \f(P,v)＝216 N，选项C错误；平衡车的百公里标准耗电量为6 kW·h，在标准情况下能骑行的最大里程为x＝eq \f(36×50 000×10－3×10－3,6)×100 km＝30 km，选项D正确．答案：BD13．解析：(1)当汽车达到最大速度vmax＝15 m/s时，牵引力F大小与阻力Ff大小相等由P＝Fvmax＝Ffvmax可得Ff＝F＝eq \f(P,vmax)＝eq \f(30×103,15) N＝2×103 N.(2)当汽车的速度为10 m/s时，牵引力F′＝eq \f(P,v)＝eq \f(30×103,10) N＝3×103 N由牛顿第二定律得：F′－Ff＝ma即a＝eq \f(F′－Ff,m)＝eq \f(1×103,2×103) m/s2＝0.5 m/s2.(3)汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力F″＝F′f＝3 000 N所以额定功率下的速度v′＝eq \f(P额,F″)＝eq \f(60 000,3 000) m/s＝20 m/s.答案：(1)2×103 N　(2)0.5 m/s2(3)20 m/s电池输出电压36 V电池总容量50 000 mA·h电机额定功率900 W最大速度15 km/h充电时间2～3 小时百公里标准耗电量6 kW·h