人教版高中物理必考功和功率(普通高中)单元测试

1、名校名 推荐（十七）功和功率A 级基础小题练熟练快1.如图，物块A、 B 在外力F 的作用下一起沿水平地面做匀速直线运动的过程中，下列关于 A 对地面的滑动摩擦力做功和B 对 A的静摩擦力做功的说法正确的是()A静摩擦力做正功，滑动摩擦力做负功B静摩擦力不做功，滑动摩擦力做负功C静摩擦力做正功，滑动摩擦力不做功D静摩擦力做负功，滑动摩擦力做正功解析选 C把物块 A、 B 看成一个整体，一起沿水平地面做匀速直线运动，所以fA地 f 地 A F ，其中 f 地 A 的方向与运动方向相反，故地面对A 的滑动摩擦力做负功，因为地面没有位移，所以A 对地面的滑动摩擦力不做功；选择A 作为研究对象，A 做

2、匀速运动，所以 fB A f 地 A F ，其中 B 对 A 的静摩擦力的方向与运动方向相同，故B 对 A 的静摩擦力做正功。综上可知，C 正确。 2(2015 海南高考 )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C3 倍D2 倍解析选 D设 f v，当阻力等于牵引力时，速度最大，输出功率变化前，有PF v fv v v v2，变化后有2P F v v v v 2，联立解得v 2v， D 正确。3如图所示，质量为m 的物体在恒力F 的作用下从底端沿斜面向上一直匀速运动到顶端，斜面高h，倾斜角为，现

3、把物体放在顶端，发现物体在轻微扰动后可匀速下滑，重力加速度大小为g。则在上升过程中恒力F 做的功为 ()A FhB mghC 2mghD无法确定解析选 C把物体放在顶端，发现物体在轻微扰动后可匀速下滑，则物体受力平衡，则有 f mgsin ，上滑过程中，物体也做匀速直线运动，受力平衡，则有F mgsin f2mgsin ，则在上升过程中恒力F 做的功 W Fx 2mgsin h 2mgh，故 C 正确。sin 4一轻绳一端固定在 O 点，另一端拴一小球， 拉起小球使轻绳水平，然后无初速度释放小球。如图所示，小球从开始运动至轻绳到1名校名 推荐达竖直位置的过程中，小球重力的瞬时功率的变化情况是(

4、)A一直增大B一直减小C先增大，后减小D先减小，后增大解析选 C小球在初位置重力做功的功率为零，在最低点，由于重力的方向与速度方向垂直，则重力做功的功率为零，因为初、末位置重力做功的功率都为零，则小球从开始运动至轻绳到达竖直位置的过程中重力做功的功率先增大后减小，C 正确。5 多选 如图所示，轻绳一端受到大小为F 的水平恒力作用，另一端通过定滑轮与质量为 m、可视为质点的小物块相连。开始时绳与水平方向的夹角为。当小物块从水平面上的 A 点被拖动到水平面上的B 点时，位移为L ，随后从 B 点沿斜面被拖动到定滑轮O 处，BO 间距离也为L。小物块与水平面及斜面间的动摩擦因数均为，若小物块从A 点

5、运动到O 点的过程中，F 对小物块做的功为WF，小物块在BO 段运动过程中克服摩擦力做的功为Wf，则以下结果正确的是()A WF FL (cos 1)B W F 2FL cos C Wf mgLcos 2D Wf FL mgLsin 2解析 选 BC 小物块从A 点运动到 O 点，拉力 F 的作用点移动的距离x 2Lcos ，所以拉力 F 做的功 WF Fx 2FL cos ，A 错误， B 正确；由几何关系知斜面的倾角为 2，所以小物块在 BO 段受到的摩擦力 f mgcos 2，则 Wf fL mgLcos 2，C 正确， D 错误。B 级中档题目练通抓牢 6如图所示，质量为m 的小球以初

6、速度 v0 水平抛出，恰好垂直打在倾角为 的斜面上，则小球落在斜面上时重力的瞬时功率为(不计空气阻力 )()A mgv 0tan mgv0B tan mgv0D mgv 0cos C sin 解析 选 B小球落在斜面上时重力的瞬时功率为Pmgvy，而 vytan v 0，所以 Pmgv0， B 正确。tan 7 多选 (2018 广州联考 )汽车以恒定功率 P、初速度 v0 冲上倾角一定的斜坡时，汽车受到的阻力恒定不变，则汽车上坡过程的v -t 图像可能是选项图中的 ()2名校名 推荐解析选 BCD由瞬时功率P F v 可知，汽车功率恒定，汽车开始所受牵引力F P ，v 0若牵引力与汽车所受阻

7、力相等，则汽车做匀速运动，B 项中 v -t 图像是可能的；若牵引力大于阻力，则汽车做加速运动，则随速度增大，牵引力减小，而汽车所受阻力不变，由牛顿第二定律可知，汽车的加速度减小，直至减小到零，C 项中 v -t 图像是可能的，A 项中 v -t图像是不可能的；若牵引力小于阻力，则汽车做减速运动，牵引力增大，汽车所受阻力不变，由牛顿第二定律可知，汽车的加速度减小，直至减小到零，D 项中 v -t 图像是可能的。8.(2018 清远市田家炳实验中学一模)用长为 l、不可伸长的细线把质量为m的小球悬挂于 O 点，将小球拉至悬线偏离竖直方向角后放手，运动 t 时间后停在最低点。则在时间t 内 ()A

8、小球重力做功为 mgl(1 cos )B空气阻力做功为 mglcos C小球所受合力做功为mglsin D细线拉力做功的功率为mgl 1 cos t解析 选 A小球从开始运动到停止的过程中，下降的高度为h l(1 cos )，所以小球的重力做功W G mgh mgl(1 cos )，故 A 正确； 在小球运动的整个过程中，重力和空气阻力对小球做功，根据动能定理得WG Wf 0 0，所以空气阻力做功Wf WGmgl(1 cos )，故 B 错误；小球受到的合外力做功等于小球动能的变化，所以W 合 0 0 0，故 C 错误；由于细线的拉力始终与运动的方向垂直，所以细线的拉力不做功，细线的拉力的功率

9、为 0，故 D 错误。 9(2018 达州一模 )一质量为 M 2 103g 的汽车， 其额定功率 P 额 80W ，在平直公路上行驶时受到的阻力为f 4 103 N。如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，经过时间 t 5 s 汽车发动机输出的功率达到额定功率，假设运动过程中阻力不变，求(1) 汽车在平直公路上行驶的最大速度vmax；(2) 汽车做匀加速直线运动的加速度a。解析(1) 当牵引力与阻力相等时，速度最大。则有P 额 F v m fv m，P额80 000解得v mm/s 20 m/s。(2) 根据牛顿第二定律得F 1 f Ma3a 2 m/s2。名校名 推荐汽车做匀加速运动达到最大速

10、度为v ，此时功率为额定功率，满足v P额F1匀加速直线运动的时间t 5 s，满足 t va代入数据联立解得2答案(1)20 m /s(2)2 m/s 10 (2018 乌鲁木齐二模 )动车组是由几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢组成的，带动力的车厢叫动车，不带动力的车厢叫拖车。每节动车与拖车质量都相等，每节动车的额定功率都相等。动车组运行过程中总阻力来自两部分一部分是车轮与铁轨之间摩擦产生的机械阻力，阻力大小与动车组的质量成正比；另一部分来自于空气阻力，阻力大小与动车组速度的平方成正比。一列12 节车厢的动车组，有3 节动车时最大速度为160m/h，此时空气阻力是总阻力的0.5 倍。若要

11、使 12 节车厢的动车组的速度达到240 m/h，则动车的节数至少为 ()A 7 节B 8 节C 9 节D 10 节解析 选 B 设每节动车的功率为 P，12 节车厢的动车组受到的机械阻力为f，则有3P (f v12)v 1， nP (f v2 2)v 2，根据题意 f v12，代入 v、 v ，12解得 n 7.3故至少有 8 节动车，故 B 正确。11 (2018 保定四校联考 )质量 m20g 的物体，在大小恒定的水平外力 F 的作用下，沿水平面做直线运动。02 s 内 F 与运动方向相反，2 4 s 内 F 与运动方向相同， 物体的 v -t 图像如图所示。 g 取 10 m/s2，则

12、 ()A拉力 F 的大小为 100 NB物体在 4 s 时拉力的瞬时功率为120 WC 4 s内拉力所做的功为 480 JD 4 s内物体克服摩擦力做的功为320 J解析 选 B 取物体初速度方向为正方向，由题图可知物体与水平面间存在摩擦力，由题图可知 0 2 s 内， F f ma且 a 5 m/s2;24 s内， 2 且22，11F fma a1 m/s联立以上两式解得 F 60 N，f 40 N，A 错误；由 P Fv 得 4 s时拉力的瞬时功率为120 W ，B 正确；由 W Fx ， 0 2 s 内， W1 Fx 1,2 4 s 内， W2 Fx 2，由题图可知x1 10 m ， x

13、2 2 m，代入数据解得， 4 s 内拉力所做的功为480 J ， C 错误；摩擦力做功W fs，摩擦4名校名 推荐力始终与速度方向相反，故 s 为路程， 由题图可求得总路程为12 m ，4 s 内物体克服摩擦力做的功为480 J， D 错误。12 (2018 州模拟常 )高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图像。现利用这架照相机对MD- 2 000 家用汽车的加速性能进行研究，如图为汽车做匀加速直线运动时三次曝光的照片，图中汽车的实际长度为4 m，照相机每两次曝光的时间间隔为2.0 s。已知该汽车的质量为1 000g，额定功率为90W ，汽车运动过程中所受的阻力始终为1 500 N。(1

14、) 试利用图示，求该汽车的加速度。(2) 若汽车由静止开始以此加速度做匀加速运动，匀加速运动状态最多能保持多长时间。(3) 汽车所能达到的最大速度是多大。(4) 若该汽车从静止开始运动，牵引力不超过3 000 N ，求汽车运动 2 400 m 所用的最短时间 (汽车已经达到最大速度 )。解析 (1) 由题图可得汽车在第1 个 2.0 s 时间内的位移 x1 9 m ，第 2 个 2.0 s 时间内的位移 x2 15 mx2。汽车的加速度 a 2 1.5 m/sT(2) 由 F F f ma 得，汽车牵引力F Ff ma (1 500 1 000 1.5)N 3 000 N汽车做匀加速运动的末速度3P额 90 10v F 3 103m/s 30 m/s匀加速运动保持的时间t1 v 30a 1.5 s 20 s。(3) 汽车所能达到的最大速度3vm P额 90 10 3m/s 60 m/s。F f 1