高中物理试题：训练5 功 功率

专题训练5功功率

1.货车在水平路面上向右匀减速倒车,车厢内一人用手推车,如图所

示，下列说法正确的是(D)

A.人对车的作用力对车做负功

B.人对车的作用力方向斜向右上

C.车对人的作用力对人做正功

D.车对人的作用力方向斜向左上

解析:人随车厢向右匀减速运动,加速度水平向左，由牛顿第二定律知

人受的合力水平向左,人受重力和车对人的作用力,根据平行四边形

定则知车对人的作用力方向斜向左上,根据牛顿第三定律知人对车的

作用力方向斜向右下,故B错误,D正确；由上述分析可知，人对车厢的

作用力方向斜向右下,人随车向右运动,人对车的作用力对车做正功，

故A错误；同理可知,车对人的作用力方向斜向左上,人随车向右运动,

车对人的作用力对人做负功,故C错误。

2.假想有一种新型手机在其电池电能耗尽时,摇晃手机即可产生电能

维持通话,摇晃手机的过程中将机械能转化为电能。如果将该手机摇

晃一次，相当于将100g的重物举高20cm,若每秒摇两次，则摇晃手

机的平均功率为(g取10m/s2)(B)

A.0.04WB.0.4WC.4WD.40W

解析:摇晃手机的平均功率p*xoi：oxo.2w=04邛,故B正确,A、C、

D错误。

3.物体在平行于斜面向上的拉力作用下,分别沿倾角不同的斜面由底

端匀速运动到高度相同的顶端，物体与各斜面间的动摩擦因数相同，

则（A）

A.沿倾角较小的斜面拉,拉力做的功较多

B.沿倾角较大的斜面拉,克服重力做的功较多

C.无论沿哪个斜面拉,拉力做的功均相同

D.无论沿哪个斜面拉,克服摩擦力做的功相同

解析:设斜面倾角为0,高为h,由平衡条件得F=mgsin。+umgcos

O,FftM^W=Fl=（mgSinO+Pmgcos0）Mmgh+鬻，因为m、

h、U相等,所以o越小,W越大,故A正确,C错误;重力做功只与高度

差有关,高度相等,所以克服重力做功相等,故B错误;克服摩擦力做

的功M—mgcos0«1=Umgcos°.品=需，所以倾角越大，克服

摩擦力做的功越少，故D错误。

4.（多选）如图所示,传送机的皮带与水平方向的夹角为a,将质量为m

的滑块放在皮带上，随皮带保持相对静止一起向下以加速度a（a>

gsina）做匀加速直线运动，则下列关于滑块在运动过程中的说法正

确的是（BC）

A.支持力与静摩擦力的合力大小等于mg

B.静摩擦力对滑块一定做正功

C.静摩擦力的大小可能等于mgsina

D.皮带与滑块间的动摩擦因数一定大于tana

解析：由于滑块做匀变速运动,合力不为零,则导致支持力与静摩擦力

的合力大小不等于mg,故A错误；由牛顿第二定律列方程得mgsina+

FLma>mgsina,故静摩擦力的方向一定沿皮带向下，静摩擦力对滑

块做正功，当加速度等于2gsina时，小物块受到的静摩擦力的大小

等于mgsina,故B、C正确；由以上分析可知，静摩擦力Ff有可能小

于mgsina,Ff=uFN=umgcosa,故皮带与滑块间的动摩擦因数可能

小于tana,D错误。

5.（多选）汽车以恒定功率P、初速度V。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图象可能是（BCD）

解析:汽车冲上斜坡,受重力mg、支持力FN、牵引力F和阻力F叫设

斜面的坡角为。，根据牛顿第二定律，有F-mgsinF阻二ma,其中

P=Fv,故C-mgsin。-F阻二ma;若a>0,则汽车加速运动,加速度会减小，

V

当加速度减为零时,速度达到最大，故选项C正确,A错误;若a=0,则汽

车速度不变,做匀速运动,故选项B正确;若a<0,即加速度沿斜面向下,

汽车减速，故加速度会减小，当加速度减为零时，速度达到最小，故选

项D正确。

A.木板对小物块做功为

B.摩擦力对小物块做功为mgLsina

C.支持力对小物块做功为mgLsina

D.滑动摩擦力对小物块做功为刎,-mgLsina

解析:在抬高A端的过程中，小物块受到的摩擦力为静摩擦力,其方向

和小物块的运动方向时刻垂直，故在抬高阶段,摩擦力并不做功,这样

在抬高小物块的过程中，由动能定理得W、+WG=0,即mgLsina=0,所

以“"mgLsina。在小物块下滑的过程中，支持力不做功,滑动摩擦力

2

和重力做功，由动能定理得Wc+W尸扣丫2,即Wf=imv-mgLsina,B错误,C、

D正确。在整个过程中，设木板对小物块做的功为W,对小物块在整个

过程由动能定理得W=imv2,A正确。

8.物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。通过力和

速度传感器监测到推力F,物体速度v随时间t变化的规律分别如图

甲、乙所示。取g=10m/s；则下列说法错误的是（D）

A.物体的质量m=0.5kg

B.物体与水平面间的动摩擦因数4

C.第2s内物体克服摩擦力做的功J

D.前2s内推力F做功的平均功率A=3W

解析：由题图甲、乙可知，在1〜2s内，推力F2=3N,物体做匀加速直

线运动，其加速度a=2门/s,,由牛顿第二定律可得Fz-umg二ma;在

2〜3s,推力F3=2N,物体做匀速直线运动，由平衡条件可知，umg=F3;

联立解得物体的质量m=0.5kg,物体与水平面间的动摩擦因数“二

0.4,A、B正确；由速度一时间图象所围的“面积”表示位移可得，

第2s内物体位移x=lm,克服摩擦力做的功WFUmgx=2J,C正确；

第1s内，由于物体静止，推力不做功;第2s内，推力做功行F?x=3J,

即前2s内推力F做功为旷二3J,前2s内推力F做功的平均功率

P^~W=L5W,D错误。

9.（多选）如果航母在海面上由静止匀加速启动,假设运动过程中所受

阻力不变,最终航母的速度达到最大。用F表示牵引力,P表示发动机

的输出功率,v表示速度，以下图象能正确表示该过程各物理量变化关

系的是（BCD）

AB

解析:航母先做加速度不变的加速运动，根据v=at,速度一时间图象是

过原点的一段倾斜直线,达到额定功率后，再以额定功率进行加速,根

据P=Fv,当速度增大时，牵引力变小,根据F-F则加速度变小，做

加速度减小的加速运动，当牵引力等于阻力时，做匀速直线运动,A错

误,D正确；航母运动过程中，航母先做加速度不变的加速运动，根据

P二Fv二Fat,航母的功率和时间的图象是一段倾斜直线，增大到最大功

率后，再以额定功率（不变）进行加速，功率和时间图象是平行于时间

轴的直线,B正确；由P=Fv即F=P当航母以恒定的功率行驶,F与工

VV

成正比，牵引力F与二是一段倾斜直线，当牵引力等于摩擦阻力时以最

V

大速度做匀速直线运动,牵引力等于摩擦阻力不变,c正确。

10.有种重型气垫船，自重达540吨,装有额定输出功率为8700kW

的大功率燃汽轮机,最高时速为108km/ho假设气垫船航行过程中所

受的阻力R与速度v成正比，即F尸kv。则下列说法正确的是（C）

A.该气垫船的最大牵引力为2.9X10"N

B.从题中给出的数据,无法计算k值

C.在额定输出功率下以最高时速航行时,气垫船所受的阻力为

2.9X105N

D.以最高时速一半的速度匀速航行时，气垫船发动机的输出功率为

4350kW

解析:在额定输出功率下以最高时速航行时，Vm=108km/h=30m/s,根

据P二Fv得kg，N=2.9X105N,此时匀速运动，则FLF二

2.9X105N,若以恒定牵引力启动时，开始的牵引力大于匀速运动的牵

引力,所以最大牵引力大于2.9X105N,故A错误,C正确;根据F尸kv

得k=—=2'9xl°N•s/m^9.67X103N•s/m,故B错误；以最高时速一

V30

半的速度匀速航行时，牵引力F—专解得F'=1.45X105N,则P'二

F'^=1.45X105X15W=2175kW,故D错误。

11.总质量为m的汽车在平直公路上以速度v。匀速行驶时,发动机的

功率为P,司机为合理进入限速区,减小了油门,使汽车功率立即减小

到|P,并保持该功率继续行驶,设汽车行驶过程中所受阻力大小不变,

从司机减小油门开始,汽车的v_t图象如图所示,3时刻后,汽车做匀

速运动,汽车因油耗而改变的质量可忽略。则在0〜3时间内，下列说

法正确的是(C)

B.汽车的牵引力一直减小

C.克服阻力所做的功为袅i%2+|pr

183

D.汽车行驶的位移为竽-嚓

318

解析:汽车以速度V。匀速行驶时牵引力大小等于阻力,即F产F阻一

司机减小油门时牵引力为F尸圭卢

Vo3%

由牛顿第二定律有F-FPJl=ma0

解得的二-一

3mv0

负号表示加速度方向与速度方向相反，则t=0时，汽车的加速度大小

为六，故A错误；

3mv0

由于汽车减小油门后,功率保持|p不变,汽车的速度减小，由公式P=Fv

可知,汽车的牵引力增大,故B错误；

2-m2

0~ti时间内由动能定理可得(|v0)1^o

2

解得WRi=-^mv0+|Pti,

loD

故C正确；

阻力对汽车做的功为WJ二-F阻X二-白11%2_13

183

得,丁捞疗十2%匕

1寸18P3，

故D错误。

12.某中学生对刚买来的一辆小型遥控车的性能进行研究。他让这辆

小车在水平的地面上由静止开始沿直线轨道运动,并将小车运动的全

过程通过传感器记录下来,通过数据处理得到如图所示的v-t图象。

已知小车在0〜2s内做匀加速直线运动,2〜11s内小车牵引力的功

率保持不变,9〜11s内小车做匀速直线运动，在11s末小车失去动

力而开始自由滑行。已知小车质量m=lkg,整个过程中小车受到的阻

力大小不变，下列说法正确的是（D）

A.小车受到的阻力大小为8N

B.在2〜11s内小车牵引力的功率P是L6W

C.小车在2s末的速度大小k为6m/s

D.小车在0〜15s内通过的距离是80m

解析:根据题意,在11s末撤去牵引力后,小车只在阻力F阻作用下做

匀减速直线运动,设其加速度大小为a,根据图象可知ar二2m/s2

At

根据牛顿第二定律有F阻二ma=2N

故A错误；

设小车在匀速运动阶段的牵引力为F,则F二F班

由图可知v.=8m/s,则有P=Fvil6W

故B错误；

0-2s的匀加速直线运动过程中，小车的加速度为乙二,啜

设小车的牵引力为R,根据牛顿第二定律有F-F阻二ma,

根据题意有P二FxVx,解得Vx=4m/s

故C错误；

在2-11s内的变加速过程，At=9s,由动能定理可得PAt-F阻X2二

12z12z

-rnvm--mvx

解得X2=60m

0〜2s内通过的路程为x尸工X4X2m=4m

2

11〜15s内通过的路程为X3=^X8X4m=16m

则小车在0〜15s内通过的距离是X=X1+X2+X3=80m,

故D正确。

13.表格中是某纯电动汽车的部分技术参数，分析可知(D)

续航里程(km,特定工况下)520

质量(kg)2155

最高车速(km/h)160

电池组储能(kW・h)82.8

电机额定机械功率(kW)180

电池组总功率与电机机械功率的转化效率80%

A.工况条件下百公里耗电量为17.3kW-h

B.电池组容量约为2.98X108C

C.若持续额定机械功率工作,可工作约0.46h

D.在水平直道上以最高车速行驶时，受到的阻力约为4050N

解析：电池组储能E=82.8kW-h,续航里程L=520km,工况条件下百公

里耗电量为台智kW-"5.9kW-h,选项A错误；电池组容量Q=CU,

由于没有给出电池组电容和电压，所以不能得出电池组容量，选项B

错误；电池组能够转化的机械能量E机二EX80%=82.8kW-hX80%=

E

66.24kW•h,由E机二Pt解得t=-^=0.368h,即若持续额定机械功率工

作，工作时间为0.368h,选项C错误；电机额定机械功率P=180kW=

L8XIO,也在水平直道上以最高车速忏160km/h=竽m/s行驶时，

由P二F阻v解得F阻=4050N,选项D正确。

14.(2020•桐乡一中检测)某汽车在平直公路上行驶，其质量m=

2X103kg,额定功率P=60kWo如果汽车从静止开始匀加速直线行驶,

加速度a尸2m/s；经过一段时间后达到额定功率，之后以额定功率沿

直线行驶。若汽车运动过程中所受阻力F阻为车重的k倍(k=0.1),重

力加速度g取10m/s二求：

(1)汽车行驶达到最大速度0的大小；

⑵汽车匀加速直线行驶的时间t;

⑶当汽车速度V2=15m/s时,汽车的加速度电的大小。

解析：(1)汽车运动过程中所受阻力F