2023年新高考物理试题易错点11 功和功率（解析版）

易借点11功和功率

例题1.(多选)(2022•全国•高考真题)质量为1kg的物块在水平力厂的作用下由静止开始在水平地面上

做直线运动，?与时间［的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小取

g=10in/s2o则()

八FN

4-----------

A.4s时物块的动能为零

B.6s时物块回到初始位置

C.3s时物块的动量为12kg-m/s

D.0~6s时间内F对物块所做的功为40J

【答案】AD

【解析】物块与地面间的摩擦力为

f=f.ung=2N

AC.对物块从0~3内由动显定理可知

(F-/)z1=mv3

即

(4-2)x3=1xv3

得

=6m/s

3s时物块的动量为

p=mv3=6kg-rn/s

设3s后经过时间t物块的速度减为0,由动量定理可得

+=()-〃7匕

即

-(4+2)r=0-lx6

解得

/=ls

所以物块在4s时速度减为0,则此时物块的动能也为U,故A正确，C错误;

B.0〜3物块发生的位移为工/,日动能定理可得

(八/必=

即

(4-2)x)=；x[x6?

得

X|=9m

3s~4s过程中，对物块由动能定理可得

~(F+f)x2=O-^/?zv；

即

-(4+2)x,=0--xlx62

■2

得

x2—3m

4s~6s物块开始反向运动，物块的加速度大小为

F-frq

a=------=2m/s*

m

发生的位移为

=gx2x2。m=4m<x1-x2

即6s时物块没有问到初始位置，故B错误；

D.物块在6s时的速度大小为

v6=2x2m/s=4m/s

0~6s拉力所做的功力

W=(4X9-4X3+4X4)J=40J

故D正确。

故选ADo

【误选警示】

误选B的原因：没有止确分析物体的受力情况和运动情况，没有对物体加速、减速和反方向加速做出正

确判断，每个阶段的运动时间和运动位移没有准确计算，简单根据图像做出错误判断。

误选C的原因：利用动量定理时忘记时合力的冲量等于物体动量的变化，简单根据图像面积计算拉力的

冲量。

例题2.(多选)(2022•山西吕梁•三模)一质量为m=40kg的儿童电动汽车在水平地面上由静止开始做直

线运动。电动汽车的速度与牵引力的功率随时间变化的函数关系图像分别如图甲、乙所示，3s末电动汽

车牵引力功率达到额定功率，10S木电动汽车的速度达到最大值，14s时关闭发动机，经过,段时间电动

汽车停止运动。整个过程中电动汽车受到的阻力恒定。下列说法正确的是（）

A.电动汽车最大速度为5m/s

B.电动汽车受到的阻力为100N

C.关闭发动机后，电动汽车经过5s停止运动

D.整个过程中，电动汽车克服阻力做功为3750J

【答案】AD

【解析】AB.由P-f图像可知在。〜3s内，电动汽车的加速度

4=1m/s2

由尸T图像可知在0〜3s内

P=Fv=Fat

解得

F=100N

由牛顿第二定律

F-f=

解得

/=60N

由

p=/.vm=300W

解得

%=5m/s

故A正确，B错误；

C.关闭发动机后

f=〃心2

经过

v10

r,=—m=—s

■a23

电动汽车停止运动，故C错误；

D.对全程由动能定理可得

*十PG十%=0-0

解得

30()

Wf=X3+300X11)J=-3750J

所以整个过程中克服阻力做功为3750J,故D正确。

故选ADo

【误选警示】

误选B的原因：不会根据匀加速阶段利用牛顿第二定律求解阻力，或者不会利用最后匀速阶段的额定功

率除以最大速度求解阻力。

误选C的原因：不会正确对汽车做出关闭发动机后的受力分析和运动过程分析。

知识总结

一、正、负功的理解和判断

条件从动力学角度看从能量角度看

力对物体做正功，向物体

当OgaV狮，cosa

正功力是物体运动的动力提供能量，即受力物体获

>0,W>0得了能量

当a=］时，cosa=力对物体既不起动力作

不做功

用，也不起阻力作用

0,W=0

物体克服外力做功，向外

当兀时，cosa输出能量(以消耗自身能

负功力是物体运动的阻力

量为代价)，即负功表示

<0,VV<0

物体失去了能量

说明也可根据力和速度方向夹角判话斤功的正负

二、区分平均功率和瞬时功率

(1户产均功率：与一段时间相对应

①—P甘W

②尸=77丫，其中U为平均速度.

(2)瞬时功率：与某一瞬时相对应

①当/与N方向相同时，P=Fv,其中u为瞬时速度；

②当产与y夹角为a时，P=Fvcosa,其中n为瞬时速度.

3/=八中三个量的制约关系

定值各量间的关系应用

尸一定F与U成反比汽车上坡时，要增大牵引力，应换低速挡减小速度

汽车上坡时，要使速度不变，应加大油门，增大输出

y一定产与P成正比

功率，获得较大牵引力

汽车在平直高速路上，加大油门增大输出功率，可以

1，与P成正比

尸一定提高速度

易混点;

1.选取不同的参考系时，物体产生的位移可能不同，用公式求出的功就存在不确定性。因此在高中阶段计算功

时，一般以地面为参考系。

2.判断力对物体是否做功时，不仅要看力和位移，还要注意力与位移之间的夹角，小于90做正攻，大于90。做

负功。

3.计算某个力的功时，要注意这个力是否始终作用在物体上,也就是说要注意力和位移的同时性c

4.能量是标量，动能只有正值没有负值,最小值为零。

5.重力势能具有相对性，是因为高度具有相对性，因此零势能面的选择尤为重要。

6.势能的正、负不表示方向，只表示大小。

7.比较两物体势能大小时必须选同一零势能面。

8.物体势能大小与零势能面的选取有关，但两位置的势能之差与零势能面的选取无关。

9.重力做功与路径无关,只与始末位置有关。

10,求合力的功等于总功等于各个力做功的代数和时，要注意各个功的正负，进行代数求和。

11.动能变化量一定是末动能减去初动能。

12.要严格按动能定理的一般表达形式列方程，即等号的一边是合力的总功,另一边是动能变化量（末减初）

13.为了忽略空气阻力.在描述对物体的要求时应该说“质量大,体积小〃.即较小的大密度重物，不能只说成“密

度大”。

14.用自由落体法验证机械能守恒定律实验中，瞬时速度要用纸带根据中间时刻的瞬时速度等于平均速度来

求，而不能由y=J2g〃来求。

15,功率表示的是做功的快慢，而不是做功的多少。

16.汽车的额定功率是具正常L作时的最大功率，实际功率可以小于或等于额定功率。

17,功率和效率是两个不同的概念，二者无必然的联系，功率大的效率不一定高，效率高的功率也不一定大。（效

率一定小于100%）

18.在计算汽车匀加速运动可维持的时同时，如果用汽车在水平路门上的最大速度除以加速度这种方法即认

为汽车可以一直保持匀加速直至达到最大速度的观点，是错误的。因为有额定功率限制，功率不能无限增大;

实际上当汽车匀加速运动达最大功率时，牵引力开始减小，做加速度减小的加速运动，直到牵引力等于阻力,

达到最大速度。

19.人加速行走，静摩擦力没有对地位移，人受到的静摩擦力不做功，而入的内力做了功。

20.人从地面跳起，弹力没有对地位移，人受到的弹力不做功,而人的内力做正功。

2L蹦床运动:如果人一直站立，此时人相当于一个小球,则机械能守恒。如果人下落时身体下蹲,在最低点双臂

向上摆动的过程，人的内力做了正功，将化学能转化成了机械能。

举一反三,

1.（2022•浙江•模拟预测）如图，一位质量为m的滑雪运动员从高力的斜坡加速下滑。如果运动员在下

滑过程中受到的阻力6,斜坡倾角0,则下列说法正确的是（）

B.重力做功为W＜；=mgh

C.阻力做功为吗=月〃D.人所受外力的总功为零

【答案】B

【解析】AC.阻力做功为

故AC错误；

B.重力做功为

%=mgh

故B正确；

D.人加速下滑，动能增加，则根据动能定理可知，人所受外方的总功不为零，故D错误。

故选Be

2.（2022•青海西宁•二模）2020年4月28口，中国首列商用磁浮2。版列车在长沙磁浮快线跑出了160

千米的时速，完成了最高设计速度的达速测试。相比1。版，2。版悬浮能力、牵引功率、速度均得到了

较大幅度的提升。如图甲所示,磁浮列车在水平牵引力作用下运动,其加速度-时间图像如图乙.已知

/=0时刻，质曷为加的列车，速音沿正方向且初速度大小为％，忽略空气阻力，则下列说法正确的是

甲

A.列车在0~3to内先做匀加速直线运动后做匀速直线运动

B.列车在入末运动方向发生改变

C.在，。内列车的牵引力的功率不变

D.列车在第一个为内速度增量比。~2fo内速度增量大

【答案】D

【解析】A.根据"T图像可知，。~3fo内列车的加速度先均匀增加，之后加速度反向并保持不变，可知

列车先做加速度增大的加速运动，后做匀变速直线运动，A错误；

BD.在。-［图像中，图线与横轴围成的面积大小等于速度变化量的大小，由图乙可知，在。~，。内的速度

变化量为

Av,=-x2«(/0=V0

21。内的速度变化量为

△岭=-«</o

可知在0~2/。内的速度变化量为

△v=g+Av,=0

故列车在4时刻的速度等于初速度%,运动方向未发生改变，列车在第一个1。内速度增量比。~2。内速

度增量大，B错误，D正确；

C.在。。内，列车做加速度增大的加速运动，可知牵引力逐渐增大，速度逐渐增大，故列车牵引力的

功率逐渐增大，c错误；

故选Do

3.（多选）（2022•广东•高考真题）如图所示，载有防疫物资的无人驾驶小车，在水平MN段以恒定功率

200W、速度5m/s匀速行驶，在斜坡P。段以恒定功率570W、速度2m/s匀速行驶。已知小车总质量为

50kg,MN=PQ=20m,尸。段的倾角为30。，重力加速度g取:Om/s?,不计空气阻力。下列说法正确的

有（）

A.从M到M小车牵引力大小为40NB.从M到M小车克服摩擦力做功800J

C.从P到Q,小车重力势能增加lxlO4JD.从P到Q,小车克服摩擦力做功7(X)J

【答案】ABD

【解析】A.小车从M到M依题意有

=Fv,=200W

代入数据解得

F=40N

故A正确；

B.依题意，小车从M到N,因匀速，小车所受的摩擦力大小为

工=产=40N

则擎擦力做功为

W；=-4()x20J=-800J

则小车克服摩擦力做功为800J,故B正确；

C.依题意，从P到a重力势能增加量为

AEp=mgxM=500Nx20mxsin300=5000J

故C错误：

D.依题意，小车从P到Q,摩擦力为力，有

p

人+mgsin30°=色

v2

摩擦力做功为

W2=-f2xs2

s2=20m

联立解得

VV2=-700J

则小车克服摩擦力做功为700J,故D正确。

故选ABDo

易错题通关

1.(2022・北京•高考真题)我国航天员在“天宫课堂〃中演示了多种有趣的实验，提高了青少年科学探索的

兴趣。某同学设计了如下实验：细绳一端固定，另一端系一小球，给小球一初速度使其在竖直平面内做

圆周运动。无论在"天宫"还是在地面做此实验（)

A.小球的速度大小均发生变化小球的向心加速度大小均发生变化

C.细绳的拉力对小球均不做功细绳的拉力大小均发生变化

【答案】C

【解析】AC.在地面上做此实验.忽略空气阻力，小球受到重力和绳子拉力的作用，拉力始终和小球的

速度垂直，不做功，重力会改变小球速度的大小；在“天宫”上，小球处于完全失重的状态，小球仅在绳子

拉力作用下做匀速圆周运动，绳子拉力仍然不做功，A错误，C正确；

BD.在地面上小球运动的速度大小改变，根据二和八（重力不变）可知小球的向心加速度和拉

/,r

力的大小发生改变，在“天宫”上小球的向心加速度和拉力的大小不发生改变，BD错误。

故选Co

2.（2022•浙江•模拟预测）已知质量为10kg的货物在无人机拉力作用下匀速上升30m,然后匀速水平移动

40m,空气阻力不能忽略。下列说法正确的是（）

A.匀速上升时，货物处于失重状态B.无人机在匀速上升时机械能增量3（XX）J

C.整个过程，货物机械能增加了5（XX）JD.无人机水平移动过程中升力、重力均不做功

【答案】B

【解析】A.匀速上升时，货物处于平衡状态而不是失重状态，故A错误；

B.无人机在匀速上升时机械能增量为

AEp=mgh=3000J

故B正确：

C.整个过程，货物的机械能只在匀速上升的过程中增加，因此也为3000J,故C错误；

D.空气阻力不能忽略，无人机的升力应该斜向运动的方向，水平移动过程中，做正功，故D错误v

故选Bo

3.（2022•山西省翼城中学校模拟预测）2022年北京冬奥会之后，我国各地掀起了滑冰运动的热潮，在水

平滑冰场上沿规定的圆形滑道做圆周运动是•项基础训练。如图所示，运动员从圆形滑道上的4点开始

蹬地加速，到达8点时获得速度%=5m/s,然后保持速度大小不变继续做圆周运动。已知运动员的质量

（含装备）为50kg,做圆周运动的半径为5m。不考虑空气阻力和冰刀与冰面间的摩擦力，不计人体倾斜

对半径和速度的影响，取g=10m/s2,下列说法正确的是（）

A二.运动员从4点加油到8点的过程中，冰面对运动员做的功为625J

B.运动员做匀速圆周运动时处于平衡状态

C.运动员到达B点后做匀速圆周运动需要的向心力大小为250N

D.保持匀速圆周运动时，运动员的倾角（身体与冰面的夹角）为60。

【答案】C

【解析】A.运动员运动过程中，冰面对运动员不做功，A错误；

B.运动员做匀速圆周运动时有加速度，不是处于平衡状态，B错误；

C.由向心力公式得

%=机垃=50x*N=25ON

C正确；

D.运动员受力如图所示

尸支

八G50x10G

tan0=—=---------=2w，3

侑250

则

。力60°

D错误。

故选C。

4.（2023•湖北•模拟预测）如图中a、b所示,是一辆质量m=6xl03kg的公共汽车在t=0和t=4s末两个时

刻的两张照片。当t=0时，汽车刚启动（汽车的运动可看成匀加速直线运动）。图c是车内横杆上悬挂的

A.9JB.9.5JC.10JD.1O.5J

【答案】A

【释析】根据题意，设物块与地面间的动摩擦因数为小则

4==包

解得

H=Q3

设拉力为F,则

umV°

〃mg-F=/

解得

F=2N

物块在拉力作用下运动的距离

1,u

x=—vor2=4.5m

则拉力做功

W=Fx=9J

故选Ao

6.（2023•浙江•模拟预测）如图所示，工厂利用足够长的皮带传输机把货物从地面运送到高出水平地面的

C平台上，C平台离地面的高度一定。运输机的皮带以一定的速度v顺时针转动且不打滑。将货物轻轻地

放在4处，货物随皮带到达平台。货物在皮带匕相对滑动时，会留下一定长度的痕迹。已知所有货物与

皮带间的动摩擦因数为比满足tan0<〃，可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（）

A.传送带对货物做的功等于物体动能的增加量

B.传送带对货物做的功等于货物对传送带做的功

C.因传送物体，电动机需多做的功等于货物机械能的增加量

D.货物质量m越大，皮带上摩擦产生的热越多

【答案】D

【解析】A.物体放在皮带上先做匀加速运动，当速度达到皮带的速度时做匀速运动，传送带对货物做的

功等于物体动能的增加量与重力势能的增加量的和。A错误；

B.物体放在皮带上先做匀加速运动，当速度达到皮带的速度时做匀速运动，而传送带一直做匀速运动，

所以物体位移的绝对值/小于传送带的位移气，传送带对物体做功大小为

叱=.f・X、

物体对传送带做功大小为

%=于

即吗〉叱，B错误;

C.在传送物体的过程中，电动机做的功转化为物体的动能、重力势能与系统产生的内能，所以电动机需

多做的功大于货物机械能的增加量，C错误；

D.皮带上摩擦产生的热为

y

Q=f*AA-=〃机gcos0丁

2a

当1顷角0和速度v—定时，物体做匀加速运动时，根据牛顿第二定律可得

/.imgcos0-mgsin0=ma

解得物体的加速度为

a=〃gcos〃-gsine

加速度不变，货物质量m越大，皮带上摩擦产生的热越多，DZE确。

故选Do

7.（2022•浙江•模拟预测）如图所示，相同小球P和Q分别从光滑圆弧AM、8N的等高处同时由静止释

放，I员I弧AM的半径是8/V的2倍，两圆弧底部M、N切线水平且在同一水平面上，M、N间距足够大，

A.两球可能会在平抛过程中相遇

B.小球经过M、/V时的向心加速度相同

C.小球P、Q做平抛运动的水平位移大小相等

D.从开始运动到落到CD的过程中，小球P重力的平均功率比小球Q的大

【答案】C

【解析】A.由图可知，小球P和Q分别从光滑圆弧AM、8N的等高处同时由静止释放，到达圆弧底端

的时间

>勿N

即小球P比Q后到达圆弧底端，之后两小球均做平抛运动，则最终小球Q先落在CO上，故两球在平抛

过程中不会相遇，故A错误；

B.小球从释放到达|员I弧底端的过程由动能定理得

2

n^h=-mV

9.（2。22・湖南・二模）根据机动车的运动情况'绘制如右图5-；图像，已知机动车质量为LH。”“其

在水平路面沿直线行驶，规定初速度"的方向为正方向，运动过程中所受阻力恒定为L5xlO』N0则以下

A.1秒末机动车牵引力功率为l.gxlO'W

B.机动车的初速度为20m/s

C.机动车的加速度为8m/s?

D.机动车在前3秒的位移是24m

【答案】B

【解析】ABC.由图像设4与1的函数关系式为

厂t

X,1.

—=k-+b

Vt

整理可得

x=kt+bt~

由运动学公式x=+知上式中k=%=20n1/s,加速度〃=-8m/s2,故B正确，C错误。1秒末机

车的速度

V1=%+〃/=12m/s

根据牛顿第二定律

F-f=nta

P=F\\

解得到

P=3.6xlO4W

故A错误；

D.机车做减速运动经时间

r=^^=2.5s

所以前3秒的位移

故D错误。

故选Bo

10.（2020•江苏省震泽中学模拟预测）质量为I.OxlO'kg的汽车在水平路面上匀速行驶，速度为25m/s,所

受阻力大小为2.0X1（）3N,此时汽车发动机输出的实际功率是（）

A.50WB.25kWC.50kWD.250kW

【答案】C

【解析】汽车匀速行驶，则牵引力与阻力平衡

F=/=2,0XI03N

汽车发动机的功率

p=Fv=2.0xia,x25W=50kW

故选c。

11.（2022•浙江・模拟预测）中国版"野牛"级重型气垫船,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/h。假设气垫船航行过程所受的阻力/与速度v成正比，即尸血，则

下列说法正确的是（）

A.该气垫船的最大牵引力为2.9X105N

B.从题中给出的数据，无法计算k值

C.在输出额定功率下以最高时速航行时，气垫船所受的阻力为2.9x10^

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

【答案】C

【解析】AC.在额定输出功率下以最高时速航行时

v=108km/h=30m/s

根据P=Fv得

厂P8700X1（）3z3八sS、'

F=—=--------N=2.9XI05N

v30

此时匀速运动，则

f=F=2.9xlO5N

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,选项A

错误，C正确；

B.根据人心得

f09x105

k=」----------N-s/m«9.67xl03N-s/m

v30

选项B错误；

D.以最高时速一半的速度匀速航行时

?5

F'=r=Z：-=9.67xlOx—N=1.45XI0N

22

则

p>=rv/=1.45xlO5xl5W=2175kW

选项D错误。

故选Co

12.（2022•浙江•高考真题）小明用额定功率为1200W、最大拉力为300N的提升装置，把静置于地面的

质量为20kg的重物竖宜提升到高为85.2m的平台，先加速再匀速，最后做加速度大小不超过5m/s?的匀

减速运动，到达平台的速度刚好为零，g取则提升重物的最短时间为（）

A.13.2sB.14.2sC.15.5sD.17.0s

【答案】C

【解析】为了以最短时间提升重物，一开始先以最大拉力拉重物做匀加速上升，当功率达到额定功率

时，保持功率不变直到重物达到最大速度，接着做匀速运动，最后以最大加速度做匀减速上升至平台速

度刚好为零，重物在第一阶段做匀加速上升过程，根据牛顿第二定律可得

^~

。产:=m/s2=5m/s2

当功率达到额定功率时，设重物的速度为M，则有

P祗1200,4,

V,=—=------m/s=4m/s

1

Tm300

此过程所用时间和上升高度分别为

t.=-=-s=0.8s

45

h.==------m=1.6m

12q2x5

重:物以最大速度匀速时，有

4%12(X)/(/

vm=—=—=------m/s=6m/s

mTmg200

重物最后以最大加速度做匀减速运动的时间和上升高度分别为

^=-^-=-s=l.2s

品5

\r62

h=-^2-=------m=3.6m

,y2am2x5

设重物从结束匀加速运动到开始做匀减速运动所用时间为右，该过程根据动能定理可得

又

fiy=85.2m-1.6m-3.6m=80m

联立解得

t2=13.5s

故提升重物的最短时间为

tmin=6+G+〃=°-8s+13.5s+1.2s=15.5s

C正确，ABD错误；

故选C。

13.（2022•上海市杨浦高级中学模拟预测）一台起重机先以不变的牵引力F将一质量为m的重物由静止

起竖直向上提起，当起重机的输出功率达到额定功率P后，保持该功率直到重物做匀速运动，重力加速

度为g。重物在上升过程中（）

pppp

A.最大速度小于二B.平均功率大于£C.最大加速度大于一D.加速时间小于F——-

F2ing（F-mg）

【答案】B

【解析】A.输出功率达到额定功率P时，匀加速过程结束，名加速阶段的最大速度

P

v'=7

又

F-mg=ma

得

F=+a）

P

V]=--------

+4）

之后重物做加速度逐渐减小的加速运动，当牵引力等于重力时，速度达到最大值，之后做匀速运动，匀

速运动的速度

PPP

=--->V.---------—一

〃?（g+a）F

P

所以最大速度大于三。A错误；

F

B.从开始运动到起重机的输出功率达到额定功率P过程中，瞬时功功率

勺=&=Fat

瞬时功功率和时间成正比，从开始运动到输出功率达到额定功率P过程中，平均功率为

达到额定功率后，一直保持额定功率P不变，所以重物在上升过程中的平均功率

小

2

B正确；

C.匀加速阶段加速度最大

mm

C错误;

D.若一直以匀加速阶段的加速度，匀加速到匀速阶段的最大速度时间为

P

Lmg二P

aFugg(F-mg)

m

又因为功率达到额定功率后，重物做加速度减小的加速运动后运动，不是一直匀加速，所以加速时间大

于P

g(F-mg)

故选Bo

14.(2022・浙江•模拟预测)图甲是我国自主设计的全球第一款可载客的无人驾驶飞机"亿航184〃，其质量

为260kg,最大载重为100kg,图乙是该无人机某次在最大载重情况下，从地面开始竖直升空过程中的v-t

图像，前2s图像为直线，2s末到5s末图像为曲线，曲线两端皆与两侧直线相切，5s后无人机匀速上

升，发动机的输出功率等于额定输出功率，9=10m/s2,则下列说法正确的是()

图甲图乙

A.前5s上升的高度为19m

B.Is末发动机的输出功率为7200W

C.2s末到5s末，发动机的输出功率不变

D.2s末到5s末，无人机上升的高度不会超过17m

【答案】D

【解析】A.因为速度时间图像的面积表示位移，由图像可知，前2s上升了4m,2s末到5s末上升的高

度大于15m,所以前5s上升的富度大于19m,故A错误；

B.由图像知1s时无人机做加速度为

a=*=m/s2=2m/s2

由牛顿第二定律得，无人机的牵引力满足

F-(m+=(m+M)a

所以此时无人机的输出功率为

P=Fv

联立解得

P=8640W

故B错误；

C.经分析可以计算得出2s末发动机的输出功率为

P=FV'=17280W

5s末发动机的输出功率为

P=户"=（7〃+M）gv"=216OOW

所以这段时间发动机的输出功率是变化的，故C错误；

D.假设2s末到5s末，飞机按最大输出功率即额定功率21600WT作，由动能定理得

尸/-（〃？+=—（〃？+MW?—（//z+M）v'2

22

计算可得上升的高度最大为

x=17m

故2s末到5s末，飞机上升的高度不会超过17m,故D正确。

故选Do

15.（2022•山东•模拟预测）单兵飞行器使得人类像鸟儿一样自由飞行的梦想成为现实。某士兵驾驶单兵

飞行器（由燃油背包和脚下的喷射器组成）在无风的晴朗天气里沿水平方向匀速飞行，场景如图所示。

喷射器引擎沿士兵身体所在直线向下喷气，士兵身体与水平面的夹角为受到的空气阻力大小/=

（其中k为常量，v是飞行速度的大小），不计喷气过程燃油的减少，装备及士兵质量为m,则喷射器克

服阻力的功率为（）

A.、口以B.J-^4-C.，回哄s®D.

vtanVktan'0VA:sin0Y—an。

【答案】B

【解析】士兵受重力mg、空气阻力/以及喷射器的推力F而处于平衡状态，如图所示，根据平衡条件可

得

tan”蟹

/

tanJ

喷射器克服阻力的功率为

P=fv

由邈意知

f=府

联立解得

故选B。

16.（2022•福建•漳州立人学校模可预测）跳绳是一种健身运动。某同学在原地跳绳过程中，离开地面后

的速率一时间图像如图所示。已知该同学的质量m=50kg,重力加速度g=10m/s2,速度一直在竖直方向

上，不计阻力，（）

A.1分钟内该同学克服重力做的功为5xlO3J

B.1分钟内该同学克服重力做的平均功率为250W

C.1分钟内地面对该同学做的功5x10+

D.1分钟内地面对该同学的冲量大小3X104N-S

【答案】AD

【解析】A.根据图像可知，该同学每次跳起的速度大小为

v==10x0.lm/s=lm/s

该司学跳起的最大高度为

//=—=0.05m

2g

根据图像可知，1分钟内该同学跳绳次数为

60s-八八”

n=----工=200次

0.3s/次

则1分钟内该同学克服重力做的功为

W=〃"3?=5000J

A正确；

B.跳一次绳需要0.3s,则1分钟内该同学克服重力做的平均功率为

/>=^=50X10X0.05W=8333W

t0.3

B错误；

C.1分钟内地面对该同学做的功为0,C错误；

D.起跳时地面对该同学的冲量大小为

lx=///v-0=50Ns

因起跳时和落地时同学的速度相同，则落地时地面对该同学的冲量大小也为50N-s,则1分钟内地面对

该司学的冲量大小为

/=/ZX（2/,+/^X0.1）=200X（2X50+50X10X0.1）N-S=3XI04N-S

D正确。

故选ADo

17.（多选）（2023•广东•模拟预测）疫情期间，同学们在家学习的同时不忘坚持体育锻炼，某同学在家做

俯卧撑运动。关于做俯卧撑运动的过程，下列说法中正确的是（）

A.俯卧撑向下运动的过程中，该同学处于失重状态

B.俯卧撑向上运动的过程中，该同学克服重力做功的功率逐渐增大

C.在做俯卧撑运动的过程中，地面对该同学不做功

D.在做俯卧撑运动的过程中，地面对该同学施加的冲量不为零

【答案】CD

【解析】A.俯卧撑向下运动的过程中，该同学先向下加速，失重；后向下减速，超重，选项A错误；

B.俯卧撑向上运动的过程中，该同学向上的速度先增加后减小，即克服重力做功的功率先逐渐增大后逐

渐减小，选项B错误；

C.在做俯卧撑运动的过程中，地面对该同学的作用力没有位移，则地面对该同学不做功，选项C正确；

D.根据七Ft可知，在做俯卧撑运动的过程中，地面对该同学施加的冲量不为零，选项D正确。

故选CDo

18.（多选）（2022•山东•威海市教育教学研究中心二模）如图所示，竖直平面内固定一半径R=0.5m光滑

圆形筑道，圆心为。。一小球在轨道的最低点4某时刻获得水平向右的瞬时速度%。已知

v0=>/22nVs,重力加速度g=10m/s2。在小球从八点运动到轨迹最高点的过程中，下列说法正确的是

()

A

A.小球在最高点的速度大小为

B.小球在最高点的速度大小为l.6m/s

C.重力做功的功率先增大后减小

D.小球做圆周运动时重力和弹力的合力提供向心力

【答案】BC

【解析】

A

AB.假设小球能够达到圆轨道的最高点，根据动能定理可知

解得

故小球在未到达最高点就已经脱离轨道做近心运动，设脱离轨道时小球与圆心连线与水平方向的夹角为

夕，此时的速度为V,则根据动能定理有

-mg(R+RsinO)=—inv2--/欣

22

由重力的分力提供向心力，弹力为0,则有

,inv2

mgsin0n=—^一

解得

v=2m/s,sin。=0.8

脱困轨道后做斜抛运动，故轨迹最高点的速度为

vx=vsin0=1.6m/s

A错误，B正确；

C.在小球从A点运动到轨迹最高点的过程中，初始时，重力方向与速度方向垂直，功率为6过程中重

力与速度方向不垂直，末状态最高点时重力方向与速度方向乂垂直，功率乂变为0,故重力做功的功率先

增大后减小，c正确；

D.小球做圆周运动时速度的大小和方向都在变，故重力和弹力沿半径方向的分量的合力提供向心力，D

错误。

故选BCo

19.（多选）（2022•河南安阳•模拟预测）有一质量为103kg的汽车，发动机额定功率为4X104W,在平直路

面上行驶时所受阻力恒为车重的0.3倍，汽车以Im/s?的恒定加速度启动，重力加速度车辆

启动过程中，下列说法正确的是（）

A.发动机最大牵引力为4xl（）'NB.做匀加速运动持续的时间为10s

C.5s末汽车的速度为10m/sD.5s末发动机的实际功率为2xl04W

【答案】ABD

【解析】A.汽车做匀加速直线运动时，牵引力最大，则

F-03mg=mu

发动机最大牵引力为

F=4xlO,N

故A正确;

B.匀加速运动结束时，发动机功率刚好到额定功率，则

P[y=Fv=Fat

匀加速运动持续的时间为

/=10s

故B正确；

C.5s末汽车的速度为