2025版高考物理一轮复习课后限时作业18功和功率含解析新人教版

PAGEPAGE7课后限时作业18功和功率时间：45分钟1．如图所示，一小孩和一大人都以水平方向的力匀速推动相同的木箱在相同的路面走同样的位移(推箱的速度大小如图中所示)，比较此过程中两人分别对木箱做的功，下列说法正确的是(C)A．大人做的功多B．小孩做的功多C．大人和小孩做的功一样多D．条件不足，无法推断解析：因为木箱匀速运动，小孩和大人所用的推力相等，又因为所走的位移相同，所以做功一样多，选项C正确．2．关于摩擦力和功，下列说法正确的是(D)A．静摩擦力总是做正功，滑动摩擦力总是做负功B．静摩擦力对物体不肯定做功，滑动摩擦力对物体肯定做功C．静摩擦力对物体肯定做功，滑动摩擦力对物体可能不做功D．静摩擦力和滑动摩擦力都可能对物体不做功解析：力对物体做功，必需具备两个条件：力和在力的方向上有位移．推断摩擦力是否做功及做多少功，要详细分析受力物体在摩擦力方向上是否有位移及位移的方向与摩擦力的方向间的夹角．静摩擦力和滑动摩擦力都可以是动力，都可以对物体做正功，也可对物体都不做功．选项D正确．3．起重机以1m/s2的加速度将质量为1000kg的货物由静止起先匀加速向上提升，g取10m/s2，则在1s内起重机对货物做的功是(D)A．500J B．4500JC．5000J D．5500J解析：货物的加速度向上，由牛顿其次定律可得F－mg＝ma，起重机的拉力F＝mg＋ma＝11000N.货物的位移是l＝eq\f(1,2)at2＝0.5m，起重机对货物做功为W＝Fl＝5500J，故选项D正确．4.(多选)如图所示，摆球质量为m，悬绳长为L，把悬线拉到水平位置后放手．设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力F阻的大小不变，重力加速度大小为g.则下列说法正确的是(AD)A．重力做功为mgLB．绳的拉力做功为mgLC．空气阻力F阻做功为－mgLD．空气阻力F阻做功为－F阻·eq\f(1,2)πL解析：小球下落L的过程中，重力做功为mgL，选项A正确；绳的拉力始终与速度方向垂直，拉力做功为0，选项B错误；空气阻力F阻大小不变，方向始终与速度方向相反，故空气阻力F阻做功为W＝－F阻·eq\f(1,2)πL，选项C错误，D正确．5．(多选)如图甲所示，用起重机将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，其v­t图象如图乙所示．下列说法正确的是(AD)A．在0～t1时间内，货物处于超重状态B．在t1～t2时间内，起重机拉力对货物不做功C．在t2～t3时间内，起重机拉力对货物做负功D．匀速阶段拉力的功率可能比加速阶段某一时刻拉力的瞬时功率小解析：由v­t图象可知在0～t1时间内，货物具有向上的加速度，故处于超重状态，选项A正确；在t1～t3时间内，起重机的拉力始终竖直向上，始终做正功，选项B、C错误；匀速阶段拉力小于加速阶段的拉力，而匀速阶段的速度大于加速阶段的速度，由P＝Fv可知匀速阶段拉力的功率可能比加速阶段某一时刻拉力的瞬时功率小，选项D正确．6．在光滑的水平面上，用一水平拉力F使物体从静止起先移动x，平均功率为P，假如将水平拉力增加为4F，使同一物体从静止起先移动x，平均功率为(D)A．2P B．4PC．6P D．8P解析：设第一次运动时间为t，则其平均功率表达式为P＝eq\f(Fx,t)；其次次加速度为第一次的4倍，由x＝eq\f(1,2)at2可知时间为eq\f(t,2)，其平均功率为P′＝eq\f(4Fx,t/2)＝eq\f(8Fx,t)＝8P，选项D正确．7．一物体所受的力F随位移x改变的图象如图所示，求在这一过程中，力F对物体做的功为(B)A．3J B．6JC．7J D．8J解析：力F对物体做的功等于图线与横轴x所包围面积的代数和，即W1＝eq\f(1,2)×(3＋4)×2J＝7JW2＝－eq\f(1,2)×(5－4)×2J＝－1J所以力F对物体做的功为W＝7J－1J＝6J.故选项B正确．8．(多选)如图所示，斜面顶端A与另一点B在同一水平线上，甲、乙两小球质量相等．小球甲沿光滑斜面以初速度v0从顶端A滑究竟端，小球乙以同样的初速度从B点抛出，不计空气阻力，则(AC)A．两小球落地时速率相同B．两小球落地时，重力的瞬时功率相同C．从起先运动至落地过程中，重力对它们做功相同D．从起先运动至落地过程中，重力的平均功率相同解析：由于斜面光滑，且不计空气阻力，故两小球运动过程中只有重力做功，由机械能守恒定律可知两小球落地时速率相同，故选项A正确；由于甲小球沿斜面做匀加速运动，乙小球做斜抛运动，它们落地时的速度方向不同，故两小球落地时，重力的瞬时功率不相同，选项B错误；由于重力做功与路径无关，只与始末位置的高度差有关，故从起先运动至落地过程中，重力对它们做功相同，选项C正确；由于两小球的运动规律不同，所以从起先运动至落地过程中所用时间不同，由P＝eq\f(W,t)可知重力的平均功率不同，选项D错误．9.如图所示，质量为m＝2kg的木块在倾角θ＝37°的斜面上由静止起先下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2，则前2s内重力的平均功率和2s末的瞬时功率分别为(B)A．48W24W B．24W48WC．24W12W D．12W24W解析：木块所受的合外力F合＝mgsinθ－μmgcosθ＝mg(sinθ－μcosθ)＝2×10×(0.6－0.5×0.8)N＝4N木块的加速度a＝eq\f(F合,m)＝eq\f(4,2)m/s2＝2m/s2前2s内木块的位移x＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)×2×22m＝4m所以，重力在前2s内做的功为W＝mgxsinθ＝2×10×4×0.6J＝48J重力在前2s内的平均功率为eq\x\to(P)＝eq\f(W,t)＝eq\f(48,2)W＝24W.木块在2s末的速度v＝at＝2×2m/s＝4m/s2s末重力的瞬时功率P＝mgsinθ·v＝2×10×0.6×4W＝48W.故选项B正确．10．武广高铁已通车运行，速度最高可达390km/h，转弯时的半径达到了8km.若机车在运行过程中所受的阻力大小始终不变，在某一段直线轨道上匀加速运动的过程中，下列说法正确的是(B)A．机车输出功率不变B．机车输出功率渐渐增大C．机车始终匀加速运动，直到最大速度D．在随意两相等的时间内，机车动能改变相同解析：匀加速运动合外力F为定值，又因为阻力不变，故牵引力不变，由P＝Fv，v渐渐增大，所以P增大，故选项A错误，B正确；当功率达到额定功率后，机车的功率就不能增大，要增大速度，则要减小牵引力，当牵引力等于阻力时，机车速度达到最大值，所以机车匀加速运动过程达不到最大速度，故选项C错误；ΔEk＝W合＝(F－Ff)s，在随意相等时间内，F、Ff、a都是定值，因为物体做匀加速运动，故在随意相等时间内，s不同，ΔEk不同，故选项D错误．11．如图所示，质量为60kg的某运动员在做俯卧撑运动，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oa、ob分别为0.9m和0.6m．若她在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，则克服重力做的功和相应的功率约为(g取10m/s2)(B)A．430J,7W B．4320J,72WC．720J,12W D．7200J,120W解析：设重心上升的高度为h，依据相像三角形可知，每次俯卧撑中，有eq\f(h,0.4)＝eq\f(0.9,0.9＋0.6)，即h＝0.24m．一次俯卧撑中，克服重力做功W＝mgh＝60×10×0.24J＝144J，所以一分钟内克服重力做的总功为W总＝NW＝4320J，功率P＝eq\f(W总,t)＝72W，故选项B正确．12．如图所示，水平传送带长为L，始终以速度v保持匀速运动，把质量为m的货物无初速度地放到A点，当货物运动到AC的中点B时速度恰为v，而后被传送到C点．货物与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g.则货物从A点到C点的过程中(C)A．摩擦力对货物做的功为μmgLB．摩擦力对货物做功的平均功率为eq\f(1,2)μmgvC．传送带克服摩擦力做功为μmgLD．传送带克服摩擦力做功的平均功率为eq\f(1,2)μmgv解析：由于货物在运动过程中，当速度达到v时，不再受摩擦力，故摩擦力所做的功Wf＝μmg·eq\f(L,2)，故选项A错误；在货物加速过程中，摩擦力做功Wf＝μmg·eq\f(L,2)，由运动学公式有eq\f(L,2)＝eq\x\to(v)t1＝eq\f(v,2)t1，则摩擦力对货物做功的平均功率eq\x\to(P)＝eq\f(Wf,t1)＝eq\f(μmg·\f(L,2),\f(L,v))＝eq\f(1,2)μmgv，到达B点之后摩擦力不再做功，故总的平均功率要小于该值，故选项B错误；货物在加速过程中平均速度为eq\f(v,2)，而传送带的速度为v，货物加速运动的位移为eq\f(L,2)，则传送带前进的位移肯定为L，故传送带克服摩擦力所做的功为Wf′＝μmgL，故选项C正确；货物从B点到C点所用时间t2＝eq\f(L,2v)，所以，从A点到C点用时t＝eq\f(3L,2v)，故传送带克服摩擦力做功的平均功率应为eq\x\to(P)＝eq\f(Wf′,t)＝eq\f(2,3)μmgv，故选项D错误．13．下表是一辆电动车的部分技术指标，其中的额定车速是指电动车满载的状况下，在平直道路上以额定功率匀速行驶时的速度.额定车速18km/h电源输出电压≥36V整车质量40kg充电时间6～8h载重80kg电动机的额定输出功率180W电源36V/12Ah电动机的额定工作电压/电流36V/6A请依据表中的数据，完成下列问题(g取10m/s2)．(1)在行驶的过程中，电动车受到的阻力是车重(包括载重)的k倍，假定k是定值，试推算k的大小；(2)若电动车以额定功率行驶，求速度为3m/s时的加速度是多少？解析：(1)由表可得到P出＝180W，车速v＝18km/h＝5m/s，由P出＝Fv，匀速直线运动时有F＝f，其中f＝k(M＋m)g，解得k＝0.03.(2)当车速v′＝3m/s时，牵引力F′＝eq\f(P出,v′)，由牛顿其次定律知F′－k(M＋m)g＝(m＋M)a，解得a＝0.2m/s2.答案：(1)0.03(2)0.2m/s214．人在A点拉着绳通过肯定滑轮吊起质量m＝50kg的物体，如图所示，起先时绳与水平方向的夹角为60°.当人匀速提起重物由A点沿水平方向运动l＝2m而到