高中物理試題：訓(xùn)練5 功 功率

專(zhuān)題訓(xùn)練5功功率

1.貨車(chē)在水平路面上向右勻減速倒車(chē),車(chē)廂內(nèi)一人用手推車(chē),如圖所

示，下列說(shuō)法正確的是(D)

A.人對(duì)車(chē)的作用力對(duì)車(chē)做負(fù)功

B.人對(duì)車(chē)的作用力方向斜向右上

C.車(chē)對(duì)人的作用力對(duì)人做正功

D.車(chē)對(duì)人的作用力方向斜向左上

解析:人隨車(chē)廂向右勻減速運(yùn)動(dòng),加速度水平向左，由牛頓第二定律知

人受的合力水平向左,人受重力和車(chē)對(duì)人的作用力,根據(jù)平行四邊形

定則知車(chē)對(duì)人的作用力方向斜向左上,根據(jù)牛頓第三定律知人對(duì)車(chē)的

作用力方向斜向右下,故B錯(cuò)誤,D正確；由上述分析可知，人對(duì)車(chē)廂的

作用力方向斜向右下,人隨車(chē)向右運(yùn)動(dòng),人對(duì)車(chē)的作用力對(duì)車(chē)做正功，

故A錯(cuò)誤；同理可知,車(chē)對(duì)人的作用力方向斜向左上,人隨車(chē)向右運(yùn)動(dòng),

車(chē)對(duì)人的作用力對(duì)人做負(fù)功,故C錯(cuò)誤。

2.假想有一種新型手機(jī)在其電池電能耗盡時(shí),搖晃手機(jī)即可產(chǎn)生電能

維持通話,搖晃手機(jī)的過(guò)程中將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。如果將該手機(jī)搖

晃一次，相當(dāng)于將100g的重物舉高20cm,若每秒搖兩次，則搖晃手

機(jī)的平均功率為(g取10m/s2)(B)

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

解析:搖晃手機(jī)的平均功率p*xoi：oxo.2w=04邛,故B正確,A、C、

D錯(cuò)誤。

3.物體在平行于斜面向上的拉力作用下,分別沿傾角不同的斜面由底

端勻速運(yùn)動(dòng)到高度相同的頂端，物體與各斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，

則（A）

A.沿傾角較小的斜面拉,拉力做的功較多

B.沿傾角較大的斜面拉,克服重力做的功較多

C.無(wú)論沿哪個(gè)斜面拉,拉力做的功均相同

D.無(wú)論沿哪個(gè)斜面拉,克服摩擦力做的功相同

解析:設(shè)斜面傾角為0,高為h,由平衡條件得F=mgsin。+umgcos

O,FftM^W=Fl=（mgSinO+Pmgcos0）Mmgh+鬻，因?yàn)閙、

h、U相等,所以o越小,W越大,故A正確,C錯(cuò)誤;重力做功只與高度

差有關(guān),高度相等,所以克服重力做功相等,故B錯(cuò)誤;克服摩擦力做

的功M—mgcos0?1=Umgcos°.品=需，所以?xún)A角越大，克服

摩擦力做的功越少，故D錯(cuò)誤。

4.（多選）如圖所示,傳送機(jī)的皮帶與水平方向的夾角為a,將質(zhì)量為m

的滑塊放在皮帶上，隨皮帶保持相對(duì)靜止一起向下以加速度a（a>

gsina）做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則下列關(guān)于滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的說(shuō)法正

確的是（BC）

A.支持力與靜摩擦力的合力大小等于mg

B.靜摩擦力對(duì)滑塊一定做正功

C.靜摩擦力的大小可能等于mgsina

D.皮帶與滑塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)一定大于tana

解析：由于滑塊做勻變速運(yùn)動(dòng),合力不為零,則導(dǎo)致支持力與靜摩擦力

的合力大小不等于mg,故A錯(cuò)誤；由牛頓第二定律列方程得mgsina+

FLma>mgsina,故靜摩擦力的方向一定沿皮帶向下，靜摩擦力對(duì)滑

塊做正功，當(dāng)加速度等于2gsina時(shí)，小物塊受到的靜摩擦力的大小

等于mgsina,故B、C正確；由以上分析可知，靜摩擦力Ff有可能小

于mgsina,Ff=uFN=umgcosa,故皮帶與滑塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)可能

小于tana,D錯(cuò)誤。

5.（多選）汽車(chē)以恒定功率P、初速度V。沖上傾角一定的斜坡時(shí)，汽車(chē)

受到的阻力恒定不變，則汽車(chē)上坡過(guò)程的v_t圖象可能是（BCD）

解析:汽車(chē)沖上斜坡,受重力mg、支持力FN、牽引力F和阻力F叫設(shè)

斜面的坡角為。，根據(jù)牛頓第二定律，有F-mgsinF阻二ma,其中

P=Fv,故C-mgsin。-F阻二ma;若a>0,則汽車(chē)加速運(yùn)動(dòng),加速度會(huì)減小，

V

當(dāng)加速度減為零時(shí),速度達(dá)到最大，故選項(xiàng)C正確,A錯(cuò)誤;若a=0,則汽

車(chē)速度不變,做勻速運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)B正確;若a<0,即加速度沿斜面向下,

汽車(chē)減速，故加速度會(huì)減小，當(dāng)加速度減為零時(shí)，速度達(dá)到最小，故選

項(xiàng)D正確。

A.木板對(duì)小物塊做功為

B.摩擦力對(duì)小物塊做功為mgLsina

C.支持力對(duì)小物塊做功為mgLsina

D.滑動(dòng)摩擦力對(duì)小物塊做功為刎,-mgLsina

解析:在抬高A端的過(guò)程中，小物塊受到的摩擦力為靜摩擦力,其方向

和小物塊的運(yùn)動(dòng)方向時(shí)刻垂直，故在抬高階段,摩擦力并不做功,這樣

在抬高小物塊的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得W、+WG=0,即mgLsina=0,所

以“"mgLsina。在小物塊下滑的過(guò)程中，支持力不做功,滑動(dòng)摩擦力

2

和重力做功，由動(dòng)能定理得Wc+W尸扣丫2,即Wf=imv-mgLsina,B錯(cuò)誤,C、

D正確。在整個(gè)過(guò)程中，設(shè)木板對(duì)小物塊做的功為W,對(duì)小物塊在整個(gè)

過(guò)程由動(dòng)能定理得W=imv2,A正確。

8.物體受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直線運(yùn)動(dòng)。通過(guò)力和

速度傳感器監(jiān)測(cè)到推力F,物體速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律分別如圖

甲、乙所示。取g=10m/s；則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（D）

A.物體的質(zhì)量m=0.5kg

B.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)4

C.第2s內(nèi)物體克服摩擦力做的功J

D.前2s內(nèi)推力F做功的平均功率A=3W

解析：由題圖甲、乙可知，在1?2s內(nèi)，推力F2=3N,物體做勻加速直

線運(yùn)動(dòng)，其加速度a=2門(mén)/s,,由牛頓第二定律可得Fz-umg二ma;在

2?3s,推力F3=2N,物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由平衡條件可知，umg=F3;

聯(lián)立解得物體的質(zhì)量m=0.5kg,物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)“二

0.4,A、B正確；由速度一時(shí)間圖象所圍的“面積”表示位移可得，

第2s內(nèi)物體位移x=lm,克服摩擦力做的功WFUmgx=2J,C正確；

第1s內(nèi)，由于物體靜止，推力不做功;第2s內(nèi)，推力做功行F?x=3J,

即前2s內(nèi)推力F做功為曠二3J,前2s內(nèi)推力F做功的平均功率

P^~W=L5W,D錯(cuò)誤。

9.（多選）如果航母在海面上由靜止勻加速啟動(dòng),假設(shè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受

阻力不變,最終航母的速度達(dá)到最大。用F表示牽引力,P表示發(fā)動(dòng)機(jī)

的輸出功率,v表示速度，以下圖象能正確表示該過(guò)程各物理量變化關(guān)

系的是（BCD）

AB

解析:航母先做加速度不變的加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)v=at,速度一時(shí)間圖象是

過(guò)原點(diǎn)的一段傾斜直線,達(dá)到額定功率后，再以額定功率進(jìn)行加速,根

據(jù)P=Fv,當(dāng)速度增大時(shí)，牽引力變小,根據(jù)F-F則加速度變小，做

加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，做勻速直線運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)

誤,D正確；航母運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，航母先做加速度不變的加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)

P二Fv二Fat,航母的功率和時(shí)間的圖象是一段傾斜直線，增大到最大功

率后，再以額定功率（不變）進(jìn)行加速，功率和時(shí)間圖象是平行于時(shí)間

軸的直線,B正確；由P=Fv即F=P當(dāng)航母以恒定的功率行駛,F與工

VV

成正比，牽引力F與二是一段傾斜直線，當(dāng)牽引力等于摩擦阻力時(shí)以最

V

大速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),牽引力等于摩擦阻力不變,c正確。

10.有種重型氣墊船，自重達(dá)540噸,裝有額定輸出功率為8700kW

的大功率燃汽輪機(jī),最高時(shí)速為108km/ho假設(shè)氣墊船航行過(guò)程中所

受的阻力R與速度v成正比，即F尸kv。則下列說(shuō)法正確的是（C）

A.該氣墊船的最大牽引力為2.9X10"N

B.從題中給出的數(shù)據(jù),無(wú)法計(jì)算k值

C.在額定輸出功率下以最高時(shí)速航行時(shí),氣墊船所受的阻力為

2.9X105N

D.以最高時(shí)速一半的速度勻速航行時(shí)，氣墊船發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為

4350kW

解析:在額定輸出功率下以最高時(shí)速航行時(shí)，Vm=108km/h=30m/s,根

據(jù)P二Fv得kg，N=2.9X105N,此時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)，則FLF二

2.9X105N,若以恒定牽引力啟動(dòng)時(shí)，開(kāi)始的牽引力大于勻速運(yùn)動(dòng)的牽

引力,所以最大牽引力大于2.9X105N,故A錯(cuò)誤,C正確;根據(jù)F尸kv

得k=—=2'9xl°N?s/m^9.67X103N?s/m,故B錯(cuò)誤；以最高時(shí)速一

V30

半的速度勻速航行時(shí)，牽引力F—專(zhuān)解得F'=1.45X105N,則P'二

F'^=1.45X105X15W=2175kW,故D錯(cuò)誤。

11.總質(zhì)量為m的汽車(chē)在平直公路上以速度v。勻速行駛時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的

功率為P,司機(jī)為合理進(jìn)入限速區(qū),減小了油門(mén),使汽車(chē)功率立即減小

到|P,并保持該功率繼續(xù)行駛,設(shè)汽車(chē)行駛過(guò)程中所受阻力大小不變,

從司機(jī)減小油門(mén)開(kāi)始,汽車(chē)的v_t圖象如圖所示,3時(shí)刻后,汽車(chē)做勻

速運(yùn)動(dòng),汽車(chē)因油耗而改變的質(zhì)量可忽略。則在0?3時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)

法正確的是(C)

B.汽車(chē)的牽引力一直減小

C.克服阻力所做的功為裊i%2+|pr

183

D.汽車(chē)行駛的位移為竽-嚓

318

解析:汽車(chē)以速度V。勻速行駛時(shí)牽引力大小等于阻力,即F產(chǎn)F阻一

司機(jī)減小油門(mén)時(shí)牽引力為F尸圭盧

Vo3%

由牛頓第二定律有F-FPJl=ma0

解得的二-一

3mv0

負(fù)號(hào)表示加速度方向與速度方向相反，則t=0時(shí)，汽車(chē)的加速度大小

為六，故A錯(cuò)誤；

3mv0

由于汽車(chē)減小油門(mén)后,功率保持|p不變,汽車(chē)的速度減小，由公式P=Fv

可知,汽車(chē)的牽引力增大,故B錯(cuò)誤；

2-m2

0~ti時(shí)間內(nèi)由動(dòng)能定理可得(|v0)1^o

2

解得WRi=-^mv0+|Pti,

loD

故C正確；

阻力對(duì)汽車(chē)做的功為WJ二-F阻X二-白11%2_13

183

得,丁撈療十2%匕

1寸18P3，

故D錯(cuò)誤。

12.某中學(xué)生對(duì)剛買(mǎi)來(lái)的一輛小型遙控車(chē)的性能進(jìn)行研究。他讓這輛

小車(chē)在水平的地面上由靜止開(kāi)始沿直線軌道運(yùn)動(dòng),并將小車(chē)運(yùn)動(dòng)的全

過(guò)程通過(guò)傳感器記錄下來(lái),通過(guò)數(shù)據(jù)處理得到如圖所示的v-t圖象。

已知小車(chē)在0?2s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),2?11s內(nèi)小車(chē)牽引力的功

率保持不變,9?11s內(nèi)小車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在11s末小車(chē)失去動(dòng)

力而開(kāi)始自由滑行。已知小車(chē)質(zhì)量m=lkg,整個(gè)過(guò)程中小車(chē)受到的阻

力大小不變，下列說(shuō)法正確的是（D）

A.小車(chē)受到的阻力大小為8N

B.在2?11s內(nèi)小車(chē)牽引力的功率P是L6W

C.小車(chē)在2s末的速度大小k為6m/s

D.小車(chē)在0?15s內(nèi)通過(guò)的距離是80m

解析:根據(jù)題意,在11s末撤去牽引力后,小車(chē)只在阻力F阻作用下做

勻減速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)其加速度大小為a,根據(jù)圖象可知ar二2m/s2

At

根據(jù)牛頓第二定律有F阻二ma=2N

故A錯(cuò)誤；

設(shè)小車(chē)在勻速運(yùn)動(dòng)階段的牽引力為F,則F二F班

由圖可知v.=8m/s,則有P=Fvil6W

故B錯(cuò)誤；

0-2s的勻加速直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小車(chē)的加速度為乙二,啜

設(shè)小車(chē)的牽引力為R,根據(jù)牛頓第二定律有F-F阻二ma,

根據(jù)題意有P二FxVx,解得Vx=4m/s

故C錯(cuò)誤；

在2-11s內(nèi)的變加速過(guò)程，At=9s,由動(dòng)能定理可得PAt-F阻X2二

12z12z

-rnvm--mvx

解得X2=60m

0?2s內(nèi)通過(guò)的路程為x尸工X4X2m=4m

2

11?15s內(nèi)通過(guò)的路程為X3=^X8X4m=16m

則小車(chē)在0?15s內(nèi)通過(guò)的距離是X=X1+X2+X3=80m,

故D正確。

13.表格中是某純電動(dòng)汽車(chē)的部分技術(shù)參數(shù)，分析可知(D)

續(xù)航里程(km,特定工況下)520

質(zhì)量(kg)2155

最高車(chē)速(km/h)160

電池組儲(chǔ)能(kW?h)82.8

電機(jī)額定機(jī)械功率(kW)180

電池組總功率與電機(jī)機(jī)械功率的轉(zhuǎn)化效率80%

A.工況條件下百公里耗電量為17.3kW-h

B.電池組容量約為2.98X108C

C.若持續(xù)額定機(jī)械功率工作,可工作約0.46h

D.在水平直道上以最高車(chē)速行駛時(shí)，受到的阻力約為4050N

解析：電池組儲(chǔ)能E=82.8kW-h,續(xù)航里程L=520km,工況條件下百公

里耗電量為臺(tái)智kW-"5.9kW-h,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電池組容量Q=CU,

由于沒(méi)有給出電池組電容和電壓，所以不能得出電池組容量，選項(xiàng)B

錯(cuò)誤；電池組能夠轉(zhuǎn)化的機(jī)械能量E機(jī)二EX80%=82.8kW-hX80%=

E

66.24kW?h,由E機(jī)二Pt解得t=-^=0.368h,即若持續(xù)額定機(jī)械功率工

作，工作時(shí)間為0.368h,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電機(jī)額定機(jī)械功率P=180kW=

L8XIO,也在水平直道上以最高車(chē)速懺160km/h=竽m/s行駛時(shí)，

由P二F阻v解得F阻=4050N,選項(xiàng)D正確。

14.(2020?桐鄉(xiāng)一中檢測(cè))某汽車(chē)在平直公路上行駛，其質(zhì)量m=

2X103kg,額定功率P=60kWo如果汽車(chē)從靜止開(kāi)始勻加速直線行駛,

加速度a尸2m/s；經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后達(dá)到額定功率，之后以額定功率沿

直線行駛。若汽車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力F阻為車(chē)重的k倍(k=0.1),重

力加速度g取10m/s二求：

(1)汽車(chē)行駛達(dá)到最大速度0的大小；

⑵汽車(chē)勻加速直線行駛的時(shí)間t;

⑶當(dāng)汽車(chē)速度V2=15m/s時(shí),汽車(chē)的加速度電的大小。

解析：(1)汽車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力F