2024版新教材高考物理一轮复习特训卷-考点31功和功率的理解与计算.docx

考点31 功和功率的理解与计算练基础1.2023·广东佛山市高三二模某水上乐园有两种滑道，一种是直轨滑道，另一种是螺旋滑道，两种滑道的高度及粗糙程度相同，但螺旋滑道的轨道更长，某游客分别沿两种不同的滑道由静止从顶端滑下，在由顶端滑至底端的整个过程中，沿螺旋滑道下滑()A.重力对游客做的功更多B.重力对游客做的功更少C.摩擦力对游客做的功更多D.摩擦力对游客做的功更少2.聂海胜利用太空跑台动感单车锻炼，如图所示假设聂海胜锻炼15分钟克服动感单车阻力而消耗的能量约为900 kJ.假设动感单车的阻力主要来源于距车轴30 cm的阻尼装置(可视为质点)，宇航员每分钟蹬车90圈，则阻尼装置对车轮的阻力约为()A.180 NB350 NC.580 ND780 N3.2023·湖南岳阳模拟如图所示，质量为60 kg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0.9 m和0.6 m若她在1 min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4 m，则1 min内克服重力做的功和相应的功率约为(g取10 m/s2)()A.430 J，7 WB4 320 J，72 WC.720 J，12 WD7 200 J，120 W4.2023·福建泉州市高三下学期三检如图，工人在斜坡上用一绳跨过肩膀把货物从A点缓慢拉到B点，轻绳与斜坡的夹角恒为.若工人采用身体前倾的姿势使变小且保持恒定，仍把货物从A点缓慢拉到B点，则用身体前倾的姿势拉货物()A.一定更省力，对货物做的功也一定更少B.一定更省力，但对货物做的功一定更多C.不一定更省力，但对货物做的功一定更多D.不一定更省力，但对货物做的功一定更少5.2023·湖南岳阳模拟如图所示为古代的水车，该水车周边均匀分布着n个盛水的容器在流水的冲力作用下，水车边缘以速率v做匀速转动，当装满水的容器到达最高处时将水全部倒入水槽中设每个盛水容器装入水的质量均为m，忽略容器装水的过程和水车浸入水的深度已知重力加速度为g，则水车运水的功率为()A.BC.D6.良好的生态环境和有利的地理位置，是鸟类的好居处如图所示，质量为m的鸽子，沿着与水平方向成15°角、斜向右上方的方向以大小为v的速度匀速飞行，重力加速度大小为g，下列说法正确的是()A.鸽子处于失重状态B.空气对鸽子的作用力大于mgC.空气对鸽子的作用力的功率为mgvD.鸽子克服自身的重力的功率为mgv sin 15°7图甲所示的救生缓降器由挂钩(或吊环)、吊带、绳索及速度控制装置等组成，是一种可使人沿(随)绳(带)缓慢下降的安全营救装置如图乙所示，高层建筑工人在一次险情中，将安全带系于腰部，从离地面某高度处通过钢丝绳先匀加速运动后匀减速运动安全着陆，图丙是工人运动全过程的v ­ t图像已知工人的质量m70 kg，g10m/s2，则下列说法中错误的是()A.发生险情处离地面的高度为45 mB.加速下滑时钢丝绳对工人的拉力大小为280 NC.整个过程中工人所受重力做功为31 500 JD.t4 s时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为630 W8.2023·云南省昆明市5月“三诊一模”(多选)人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实某次打夯过程简化为以下模型：两人同时通过绳子对重物各施加一个大小为 320 N，方向与竖直方向成37°的恒力作用，使重物离开水平地面40 cm后即停止施力，最后重物自由下落把地面砸深4 cm.已知重物的质量为40 kg，取重力加速度g9.8 m/s2，sin 37°0.6，cos 37°0.8.忽略空气阻力，则()A.重物刚落地时的速度为3.2 m/sB.重物刚落地时的速度为2.8 m/sC.地面对重物的平均阻力为4 312 ND.地面对重物的平均阻力为5 512 N9.一辆正沿平直路面行驶的车厢内，一个面向车前进方向站立的人对车厢壁施加水平推力F，在车前进s的过程中，下列说法正确的是()A.当车匀速前进时，人对车做的总功为正功B.当车加速前进时，人对车做的总功为负功C.当车减速前进时，人对车做的总功为负功D.不管车如何运动，人对车做的总功都为零10一滑块在水平地面上沿直线滑行，t0时其速度为1 m/s，从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间t的变化规律分别如图甲、乙所示，则以下说法正确的是()A.第1 s内，F对滑块做的功为3 JB.第2 s内，F对滑块做功的平均功率为4 WC.第3 s末，F对滑块做功的瞬时功率为1 WD.前3 s内，F对滑块做的总功为零11.一物体在粗糙的水平面上受到水平拉力的作用，在一段时间内的速度随时间变化情况如图所示下列关于拉力的功率随时间变化的图像可能正确的是()122022·广东卷(多选)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200 W、速度5 m/s匀速行驶，在斜坡PQ段以恒定功率570 W、速度2 m/s匀速行驶已知小车总质量为50 kg，MNPQ20 m，PQ段的倾角为30°，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力下列说法正确的有()A.从M到N，小车牵引力大小为40 NB.从M到N，小车克服摩擦力做功800 JC.从P到Q，小车重力势能增加1×104JD.从P到Q，小车克服摩擦力做功700 J考点31功和功率的理解与计算练基础1答案：C解析：重力做功WGmg·h，与路径无关，只与初末位置的高度差有关，而两种轨道的高度差相同，则重力对游客做功相同，故A、B错误；摩擦力做功WfFf·s，沿螺旋轨道下滑时，做的是曲线运动，因此有指向圆心方向的向心力Fnmg cos m，其中角度为重力和竖直方向的夹角，而滑动摩擦力大小为FfFn，因此螺旋运动的摩擦力更大，两种轨道的动摩擦因数相同，而螺旋滑道更长，则摩擦力对游客做的功更多，故C正确，D错误2答案：B解析：设平均阻力为Ff，则有Ff×(15×90×2r)900 kJ，解得Ff354 N，故选B.3答案：B解析：设重心上升的高度为h，如图所示根据相似三角形有，解得h0.24 m.则做一次俯卧撑克服重力做的功为WGmgh60×10×0.24 J144 J，所以一分钟克服重力做的总功为W总30mgh30×60×10×0.24 J4 320 J.功率约为PW72 W，故选项B正确4答案：C解析：设绳中拉力为FT，斜面倾角为，根据平衡关系FTcos mg sin (mg cos FTsin )，整理FT，对货物做的功WFTx cos x，变小，拉力不一定变小，但做功一定变大所以选项C正确5答案：C解析：设水车半径为R，水车转动的周期为T，水车转动一圈对水做的功W2nmgR，则水车的功率P，故C正确，A、B、D错误6答案：D解析：由鸽子匀速飞行可知，鸽子所受合外力为0，A错误；由共点力平衡条件可知，空气对鸽子的作用力等于mg，B错误；空气对鸽子的作用力竖直向上，所以空气对鸽子的作用力的功率为mgv cos 75°，C错误；鸽子克服自身重力的功率为PP重力，由力的功率表达式P重力mgv cos (15°90°)联立解得Pmgv sin 15°，D正确7答案：D解析：根据v ­ t图像与坐标轴所围面积表示位移可知发生险情处离地面的高度为h×5×18 m45 m，故A正确；根据v ­ t图像的斜率表示加速度可得工人加速下滑时的加速度大小为a1m/s26 m/s2，根据牛顿第二定律可得加速下滑时钢丝绳对工人的拉力大小为F1mgma280 N，故B正确；整个过程中工人所受重力做功为Wmgh31 500 J，故C正确；t4 s时工人的加速度大小为a2m/s29m/s2，工人的速度大小为v18 m/sa2t9 m/s，此时钢丝绳对工人的拉力大小为F2mgma1 330 N，此时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为PF2v11 970 W，故D错误8答案：AD解析：两人对绳子的合力为F合2×cos 37°×F512 N，两人通过绳子对重物做功为WF合h1204.8 J，根据动能定理Wmv20，得重物刚落地时速度大小为v3.2 m/s，故A正确，B错误；对重物先上升后下降的全过程，由动能定理有F合h1mgh2Ffh200.解得Ff5 512 N，故C错误，D正确9答案：B解析：人对车施加了三个力，分别为压力、推力F、静摩擦力Ff，根据力做功的公式及作用力和反作用力的关系判断做正功还是负功当车匀速前进时，人对车厢壁的推力F做的功WFFs，静摩擦力做的功WfFfs，人处于平衡状态，根据作用力与反作用力的关系可知，FFf，则人对车做的总功为零，故A错误；当车加速前进时，人处于加速状态，车厢对人的静摩擦力Ff方向向右且大于车厢壁对人的作用力F，所以人对车厢的静摩擦力Ff方向向左，静摩擦力做的功WfFfs，人对车厢的推力F方向向右，做的功WFFs，因为Ff>F，所以人对车做的总功为负功，故B正确，D错误；同理可以证明当车减速前进时，人对车做的总功为正功，故C错误10答案：C解析：由题图可知，第1 s内，滑块位移为1 m，F对滑块做的功为2 J，A错误；第2 s内，滑块位移为1.5 m，F对滑块做的功为4.5 J，平均功率为4.5 W，B错误；第3 s内，滑块位移为1.5 m，F对滑块做的功为1.5 J，第3 s末，F对滑块做功的瞬时功率PFv1 W，C正确；前3 s内，F对滑块做的总功为8 J，D错误11答案：D解析：由题图知：在0t0时间内，物体做初速度为零的匀加速运动，vat，由牛顿第二定律得FFfma，则拉力的功率PFv(Ffma)v(Ffma)at；在t0时刻以后，物体做匀速运动，v不变，则FFf，PFvFfv，P不变，故D正确12答案：ABD解析：从M到N，由P1F1v1可得小车牵引力F1 N40 N，A正确从M到N，小车匀速行驶，牵引力等于摩擦力，可得摩擦力f1F140 N，小车克服摩擦力做的功Wf1f1·MN40×20 J800 J，B正确从P到Q，由P2F2v2可得小车牵引力F2 N285 N，从P到Q，小车匀速行驶，小车牵引力F2f2mg sin 30°，解得f2F2mg sin 30°285 N50×10× N35 N；从P到Q，小车克服摩擦力做的功Wf2f2·PQ35×20 J700 J，D正确从P到Q，小车上升的高度hPQ sin 30°20×0.5 m10 m，小车重力势能的增加量Epmgh50×10×10 J5 000 J，C错误