《2022高三物理总复习》专题11 功和功率（练习）（教师版）.docx

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1、专题11 功和功率（教师版）基础部分：1（2021·全国高三专题练习）一人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速、后匀速、再减速的运动过程，则电梯支持力对人做功的情况是（）A加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功B加速时做正功，匀速和减速时做负功C加速和匀速时做正功，减速时做负功D始终做正功2（2020·山东高三期中）以下对功的说法正确的是（）A滑动摩擦力只能做负功B静摩擦力一定不做功C若作用力做正功则它的反作用力一定做负功D若作用力不做功，它的反作用力可能做负功3（2021·全国高三专题练习）质量为m的物体从距地面H高处自由下落，经历时间t，则下列说法中

2、正确的是（）At秒内重力对物体做功为mg2t2Bt秒内重力的平均功率为mg2tC秒末重力的瞬时功率与t秒末重力的瞬时功率之比为12D前秒内重力做功的平均功率与后秒内重力做功的平均功率之比为134（2020·广东肇庆市·高三一模）如图所示，某人用绳子拉水平地面上的木箱以恒定速度向前运动，已知木箱的质量为，绳子的拉力大小为且与水平面夹角为，木箱与地面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，下列说法正确的是（）A木箱受到的支持力可能为零B木箱受到的摩擦力大小为C绳子拉力的功率为D木箱与地面间的动摩擦因数5（2021·全国高三专题练习）一物体放在水平地

3、面上，如图甲所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图乙所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图丙所示：则（ ）A滑动摩擦力为3NB全过程克服摩擦力做功30JC动摩擦因数为0.2D物体的质量为1.5kg6（2021·全国高三专题练习）如图所示，两箱相同的货物，现要用电梯将它们从一楼运到二楼，其中图甲是利用扶梯台式电梯运送货物，图乙是用履带式自动电梯运送，假设两种情况下电梯都是匀速地运送货物，下列关于两电梯在运送货物时说法正确的是()A两种情况下电梯对货物的支持力都对货物做正功B图乙中电梯对货物的支持力对货物做正功C图甲中电梯对货物的支持力对货物不做功D图乙中电梯对货物的支

4、持力对货物不做功7（2021·全国高三专题练习）如图所示，质量相同的两物体从同一高度由静止开始运动，A沿着固定在地面上的光滑斜面下滑，B做自由落体运动。两物体分别到达地面时，下列关于重力的功率的说法正确的是（）A平均功率PA>PBB平均功率PA=PBC瞬时功率PA=PBD瞬时功率PAPB8（2021·全国高三专题练习）质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为时，汽车的瞬时加速度的大小为（）ABCD9（2020·湖北高三期中）如图所示，一光滑斜面体固定在水平面

5、上，其斜面ABCD为矩形，与水平面的夹角为，AD边水平且距水平面的高度为h。现将质量为m的小球从斜面上的A点沿AD方向以速度v0水平抛出，忽略空气阻力，小球恰好运动到斜面的左下角C点，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（）A小球从A点运动到C点的过程中做变加速曲线运动B小球从A点运动到C点的时间为CAD边的长度为D小球运动到C点时重力的瞬时功率为10（2020·吉林长春市·东北师大附中高三月考）如图所示，一箱苹果沿着倾角为的有摩擦的斜面加速下滑，在箱子正中央夹有一只质量为m的苹果，它周围苹果对它作用力的合力（）A对它做正功B对它不做功C对它做负功D周围苹果对它作用力的合力

6、方向垂直斜面向上11（2020·天津南开区·高三期中）（多选）一质量m = 1 kg的质点静止于光滑水平面上，从t = 0时起，第1秒内受到F=2N的水平外力作用，第2秒内受到同方向的F=1N的外力作用。下列判断正确的是（）A第1秒末的瞬时速度是2m/sB第2秒内的位移是2mC第2秒内外力所做的功是1.25JD02s内外力的平均功率是2.25W12（2021·全国高三专题练习）如图所示为某种太阳能无人驾驶试验汽车，安装有5m2的太阳能电池板和蓄能电池，该太阳能电磁板在有效光照条件下单位面积输出的电功率为40W。车上安装有效率为80%电动机。该车在正常启动和行驶时仅

7、由蓄能电池供电。某次，电动机以恒定的机械功率1250W启动，汽车最大行驶速度为90km/h。假设汽车行驶时受到的空气阻力与其速度成正比，则汽车（）A以最大速度行驶时牵引力大小为5NB所受阻力与速度的比值为2Ns/mC保持90km/h的速度行驶1h至少需要有效光照6.25hD若仅用太阳能电池板供电时可获得10m/s的最大行驶速度13（2020·广东茂名市·高三月考）下图是某一家用体育锻炼的发球机，从同一点沿不同方向发出质量相同的A、B两球，返回同一高度时，两球再次经过同一点.如果不计空气阻力，关于两球的运动，下列说法正确的是：（）A两球再次经过同一点时的速度大小一定相等B两球

8、再次经过同一点时重力做功的功率可能相等C在运动过程中，小球A动量变化量小于小球B动量变化量D在运动过程中，小球A运动的时间大于小球B运动的时间14（2020·安徽六安市·毛坦厂中学高三月考）如图所示，质量m=1kg、长L=1m的均匀矩形薄板静止在水平桌面上，其右端与桌子边缘相平。板与桌面间的动摩擦因数为=0.4。现用F=5N的水平力向右推薄板，使它翻下桌子，力F做的功至少为（g取10m/s2）（）A1JB2JC2.5JD5J15（2020·上海虹口区·高三期末）图（a）中物块A静止在水平地面上，受到水平拉力F的作用，F与时间t的关系如图（b）所示。设物块

9、与地面间的最大静摩擦力Ffm的大小与滑动摩擦力的大小相等，则（）At1时刻物块的速度为零Bt2时刻物块的速度最大Ct3时刻F的功率为零D时间内F对物块先做正功后做负功提高部分：16（2020·广东高三月考）某厢式货车在装车时，用木板做成斜面，将货物沿斜面拉到车上，拉力方向始终平行于接触面。第一次装卸工人用长木板搭成与地面夹角较小斜面，将货物从所在位置直接沿斜面拉到车上；第二次装卸工人用较短木板搭成与地面夹角较大斜面，先沿水平地面拉动货物，再通过短木板搭成的斜面将货物拉到货车上。两次拉动过程中，货物与货车的水平距离保持不变，货物与地面及两斜面动摩擦因数均相同，则两次拉动过程中，关于摩擦

10、力对货物所做的功，下列说法正确的是（）A第一次拉动货物过程中，货物克服摩擦力做功较多B第二次拉动货物过程中，货物克服摩擦力做功较多C两次拉动货物过程中，货物克服摩擦力做功相同D两次拉动货物过程中，货物克服摩擦力做功多少无法比较17（2020·四川省泸县第二中学高三月考）如图所示，在光滑水平桌面内，固定有光滑轨道，其中半圆轨道与直轨道相切于点，物体受到与平行的水平拉力，从静止开始运动，拉力的大小满足如图乙所示（以为坐标原点，拉力从指向为正方向）。若，半圆轨道的半径，重力加速度取。则下列说法中正确的是（） A拉力从到做功为B物体从到过程中，所受的合外力为0C物体能够到达点，且速度大小为D

11、物体能够到达点，且速度大小为18（2020·天津和平区·耀华中学高三月考）（多选）质量为m的物体（可视为质点）套在光滑水平固定直杆上，其上栓一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧另一端固定于距离直杆3d的O点，物体从A点以初速度v0向右运动，到达B点速度也为v0，OA、OB与水平杆的夹角大小如图所示，弹簧始终处于弹性限度内（取sin37°=0.6，cos37°=0.8）。下列说法正确的是（）A从A点运动到B点的过程中，弹力先做正功再做负功B物体在A、B两点时弹簧弹力的功率相等C弹簧的原长为5.5dD物体在A点时加速度的大小为19（2021·全国高三专题

12、练习）（多选）地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等不考虑摩擦阻力和空气阻力对于第次和第次提升过程，A矿车上升所用的时间之比为4:5B电机的最大牵引力之比为2:1C电机输出的最大功率之比为2:1D电机所做的功之比为4:520（2020·江苏徐州市·高三期中）（多选）如图所示，斜面与水平面平滑连接，A、B为斜面的顶端和底端，O为A点在水面上的投影点。质量为m的小物块从斜面上的A点由静止开始下滑，最终停在水面

13、上的C点。已知OB=BC=s，AO=h，物块与各接触面间的动摩擦因数均为。下列说法正确的有（）A物块在斜面上和水平面上克服摩擦力做功相等B物块在斜面上克服摩擦力做的功大于水平面上克服摩擦力做的功C物块与接触面间的动摩擦因数D物块与接触面间的动摩擦因数21（2020·天津和平区·耀华中学高三月考）如图，倾角为30°的斜面体固定在水平地面上，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和小物块B，跨过固定于斜面体顶端的定滑轮O（不计滑轮的摩擦），A的质量为m，B的质量为4m。开始时，用手托住A，使OA段绳恰好处于水平伸直状态（绳中无拉力），OB绳平行于斜面，此时B静止不动，将

14、A由静止释放，在其下摆过程中B始终保持静止。则在绳子到达竖直位置之前，下列说法正确的是（）A物块B受到的摩擦力方向一直沿着斜面向上B物块B受到的摩擦力大小可能始终不变C小球所受重力的功率一直增大D地面对斜面体的摩擦力方向一直水平向右22（2021·全国高三专题练习）如图甲所示，在水平路段AB上有一质量为2×103kg的汽车（可视为质点），正以10m/s的速度向右匀速运动，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的vt图像如图乙所示（在t15s处水平虚线与曲线相切），运动过程中汽车发动机的输出功率保持20kW不变，假设汽车在两个路段上受到的阻力（含地面摩擦力和空气

15、阻力等）各自有恒定的大小。求：(1)汽车在AB路段上运动时所受阻力f1的大小；(2)汽车刚好开过B点时加速度a的大小；(3)BC路段的长度。23（2020·北京高三期中）第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年由北京和张家口联合举办。高山滑雪是比赛项目之一，因其惊险刺激、动作优美深受观众喜爱。如图所示，为了备战北京冬奥会，一名滑雪运动员在倾角为的山坡滑道上进行训练，运动员及装备的总质量为m，山坡滑道底端与水平滑道平滑连接，滑雪板与山坡滑道及水平滑道间的动摩擦因数为常数。运动员从山坡滑道上某处由静止开始匀加速下滑，经时间t到达山坡滑道底端，滑下的路程为 x。继续在水平滑道上滑行了一段距

16、离后静止。运动员视为质点，空气阻力可忽略不计，重力加速度为g。求：(1)滑雪运动员到达山坡滑道底端时速度v的大小；(2)滑雪板与滑道间动摩擦因数的大小；(3)整个过程中摩擦力所做的功W。24（2020·辽宁高三其他模拟）如图所示为一款儿童电动玩具车，质量为2kg，其运行的最大速度为2m/s。若水平面上的AB两点距离为10m，该车从位置A由静止出发沿直线运动到位置B，所受阻力是车重的0.3倍，加速度大小不超过0.5m/s2，g取10m/s2。要求该车从A到B时间最短。求：(1)玩具车从A到B的时间：(2)玩具车从A到B过程中的最大功率。25（2020·安徽高三月考）如图甲所示

17、，一个质量为的物块静止粗糙的水平面上，现给物块施加一个如图乙所示初始方向向右的水平拉力F，动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。求：（1）物块运动过程F的最大功率；（2）末距出发点的距离。参考答案1D【解析】人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中，他虽然经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，但是支持力的方向始终向上，与位移方向一致，所以支持力始终做正功，故ABC错误，D正确。故选D。2D【解析】AB. 滑动摩擦力和静摩擦力对物体都能做负功，也能做正功，也能不做功，选项AB错误；C. 若作用力做正功则它的反作用力可能做负功，也可能做正功，也可能不做功，选项C错误；D. 若作用力不做功

18、，它的反作用力可能做负功，例如一个带正电的小球向另一个带正电的固定的小球靠近时，库仑力对固定的小球不做功，对运动的小球做负功，选项D正确；故选D。3ACD【解析】A。由自由落体运动规律可得，t秒内物体的位移为t秒内重力对物体做功为，A正确；B由上可得，t秒内重力的平均功率为，B错误；C由自由落体运动规律可得：秒末瞬时速度与t秒末瞬时速度之比为12，则由瞬时功率公式可得：秒末重力的瞬时功率与t秒末重力的瞬时功率之比为12，C正确；D由自由落体运动规律的比例式可得：前秒内物体的位移与后秒内位移之比为13，前秒内重力做功与后秒内重力做功之比为13，则由平均功率公式可得：前秒内重力做功的平均功率与后秒

19、内重力做功的平均功率之比为13，D正确；故选ACD。4C【解析】由平衡条件，水平方向因此木箱与地面间的动摩擦因数为竖直方向绳子拉力的功率为，故选C。5B【解析】A由图像可知：68 s内物体匀速，则滑动摩擦力Ff2 N，A错误；B物体全过程位移为vt图像与t轴围成面积x×3 m15 m全过程摩擦力做功 WfFfx30 JB正确；C根据810 s内物体匀减速加速度a= m/s2=1.5 m/s2而可知0.15选项C错误；D根据26 s内物体匀加速a1m/s2由F1Ffma1可求得mkg选项D错误。6D【解析】C在图甲中，货物随电梯匀速上升时，货物受到的支持力竖直向上，与货物位移方向的夹角

20、小于90°，故此种情况下支持力对货物做正功，C错误；ABD图乙中，货物受到的支持力与履带式自动电梯接触面垂直，此时货物受到的支持力与货物位移垂直，故此种情况下支持力对货物不做功，故A、B错误，D正确7D【解析】AB设斜面的倾角为，高度为h，B做自由落体运动，由公式得运动时间tB=A做匀加速直线运动，则a=gsin根据得tA=可知tA>tB重力做功相等，根据P=知PAPB故AB错误；CD根据动能定理mgh=mv2可知两物体到达地面时的速度大小均为v=A物体重力的瞬时功率PA=mgvsinB物体重力的瞬时功率PB=mgv则PAPB，故C错误，D正确。故选D。8B【解析】当汽车达到最

21、大速度时，做匀速运动，牵引力F与摩擦力f相等，则有P=Fv所以且f恒定，当速度达到时，牵引力为根据牛顿第二定律有所以，故选B。9D【解析】对小球进行受力分析，受到重力，支持力，合力F沿斜面向下，有F=mgsin，根据牛顿第二定律：mgsin=ma解得：a=gsin方向沿斜面向下。A小球从斜面上的A点沿AD方向以速度v0水平抛出，初速度与加速度垂直，小球做匀变速曲线运动，其运动轨迹为抛物线，故A错误。B沿斜面方向：代入数据解得：故B错误。CAD边的长度为：故C错误。D到C点的沿斜面方向的速度小球运动到C点时重力的瞬时功率为，故D正确。故选D。10C【解析】对整体分析，受重力和支持力，摩擦力，整体

22、的加速度a=gsin-gcos可知苹果的加速度为gsin- gcos，苹果受重力、周围苹果的作用力，两个力的合力等于mgsin- mgcos，所以其他苹果对该苹果的作用力等于mgcos，方向沿斜面向上，根据W=Fscos可知，F做负功，故C正确，ABD错误。故选C。11AD【解析】A在0-1s内的加速度在1-2s内的加速度第1秒末的瞬时速度是v1=at1=2m/s选项A正确；B第2秒内的位移是选项B错误；C第2秒内外力所做的功是选项C错误；D0-1s内外力的功02s内外力的平均功率是选项D正确。故选AD。12B【解析】A最大速度vm=90km/h=25m/s，根据得N故A错误；B当汽车最大行驶

23、速度行驶时，牵引力等于阻力，设空气阻力与速度关系为f=kv则F=f=kvmax解得k=2Ns/m故B正确；C电动机做的功为：W=Pt由能量守恒得1250W×1h=40×5W×t×80%得t=8h即保持最大速度行驶1h至少需要有效光照7.8h，故C错误；D由题意知：汽车行驶时受到的空气阻力与其速度成正比，设f=kv则速度最大时有50=k×20得k=2.5当直接用太阳能电池板提供的功率行驶有最大速度时：牵引力等于阻力，即：40×5×80%=fv=kv2得v=8m/s故D错误。故选B。13D【解析】D由图可知，两球在竖直方向上做竖

24、直上抛运动，A球上升的高度大，A球运动的时间长，初位置A球的竖直分速度大于B球的竖直分速度，故D正确；A 根据题意可知两球水平方向距离相等，A球运动的时间长，所以A球的水平分速度小于B球的水平分速度，而A球的竖直分速度大于B球的竖直分速度，根据运动的合成可知，两球落地时速度不一定相等，故A错误；B两球再次经过同一点时A球的速度竖直分速度大，两球再次经过同一点时A球重力做功的功率大，故B错误；CA球运动的时间长，两球质量相同，两球重力相同，合力相同，所以合力对A球的冲量大，根据动量定理要知，在运动过程中，小球A动量变化量大于小球B动量变化量，故C错误；故选D。14B【解析】加速时，对木板受力分析

25、，受到重力、支持力、推力F和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有解得减速时，对木板受力分析，受到重力、支持力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有解得木板先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，到达桌面边缘时，速度减为零，设最大速度为v，根据位移速度公式，有解得则力F做的功至少为故选B。15A【解析】At1时刻前，推力小于最大静摩擦力，物体静止不动，位移为0，所以t1速度为零，故A正确；Bt1时刻开始，推力大于最大静摩擦力，物体由静止开始加速运动，内推力大于最大静摩擦力，物体处于加速状态，时刻后，推力小于最大静摩擦力，物体做减速运动，故时刻速度最大，故B错误；Ct3时刻F不为零，速度不为零，且速度与F

26、方向相同，根据可知，F的功率不为零，故C错误；D时间内速度方向没有改变，力F方向也没变，所以F对物块A一直做正功，故D错误。故选A。16C【解析】第一次拉动货物过程中，货物克服摩擦力做功第一次拉动货物过程中，货物克服摩擦力做功由题意可知则，故选C。17D【解析】A图像与坐标轴所围面积表示功，则拉力从到做功为故A错误；B物体从到过程中，做圆周运动，合力不变0，故B错误；CD从A到B由动能定理有解得 由于滑轨道在水平面内，则物体从B到C做匀速圆运动，物体能够到达点，且速度大小为，故C错误，D正确。故选D。18CD【解析】AC由图中的几何关系可得OA5dOB6d由于物体从A点以初速度v0向右运动，到

27、达B点时速度也为v0，可知从A到B的过程中物体的动能变化量为0；在该过程中，由于杆光滑，只有弹簧弹力对小球做功，把小球及弹簧看着一个系统，系统机械能守恒。结合动能定理可知弹簧对物体做功的代数和等于0，物体在A点时弹簧的弹性势能等于物体在B点时的弹性势能，结合弹性势能的特点可知，开始时弹簧处于压缩状态，后来弹簧处于伸长状态，且弹簧的压缩量等于后来弹簧的伸长量，即L05d6dL0，所以弹簧的原长L05.5d；物体从A向O点正下方运动的过程中弹簧继续压缩，所以弹簧对物体做负功，物体的速度减小；物体从O点的正下方向B运动的过程中弹簧伸长，弹簧对物体做正功，物体的速度增大；当弹簧的长度大于弹簧原长后，弹

28、簧又开始对物体做负功，物体的速度又减小所以弹簧对物体先做负功，再做正功，然后又做负功，故A错误，C正确；B如图所示，分别画出A、B两点受到的弹力与速度，由公式PFvcos可知，A、B两点F与v0之间的夹角不同，则A、B两点弹簧弹力的功率不相等，故B错误；D在A点，弹簧的弹力F与运动方向之间的夹角为180°37°143°，则物体在A点的加速度大小a故D正确。故选CD。19AC【解析】A由图可得，变速阶段的加速度 ，设第次所用时间为t，根据速度-时间图象的面积等于位移（此题中为提升的高度）可知，解得：，所以第次和第次提升过程所用时间之比为 ，选项A正确；B由于两次提升

29、变速阶段的加速度大小相同，在匀加速阶段，由牛顿第二定律，可得提升的最大牵引力之比为11，选项B错误；C由功率公式，P=Fv，电机输出的最大功率之比等于最大速度之比，为21，选项C正确；D加速上升过程的加速度，加速上升过程的牵引力，减速上升过程的加速度，减速上升过程的牵引力，匀速运动过程的牵引力第次提升过程做功；第次提升过程做功；两次做功相同，选项D错误20AD【解析】AB从A到B克服摩擦力做功为从B到C克服摩擦力做功为故A正确，B错误；CD从A到B由动能定理有从B到C由动能定理有联立解得故C错误，D正确。故选AD。21D【解析】AB下摆到竖直位置之前，机械能守恒，有在最低点，根据牛顿第二定律有

30、解得F3mg对B受力分析，未释放A时，由平衡条件得B所受的静摩擦力方向沿斜面向上，在A到达最低点的瞬间，有方向沿斜面向下，物块B受到的摩擦力先减小后增大，故A，B错误；C小球在最高点速度为0，重力功率为0，运动过程中竖直方向的分速度不为0，重力功率不为0，在最低点竖直方向的分速度为0，重力功率为0，因此小球所受重力的功率先增大后减小。故C错；D将A由静止释放，在其下摆过程中B始终保持静止，在绳子到达竖直位置之前，把斜面与物块B看做整体，绳子始终有拉力，此拉力水平向左有个分力，而整体保持静止，水平方向受力平衡，因此，地面对斜面体的摩擦力方向一直水平向右，故D正确。故选D。22(1)2000N；(

31、2)1m/s2；(3)68.75m【解析】(1)汽车在AB路段做匀速直线运动，根据平衡条件，有F1f1PF1v1解得f1N2000N(2)t15s时汽车处于平衡状态，有F2f2PF2v2解得f2N4000N刚好开过B点时汽车的牵引力仍为F1，根据牛顿第二定律，有f2F1ma解得a1m/s2。(3)对于汽车在BC路段运动，由动能定理得Ptf2s解得：s68.75m。23(1)；(2)；(3)【解析】(1)分析题意可知，运动员从静止开始匀加速下滑，根据匀变速直线运动平均速度公式可知解得(2)根据匀变速直线运动速度时间公式得对运动员受力分析，根据牛顿第二定律得联立解得(3)摩擦力做功公式为代数得24(1)7s；(2)14W【解析】(1)玩具车从A到B时间最短，应先以最大加速度做匀加速直线运动至最大速度，再以最大速度匀速到B点。在加速阶段，所需时间加速过程通过的位移为在匀速阶段所需时间为总时间为t=t1+t2=7s(2)由牛顿第二定律得F-f=ma又知f=0.3mg最大功率P=Fv解以上各式得P=14W25（1）；（2）【解析】（1）根据牛顿第二定律物块的加速度大小末物块的速度以后F反向，物块减速，则末物块的速度最大，功率最大（2）以后F反向，根据牛顿第二定律则加速度方向向左，物块向右做匀减速运动，物体减速到零经历时间所以时停止运动，的位移就是的位移，的位移的位移