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1、1.2功与功率 学科素养提升练（解析版）一、选择题1一辆汽车在平直公路上由静止开始启动，汽车先保持牵引力不变，当速度为时达到额定功率，此后以额定功率继续行驶，最后以速度匀速行驶。若汽车所受的阻力f为恒力，汽车运动过程中的速度为、加速度为a、牵引力为F、牵引力的功率为P，则下列图像中可能正确的是（）ABCD2某同学利用动感单车锻炼。动感单车的阻力主要来源于车轮上的阻尼装置，该同学蹬车时每分钟克服阻力做功约为，他蹬车时做功的平均功率约为（）ABCD3篮球比赛时，小王同学跳起投篮。在离地上升过程中，下列设法正确的是（）A重力对小王做负功B重力对小王做正功C手对球的作用力大于球对手的作用力D手对球的作
2、用力小于球对手的作用力4质量为1.5103kg的汽车在水平路面上匀速行驶，速度为20m/s，受到的阻力大小为2103N。此时，汽车发动机输出的实际功率是（）A30kWB40kWC100kWD300kW5如图所示，小滑块沿固定的光滑圆弧轨道下滑过程中，关于重力和支持力做功的说法正确的是（）A支持力做正功B支持力做负功C重力做正功D重力做负功6图甲为一男士站立在履带式自动扶梯上匀速上楼，图乙为一女士站立在台阶式自动扶梯上匀速上楼。下列关于两人受到的力以及做功情况正确的是（）A甲图中支持力对人做正功B甲图中摩擦力对人做负功C乙图中人受到水平向前的摩擦力D两人受到电梯的作用力的方向相同7第24届冬奥会
3、将于2022年2月4日在我国的北京、延庆等地举行，如图a所示，在跳台滑雪比赛中，运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离。某运动员先后两次从同一跳台水平起跳，每次都从离开跳台开始计时，用v表示他在竖直方向的速度，其v-t图像如图b所示，t1和t2是他落在倾斜雪道上的时刻。则下列说法中正确的是（）A第一次、第二次滑翔落在倾斜雪道上的速度方向相同B第一次、第二次滑翔过程中在水平方向上的位移之比为1315C第一次、第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移之比接近1011D第二次滑翔过程中重力的平均功率比第一次的大8如图所示，木箱在与水平方向成a角斜向上的恒力作用下，沿水平地面向右运动：发
4、生了一段位移x，在这个过程中，力F所做的功为（）AW=FxBW=FxsinaCW=FxcosaDW=Fxtana9研究炮弹的运动时不能忽略空气阻力，炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线，而是“弹道曲线”，、为弹道曲线上的五点，其中点为发射点，点为落地点，点为轨迹的最高点，、为运动过程中经过的距地面高度相等的两点。下列说法正确的是（）A到达点时，炮弹的速度、加速度均为零B炮弹经过点时的速度大小等于经过点时的速度大小C炮弹由点运动到点，重力的功率先减小后增大D炮弹由点运动到点的时间大于由点运动到点的时间10如图所示，小球A、B、C分别套在光滑“T”型杆的水平杆MN和竖直杆OP上，小球A、B由轻弹簧相连，小
5、球C由两根不可伸长的等长细线分别与小球A、B相连，水平杆MN可以绕竖直杆OP在水平面内转动，静止时，两绳与竖直杆夹角均为=37，小球A、B间的距离x1=0.6，已知细线的长度l=0.5m，弹簧的劲度系数为8N/m，球A、B的质量mA=mB=0.4kg，球C的质量mC=0.32kg，三个小球均可视为质点，取重力加速度g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。则下列选项中正确的是（）A系统静止时，弹簧对A的弹力大小NB弹簧原长为0.9mC使水平杆MN匀速转动，若稳定时细线AC与MN杆的夹角为37，则MN杆转动的角速度为D系统由静止开始转动至细线AC与MN杆夹角为37，此过程中弹簧对
6、球A、B一直做负功11随着时速高达350公里的“复兴号”动车组高铁列车投入运营，中国已成为世界上高铁商业运营速度最快的国家。假设“复兴号”受到的阻力大小正比于它速率的二次方，如果“复兴号”动车组发动机的输出功率变为原来的8倍，则它的最大速率变为原来的（）A2倍B倍C4倍D8倍12某工地建房时用小车将细沙从一楼提到七楼（高度为20m），小车和细沙总质量为10kg。由于小车漏沙，在被匀速提升至七楼的过程中，小车和细沙的总质量随着上升距离的变化关系如图所示。小车可以看成质点，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2.由图像可知，在提升的整个过程中，拉力对小车做的功为（）A2000JB1800JC16
7、00JD180J13一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，v-t图象如下图。已知汽车质量为m=2103kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.2倍，g取10m/s2，则（）A汽车在前5s内的牵引力为8103NB汽车在前5s内的牵引力为6103NC汽车的额定功率为60kWD汽车的最大速度为20m/s14大型汽车上坡时，司机一般都将变速挡换到低速挡位上，而小型汽车上坡时，司机一般加大油门，这样做主要是为了（）A节省燃料B后者使汽车获得较大的功率C前者使汽车获得较大的牵引力D后者使汽车获得较小的牵引力 二、解答题15中国女子铅球运动员巩立
8、姣连续参加四届奥运会，完成了从第五名到季军到亚军到冠军的壮举，实现了自己人生奋斗目标，成为青年人的楷模。巩立姣在某次训练中，以水平方向成角的初速度斜向上推出铅球，铅球运动s后落在了水平地面上，从推出到落地，铅球的水平位移m。已知铅球质量kg，空气阻力不计，重力加速度，。求：（1）铅球推出时初速度的大小；（2）铅球触地时重力的瞬时功率。16如图所示，质量为1kg的物体静止在水平地面上，现用一大小为8N的水平拉力拉着物体运动，拉力作用在物体上的时间为2s，物块与地面间的动摩擦因数为，重力加速度，求：（1）第2s末物体的速度大小；（2）这2s内拉力对物体做功的功率。参考答案1C【详解】A因为汽车先保
9、持牵引力不变，由牛顿第二定律可得又因为汽车所受的阻力f为恒力，所以开始阶段汽车做匀加速直线运动，所以v-t图像开始应有一段倾斜的直线，故A错误；BC因为当速度为时达到额定功率，此后以额定功率继续行驶，则满足即F与v成反比，F与 成正比，所以F-v图像中段图像应为曲线，F与图像中段图像应为直线，故B错误，C正确；D因为当速度为之前，保持牵引力不变，则功率满足即P与v成正比，所以P-v图像中段图像应为过原点的直线，故D错误。故选C。2C【详解】该同学蹬车时每分钟克服阻力做功约为，他蹬车时做功的平均功率约为故选C。3A【详解】AB小王立刻上升过程中，位移（运动）方向与重力方向相反，重力做负功，故A正
10、确，B错误；CD根据作用力与反作用力关系，手对球的作用力与球对手的作用力大小相等，故CD错误。故选A。4B【详解】根据机车匀速运动时，牵引力与阻力大小相等，则此时汽车发动机输出的实际功率故选B。5C【详解】由于重力竖直向下，而物体向下运动，故重力做正功；而支持力的方向一直与速度方向相互垂直，故支持力不做功。故选C。6D【详解】AB甲图中对人受力分析知，人受到重力，垂直斜面的支持力和沿斜面向上的静摩擦力，因为人的位移沿斜面向上，所以支持力对人不做功，摩擦力对人做正功，故AB错误；C对乙图中人受力分析知，人受到重力和竖直向上的支持力，不受摩擦力的作用，故C错误；D因为两种情况下人均做匀速直线运动，
11、故合力为零，所以两人受到电梯的作用力与重力等大反向，即方向都是竖直向上，故D正确。故选D。7C【详解】A如果不考虑空气的阻力，则第一次、第二次滑翔落在倾斜雪道上位移夹角相同，根据平抛运动中速度夹角正切值与位移夹角正切值的关系可知，两次的速度方向相同，实际上要考虑空气阻力，故两次的速度方向不相同，A错误；B如果不考虑空气阻力作用，水平方向做匀速直线运动时，第一次、第二次滑翔过程中在水平方向上的位移之比为1315，实际上要考虑空气阻力，B错误；C根据速度与时间图像的面积表示位移，所以由图像面积可知，第一次、第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移之比接近1011，C正确；D根据可知第二次滑翔过程中重力的
12、平均功率比第一次的小，D错误。故选C。8C【详解】F为恒力，x为位移，为力与位移的夹角，故F做的功为故C正确。故选C。9C【详解】A到达点时，炮弹的速度、加速度均不为零，所以A错误；B运动时不能忽略空气阻力，由动能定理可知从a点到c点空气阻力做了负功，动能减小，则炮弹经过点时的速度大小大于经过点时的速度大小，所以B错误；C炮弹由点运动到点，竖直方向的速度先减小后增大，根据可知，重力的功率先减小后增大，所以C正确；D由于上升过程的加速度大于下降时的加速度，则炮弹由点运动到点的时间小于由点运动到点的时间，所以D错误；故选C。10C【详解】A对小球C受力分析，有对小球A受力分析，有得故A错误；B由胡
13、克定律得解得故B错误；C当细线AC与MN杆的夹角时，根据对称性可知此时弹簧的长度即弹簧的弹力研究小球C，有研究小球A，有代入数据解得故C正确；D系统由静止开始转动至细线AC与MN杆的夹角为过程弹簧先为压缩状态后为拉伸状态，所以先做正功后做负功。故D错误；故选C。11A【详解】由题意可得当动车组以最大速率行驶时，发动机的牵引力与动车组受到的阻力大小相等，满足由此可知，如果动车组发动机的输出功率变为原来的8倍，则它的最大速率变为原来的2倍。故选A。12B【详解】由于小车匀速上升，故拉力大小等于小车和细沙的总重力，由于小车和细沙的总质量随位移均匀减小，故拉力与位移满足线性关系，所以可用平均力法求解变
14、力做功。结合题图可知，则在提车的整个过程中，拉力对小车做的功为故选B。13AD【详解】AB由于汽车受到地面的阻力为车重的0.2倍，故阻力为f=0.2mg=4103N根据速度时间图象，可知汽车在前5s内的加速度为根据牛顿第二定律有代入数据解得牵引力为F=8103NA正确，B错误；C由于5s末达到额定功率，故汽车的额定功率P=Fv=810310W=8104W=80kWC错误；D汽车的最大速度D正确。故选AD。14BC【详解】根据P=Fv可知，大型汽车上坡时，司机将变速挡换到低速挡位上是为了增大牵引力；而小型汽车上坡时，司机一般加大油门，是为了使汽车获得较大的功率。故选BC。15（1）；（2）W【详解】（1）由抛体运动可知，在水平方向解得（2）以竖直向下为正方向，推出时铅球竖直方向速度落地时铅球竖直方向速度重力瞬时功率代入数据解得W16(1)6m/s；(2)24W【详解】(1)物体与地面间的滑动摩擦力为由牛顿第二定律解得第2s末物体的速度大小(2)2s内物体的位移这2s内拉力对物体做功这2s内拉力对物体做功的功率