2021年新高考物理一轮复习专题训练
专题（19）功 功率
一、选择题（本题共15小题，每小题6分，满分90分。在每小题给出的四个选项中,有一个或一个以上选项符合题目要求,全部选对的得3分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分。）
1．质量为m的物体从倾角为α且固定的光滑斜面顶端由静止开始下滑，斜面高度为h，当物体滑至斜面底端时，重力做功的瞬时功率为( ) A．mg2gh C．mg2ghsin α 【答案】C
h【解析】由于斜面是光滑的，a＝gsin α，2a＝v2，v＝2gh.如图所示，可知重力的方向和v方向的夹角
sin αθ为90°－α.则物体滑至底端时重力的瞬时功率为P＝mg2ghcos(90°－α)＝mg2ghsin α，故C正确．
1
B.mg2ghsin α 2
D．mg2ghsin α
2. 如图1所示，人站在台阶式自动扶梯上，在匀速向上运动的过程中．下列说法中不正确的是( )
图1
A．人所受的重力做正功 B．人所受的重力做负功 C．梯面对人的支持力做正功 D．人所受的合外力不做功 【答案】A
【解析】由于人匀速向上运动，人所受到的合外力不做功；对人受力分析，受到竖直向下的重力，垂直于梯面向上的支持力，根据W＝Fx可知，重力做负功，支持力做正功，故B、C、D正确，A错误． 3．雄安新区规划范围涉及河北省雄县、容城、安新3县及周边部分区域．某人开小汽车从雄县到北京所花时间为45 min.若这一过程中，燃烧汽油驱动发动机的有用功为1.62×108 J，则在这一过程中，小汽车的平均功率为( )
A．40 kW B．60 kW C．80 kW
D．100 kW
【答案】B
【解析】由题意知，发动机的有用功为1.62×108 J，使用的时间为：t＝45 min＝2 700 s 1.62×108则平均功率：P＝ W＝60 kW，故B正确．
2 700
4. 如图2所示，质量分别为m1和m2的两个物体，m1 图2 A．W1>W2 C．W1＝W2 【答案】 C 【解析】由题意可得F1和F2是恒力，物体移动的位移相同，并且力与位移的夹角相等，所以由功的公式W＝Flcos θ可知，它们对物体做的功是相同的，所以C正确． 5．小宇同学住在创新公寓18层，他每天都得乘坐电梯上下楼，则在某一次从一楼乘电梯回家的整个过程中( ) A．受到的支持力的大小始终等于重力 B．所受支持力先做正功，后做负功 C．只经历了超重过程 D．既经历了超重过程，又经历了失重过程 【答案】D 6.如图3所示，在投球游戏中，小明坐在可升降的椅子上，向正前方的圆桶水平抛出篮球．已知某次抛出的实际高度为2.0 m，桶的高度为0.4 m，到抛出点的水平距离为1.6 m，球恰好落入桶内，小明对球做功约为( ) B．W1 D．条件不足，无法确定 图3 A．0.2 J B．2 J C．20 J 【答案】B 7．以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为F，则从抛出到落回到抛出点的过程中，空气阻力对小球做的功为( ) A．0 B．－Fh C．Fh D．－2Fh D．200 J 【答案】D 【解析】阻力与小球速度方向始终相反，故阻力一直做负功，W＝－Fh＋(－Fh)＝－2Fh，D正确． 8．如图4所示，拖拉机耕地时一般比在道路上行驶时速度慢，这样做的主要目的是( ) 图4 A．节省燃料 C．提高传动机械的效率 【答案】D 9.(多选)如图5所示，重球用细绳跨过轻质光滑定滑轮与小球相连，细绳处于水平拉直状态．小球由静止释放运动到最低点的过程中，重球始终保持静止，不计空气阻力．下列说法正确的有( ) B．提高柴油机的功率 D．增大拖拉机的牵引力 图5 A．细绳偏离竖直方向成θ角时，细绳拉力为mgcos θ B．地面对重球的摩擦力一直增大 C．上述过程中小球重力的瞬时功率先增大后减小 D．细绳对小球不做功 【答案】BCD v2v2 【解析】设细绳与竖直方向的夹角为θ时细绳的拉力大小为FT，FT－mgcos θ＝m，解得FT＝mgcos θ＋m， LLA错误；随着θ减小，v增大，可以知道细绳拉力FT不断增大，则地面对重球的摩擦力一直增大，B正确；开始时小球竖直方向的分速度vy为零，小球到达最低点时竖直方向的分速度vy也为零，则知vy先增大后减小，重力瞬时功率为P＝mgvy，所以小球重力的瞬时功率先增大后减小，C正确；细绳的拉力始终与小球的速度垂直，对小球不做功，D正确． 10．研究表明，人步行时重心升降的幅度约为脚跨一步距离的0.1倍．某同学体重为70 kg，在水平地面上匀速步行的速度为5 km/h，g取10 m/s2，此过程中他的平均功率约为( ) A．5 W B．50 W C．100 W D．200 W 【答案】C 【解析】人步行时重心升降的幅度约为脚跨一步距离的0.1倍，设该同学在时间t内在水平地面上运动的距GΔh0.1Gvt 离为vt，此过程中重心上升的高度为Δh＝0.1vt，其重力为G＝700 N，所以平均功率P＝＝＝0.1Gv tt5 ＝0.1×700× W≈97.2 W，故C正确． 3.6 11. 中国已成为世界上高铁系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运行速度最高、在建规模最大的国家．报道称，新一代高速列车(如图6)牵引功率达9 000 kW，持续运行速度为350 km/h，则新一代高速列车沿全长约1 300 km的京沪线从北京到上海，在动力上耗电约为( ) 图6 A．3.3×104 kW·h C．3.3×106 kW·h 【答案】A s1 300 km【解析】列车从北京到上海的时间为t＝＝≈3.71 h，在动力上耗电约为W＝Pt＝9 000 kW×3.71 h v350 km/h＝33 390 kW·h≈3.3×104 kW·h，选项A正确． 12. 如图7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，则克服重力做的功和相应的功率约为( ) B．3.3×105 kW·h D．3.3×107 kW·h 图7 A．430 J,7 W C．720 J,12 W 【答案】B h0.9 m【解析】设每次俯卧撑中，运动员重心变化的高度为h，由几何关系可得，＝，即h＝0.24 0.4 m0.9 m＋0.6 mm．一次俯卧撑中，克服重力做功W＝mgh＝60×9.8×0.24 J＝141.12 J，所以1 min内克服重力做的总功为W 总 B．4 300 J,70 W D．7 200 J,120 W ＝NW＝4 233.6 J，功率P＝ W总 ＝70.56 W，故选B. t 1 13．如图8所示，小物块甲从竖直固定的光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧底端切线水 4平．小物块乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下．下列判断正确的是( ) 图8 A．两物块到达底端时速度相同 B．两物块运动到底端的过程中重力做功相同 C．两物块到达底端时动能相同 D．两物块到达底端时，乙重力做功的瞬时功率大于甲重力做功的瞬时功率 【答案】D 14．甲、乙两车从某地同时由静止开始沿直线同方向加速运动，甲车保持功率P恒定，乙车保持牵引力恒定，两车所受阻力均为恒力．则在此过程中( ) A．甲车的牵引力减小 1 B．在t时间内，甲车的牵引力做功为Pt 2C．乙车的功率减小 D．乙车牵引力所做的功等于动能的变化 【答案】A 【解析】对甲车，P一定，由P＝Fv知，随v增加，牵引力减小，t时间内牵引力做功为Pt，故A正确，B错误；对乙车，牵引力F′一定，由P′＝F′v′知随v′增加，功率P′增大，由于阻力做负功，乙车牵引力做的功大于动能的变化，故C、D错误． 15．如图9所示，中国版“野牛”级重型气垫船，自重达540吨，装有额定输出功率为8 700 kW的大功率燃汽轮机，最高时速为108 km/h.假设气垫船航行过程中所受的阻力Ff与速度v成正比，即Ff＝kv.则下列说法正确的是( ) 图9 A．该气垫船的最大牵引力为2.9×105 N B．从题中给出的数据，无法计算k值 C．在额定输出功率下以最高时速航行时，气垫船所受的阻力为2.9×105 N D．以最高时速一半的速度匀速航行时，气垫船发动机的输出功率为4 350 kW 【答案】C P8 700×103【解析】在额定输出功率下以最高时速航行时，vm＝108 km/h＝30 m/s，根据P＝Fv得：F＝＝ N v30＝2．9×105 N，此时匀速运动，则Ff＝F＝2.9×105 N，若以恒定牵引力启动时，开始的牵引力大于匀速运动的牵引力，所以最大牵引力大于2.9×105 N，故A错误，C正确；根据F Ff2.9×105 k＝＝ N·s/m≈9.67×103 f＝kv得：v30 v N·s/m，故B错误；以最高时速一半的速度匀速航行时，牵引力F′＝k·，解得F′＝1.45×105 N，则P′＝F′v′ 2
2021年新高考物理一轮复习专题训练(19)功 功率
