1.2功与功率 自主提升过关练（word含解析）

1.2功与功率 自主提升过关练（含解析）
一、选择题
1．如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮重均为50N，滑轮组下端挂有物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连，物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，此时测力计的示数为550N；在物体B下加挂重为90N的物体C后，用水平向左的力F拉动物体A可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，此时物体B上升的速度大小为5cm/s。若不计绳重及滑轮的摩擦，g取10N/kg，则下列说法中正确的是（　　）
A．物体A所受滑动摩擦力大小为275N
B．F的大小为530N
C．F做功的功率为42W
D．B的重力为500N
2．如图所示，倾角的光滑斜面固定在水平面上，斜面长，质量的物块从斜面顶端无初速度释放，重力加速度g取，则（　　）
A．物块从斜面顶端滑到底端的过程中重力做功为25J
B．物块从斜面顶端滑到底端用了0.5s
C．物块滑到斜面底端时重力的瞬时功率为25W
D．物块从斜面顶端滑到底端的过程中重力的平均功率为50W
3．汽车在地下车库的平地上做匀速直线运动，接着驶上一段长直斜坡，最后开上地面，沿平直路面继续行驶。全过程中汽车输出功率恒定，设汽车所受路面阻力大小不变。汽车行驶全程中，速率 v 随时间 t 的变化关系可能是（　　）
A． B．
C． D．
4．2021年6月25日，我国首条高原电气化铁路—拉萨至林芝铁路正式通车，结束了藏东南不通铁路的历史.动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车，假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比。某列车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，其运行的最大速率为180km/h，若再把第3、7节车厢改为动车，其运行的最大速率将变为（　　）
A．400km/h B．360km/h C．240km/h D．180km/h
5．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．鸽子受到的重力的功率为mgv
C．空气对鸽子的作用力的方向与水平方向成15°角斜向下 D．空气对鸽子的作用力的大小为mg
6．如图所示为小明荡秋千时的一幅照片，则（　　）
A．在最高点，绳中的拉力为零
B．在最高点，小明的加速度为零
C．在最低点，小明所受重力的功率最大
D．在最低点，绳中的拉力最大
7．一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，其图像如图所示。已知汽车的质量为m=2×103kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取10m/s2，则（　　）
A．汽车的额定功率为50kW
B．当汽车速度为15m/s时，加速度大小为1.5m/s2
C．汽车在前5s内的牵引力为6×103N
D．汽车的最大速度为20m/s
8．一玩具小车沿x轴运动，其图象如图所示．下列说法正确的是（ ）
A．时，小车的速度大小为．方向沿x轴正方向
B．0～3s内，小车的平均速度为
C．第1s内和第4s内，小车的加速度大小相等、方向相同
D．第2s内和第3s内，合力对小车做的功相同
9．金山铁路上运行的CRH6F型动车组列车共8节车厢，通常采用4动4拖模式运行（其中4节是动力车厢）。设列车运行过程中的阻力与其速率成正比，每节动车均以相等的额定功率运行，若列车在平直的轨道上采用4动4拖模式匀速行驶的速率为v0，某时刻改为采用1动7拖模式后，列车的速率v随时间t的变化关系可能是（　　）
A． B．
C． D．
10．如图所示，摆球质量为m，悬线的长为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力f的大小不变，则下列说法正确的是（　　）
A．重力做功为mgL B．悬线拉力做负功
C．空气阻力做功为 fL D．空气阻力f做功为
11．据报道，山东将持续加大高铁建设力度，规划到2022年，全省高铁建成和在建里程达到3900千米，不仅让老百姓的出行更加方便，也将推动各地经济文化技术交流。现有一列质量为m的动车，从静止开始，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度vm，设动车行驶过程所受到的阻力f保持不变。动车在时间t内（　　）
A．动车启动过程所受合外力不变
B．动车位移为s＝
C．平均速度为
D．动车先做匀加速运动后做加速度减小的加速运动
12．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
13．“复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质量为m的动车组在平直的轨道上行驶,该动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为P，若动车组所受的阻力与其速率成正比（F阻=kv，k为常量），动车组能达到的最大速度为vm。下列说法正确的是（　　）
A．动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变
B．若四节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动
C．若四节动力车厢输出的总功率为2.56P，则动车组匀速行驶的速度为
D．若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间t达到最大速度，则这一过程中该动车组克服阻力做的功为
14．物体在水平地面上受到水平推力的作用，在6s内力F、速度v随时间变化如图所示，由图像可得（　　）
A．物体的质量为2kg
B．物体与地面的动摩擦因数为0.025
C．在2s内推力做的功3J
D．物体在6s内的运动的位移为5m
15．三角形传送带以1 m/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是2 m且与水平方向的夹角均为37°。现有两个小物块A、B都从传送带顶端以1 m/s的初速度沿传送带下滑，物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5，下列说法正确的是（　　）
A．物块A先到达传送带底端
B．物块A、B同时到达传送带底端
C．传送带对物块A、B均做负功
D．物块A、B在传送带上的划痕长度不相同
二、解答题
16．一个质量m=150kg的雪橇，受到与水平方向成斜向上方的拉力F=150N，在水平地面上移动的距离L=5m，雪橇与地面间的滑动摩擦力，求：
（1）重力、支持力、拉力、滑动摩擦力分别对雪橇做的功各是多少；
（2）各力对雪橇做的总功。
17．物流工作人员利用传送带从货车上卸行李。如图所示，以恒定速率运行的传送带与水平面间的夹角，转轴间距。工作人员沿传送方向以速度从传送带顶端推下一件质量的小包裹（可视为质点）。小包裹与传送带间的动摩擦因数。重力加速度g取，。求：
（1）小包裹相对传送带滑动时加速度的大小a；
（2）小包裹通过传送带所需的时间t；
（3）小包裹通过传送过程中传送带对包裹所做的功W。
参考答案
1．B
【详解】
D．由图可知，两条绳子向下拉弹簧测力计，弹簧测力计的示数
F示=2F拉1+G轮
解得
F拉1=250N
又因为滑轮组绳子末端受到的拉力
解得
GB=700N
D错误；
A．由于力的作用相互的，物体A受到的水平拉力
F1=F拉1=250N
因为物体A匀速直线运动，所以A物体所受摩擦力
A错误；
B．在物体B下加挂重为90N的物体C后，滑轮组绳子末端受到的拉力
F拉2（G轮+GC+GB）（50N+90N+700N）=280N
由于力的作用相互的，物体A受到向右的拉力
F右=F拉2=280N
因为物体A对桌面的压力、接触面的粗糙程度不变，所以物体A受到摩擦力不变，还是250N，
此时物体A受到向左的拉力F、向右的拉力F右、向右的摩擦力f，因为物体A向左匀速直线运动，所以可得
F=F右+f=280N+250N=530N
B正确；
C．物体A左移的速度
拉力做功功率
C错误。
故选B。
2．C
【详解】
A．根据公式
故A错误；
B．对物块受力分析，根据牛顿第二定律
代入数据解得
根据公式
代入数据解得
C．根据公式
代入数据解得物块到达底端的速度为
物块滑到斜面底端时重力的瞬时功率为
故C正确；
D．物块从斜面顶端滑到底端的过程中重力的平均功率为
故D错误。
故选C。
3．C
【详解】
汽车先在车库内的地面上做匀速运动速度为v，则
P=fv
当驶上斜坡时，根据
可知功率不变，则加速度a沿斜面向下，汽车做加速度减小的减速运动，最终加速度为零时，根据
可知最终的速度小于刚驶上斜坡时的速度v ；汽车驶出斜坡到达地面时，根据
可知汽车做加速度减小的加速运动，直到加速度为零时，即
P=fv
时做匀速运动，此时的速度等于在车库地面上的速度。
故选C。
4．B
【详解】
动车组总质量不变，所受阻力不变，动车组最大速率运行时为匀速，牵引力等于阻力。若再把第3、7节车厢改为动车，则功率变为原来的2倍，根据
可知，功率变为原来2倍，动车组最大速率也变为原来的2倍，即360km/h。ACD错误，B正确。
故选B。
5．D
【详解】
A．鸽子做匀速直线运动，处于平衡状态，A错误；
B．鸽子重力功率为
B错误；
CD．由平衡条件可知，空气对鸽子的作用力F大小等于mg，方向竖直向上，C错误，D正确。
故选D。
6．D
【详解】
AB．设在最高点，绳子与竖直方向的夹角为，在沿着绳子方向，由平衡条件得
沿垂直绳子方向有
得
故AB错误；
C．在最低点，小明的速度方向与重力方向垂直，小明所受重力的功率为零，为最小，故C错误；
D．在最低点，小明的速度最大，根据
得
可知在最低点，绳中的拉力最大，故D正确。
故选D。
7．C
【详解】
C．依题意，汽车受到的阻力
前5s内汽车的加速度由图可得
根据牛顿第二定律
求得汽车的牵引力
故C正确；
A．在末汽车达到额定功率，有
故A错误；
D．当牵引力等于阻力时，汽车达到最大速度，则最大速度
故D错误。
B．当汽车速度为15m/s时，此时汽车受到的牵引力为
根据牛顿第二定律有
代入数据可得此时的加速度大小为
故B错误。
故选C。
8．C
【详解】
A．t =3s时，速度为负值，表示方向沿x轴负方向，故A错误；
B．v―t图象中图线与时间轴围成的面积表示位移，所以0~3s内，小车的位移
平均速度
故B错误；
C．v- t图象斜率表示加速度，第1s内和第4s内图象平行，斜率相同，加速度大小相等，方向相同，故C正确；
D．第2s内，合力为负方向，位移为正方向，合力做负功。第3s内，合力为负方向，位移为负方向，合力做正功，所以合力对小车做的功不相同，故D错误。
故选C。
9．B
【详解】
设每节动车的功率为P，每节车厢受阻力为f，若列车在平直的轨道上采用4动4拖模式匀速行驶的速率为v0，则
4P=8fv0=8kv02
若某时刻改为采用1动7拖模式后，功率变为P，则根据P=Fv可知，此时牵引力小于阻力，动车组做减速运动，随速度的减小，牵引力变大，根据
8f-F=8ma
可知，加速度减小，当加速度减为零时，则
P=8fv′=8kv′2
则
故选B。
10．A
【详解】
A．据重力做功的特点可知，重力做功为mgL，A正确；
B．悬线拉力方向始终与速度方向垂直，故悬线拉力不做功，B错误；
CD．由于空气阻力的方向始终与运动方向相反，利用微元法可得，空气阻力做功为
CD错误。
故选A。
11．B
【详解】
A．动车的功率恒定，根据
P＝Fv
可知v增大，动车的牵引力减小，受到的合力
F合＝F﹣f
将减小，A错误；
B．在整个运动过程中，根据动能定理可得
解得
B正确；
CD．根据牛顿第二定律可知
F﹣f＝ma
由于牵引力F减小，则动车的加速度减小，所以动车做加速度减小的变加速运动，其平均速度，CD错误。
故选B。
12．C
【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。
13．CD
【详解】
A．对动车由牛顿第二定律有
若动车组在匀加速启动，即加速度恒定，但
随速度增大而增大，则牵引力也随阻力增大而变大，故A错误；
B．若四节动力车厢输出功率均为额定值，则总功率为4P，由牛顿第二定律有
故可知加速启动的过程，牵引力减小，阻力增大，则加速度逐渐减小，故B错误；
C．若四节动力车厢输出的总功率为，则动车组匀速行驶时加速度为零，有
而以额定功率匀速时，有
联立解得
故C正确；
D．若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间达到最大速度，由动能定理可知
可得动车组克服阻力做的功为
故D正确。
故选CD。
14．BCD
【详解】
A．由v-t图象看出，物体在2s-6s做匀速直线运动，则有
由速度图象可知，0-2s物体加速度为
由牛顿第二定律得
代入解得
A错误；
B．由
得
B正确；
C．前2s内通过的位移为
在2s内推力做的功为
C正确；
D．物体在6s内的运动的位移为
D正确。
故选BCD。
15．BCD
【详解】
AB．因为μC．滑动摩擦力向上，位移向下，摩擦力做负功，C正确；
D．对物块A，划痕的长度等于A的位移减去传送带的位移，由牛顿第二定律得
解得
由匀变速直线运动位移-时间的关系得
解得
传送带运动位移
A对传送带的划痕长度为
对物块B，划痕长度等于B的位移加上传送带的位移，同理得出B对传送带的划痕长度为
D正确。
故选BCD。
16．（1）0；0；600J；-500J；（2）100J
【详解】
（1）因为在竖直方向上没有位移，所以重力做的功为0，支持力做的功为0，拉力做的功为
滑动摩擦力做的功为
（2）各力对雪橇做的总功为
17．（1）0.8m/s2；（2）5.55s；（3）-248.3J
【详解】
（1）根据牛顿第二定律可知
解得
（2）小包裹做匀减速直线运动，用时
在传动带上滑动的距离为
共速后做匀速运动的时间为
所以小包裹通过传送带的时间为
（3）匀减速运动时摩擦力对包裹做功
W1=－μmgx1cosα=－93.5J
匀速运动时摩擦力对包裹做功
W2=－mgsinα（L－x1）=－154.8J
摩擦力对包裹做总功
W=W1+W2=－248.3J