优化集训11　功与功率--2026物理学考专题练（含解析）

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2026物理学考专题练
优化集训11　功与功率
基础巩固
1.关于功率,下列说法正确的是(　　)
A.由P=Fv可知,物体运动越快,功率越大
B.由P=Fvcos θ可知,若某一时刻力大、速率也大,而功率不一定大
C.由P=可知,力做功越多,功率就越大
D.由W=Pt可知,功率越大,力做功越多
2.重为500 N的物体放在水平地面上,在大小为F=500 N,方向与水平面成α=37°斜向上的拉力作用下前进 l=10 m。sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。在此过程中力F做的功为(　　)
A.4 000 J B.-4 000 J
C.-400 J D.400 J
3.如图所示,某同学到超市购物后由于赶时间,用大小为20 N、方向与水平面成60°角斜向上的拉力拉购物篮,以1 m/s2的加速度在水平地面上从静止开始匀加速前进(加速时间大于3 s),则(　　)
A.前2 s内拉力所做的功为40 J
B.前2 s内拉力的平均功率为20 W
C.2 s末拉力做功的瞬时功率为20 W
D.由于阻力大小未知,拉力的功率不能确定
4.如图所示,一箱苹果在水平地面上向右做匀减速直线运动,对于箱子正中央的一只苹果,它周围苹果对它作用力的合力 (　　)
A.对这只苹果不做功 B.对这只苹果做正功
C.对这只苹果做负功 D.无法确定
5.(2021年浙江7月学考)如图所示,小郑同学正在垫排球。排球离开手臂后先竖直向上运动,再落回原位置,则此过程中(　　)
A.重力对排球所做总功为零
B.空气阻力对排球所做总功为零
C.重力对排球先做正功再做负功
D.空气阻力对排球先做正功再做负功
6.小华去外婆家时发现有驴拉磨磨玉米面,如图甲所示。假设驴拉磨的平均用力大小为800 N,运动的半径为1.25 m,如图乙所示。则驴拉磨转动一周所做的功为(π取3)(　　)
A.0 B. 3000 J
C.6 000 J D.12 000 J
7.关于功率的概念,下面的说法正确的是(　　)
A.功率是描述力对物体做功多少的物理量
B.由P=可知,功率与时间成反比
C.由P=Fv可知只要F不为零,v也不为零,那么功率P就一定不为零
D.某个力对物体做功越快,它的功率就一定大
8.一人乘电梯从顶楼下降到底楼,在此过程中经历了先加速、后匀速、再减速的运动过程,则电梯对人的支持力做功情况是(　　)
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,匀速和减速时都做负功
C.始终做负功
D.始终做正功
9.仰卧起坐是《国家学生体质的健康标准》中规定的女生测试项目之一。若某女生一分钟内做了50个仰卧起坐,其质量为50 kg,上半身质量为总质量的0.6倍,仰卧起坐时下半身重心位置不变,g取10 m/s2。则测试过程中该女生克服重力做功的平均功率约为 (　　)
A.10 W B.40 W C.100 W D.200 W
10.某潜水器自重5×103 kg,主要用于深海搜寻和打捞等。若在某次作业中,潜水器将4×103 kg的高密度重物从3 000 m深的海底一起匀速提升到了海面,已知提升过程中潜水器的机械功率恒为180 kW,水对潜水器的浮力和阻力相互平衡,影响可以忽略不计,g取10 m/s2,则提升的时间约为(　　)
A.0.5×103 s B.1.0×103 s
C.1.5×103 s D.2.0×103 s
11.一质量为5 000 kg的汽车,以额定功率由静止启动,它在水平面上运动时所受的阻力为车重的,发动机额定功率为50 kW,则汽车在此路面上行驶的最大速度为(　　)
A.5 m/s B.7 m/s
C.8 m/s D.10 m/s
12.静止在粗糙水平面上的物块在水平向右的拉力作用下做直线运动,t=4 s时停下,其v-t图像如图所示,已知物块与水平面间的动摩擦因数处处相同,则下列判断正确的是(　　)
A.整个过程中拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功
B.整个过程中拉力做的功等于零
C.t=2 s时刻拉力的瞬时功率在整个过程中最大
D.t=1 s到t=3 s这段时间内拉力不做功
能力提高
13.(2025浙江温州高一期中)如图所示,用大小为10 N的水平恒力F拉着质量为m=2 kg的物体沿水平面从A运动到B的过程中,下列说法正确的是(　　)
A.若物体与地面间摩擦力越大,F做功越多
B.若物体与地面间摩擦力越大,F做功的功率越大
C.若物体原本具有的向右初速度越大,F做功越少
D.若物体原本具有的向右初速度越大,F做功的功率越大
14.质量为2 kg的物块在同一竖直平面内的几个共点力作用下处于静止状态。现将其中一个力的大小由5 N 突然增大到7 N,其他力保持不变,则在3 s末,该力的瞬时功率为(　　)
A.6 W B.15 W
C.21 W D.36 W
15.如图所示,配送机器人作为新一代配送工具,最多配备30个取货箱,可以做到自动规避道路障碍与往来车辆行人,做到自动化配送的全场景适应。该配送机器人机身净质量为350 kg,最大承载质量为200 kg,在正常行驶中,该配送机器人受到的阻力约为总重力的,刹车过程中,受到的刹车片阻力大小恒为550 N,满载时最大速度可达18 km/h,重力加速度g取10 m/s2,则该机器人在配送货物过程中,下列说法正确的是(　　)
A.该配送机器人的额定功率为5 500 W
B.该配送机器人以额定功率启动时,先做匀加速运动,后做变加速运动直至速度达到最大速度
C.满载情况下以额定功率启动,当速度为7.2 km/h时,该配送机器人的加速度大小为1 m/s2
D.空载时以额定功率行驶遇到红灯,从最大速度开始减速到停止运动,所需时间约为3.1 s
16.(2025浙江舟山高一期中)如图甲所示,用起重机起吊质量为m的重物,重物上升过程中速度的二次方v2与上升高度h的关系图像如图乙所示,重力加速度为g,则重物上升过程中,下列说法正确的是(　　)
A.重物加速上升的时间为
B.起重机对重物做功的最大瞬时功率为mgv0
C.重物上升过程中,克服重力做功的平均功率为mgv0
D.重物加速上升时,起重机对重物做正功,减速上升时,起重机对重物做负功
17.如图所示为某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置。当太阳光照射到小车上方的光电板时,光电板中产生的电流经电动机带动小车前进。若质量为m的小车在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速行驶,经过时间t前进的距离为s,且速度达到最大值vmax。设这一过程中电动机的功率恒为P,小车所受阻力恒为F,那么这段时间内 (　　)
A.小车做匀加速运动
B.小车受到牵引力逐渐增大
C.小车受到的合力所做的功为Pt
D.小车受到的牵引力做的功为Fs+
参考答案
1.B　解析 功率由物体运动的速度、力,以及力与速度方向夹角的余弦共同决定,可知,物体运动快,即速度大,功率不一定越大,故A错误;由P=Fvcos θ可知,若某一时刻力大、速率也大,若力与速度方向夹角的余弦很小,功率也可能很小,即功率不一定大,故B正确;由P=可知,力做功越多,功率不一定就越大,还与时间有关,故C错误;由W=Pt可知,功率越大,力做功不一定越多,还与时间有关,故D错误。
2.A　解析 拉力大小为500 N,位移的大小为10 m,所以拉力做的功的大小为W=Flcos α=500×10×0.8 J=4 000 J,故选A。
3.C　解析 该同学前2 s内前进的距离为x=at2=2 m,拉力所做的功为W=Fxcos 60°=20 J,故A错误;前2 s内拉力的平均功率为=10 W,故B错误;2 s末购物篮的速度为v=at=2 m/s,则2 s末拉力做功的瞬时功率为P=Fvcos 60°=20 W,故C正确;虽阻力大小未知,但拉力大小、拉力与运动方向夹角已知,且运动速度和位移可算出,故拉力的功率可算出,故D错误。
4.C　解析 苹果箱在水平地面上向右做匀减速直线运动,加速度向左,则对于箱子正中央的一只苹果,它周围苹果对它作用力的合力有水平向左的分力和竖直向上与重力平衡的分力,因此合力方向左上,因位移向右,可知它周围苹果对它作用力的合力对这只苹果做负功,故选C。
5.A　解析 重力做功与路径无关,取决于起点、终点的高度差,排球落回原位置,高度差为零,所以重力做功为零,选项A正确,C错误;排球向上时,空气阻力做负功,下落时,空气阻力做负功,所以选项B、D错误。
6.C　解析 由于F的方向始终与作用点的速度方向一致,因此可把圆周划分成很多小段研究,当各小段的弧长Δli足够小(Δli→0)时,在这Δli内F的方向几乎与该小段的位移方向重合,故WF=F·Δl1+F·Δl2+F·Δl3+…=F·2πR=6 000 J,故C正确。
7.D　解析 功率是描述力对物体做功快慢的物理量,A错误;P=是功率的比值法定义式,B错误;P=Fv的适用条件是F与v在同一方向上,如果二者垂直,F不为零,v也不为零,那么功率P却为零,C错误,D正确。
8.C　解析 根据力对物体做功的定义W=Flcos θ(其中公式中θ是力F与位移l间的夹角),可知若0°≤θ<90°,则力F做正功;若θ=90°,则力F不做功;若90°<θ≤180°,则力F做负功(或者说物体克服力F做了功)。人乘电梯从顶楼下降到底楼,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,与位移方向相反,即θ=180°,所以支持力始终做负功,C正确。
9.C　解析 设该同学身高1.6 m,上半身高度约0.64 m,每次上半身重心上升距离约为0.32 m,则每次克服重力做功为W=0.6mgh=0.6×50×10×0.32 J=96 J,则功率P= W=80 W,该女生克服重力做功的平均功率约为80 W,C与其最接近,故C符合题意。
10.C　解析 由题可知,重物匀速运动,其速度为v= m/s=2 m/s,运动的时间为t= s=1.5×103 s。故选C。
11.D　解析 当汽车以额定功率启动时,做加速度减小的加速运动,当加速度减到零时,速度最大,此时牵引力等于阻力,即F=Ff=kmg=×5 000×10 N=5 000 N;此时的最大速度为vmax= m/s=10 m/s,选项D正确。
12.A　解析 对物块运动全过程应用动能定理得WF-Wf=0,故A正确,B错误;物块在加速运动过程中受到的拉力最大,故t=2 s时拉力的瞬时功率不是整个过程中拉力功率的最大值,C错误;t=1 s到t=3 s这段时间内,拉力与摩擦力平衡,拉力做正功,D错误。
13.D　解析 物体从A到B的距离恒定,F大小恒定,根据W=Fl,可知F做的功一样多,故A、C错误;若物体与地面间摩擦力越大,根据牛顿第二定律得F-Ff=ma,结合l=at2,可知摩擦力越大,则所用时间越多,根据P=,可知F做功的功率越小,故B错误;根据l=v0t+at2,可知物体原本具有的向右初速度越大,则所用时间越少,根据P=,可知F做功的功率越大,故D正确。
14.C　解析 将其中一个力的大小由5 N突然增大到7 N,而其他力保持不变,则物体所受的合力为2 N,由牛顿第二定律得a==1 m/s2,在3 s末物块的速度v=at=3 m/s,则该力的瞬时功率P=Fv=7×3 W=21 W,故C正确。
15.D　解析 该配送机器人满载情况下达到最大速度时功率为P=Fvm=F阻vm=×10× W=2 750 W,故A错误;该配送机器人以额定功率启动时,先做加速度减小的变加速运动,直至达到最大速度,然后保持匀速运动,故B错误;配送机器人满载情况下以额定功率启动,当速度为7.2 km/h时,配送机器人受到的牵引力F1=,由牛顿第二定律有a=,联立代入数据可得a=1.5 m/s2,故C错误;该配送机器人空载时最大速度v1= m/s=7.86 m/s,减速时加速度大小为a1= m/s2=2.57 m/s2,所以从最大速度开始减速至零所需时间t==3.1 s,故D正确。
16.C　解析 由题图可知在0~h0高度范围内重物加速上升,且由于该高度范围内v2-h图像为直线,所以重物匀加速上升,则重物加速上升的时间为t1=,故A错误;v2-h图像的斜率表示加速度的2倍,则重物匀加速上升时的加速度大小为a=,根据牛顿第二定律可知重物匀加速上升时,起重机对重物的牵引力大小为F=mg+ma=mg+,当重物匀加速至速度大小为v0时,起重机对重物做功的瞬时功率最大,为Pmax=Fv0=mgv0+,故B错误;由图像的对称性可知重物匀减速上升的时间为t3=t1=,重物匀速上升的时间为t2=,重物上升过程中,克服重力做功的平均功率为mgv0,故C正确;重物上升时,起重机对重物的牵引力方向始终与速度方向相同,所以始终做正功,故D错误。
17.D　解析 小车行驶过程中,有P=F牵v,-F=ma,加速行驶,v增大,F牵减小,a减小,A、B错误;合力做功对应动能变化量,P为牵引力的功率,Pt为牵引力做的功,C错误;由W牵-WF=-0,WF=Fs,知W牵=Fs+,D正确。
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