高考物理一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)規(guī)范練15 功和功率（含解析）新人教版-新人教版高三物理試題

考點(diǎn)規(guī)范練15功和功率一、單項(xiàng)選擇題1.如圖所示,木塊B上表面是水平的,木塊A置于B上,并與B保持相對靜止,一起沿固定的光滑斜面由靜止開始下滑,在下滑過程中()A.A所受的合力對A不做功B.B對A的彈力做正功C.B對A的摩擦力做正功D.A對B做正功答案:C解析:A、B一起沿固定的光滑斜面由靜止開始下滑,加速度為gsinθ。由于A速度增大,由動能定理可知,A所受的合力對A做正功,B對A的摩擦力做正功,B對A的彈力做負(fù)功,選項(xiàng)A、B錯誤,C正確;A對B不做功,選項(xiàng)D錯誤。2.如圖所示,一質(zhì)量為m,長度為l的均勻柔軟細(xì)繩PQ豎直懸掛。用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點(diǎn),M點(diǎn)與繩的上端P相距13l。重力加速度大小為g。在此過程中,外力做的功為(A.19mgl B.1C.13mgl D.1答案:A解析:根據(jù)題意,此過程中外力做的功等于細(xì)繩增加的重力勢能,MQ的下半部分質(zhì)量為m3的重心升高了l3,故增加的重力勢能為ΔEp=mg3×l3=3.(2019·廣東茂名五校聯(lián)考)一物塊在光滑水平面上處于靜止?fàn)顟B(tài),某時(shí)刻起受到方向水平向右、大小為3N的拉力F1和水平向左的拉力F2作用,F2從6N隨時(shí)間均勻減小到零。該過程中,拉力F1的瞬時(shí)功率P隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像可能是下面四幅圖中的()答案:B解析:依題意,F2從6N逐漸減小到零,則物體所受合外力先從方向向左、大小為3N逐漸減小到0,然后反向從零逐漸增大到3N,由牛頓第二定律可知:物體的加速度先逐漸減小到零,然后再從零反向逐漸增大,結(jié)合運(yùn)動的方向與加速度的關(guān)系可知,物體先做加速度減小的加速運(yùn)動,然后做加速度增大的減速運(yùn)動。根據(jù)速度圖像的斜率等于加速度可知,速度圖像的斜率先減小后增大。根據(jù)瞬時(shí)功率的表達(dá)式P=Fv,由于拉力F1保持不變,可知拉力F1的瞬時(shí)功率先增大后減小,其變化的規(guī)律與速度變化的規(guī)律是相同的,所以瞬時(shí)功率—時(shí)間圖像的斜率先減小后增大,選項(xiàng)B正確,A、C、D錯誤。4.A、B兩物體的質(zhì)量之比mA∶mB=2∶1,它們以相同的初速度v0在水平面上做勻減速直線運(yùn)動,直到停止,其速度—時(shí)間圖像如圖所示。那么,A、B兩物體所受摩擦阻力之比FA∶FB與A、B兩物體克服摩擦阻力做功之比WA∶WB分別為()A.2∶1,4∶1 B.4∶1,2∶1C.1∶4,1∶2 D.1∶2,1∶4答案:B解析:由v-t圖像可知aA∶aB=2∶1,又由F=ma,mA∶mB=2∶1,可得FA∶FB=4∶1;又由題圖中面積關(guān)系可知A、B位移之比xA∶xB=1∶2,由做功公式W=Fx,可得WA∶WB=2∶1,故選B。5.如圖所示,水平地面上有一傾角為θ的三角形斜面體,其質(zhì)量為m0,上表面粗糙,下表面光滑。質(zhì)量為m的滑塊,放在斜面上能保持靜止?，F(xiàn)用從零開始緩慢增大、方向水平向右的外力F作用在斜面體上,直到滑塊與斜面體發(fā)生相對運(yùn)動為止。對該過程中滑塊受到的各力的分析,正確的是()A.斜面對滑塊的支持力一直不做功B.滑塊受到的摩擦力一直做負(fù)功C.斜面對滑塊的支持力始終等于mgcosθD.當(dāng)F大于(m0+m)gtanθ之后,支持力大于mg答案:D解析:支持力始終垂直斜面向上,與滑塊的位移的夾角小于90°,支持力始終做正功,A錯誤;當(dāng)F等于(m0+m)gtanθ時(shí),滑塊受到的靜摩擦力等于零,當(dāng)F大于(m0+m)gtanθ之后,滑塊受到的靜摩擦力沿斜面向下,此后過程中靜摩擦力一直做正功,B錯誤;當(dāng)F不等于零之后,整體有水平加速度,在垂直斜面向上的方向上有分加速度,支持力始終大于mgcosθ,C錯誤;當(dāng)F等于(m0+m)gtanθ時(shí),滑塊恰好只受到重力、支持力而向右做勻加速直線運(yùn)動,支持力的豎直分力等于mg,當(dāng)F大于(m0+m)gtanθ之后,滑塊還受到沿著斜面向下的摩擦力,故支持力的豎直分力必須大于mg,所以支持力始終大于mgcos6.如圖所示,傳送帶AB傾角是α,傳送帶上的可看作質(zhì)點(diǎn)的小物塊質(zhì)量是m,物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ<tanα?，F(xiàn)給在B位置的小物塊一個沿傳送帶向上的初速度v0,傳送帶速度為v,方向未知。在傳送帶上摩擦力對物塊做功的最大功率是()A.μmg(v0-v)cosα B.μmgv0cosαC.μmgvcosα D.μmg(v0+v)cosα答案:B解析:因?yàn)棣?lt;tanα,即μmgcosα<mgsinα,不論傳送帶如何轉(zhuǎn)動,物塊在傳送帶上都做減速運(yùn)動,故摩擦力對物塊做功的最大功率在剛放上瞬間,功率最大為P=μmgv0cosα,故B正確。7.(2018·青海西寧調(diào)研)如圖所示,一輛貨車通過光滑輕質(zhì)定滑輪提升一箱貨物,貨箱質(zhì)量為m0,貨物質(zhì)量為m,貨車以速度v向左勻速運(yùn)動,將貨物提升高度h,則()A.貨物向上做勻速運(yùn)動B.箱中的物體對箱底的壓力小于mgC.圖示位置時(shí)貨車?yán)Φ墓β蚀笥?m0+m)gvcosθD.此過程中貨車?yán)ψ龅墓?m0+m)gh答案:C解析:貨物向上運(yùn)動的速度和貨車速度沿著繩子方向的分量相等,即v1=vcosθ,由于θ不斷減小,故v1增大,貨物向上做加速運(yùn)動,A錯誤;貨箱和貨物的加速度向上,處于超重狀態(tài),故箱中的物體對箱底的壓力大于mg,繩子對貨箱和貨物的拉力大于(m0+m)g,故拉力功率P>(m0+m)·gvcosθ,B錯誤,C正確;由功能關(guān)系知此過程中貨車?yán)ψ龅墓Φ扔谪浵浜拓浳镎w動能的增加量和重力勢能的增加量,大于(m0+m)gh,故D錯誤。二、多項(xiàng)選擇題8.如圖所示,B物體在拉力F的作用下向左運(yùn)動,在運(yùn)動過程中,A、B之間有相互作用的摩擦力,關(guān)于這對摩擦力做功的情況,下列說法正確的是()A.A、B都克服摩擦力做功 B.摩擦力對A不做功C.摩擦力對B做負(fù)功 D.摩擦力對A、B都不做功答案:BC解析:對A、B受力分析如圖所示,物體A在Ff2作用下沒有位移,所以摩擦力對A不做功,故B正確;對物體B,Ff1與位移夾角為180°,做負(fù)功,故C正確,A、D錯誤。9.(2019·山西四校聯(lián)考)如圖所示,擺球質(zhì)量為m,懸繩長為l,把懸線拉到水平位置后放手。設(shè)在擺球從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中空氣阻力F阻的大小不變,重力加速度大小為g。則下列說法正確的是()A.重力做功為mglB.繩的拉力做功為mglC.空氣阻力F阻做功為-mglD.空氣阻力F阻做功為-F阻·12π答案:AD解析:小球下落l的過程中,重力做功為mgl,選項(xiàng)A正確;繩的拉力始終與速度方向垂直,拉力做功為0,選項(xiàng)B錯誤;空氣阻力F阻大小不變,方向始終與速度方向相反,故空氣阻力F阻做功為W=-F阻·12πl(wèi)10.如圖所示,小球套在光滑的豎直桿上,輕彈簧一端固定于O點(diǎn),另一端與小球相連?，F(xiàn)將小球從M點(diǎn)由靜止釋放,它在下降的過程中經(jīng)過了N點(diǎn)。已知在M、N兩點(diǎn)處,彈簧對小球的彈力大小相等,且∠ONM<∠OMN<π2。在小球從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)的過程中(A.彈力對小球先做正功后做負(fù)功B.有兩個時(shí)刻小球的加速度等于重力加速度C.彈簧長度最短時(shí),彈力對小球做功的功率為零D.小球到達(dá)N點(diǎn)時(shí)的動能等于其在M、N兩點(diǎn)的重力勢能差答案:BCD解析:如圖所示,小球沿桿下滑要經(jīng)過彈簧處于壓縮狀態(tài)的M點(diǎn)、壓縮量最大點(diǎn)P點(diǎn)、原長處Q點(diǎn)和伸長狀態(tài)N點(diǎn),根據(jù)題意可知M點(diǎn)和N點(diǎn)彈簧形變量相同,從M點(diǎn)到P點(diǎn),彈力方向向左上,做負(fù)功,從P點(diǎn)到Q點(diǎn),彈力方向向左下,做正功,從Q點(diǎn)到N點(diǎn),彈力方向向右上,做負(fù)功,所以,整個過程彈力對小球先做負(fù)功,再做正功,后做負(fù)功,A選項(xiàng)錯誤;在P點(diǎn),彈力方向與桿垂直,在Q點(diǎn),彈力為零,這兩個點(diǎn)加速度等于重力加速度,B選項(xiàng)正確;在P點(diǎn)彈簧長度最短,彈力方向與桿垂直,即彈力方向與小球速度方向垂直,故彈力的功率為零,C選項(xiàng)正確;從M點(diǎn)到N點(diǎn),小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,M、N兩點(diǎn)的彈性勢能相等,故重力勢能差等于動能的變化,即小球到達(dá)N點(diǎn)時(shí)的動能,D選項(xiàng)正確。11.如圖甲所示,物體受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直線運(yùn)動。通過力傳感器和速度傳感器監(jiān)測到推力F、物體速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示。g取10m/s2。則()A.物體的質(zhì)量m=1.0kgB.物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.20C.第2s內(nèi)物體克服摩擦力做的功W=2.0JD.前2s內(nèi)推力F做功的平均功率P=1.5W答案:CD解析:第2s內(nèi),根據(jù)速度—時(shí)間圖像可知,物體的加速度為2m/s2,第3s內(nèi),物體做勻速直線運(yùn)動,F=Ff=2N,所以根據(jù)牛頓第二定律得3N-μmg=m·2m/s2,2N=μmg,解得m=0.5kg,μ=0.40,A、B選項(xiàng)錯誤;第2s內(nèi)物體運(yùn)動的位移為1m,摩擦力為2N,克服摩擦力做的功W=2.0J,C選項(xiàng)正確;前2s內(nèi)推力F做功為3J,平均功率P=1.5W,D選項(xiàng)正確。三、非選擇題12.(2019·浙江卷)小明以初速度v0=10m/s豎直向上拋出一個質(zhì)量m=0.1kg的小皮球,最后在拋出點(diǎn)接住。假設(shè)小皮球在空氣中所受阻力大小為重力的110(1)小皮球上升的最大高度;(2)小皮球從拋出到接住的過程中重力和空氣阻力所做的功;(3)小皮球上升和下降的時(shí)間。答案:(1)5011m(2)0-1011J(3)解析:(1)在上升過程中mg+Ff=ma1a1=11m/s2上升的高度h=v0(2)重力做功WG=0空氣阻力做功Wf=-Ff·2h=-1011(3)上升的時(shí)間t1=v0在下降過程中mg-Ff=ma2或a2=9m/s2h=12a2t2=101113.如圖甲所示,某同學(xué)用輕繩通過定滑輪提升一重物,運(yùn)用傳感器(未在圖中畫出)測得此過程中不同時(shí)刻被提升重物的速度v與對輕繩的拉力F,并描繪出v-1F圖像。假設(shè)某次實(shí)驗(yàn)從靜止開始提升重物,所得的圖像如圖乙所示,其中線段AB與縱軸平行,它反映了被提升重物在第一個時(shí)間段內(nèi)v和1F的關(guān)系;線段BC的延長線過原點(diǎn),它反映了被提升重物在第二個時(shí)間段內(nèi)v和1F的關(guān)系;第三個時(shí)間段內(nèi)拉力F和速度v均為C點(diǎn)所對應(yīng)的值且大小保持不變,因此圖像上沒有反映。實(shí)驗(yàn)中還測得重物由靜止開始經(jīng)過t=1.4s,速度增加到vC=3.0m/s,此后物體做勻速運(yùn)動。重力加速度g(1)求第一個時(shí)間段內(nèi)重物