专题突破练(五) 功、功率和功能关系（Word练习）-【优化指导】2023高考物理二轮复习高中总复习·第2轮（新教材 多选版）

专题突破练(五)　功、功率和功能关系 1．(2021·山东卷)如图所示，粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆，一端可绕竖直光滑轴O转动，另一端与质量为m的小木块相连。木块以水平初速度v0出发，恰好能完成一个完整的圆周运动。在运动过程中，木块所受摩擦力的大小为(　　) A．　　　　　　 B． C． D． B　解析：在运动过程中只有摩擦力做功，且摩擦力做功与路径有关，根据动能定理有－f·2πL＝0－mv，可得摩擦力f＝，选B。 2．(2021·湖北武汉一模)动车组是几节自带动力的车辆(动车)加几节不带动力的车辆(拖车)编成一组，如图所示。假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等。若1节动车加4节拖车编成的动车组的最大速度为120 km/h，则3节动车加7节拖车编成的动车组的最大速度为(　　) A．140 km/h B．160 km/h C．180 km/h D．200 km/h C　解析：设每节动车的额定功率为P，每节动车(或拖车)所受阻力为f，则1节动车和4节拖车的最大速度v＝＝120 km/h，则3节动车和7节拖车的最大速度v1＝＝180 km/h，C正确。 3．(2020·浙江卷)(多选)如图所示，系留无人机是利用地面直流电源通过电缆供电的无人机，旋翼由电动机带动。现有质量为20 kg、额定功率为5 kW的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升，经过200 s到达100 m高处后悬停并进行工作。已知直流电源供电电压为400 V，若不计电缆的质量和电阻，忽略电缆对无人机的拉力，则(　　) A．空气对无人机的作用力始终大于或等于200 N B．直流电源对无人机供电的额定电流为12.5 A C．无人机上升过程中消耗的平均功率为100 W D．无人机上升及悬停时均有部分功率用于对空气做功 BD　解析：无人机先向上加速后减速，最后悬停，则空气对无人机的作用力先大于200 N后小于200 N，最后等于200 N，A错误；直流电源对无人机供电的额定电流I＝＝ A＝12.5 A，B正确；若空气对无人机的作用力为F＝mg＝200 N，则无人机上升过程中消耗的平均功率＝＝ W＝100 W，但是由于空气对无人机向上的作用力不是一直为200 N，C错误；无人机上升及悬停时，螺旋桨会使周围空气产生流动，则会有部分功率用于对空气做功，D正确。 4．(2021·江苏南通一模)如图所示，是一种清洗车辆用的手持式喷水枪。若已知水枪口的横截面积为S，水的密度为ρ。设水以恒定的速率v源源不断地从枪口喷出，关于水枪工作时功率的大小，下列判断正确的是(　　) A．与S成反比 B．与v成正比 C．与v2成正比 D．与v3成正比 D　解析：根据动能定理，水枪对水做功等于水获得的动能，则时间t内喷出水的质量为m＝ρV＝ρSL＝ρSvt， Ek＝mv2，P＝＝＝＝ρSv3，故D正确。 5．(2020·江苏卷)如图所示，一小物块由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上。斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数。该过程中，物块的动能Ek与水平位移x关系的图像是(　　) A　解析：由题意可知设斜面倾角为θ，动摩擦因数为μ，则物块在斜面上下滑水平距离x时根据动能定理有mgx tan θ－μmg cos θ·＝Ek，整理可得(mg tan θ－μmg)x＝Ek，即在斜面上运动时动能与x成线性关系；当小物块在水平面运动时有μmgx＝Ek，即在水平面运动时动能与x也成线性关系；综上分析可知A正确。 6．(2022·福建厦门二模)如图甲所示，飞檐是中国传统建筑的重要表现之一，通过檐部上的特殊构造，不但扩大了采光面、有利于排水，还增添了建筑物的美感。现把飞檐看成一个弯曲轨道AB，轨道的最低点B的切线沿水平方向，如图乙所示。现有几颗松果以不同初速度先后从A点沿轨道滑下，从B点飞出落到水平地面上。空气阻力不计，松果之间不发生相互碰撞，则(　　) A．松果从A点运动到B点的过程，某时刻所受合力可能等于0 B．松果从A点运动到B点的过程，重力所做的功小于动能变化量 C．所有松果从B点飞出落到水平地面上的运动时间相等 D．所有松果从B点飞出落到水平地面上的运动位移大小相等 C　解析：松果从A点运动到B点的过程，松果做曲线运动，所受合力不为零，故A错误；松果从A点运动到B点的过程，受到摩擦力作用，由动能定理得WG－Wf＝ΔEk，即重力所做的功大于动能变化量，故B错误；松果从B点飞出后做平抛运动，则飞出落到水平地面上的运动时间均为t＝，故C正确；因为松果以不同初速度先后从A点沿轨道滑下，所以从B点飞出时水平方向初速度不相等，又因为所有松果从B点飞出落到水平地面上的运动时间相