专题04 功、功率及重力势能（5大题型+优选提升题）（上海专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高一物理下学期期中真题分类汇编

专题04 功、功率及重力势能 功定义及计算 “功”字拆开就是两个字：“工+力”。在力学中，你可以把做功的过程理解成力在工作的过程。从能量的角度看，力的工作过程，就是使物体上不同形式的能量发生转化的过程。有力作用在物体上，当物体在力的方向上发生位移时，称力对物体做了功。 1．(23-24高一下·上海七宝中学·期中)关于力做功，下列说法正确的是（　　） A．静摩擦力对物体做功一定为0 B．滑动摩擦力只能对物体做负功 C．一对滑动摩擦力做功的代数和一定小于零 D．物体运动的速度越大，作用在物体上的力的功率也越大 2．(23-24高一下·上海七宝中学·期中)力F对物体所做的功可由公式W=Flcosα求得。但用这个公式求功是有条件的，即力F必须是恒力。而实际问题中，有很多情况是变力在对物体做功，那么，用这个公式不能直接求变力的功，我们就需要通过其他的一些方法来求解变力所做的功。如图，对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力所做的功： （1）甲图中若F大小不变，物块从A到C过程中拉力F做的功为W= ；（距离用含字母的下标表示，如lAC） （2）乙图中，全过程F做的总功为 ； （3）丙图中，绳长为R，若空气阻力f大小不变，小球从A运动到B过程中空气阻力做的功W= ； （4）丁图中，F始终保持水平，且为恒力将小球从P拉到Q，F做的功为W= 。 3．(23-24高一下·上海七宝中学·期中)如图所示，一位质量m=50kg的滑雪运动员从高度h=30m的斜坡自由滑下（初速度为零）。斜坡的倾角θ=37°，滑雪板与雪面滑动摩擦因数μ=0.1，则运动员滑至坡底的过程中，求： （1）各个力所做的功分别是多少？ （2）合力做了多少功？（不计空气阻力，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8） 4．(23-24高一下·上海洋泾中学·期中)如图所示，物体A、B的质量相同，与地面的动摩擦因数也相同。在斜向下恒定的推力F作用下一起沿水平地面向右运动了一段位移s，则A对B的作用力大小 B对A的作用力大小，摩擦力对A、B所做功大小分别为Wf1和Wf2，则Wf1 Wf2（均填“>”“<”或“=”）。 5．(23-24高一下·上海第三女子中学·期中)如图所示，两个互相垂直的力和作用在同一物体上，使物体运动，物体发生一段位移后，力对物体做功为4J，力对物体做功为3J，则力与的合力对物体做功为（　　） A．7J B．5J C．3.5J D．1J 6．(23-24高一下·上海洋泾中学·期中)如图所示，足够长的倾角θ=37°的粗糙斜面固定在水平面上，一质量m=10kg的物体在平行于斜面向上的推力F=180N作用下，由底端从静止开始向上运动，已知物体与斜面间的动摩擦因数µ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2。 （1）求物体在推力F作用下向上运动的加速度大小； （2）若物体向上运动4m后撤去推力F，则物体从底端沿斜面运动到最高点过程中克服摩擦力做多少功？ 功率定义及意义 7．(23-24高一下·上海高桥中学·期中)功率的定义式为由此可得（　　） A．功率是描述做功多少的物理量 B．由定义式可求出在t时间内平均功率 C．功率与功成正比与时间成反比 D．由定义式可知功率方向与功的方向相同 8．(23-24高一下·上海甘泉外国语中学·期中)关于功率公式和，下列说法中正确的是（　　） A．由，只要知道W和t，就可求出任意时刻的功率 B．由可知，物体运动得越快，功率就一定越大 C．从知，汽车的功率与它的速度成正比 D．从知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比 9．(23-24高一下·上海交通大学附属中学·期中)水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为（），现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动，设F的方向与水平面夹角为，如图，在从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则可能的是（　　） A．F先减小后变大 B．F先增大后减小 C．F的功率减小 D．F的功率先增大后减小 机车的额定功率、阻力与最大速度 起重机 起重机是横架于车间、长裤和料场上空进行物料吊运的重要设备。 10．(23-24高一下·上海宜川中学·期中)各种大型的货运站中少不了悬臂式起重机。如图甲所示，某起重机的悬臂保持不动，可沿悬臂行走的天车有两个功能，一是吊着货物沿竖直方向运动，二是吊着货物沿悬臂水平方向运动。现天车吊着质量为100kg的货物正在沿水平方向以4m/s的速度向右匀速运动，同时又使货物竖直向上做匀加速运动，其竖直方向的速度时间关系图像如图乙所示： （1）货物的运动轨迹是图丙中的 （选填：A．抛物线P  B．抛物线Q）； （2）该运动是 （选填：A．匀变速运动    B．变速运动）； （3）2s末货物的速度大小为 m/s，货物所受的合力大小为 N。 11．(23-24高一下·上海宜川中学·期中)图甲是我国自主设计开发的全球最大回转自升塔式起重机，若起重机以恒定功率由静止开始做加速运动，经过一段时间恰好达到最大速度v。 （1）若不计其它阻力，牵引力大小的变化情况 （选填：A．一直变大  B．不变  C．一直减小） （2）这个过程的平均速度 （选填：A．>  B．=  C．<）。 12．(23-24高一下·上海宜川中学·期中)若起重机某次从t=0时刻由静止提升质量为m=200kg的物体，其a-t图像如图乙所示，5~10s内起重机的功率为额定功率，不计其它阻力，求： （1）起重机的额定功率； （2）起重机的最大速度多大？ （3）10s内起重机对物体做的功。（g取10m/s2）。 13．(23-24高一下·上海第三女子中学·期中)额定功率为80kW的汽车，在平直公路上行驶最大速度是20m/s，汽车质量，如果汽车从静止开始先做加速度为的匀加速直线运动，达到额定功率后以额定功率行驶，在运动过程中阻力不变，则： （1）汽车受到的阻力多大？ （2）汽车匀加速运动时受到的牵引力多大？ （3）汽车做匀加速直线运动的最大速度多大？ （4）汽车从静止开始运动11s的过程中牵引力做的功多大？ 14．(23-24高一下·上海交通大学附属中学·期中)某汽车匀速行驶时发动机和传动与变速系统内的功率分配关系如图所示。图中数据为车以的速率匀速行驶时的功率。汽车行驶时所受空气阻力与瞬时速率的关系为（k为恒量），所受路面的阻力fs大小恒定。求： （1）恒量k的单位（用国际单位制的基本单位表示）； （2）汽车以匀速运动时，发动机的输出功率； （3）汽车以匀速运动时受到的驱动力的大小； （4）若汽车发动机最大输出功率，水泵功率恒定，传动与变速系统因内部机件摩擦而损耗的功率与汽车的行驶速率成正比。通过计算说明该汽车能否以速率3匀速行驶。 15．(23-24高一下·上海高桥中学·期中)电动汽车： 某电动汽车的部分动力性能参数如表所示。若该汽车沿平直公路由静止开始做加速度a=1.5m/s2的匀加速直线运动，当车速达到v1=72km/h时，电机恰好以额定功率工作，此后电机的功率保持不变。假设行驶过程中汽车受到的阻力大小恒定。 动力电池容量（kW·h） 50 电机额定功率（kW） 100 整车质量（kg） 2000 （1）分析说明电机达到额定功率后，汽车的加速度和速度的变化情况。 （2）电机以额定功率工作时，汽车的最大速度为多少？ （3）该汽车充满电后，以上述方式运动的总时间为多少？ 机车以恒定加速度启动的过程及v-t图像 16．(23-24高一下·上海第三女子中学·期中)汽车在平直公路上以恒定的功率加速行驶，若受到的阻力大小不变，则它的牵引力F和加速度a的变化情况是（　　） A．F逐渐减小，a也逐渐减小 B．F逐渐增大，a逐渐减小 C．F逐渐减小，a逐渐增大 D．F逐渐增大，a也逐渐增大 17．一辆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v－t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，g取10m/s2，则（　　）    A．汽车在前5s内的阻力为200N B．汽车在前5s内的牵引力为6×103N C．汽车的额定功率为40 D．汽车的最大速度为20m/s 智能寻迹小车 智能寻迹小车上装有传感器，会自动识别并沿水平面内的黑色轨迹行驶，黑色轨迹上标有数值的短线为分值线。比赛时，小车从起点出发，以停止时车尾越过的最后一条分值线的分数作为得分。 18．(23-24高一下·上海杨思高级中学·期中)如图所示，小车沿水平黑色轨迹匀速率运动。 （1）经过圆弧上A、B两位置时的向心力由 提供； （2）其向心力大小分别为、，则有( ) A．    B．    C． 19．(23-24高一下·上海杨思高级中学·期中)如图所示，质量为m的小车以额定功率P从起点由静止沿水平黑色直线轨迹做加速运动，经过时间t，其车尾刚越过“60分”线时恰好达到最大速度，设小车受到的阻力大小f恒定。 （1）以下v-t图像中，正确反映汽车运动情况的是( ) A．     B． C．    D． （2）小车的最大速度为 ； （3）小车的速度大小为时，小车的加速度大小为 。 20．(23-24高一下·上海杨思高级中学·期中)如图所示为洗衣机甩干桶的简化示意图。已知圆桶的半径为r，内壁的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，此时衣物恰好不下滑。求： （1）请在下图中画出衣物的受力分析图；( ) （2）圆筒此时的角速度 。 21．(23-24高一下·上海杨思高级中学·期中)质量为1kg的小车静止在水平地面上，从时刻起，小车受到一个方向不变的水平拉力作用，小车运动的速度v与时间t的关系如图所示，已知2s时撤去水平拉力。求： （1）在0～4s内物体受到的摩擦力及克服摩擦力所做的功； （2）第1s内水平拉力做功的平均功率。 重力做功与重力势能的关系 22．(23-24高一下·上海高桥中学·期中)重40N的物体静止于倾角为30°的斜面体上，现物体随着斜面体—起匀速升高10m，该过程中重力对物体做功 J，摩擦力对物体做功 J。 23．(23-24高一下·上海交通大学附属中学·期中)如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，假设释放时的重力势能为0，则小球落到地面前瞬间的重力势能为（　　） A． B． C． D． 小球落到地面前瞬间的重力势能为 六、填空题 24．(23-24高一下·上海川沙中学·期中)一小球沿倾角的光滑斜面静止开始下滑，在第1秒内重力做功，在第2秒内重力做功；第1秒末重力的瞬时功率，第2秒末重力的瞬时功率。则 ， 。 25．(23-24高一下·上海交通大学附属中学·期中)一质量为50kg的人坐在30kg的雪橇上，人与雪橇相对静止，从静止开始沿着高度为15m、长为50m的斜坡滑下，到达底部时速度为10m/s。下滑过程中，重力对人做功等于 J；下滑过程中，阻力对整体做功的平均功率等于 W。（g=10m/s2） 26．(22-23高一下·上海曹杨第二中学·期中)如图所示，质量为m、长度为的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳子的下端Q缓慢地竖直向上拉起至点M，点M与绳子上端P相距，在此过程中，绳子的重力势能变化量为 ，绳子的重心移动的距离为 。 27．(22-23高一下·上海向明中学·期中)某高层建筑工人在一次险情中，将安全带系于腰部，从离地面某高度处通过钢丝绳先匀加速运动后匀减速运动安全着陆，如图所示是该工人运动全过程的v-t图像。已知工人的质量m=70kg，则下列说法正确的是（　　） A．发生险情处离地面的高度为50m B．加速下滑时钢丝绳对工人的拉力大小为240N C．整个过程中工人所受重力做功为31500J D．t=4s时工人处于失重状态 28．(20-21高一下·上海闵行区华东理工大学附属闵行科技中学·期中)如图所示，三个质量相同的物体静止于同一光滑水平面上，分别施三个不同方向的外力，使它们以相同的加速度运动了相同的时间，则三个力对物体做功的大小关系是（　　） A． B． C． D． 29．(22-23高一上·上海向明中学·期中)如图所示，位于水平面上的物体在水平恒力Fl作用下，以速度vl沿水平面做匀速直线运动；若改为斜向上的恒力F2作用，让物体以速度v2沿水平面做匀速直线运动。已知F1与F2的功率相同。则可能有（　　） A．F1=F2，v1>v2 B．F1<F2，v1>v2 C．F1<F2，v1=v2 D．F1<F2，v1<v2 30．(23-24高一下·上海甘泉外国语中学·期末)物体做自由落体运动，若以地面为零势能面，则下列关于其重力势能与下落速度关系的各图中，正确的是（　　） A． B． C． D． 31．假设某一青年在楼上将球水平抛出，抛出点离地4.5m，球质量0.6kg，在离地2.0m处被一男青年抢到，重力加速度取10m/s2，在球被抛出至被抢到的过程中，下列说法正确的是（　　） A．重力做功15J B．重力势能增加了15J C．若以抛出点为参考平面，球被抢到时的重力势能为－27J D．若以地面为参考平面时，上述过程中绣球重力势能的变化量最大 32．(21-22高一下·上海华东师范大学附属东昌中学·期末)两个质量不相等的小铁块A和B，分别从两个高度相同的光滑斜面和光滑圆弧斜坡的顶端由静止开始滑向底部，如图所示，则下面说法正确的是（　　）    A．下滑过程中重力所做的功相等 B．到达底部的时候动能相同 C．它们到达底部时速率相同 D．它们到达底部时重力的功率相等 33．(23-24高一下·上海向明中学·期中)水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为μ(0<μ<1)。现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动。设F的方向与水平面夹角为θ，如图，在θ从0逐渐增大到的过程中，木箱的速度保持不变，则下列说法中错误的是（　　） A．F一直减小 B．F一直增大 C．F的功率减小 D．F的功率不变 汽车越来越普及，汽车中的物理知识丰富，值得我们学习研究。汽车的安全行驶最为重要，遵守交通规则是我们公民的责任和义务。 34．(24-25高一上·上海浦东新区六校联考·期中)汽车行驶过程中，车轮受到地面的支持力，是由于 发生向 的形变而产生的（均请填选项字母）。               A．车轮 B．地面 C．上 D．下 35．(24-25高一上·上海浦东新区六校联考·期中)一辆汽车沿直线运动，当加速度增大时（　　）。 A．汽车速度一定越来越大 B．汽车速度一定增加得越来越快 C．汽车速度可能减小得越来越快 D．汽车速度一定越来越小 36．(24-25高一上·上海浦东新区六校联考·期中)一汽车在水平地面上行驶，因前方故障采取紧急措施，此过程可看作是匀减速直线运动，其位移与时间的关系是：，则汽车刹车时加速度大小为 m/s2；汽车刹车5s内的位移大小为 m。 37．(24-25高一上·上海浦东新区六校联考·期中)坡上起步是考驾照必考的内容。如图小王将车停在斜坡上正准备启动。试在虚线的框图中，画出汽车静止时的受力示意图。 38．(24-25高一上·上海浦东新区六校联考·期中)小明驾驶汽车，以0.8m/s2的加速度，沿平直公路自静止出发，做匀加速直线运动，经20s后改做匀速直线运动，又向前运动了20s。求： （1）20s末汽车的速度； （2）40秒内汽车的总位移。 （3）试作出其0～40s内的v-t图像。 （4）匀速运动后，小明突然紧急刹车，想让汽车在400m内停下，刹车至少要多大的加速度？紧急刹车时地面上往往会留下一道粗黑的痕迹，请简要说明理由。 古人的智慧 中国古代文献中有许多记载古人智慧的情节，里面蕴含了丰富的物理知识。 39．(23-24高一下·上海宜川中学·期中)水车是古代中国劳动人民充分利用水力发展出来的一种运转机械， （1）如图为古代的水车，它的半径为R，周围均匀分布装水的容器，在河水冲力的作用下将装满水的容器匀速运到最高处将水倒入水槽中，如果水车转动时的角速度为ω，容器中水的质量为m，水车浸入水中的深度和装水的过程忽略不计，重力加速度为g，则 A．河水流动的速度为 B．容器中的水运动过程中受到的合外力零 C．容器中的水在最高点未倒出的瞬间重力的功率为 D．容器中的水从装满后到最高处过程水车对其所做的功为 （2）如图为某水车模型，从槽口水平流出的水初速度大小为v0，垂直落在与水平面成30°角的水轮叶面上，落点到轮轴间的距离为R。在水流不断冲击下，轮叶受冲击点的线速度大小接近冲击前瞬间水流速度大小，忽略空气阻力，有关水车及从槽口流出的水，水流在空中运动时间为 ；水车最大线速度接近 。 40．(23-24高一下·上海宜川中学·期中)早在二千多年前，我国劳动人民就发明了汉石磨盘，它是一种可使谷物脱壳、粉碎的加工工具。如图所示，假设驴对磨杆的拉力F为500N，拉力沿圆周切线方向，磨盘半径r为0.4m，磨杆长也为0.4m，驴对磨杆的拉力作用在磨杆末端，磨盘转动一周的时间为5s，驴拉磨转动一周拉力的平均功率为 W，磨盘边缘的线速度大小为 m/s。 41．(22-23高一下·上海上海中学·期中)复兴号CR400AF型城际电力动车组由6节车厢编组而成，每节车厢的质量均为m=5×104kg，其中第1节和第4节车厢带有动力，牵引电机的额定功率分别为P1=1.8×107W和P2=1.2×107W。该动车组以恒定的加速度a=2m/s2沿水平直轨道由静止开始匀加速启动，当第1节车厢的牵引电机达到额定功率时，第4节车厢的牵引电机立即启动，继续使动车组保持a=2m/s2的匀加速运动。当第4节车厢的牵引电机也达到额定功率时，整列动车再保持恒定功率P1+P2进一步加速。动车组行驶过程中受到的阻力为车重力的0.1倍，重力加速度g=10m/s2。求： （1）从静止开始到第4节车厢的牵引电机刚要启动时所经历的时间； （2）动车组能达到的最大速度； （3）当动车组的速度为v=50m/s时，第3节车厢对第4节车厢的拉力T。 随着时代的变化和科学技术的进步，电动汽车的环保、低噪音、经济、易保养等优越性逐渐被人们认可，电动汽车的发展前景是令人期待的。 42．(23-24高一下·上海大同中学·期中)如图所示，一辆电动汽车匀速驶过AB间的圆弧形路面过程中： （1）汽车受到的合外力大小( ) A．变大                    B．变小 C．不变                    D．先增后减 （2）汽车对路面的压力( ) A．变大                    B．不变     C．先减后增                D．先增后减 43．(23-24高一下·上海大同中学·期中)如图所示，一辆电动汽车经过一平直路面，在匀减速向左运动，一人用力向前推车厢，若人与车厢始终保持相对静止。 （1）人和车之间可能存在几对作用力与反作用力( ) A．1对                    B．2对 C．3对                    D．4对 （2）关于人对车厢的做功情况，以下说法正确的是( ) A．人对车厢不做功        B．人对车厢做正功 C．人对车厢做负功        D．无法确定 44．(23-24高一下·上海大同中学·期中)一辆电动汽车在水平路面匀速行驶时所需的牵引力与汽车的速率的平方成正比。 （1）当该汽车的牵引力增大为原来的3倍，汽车仍匀速行驶时，发动机功率是原来的( ) A．倍            B．3倍            C．倍            D．9倍 （2）功率的国际单位是W，用国际单位的基本单位表示，应为( ) A．kg·m2/s3        B．kg·m/s2    C．kg·m2/s2        D．kg·m/s 45．(23-24高一下·上海大同中学·期中)质量m=200 kg的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系，设汽车在运动过程中阻力不变，在18s末汽车的速度恰好达到最大。汽车受到的阻力大小为 N，在8～18s过程中汽车牵引力做的功为 J。 1 / 2 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 功、功率及重力势能 功定义及计算 “功”字拆开就是两个字：“工+力”。在力学中，你可以把做功的过程理解成力在工作的过程。从能量的角度看，力的工作过程，就是使物体上不同形式的能量发生转化的过程。有力作用在物体上，当物体在力的方向上发生位移时，称力对物体做了功。 1．(23-24高一下·上海七宝中学·期中)关于力做功，下列说法正确的是（　　） A．静摩擦力对物体做功一定为0 B．滑动摩擦力只能对物体做负功 C．一对滑动摩擦力做功的代数和一定小于零 D．物体运动的速度越大，作用在物体上的力的功率也越大 2．(23-24高一下·上海七宝中学·期中)力F对物体所做的功可由公式W=Flcosα求得。但用这个公式求功是有条件的，即力F必须是恒力。而实际问题中，有很多情况是变力在对物体做功，那么，用这个公式不能直接求变力的功，我们就需要通过其他的一些方法来求解变力所做的功。如图，对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力所做的功： （1）甲图中若F大小不变，物块从A到C过程中拉力F做的功为W= ；（距离用含字母的下标表示，如lAC） （2）乙图中，全过程F做的总功为 ； （3）丙图中，绳长为R，若空气阻力f大小不变，小球从A运动到B过程中空气阻力做的功W= ； （4）丁图中，F始终保持水平，且为恒力将小球从P拉到Q，F做的功为W= 。 3．(23-24高一下·上海七宝中学·期中)如图所示，一位质量m=50kg的滑雪运动员从高度h=30m的斜坡自由滑下（初速度为零）。斜坡的倾角θ=37°，滑雪板与雪面滑动摩擦因数μ=0.1，则运动员滑至坡底的过程中，求： （1）各个力所做的功分别是多少？ （2）合力做了多少功？（不计空气阻力，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8） 【答案】1．C 2． 72J 3．（1）见解析；（2） 【来源】上海市七宝中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题 【解析】1．A．静摩擦力对物体做功不一定为0，例如，当物体在倾斜的传送带上与传送带保持相对静止向上运动时，静摩擦力做正功，故A错误； B．当物体轻放在倾斜的传送带上，物体向上做匀加速直线运动时，物体受到向上的滑动摩擦力，该滑动摩擦力做正功，故B错误； C．相互作用的一对滑动摩擦力大小相等，方向相反，由于滑动摩擦力的受力物体与施力物体发生了相对运动，滑动摩擦力作用一定有摩擦生热，根据功能关系可知，一对滑动摩擦力做功的代数和一定小于零，故C正确； D．根据功率的关系式有 可知，功率与力、速度、力与速度方向的夹角的余弦有关，可知物体运动的速度越大，作用在物体上的力的功率不一定越大，故D错误。 故选C。 2．[1]F大小不变，根据功的定义可得物块从A到C过程中，力F做的功为 [2]乙图F-x的面积表示力对物体做的功，则全过程中F做的总功为 [3]丙图中，绳长为R，若空气阻力f大小不变，可用微元法得小球从A运动到B过程中空气阻力做的功为 [4]图丁中，F始终保持水平，当F为恒力时将小球从P拉到Q，F做的功为 3．（1）重力做的功 支持力做功 摩擦力做功 （2）合力做的功 4．(23-24高一下·上海洋泾中学·期中)如图所示，物体A、B的质量相同，与地面的动摩擦因数也相同。在斜向下恒定的推力F作用下一起沿水平地面向右运动了一段位移s，则A对B的作用力大小 B对A的作用力大小，摩擦力对A、B所做功大小分别为Wf1和Wf2，则Wf1 Wf2（均填“>”“<”或“=”）。 【答案】 = > 【来源】上海市洋泾中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷 【详解】[1]A对B的作用力与B对A的作用力是相互作用力，等大反向，即A对B的作用力大小等于B对A的作用力大小； [2]A受摩擦力 根据Wf=fs可知，摩擦力对A、B所做功大小 Wf1>Wf2 5．(23-24高一下·上海第三女子中学·期中)如图所示，两个互相垂直的力和作用在同一物体上，使物体运动，物体发生一段位移后，力对物体做功为4J，力对物体做功为3J，则力与的合力对物体做功为（　　） A．7J B．5J C．3.5J D．1J 【答案】A 【来源】上海市第三女子中学2023-2024学年高一下学期期中测试物理试卷 【详解】力与的合力对物体做功为 故选A。 6．(23-24高一下·上海洋泾中学·期中)如图所示，足够长的倾角θ=37°的粗糙斜面固定在水平面上，一质量m=10kg的物体在平行于斜面向上的推力F=180N作用下，由底端从静止开始向上运动，已知物体与斜面间的动摩擦因数µ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2。 （1）求物体在推力F作用下向上运动的加速度大小； （2）若物体向上运动4m后撤去推力F，则物体从底端沿斜面运动到最高点过程中克服摩擦力做多少功？ 【答案】（1）8m/s2；（2）288J 【来源】上海市洋泾中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷 【详解】（1）由牛顿第二定律可知 解得 a=8m/s2 （2）撤去外力时物体的速度 加速度为 上升的距离 物体从底端沿斜面运动到最高点过程中克服摩擦力做功 功率定义及意义 7．(23-24高一下·上海高桥中学·期中)功率的定义式为由此可得（　　） A．功率是描述做功多少的物理量 B．由定义式可求出在t时间内平均功率 C．功率与功成正比与时间成反比 D．由定义式可知功率方向与功的方向相同 【答案】B 【来源】上海市高桥中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题 【详解】A．功率指的是物体在单位时间内做功的多少，它描述的是物体做功快慢的一个物理量，故A错误； B．由定义式可求出在t时间内平均功率，故B正确； C．功率的定义式用功与时间的比值来量度，但是功率与时间和功无关，故B错误； D．功率与功均是标量，没有方向，故D错误。 故选B。 8．(23-24高一下·上海甘泉外国语中学·期中)关于功率公式和，下列说法中正确的是（　　） A．由，只要知道W和t，就可求出任意时刻的功率 B．由可知，物体运动得越快，功率就一定越大 C．从知，汽车的功率与它的速度成正比 D．从知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比 【答案】D 【来源】上海市甘泉外国语中学2023-2024学年高一下学期物理期中考试物理试卷 【详解】A．由，只要知道W和t就可求这段时间内的平均的功率，不能求出任意时刻的功率，故A错误； B．由可知，在一定时，物体运动得越快，功率就越大，如果不是定值，物体运动得越快，功率不一定越大，故B错误； C．由可知，在一定时，汽车的功率与它的速度成正比，故C错误； D．从知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比，故D正确。 故选D。 9．(23-24高一下·上海交通大学附属中学·期中)水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为（），现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动，设F的方向与水平面夹角为，如图，在从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则可能的是（　　） A．F先减小后变大 B．F先增大后减小 C．F的功率减小 D．F的功率先增大后减小 【答案】AC 【来源】上海交通大学附属中学2023-2024学年高一下学期期中物理试卷 【详解】AB．由于木箱的速度保持不变，因此木箱始终处于平衡状态，受力分析如图所示 则由平衡条件得，水平方向 竖直方向 联立解得 在从0逐渐增大到90°的过程中，拉力先减小后增大，故A正确，B错误； CD．F的功率 在从0逐渐增大到90°的过程中，拉力F的功率P一直减小，故C正确，D错误。 故选AC。 机车的额定功率、阻力与最大速度 起重机 起重机是横架于车间、长裤和料场上空进行物料吊运的重要设备。 10．(23-24高一下·上海宜川中学·期中)各种大型的货运站中少不了悬臂式起重机。如图甲所示，某起重机的悬臂保持不动，可沿悬臂行走的天车有两个功能，一是吊着货物沿竖直方向运动，二是吊着货物沿悬臂水平方向运动。现天车吊着质量为100kg的货物正在沿水平方向以4m/s的速度向右匀速运动，同时又使货物竖直向上做匀加速运动，其竖直方向的速度时间关系图像如图乙所示： （1）货物的运动轨迹是图丙中的 （选填：A．抛物线P  B．抛物线Q）； （2）该运动是 （选填：A．匀变速运动    B．变速运动）； （3）2s末货物的速度大小为 m/s，货物所受的合力大小为 N。 11．(23-24高一下·上海宜川中学·期中)图甲是我国自主设计开发的全球最大回转自升塔式起重机，若起重机以恒定功率由静止开始做加速运动，经过一段时间恰好达到最大速度v。 （1）若不计其它阻力，牵引力大小的变化情况 （选填：A．一直变大  B．不变  C．一直减小） （2）这个过程的平均速度 （选填：A．>  B．=  C．<）。 12．(23-24高一下·上海宜川中学·期中)若起重机某次从t=0时刻由静止提升质量为m=200kg的物体，其a-t图像如图乙所示，5~10s内起重机的功率为额定功率，不计其它阻力，求： （1）起重机的额定功率； （2）起重机的最大速度多大？ （3）10s内起重机对物体做的功。（g取10m/s2）。 【答案】10． A A 5 150 11． C A 12．（1）；（2）12m/s；（3） 【来源】上海市宜川中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷 【解析】10．[1]由于竖直方向做匀加速运动，水平方向做匀速运动，因此货物的运动轨迹是图丙中的抛物线P。 故选A。 [2]由于加速度不变，所以物体做匀变速曲线运动。 故选A。 [3]2s末货物的竖直分速度为3m/s，水平分速度为4m/s，因此合速度大小为 [4]由图乙可知，货物的加速度大小 所以货物所受的合力大小 11．[1]根据题意可知，当起重机以恒定功率由静止开始做加速运动时，速度增大，根据 可知牵引力一直减小； 故选C； [2]根据牛顿第二定律可得 由于牵引力减小，所以加速度减小，起重机做加速度减小的加速运动，当牵引力等于阻力时，速度达到最大，v-t图像如图所示 由图可知，相同时间内，物体做加速度减小的运动的位移大于物体做匀加速运动的位移，所以该过程的平均速度大于。 故选A。 12．（1）物体5s末的速度为 0~5s内，根据牛顿第二定律有 起重机的额定功率为 （2）当起重机达到最大速度时，起重机的拉力等于物体的重力，所以 （3）0~5s内，物体的位移为 0~5s内，起重机对物体做的功为 5~10s内，起重机对物体做的功为 10s内起重机对物体做的功为 13．(23-24高一下·上海第三女子中学·期中)额定功率为80kW的汽车，在平直公路上行驶最大速度是20m/s，汽车质量，如果汽车从静止开始先做加速度为的匀加速直线运动，达到额定功率后以额定功率行驶，在运动过程中阻力不变，则： （1）汽车受到的阻力多大？ （2）汽车匀加速运动时受到的牵引力多大？ （3）汽车做匀加速直线运动的最大速度多大？ （4）汽车从静止开始运动11s的过程中牵引力做的功多大？ 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【来源】上海市第三女子中学2023-2024学年高一下学期期中测试物理试卷 【详解】（1）依题意，可知当汽车受到的牵引力等于阻力时，行驶的速度达最大，则汽车受到的阻力 （2）汽车做匀加速直线运动时，根据牛顿第二定律有 可得此时汽车受到的牵引力大小为 （3）当汽车的功率达到额定功率时，汽车匀加速达到最大速度，有 （4）汽车做匀加速直线运动达到最大速度用时为 该过程汽车运动的位移为 该过程汽车牵引力所做的功为 汽车在时间内以额定功率行驶，则牵引力所做的功为 故汽车从静止开始运动11s的过程中牵引力做的功为 14．(23-24高一下·上海交通大学附属中学·期中)某汽车匀速行驶时发动机和传动与变速系统内的功率分配关系如图所示。图中数据为车以的速率匀速行驶时的功率。汽车行驶时所受空气阻力与瞬时速率的关系为（k为恒量），所受路面的阻力fs大小恒定。求： （1）恒量k的单位（用国际单位制的基本单位表示）； （2）汽车以匀速运动时，发动机的输出功率； （3）汽车以匀速运动时受到的驱动力的大小； （4）若汽车发动机最大输出功率，水泵功率恒定，传动与变速系统因内部机件摩擦而损耗的功率与汽车的行驶速率成正比。通过计算说明该汽车能否以速率3匀速行驶。 【答案】（1）；（2）；(3)；(4)不能 【来源】上海交通大学附属中学2023-2024学年高一下学期期中物理试卷 【详解】（1）根据 解得 故的单位为 （2）由题可知 （3）由于汽车匀速行驶的速度 根据公式可知 解得 所以汽车的驱动力 （4）由于汽车传动与变速系统因内部机件摩擦而损耗的功率与汽车的行驶速率成正比，设其比例系数为，即 将，代入可得 故当汽车的速度为原来的3倍匀速行驶时， 其中 代入数据 因此汽车不能以的速率匀速行驶。 15．(23-24高一下·上海高桥中学·期中)电动汽车： 某电动汽车的部分动力性能参数如表所示。若该汽车沿平直公路由静止开始做加速度a=1.5m/s2的匀加速直线运动，当车速达到v1=72km/h时，电机恰好以额定功率工作，此后电机的功率保持不变。假设行驶过程中汽车受到的阻力大小恒定。 动力电池容量（kW·h） 50 电机额定功率（kW） 100 整车质量（kg） 2000 （1）分析说明电机达到额定功率后，汽车的加速度和速度的变化情况。 （2）电机以额定功率工作时，汽车的最大速度为多少？ （3）该汽车充满电后，以上述方式运动的总时间为多少？ 【答案】（1）见解析；（2）50m/s；（3）0.5h 【来源】上海市高桥中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题 【详解】（1）设电机的额定功率为，阻力大小恒为f，当电机达到额定功率后，根据 P=Fv 解得 根据牛顿第二定律有 F-f=ma 解得 可知当速度v不断增大时，加速度a不断减小，当速度达到最大时，加速度为零，汽车最后以最大速度做匀速直线运动。 （2）由题知，当车速达到 v1=72km/h=20m/s 时，电机恰好以额定功率工作，则有 =5000N 此时为匀加速的末状态，根据牛顿第二定律有 解得摩擦力为 f=2000N 则当电机以额定功率工作时，汽车的最大速度为 （3）设汽车做匀加速直线运动的时间为，则有 汽车在匀加速阶段的功率为 P=Fv 其牵引力F恒定不变，且 则有 即在匀加速阶段，汽车的功率与时间成正比，当达到额定功率后保持不变，则画出功率与时间的关系图像如图所示 设该汽车充满电后，以上述方式运动的总时间为，则有 解得 机车以恒定加速度启动的过程及v-t图像 16．(23-24高一下·上海第三女子中学·期中)汽车在平直公路上以恒定的功率加速行驶，若受到的阻力大小不变，则它的牵引力F和加速度a的变化情况是（　　） A．F逐渐减小，a也逐渐减小 B．F逐渐增大，a逐渐减小 C．F逐渐减小，a逐渐增大 D．F逐渐增大，a也逐渐增大 【答案】A 【来源】上海市第三女子中学2023-2024学年高一下学期期中测试物理试卷 【详解】汽车在平直公路上以恒定的功率加速行驶，则根据 则随着速度增加，F逐渐减小；根据 可知，加速度减小。 故选A。 17．一辆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v－t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，g取10m/s2，则（　　）    A．汽车在前5s内的阻力为200N B．汽车在前5s内的牵引力为6×103N C．汽车的额定功率为40 D．汽车的最大速度为20m/s 【答案】B 【来源】2019人教版必修第二册 第八章 专题强化　变力做的功　机车的两种启动方式 同步练习 【详解】A．汽车在前5s内的阻力 A错误； B．根据图像，可得前5s内的加速度 由牛顿第二定律 解得 故B正确； C．时，汽车功率达到额定功率，汽车的额定功率为 故C错误； D．汽车的最大速度 故D错误。 故选B。 智能寻迹小车 智能寻迹小车上装有传感器，会自动识别并沿水平面内的黑色轨迹行驶，黑色轨迹上标有数值的短线为分值线。比赛时，小车从起点出发，以停止时车尾越过的最后一条分值线的分数作为得分。 18．(23-24高一下·上海杨思高级中学·期中)如图所示，小车沿水平黑色轨迹匀速率运动。 （1）经过圆弧上A、B两位置时的向心力由 提供； （2）其向心力大小分别为、，则有( ) A．    B．    C． 19．(23-24高一下·上海杨思高级中学·期中)如图所示，质量为m的小车以额定功率P从起点由静止沿水平黑色直线轨迹做加速运动，经过时间t，其车尾刚越过“60分”线时恰好达到最大速度，设小车受到的阻力大小f恒定。 （1）以下v-t图像中，正确反映汽车运动情况的是( ) A．     B． C．    D． （2）小车的最大速度为 ； （3）小车的速度大小为时，小车的加速度大小为 。 20．(23-24高一下·上海杨思高级中学·期中)如图所示为洗衣机甩干桶的简化示意图。已知圆桶的半径为r，内壁的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，此时衣物恰好不下滑。求： （1）请在下图中画出衣物的受力分析图；( ) （2）圆筒此时的角速度 。 21．(23-24高一下·上海杨思高级中学·期中)质量为1kg的小车静止在水平地面上，从时刻起，小车受到一个方向不变的水平拉力作用，小车运动的速度v与时间t的关系如图所示，已知2s时撤去水平拉力。求： （1）在0～4s内物体受到的摩擦力及克服摩擦力所做的功； （2）第1s内水平拉力做功的平均功率。 【答案】18． 静摩擦力 C 19． B 20． 21．（1），；（2） 【来源】上海市杨思高级中学2023-2024学年高一下学期期中物理试卷 【解析】18．（1）[1]小车在水平面内运动，在水平方向上只受到摩擦力的作用；小车匀速率运动，因此经过圆弧时的向心力由指向圆心的静摩擦力提供。 （2）[2]根据向心力公式 由图可知，经过圆弧上A、B两位置时的半径有 小车匀速率运动，则有 故选C。 19．（1）[1]发动机以额定功率P启动，有 可知汽车做的是加速度逐渐减小的变加速度运动，当时，汽车做匀速直线运动，则正确的图像为B。 故选B。 （2）[2]小车达到最大速度时加速度为零，有 故最大速度为 （3）[3]小车的速度大小为时，由牛顿第二定律有 联立解得小车的加速度大小为 20．（1）[1]对脱水桶里的衣物受力分析，如图所示 （2）[2]衣物恰好不下滑，则有 联立解得 21．（1）2s时撤去水平拉力，物体只受滑动摩擦力，结合牛顿第二定律和图像有 物体在0～4s内克服摩擦力所做的功为 （2）物块在第1s内做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有 则水平拉力做功的平均功率为 重力做功与重力势能的关系 22．(23-24高一下·上海高桥中学·期中)重40N的物体静止于倾角为30°的斜面体上，现物体随着斜面体—起匀速升高10m，该过程中重力对物体做功 J，摩擦力对物体做功 J。 【答案】 -400 100 【来源】上海市高桥中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题 【详解】[1][2]该过程中重力对物体做功 摩擦力对物体做功为 23．(23-24高一下·上海交通大学附属中学·期中)如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，假设释放时的重力势能为0，则小球落到地面前瞬间的重力势能为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【来源】上海交通大学附属中学2023-2024学年高一下学期期中物理试卷 【详解】小球落地过程中重力做功 根据功能关系可知 小球落到地面前瞬间的重力势能为 故选C。 六、填空题 24．(23-24高一下·上海川沙中学·期中)一小球沿倾角的光滑斜面静止开始下滑，在第1秒内重力做功，在第2秒内重力做功；第1秒末重力的瞬时功率，第2秒末重力的瞬时功率。则 ， 。 【答案】 1：3 1：2 【来源】上海市川沙中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷 【详解】[1]小球做初速度为零的匀加速直线运动，所以第一秒和第二秒内的位移之比为 根据 可知 [2]根据 第一秒末和第二秒末的速度之比为 根据 可知 25．(23-24高一下·上海交通大学附属中学·期中)一质量为50kg的人坐在30kg的雪橇上，人与雪橇相对静止，从静止开始沿着高度为15m、长为50m的斜坡滑下，到达底部时速度为10m/s。下滑过程中，重力对人做功等于 J；下滑过程中，阻力对整体做功的平均功率等于 W。（g=10m/s2） 【答案】 7500 800 【来源】上海交通大学附属中学2023-2024学年高一下学期期中物理试卷 【详解】[1]下滑过程中，重力对人做功 [2]下滑过程中的加速度 由牛顿第二定律 解得 f=160N 阻力对整体做功的平均功率 26．(22-23高一下·上海曹杨第二中学·期中)如图所示，质量为m、长度为的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳子的下端Q缓慢地竖直向上拉起至点M，点M与绳子上端P相距，在此过程中，绳子的重力势能变化量为 ，绳子的重心移动的距离为 。 【答案】 【来源】上海市曹杨第二中学2022-2023学年高一下学期期中物理试题 【详解】[1]绳的上面三分之二不动，下面三分之一上移，这一段的质量为，重心上移，故重力势能变化量为。 [2]开始时软绳的重心在P点下方处，用外力将绳子的下端Q缓慢地竖直向上拉起至点M时，则重心移动的距离为。 27．(22-23高一下·上海向明中学·期中)某高层建筑工人在一次险情中，将安全带系于腰部，从离地面某高度处通过钢丝绳先匀加速运动后匀减速运动安全着陆，如图所示是该工人运动全过程的v-t图像。已知工人的质量m=70kg，则下列说法正确的是（　　） A．发生险情处离地面的高度为50m B．加速下滑时钢丝绳对工人的拉力大小为240N C．整个过程中工人所受重力做功为31500J D．t=4s时工人处于失重状态 【答案】C 【来源】上海市向明中学2022-2023学年高一下学期期中物理试题 【详解】A．图象与坐标轴围成的面积代表位移，可知发生险情处离地面的高度为 故A错误； B．根据图象的斜率可知加速下滑时的加速度为 根据牛顿第二定律有 解得 故B错误； C．整个过程中工人所受重力做功为 故C正确； D．t=4s时工人的加速度向上，处于超重状态，故D错误。 故选C。 28．(20-21高一下·上海闵行区华东理工大学附属闵行科技中学·期中)如图所示，三个质量相同的物体静止于同一光滑水平面上，分别施三个不同方向的外力，使它们以相同的加速度运动了相同的时间，则三个力对物体做功的大小关系是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【来源】上海市闵行区华东理工大学附属闵行科技中学2020-2021学年高一下学期期中物理试题 【详解】依题意，三个质量相同的物体在水平方向运动时加速度相同，且水平面光滑，假定物体质量为m、加速度为a，则有 则根据功的定义，三个力分别对物体所做的功为 假定运动时间为t，依题意有 则有 故BCD错误，A正确。 故选A。 29．(22-23高一上·上海向明中学·期中)如图所示，位于水平面上的物体在水平恒力Fl作用下，以速度vl沿水平面做匀速直线运动；若改为斜向上的恒力F2作用，让物体以速度v2沿水平面做匀速直线运动。已知F1与F2的功率相同。则可能有（　　） A．F1=F2，v1>v2 B．F1<F2，v1>v2 C．F1<F2，v1=v2 D．F1<F2，v1<v2 【答案】D 【来源】上海市向明中学2022-2023学年高一上学期期中考试物理试卷 【详解】Fl与F2的功率分别为 由于物体匀速运动，所以 ，、为物体前后所受到的摩擦力，又根据 可知 则 可得 则的大小关系可能是F1<F2。 故选D。 30．(23-24高一下·上海甘泉外国语中学·期末)物体做自由落体运动，若以地面为零势能面，则下列关于其重力势能与下落速度关系的各图中，正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【来源】上海市甘泉外国语中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷 【详解】物体做自由落体运动，机械能守恒，则有 所以势能与速度的图象为开口向下的抛物线，故B符合。 故选B。 31．假设某一青年在楼上将球水平抛出，抛出点离地4.5m，球质量0.6kg，在离地2.0m处被一男青年抢到，重力加速度取10m/s2，在球被抛出至被抢到的过程中，下列说法正确的是（　　） A．重力做功15J B．重力势能增加了15J C．若以抛出点为参考平面，球被抢到时的重力势能为－27J D．若以地面为参考平面时，上述过程中绣球重力势能的变化量最大 【答案】A 【来源】第四节 重力势能（作业） 【详解】A．重力做功为 故A正确； B．重力做正功，重力势能减小，故重力势能减少了。故B错误； C．若以抛出点为参考平面，球被抢到时的重力势能为 故C错误； D．重力势能的变化与重力做功对应，与参考平面的选取无关。故D错误。 故选A。 32．(21-22高一下·上海华东师范大学附属东昌中学·期末)两个质量不相等的小铁块A和B，分别从两个高度相同的光滑斜面和光滑圆弧斜坡的顶端由静止开始滑向底部，如图所示，则下面说法正确的是（　　）    A．下滑过程中重力所做的功相等 B．到达底部的时候动能相同 C．它们到达底部时速率相同 D．它们到达底部时重力的功率相等 【答案】C 【来源】上海市华东师范大学附属东昌中学2021-2022学年高一下学期期末物理试题 【详解】A．两球的重力不相等，所下落的高度相等，所以下滑过程中重力对两球做的功不相等，故A错误； BCD．因为两球质量不相等，从相同高度静止滑下，到达底部时，两球速率相等，但动能不相等，重力的功率不相等，故BD错误，C正确。 故选C。 33．(23-24高一下·上海向明中学·期中)水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为μ(0<μ<1)。现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动。设F的方向与水平面夹角为θ，如图，在θ从0逐渐增大到的过程中，木箱的速度保持不变，则下列说法中错误的是（　　） A．F一直减小 B．F一直增大 C．F的功率减小 D．F的功率不变 【答案】ABD 【来源】上海市向明中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷 【详解】AB．木箱在F作用下向右匀速运动的过程中，受4个力作用而平衡，即 解得 其中 由数学知识知F先减小后增大，故AB错误； C D．由F的功率 知功率减小，故C正确，D错误； 选错误的，故选ABD。 汽车越来越普及，汽车中的物理知识丰富，值得我们学习研究。汽车的安全行驶最为重要，遵守交通规则是我们公民的责任和义务。 34．(24-25高一上·上海浦东新区六校联考·期中)汽车行驶过程中，车轮受到地面的支持力，是由于 发生向 的形变而产生的（均请填选项字母）。               A．车轮 B．地面 C．上 D．下 35．(24-25高一上·上海浦东新区六校联考·期中)一辆汽车沿直线运动，当加速度增大时（　　）。 A．汽车速度一定越来越大 B．汽车速度一定增加得越来越快 C．汽车速度可能减小得越来越快 D．汽车速度一定越来越小 36．(24-25高一上·上海浦东新区六校联考·期中)一汽车在水平地面上行驶，因前方故障采取紧急措施，此过程可看作是匀减速直线运动，其位移与时间的关系是：，则汽车刹车时加速度大小为 m/s2；汽车刹车5s内的位移大小为 m。 37．(24-25高一上·上海浦东新区六校联考·期中)坡上起步是考驾照必考的内容。如图小王将车停在斜坡上正准备启动。试在虚线的框图中，画出汽车静止时的受力示意图。 38．(24-25高一上·上海浦东新区六校联考·期中)小明驾驶汽车，以0.8m/s2的加速度，沿平直公路自静止出发，做匀加速直线运动，经20s后改做匀速直线运动，又向前运动了20s。求： （1）20s末汽车的速度； （2）40秒内汽车的总位移。 （3）试作出其0～40s内的v-t图像。 （4）匀速运动后，小明突然紧急刹车，想让汽车在400m内停下，刹车至少要多大的加速度？紧急刹车时地面上往往会留下一道粗黑的痕迹，请简要说明理由。 【答案】34． B D 35．C 36． 4 32 37． 38．（1）16m/s；（2）480m；（3）（4）0.32m/s2，理由见解析 【来源】上海市浦东新区六校联考2024-2025学年高一上学期期中考试物理试卷 【解析】34．汽车行驶过程中，车轮受到地面的支持力，是由于地面发生向下的形变而产生的，故选B和D。 35．ABC．若加速度和速度反向，则汽车速度会越来越小，且随着加速度的增加，汽车的速度减小的越来越快，选项AB错误，C正确；     D．若加速度和速度同向，则汽车速度会越来越大，选项D错误。 故选C。 36．[1]根据位移与时间的关系是 结合 则 v0=16m/s，a=-4m/s2 即汽车刹车时加速度大小为4m/s2； [2]汽车刹车停止的时间为 可知5s内汽车已经停止，则位移大小为 37．汽车静止时受重力、斜面的支持力和摩擦力，受力如图 38．（1）20s末汽车的速度 （2）前20s内汽车的位移 匀速20s的位移 40秒内汽车的总位移 （3）v-t图像如图 （4）刹车的加速度 刹车时轮胎往往会在地面上留下一道黑色的痕迹，这是因为刹车时，车轮基本不转动，车子仍向前滑动，地面与轮胎间有滑动摩擦力，此时轮胎要克服地面摩擦做功，机械能转化为内能，轮胎因温度升高而焦化，所以会在地面上留下黑色的痕迹。 古人的智慧 中国古代文献中有许多记载古人智慧的情节，里面蕴含了丰富的物理知识。 39．(23-24高一下·上海宜川中学·期中)水车是古代中国劳动人民充分利用水力发展出来的一种运转机械， （1）如图为古代的水车，它的半径为R，周围均匀分布装水的容器，在河水冲力的作用下将装满水的容器匀速运到最高处将水倒入水槽中，如果水车转动时的角速度为ω，容器中水的质量为m，水车浸入水中的深度和装水的过程忽略不计，重力加速度为g，则 A．河水流动的速度为 B．容器中的水运动过程中受到的合外力零 C．容器中的水在最高点未倒出的瞬间重力的功率为 D．容器中的水从装满后到最高处过程水车对其所做的功为 （2）如图为某水车模型，从槽口水平流出的水初速度大小为v0，垂直落在与水平面成30°角的水轮叶面上，落点到轮轴间的距离为R。在水流不断冲击下，轮叶受冲击点的线速度大小接近冲击前瞬间水流速度大小，忽略空气阻力，有关水车及从槽口流出的水，水流在空中运动时间为 ；水车最大线速度接近 。 40．(23-24高一下·上海宜川中学·期中)早在二千多年前，我国劳动人民就发明了汉石磨盘，它是一种可使谷物脱壳、粉碎的加工工具。如图所示，假设驴对磨杆的拉力F为500N，拉力沿圆周切线方向，磨盘半径r为0.4m，磨杆长也为0.4m，驴对磨杆的拉力作用在磨杆末端，磨盘转动一周的时间为5s，驴拉磨转动一周拉力的平均功率为 W，磨盘边缘的线速度大小为 m/s。 【答案】39． AD 2v0 40． 160π 0.16π 【来源】上海市宜川中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷 【解析】39．[1]A．河水流动的速度为 故A正确； B．容器中的水做匀速圆周运动，则运动过程中受到的合外力不为零，故B错误； C．容器中的水在最高点未倒出的瞬间重力方向与速度方向垂直，根据 可知，重力的功率为零，故C错误； D．容器中的水从装满后到最高处过程水车对其所做的功为 故D正确。 故选AD。 [2]水流垂直落在与水平面成30°角的水轮叶面上，根据平抛运动的规律有 解得 [3]水流落在水轮叶面上的速度为 即水车最大线速度接近2v0。 40．[1]根据题意可知，驴对磨的拉力沿圆周切线方向，拉力作用点的速度方向也在圆周切线方向，故可认为拉磨过程中拉力方向始终与速度方向相同，故根据微元功原理可知，拉力对盘所做的功等于拉力的大小与拉力作用点沿圆周运动弧长的乘积，则磨转动一周，弧长 所以拉力所做的功 驴拉磨转动一周拉力的平均功率为 [2]磨盘边缘的线速度为 41．(22-23高一下·上海上海中学·期中)复兴号CR400AF型城际电力动车组由6节车厢编组而成，每节车厢的质量均为m=5×104kg，其中第1节和第4节车厢带有动力，牵引电机的额定功率分别为P1=1.8×107W和P2=1.2×107W。该动车组以恒定的加速度a=2m/s2沿水平直轨道由静止开始匀加速启动，当第1节车厢的牵引电机达到额定功率时，第4节车厢的牵引电机立即启动，继续使动车组保持a=2m/s2的匀加速运动。当第4节车厢的牵引电机也达到额定功率时，整列动车再保持恒定功率P1+P2进一步加速。动车组行驶过程中受到的阻力为车重力的0.1倍，重力加速度g=10m/s2。求： （1）从静止开始到第4节车厢的牵引电机刚要启动时所经历的时间； （2）动车组能达到的最大速度； （3）当动车组的速度为v=50m/s时，第3节车厢对第4节车厢的拉力T。 【答案】（1）10s；（2）100m/s；（3） 【来源】上海市上海中学2022-2023学年高一下学期期中物理试题 【详解】（1）设从静止开始到第4节车厢的牵引电机刚要启动时电机的牵引力为F1，动车组的速度为v1,则有 代入数据解得 从静止开始到第4节车厢的牵引电机刚要启动时所经历的时间 （2）当动车组达到最大速度时，有 代入数据得，动车组能达到的最大速度为 （3）设当第四节车厢牵引电机刚好达到额定功率时，列车的速度为v2，则有 解得 所以当v=50m/s时，对整个动车组有 对4、5、6节车厢有 解得第3节车厢对第4节车厢的拉力 随着时代的变化和科学技术的进步，电动汽车的环保、低噪音、经济、易保养等优越性逐渐被人们认可，电动汽车的发展前景是令人期待的。 42．(23-24高一下·上海大同中学·期中)如图所示，一辆电动汽车匀速驶过AB间的圆弧形路面过程中： （1）汽车受到的合外力大小( ) A．变大                    B．变小 C．不变                    D．先增后减 （2）汽车对路面的压力( ) A．变大                    B．不变     C．先减后增                D．先增后减 43．(23-24高一下·上海大同中学·期中)如图所示，一辆电动汽车经过一平直路面，在匀减速向左运动，一人用力向前推车厢，若人与车厢始终保持相对静止。 （1）人和车之间可能存在几对作用力与反作用力( ) A．1对                    B．2对 C．3对                    D．4对 （2）关于人对车厢的做功情况，以下说法正确的是( ) A．人对车厢不做功        B．人对车厢做正功 C．人对车厢做负功        D．无法确定 44．(23-24高一下·上海大同中学·期中)一辆电动汽车在水平路面匀速行驶时所需的牵引力与汽车的速率的平方成正比。 （1）当该汽车的牵引力增大为原来的3倍，汽车仍匀速行驶时，发动机功率是原来的( ) A．倍            B．3倍            C．倍            D．9倍 （2）功率的国际单位是W，用国际单位的基本单位表示，应为( ) A．kg·m2/s3        B．kg·m/s2    C．kg·m2/s2        D．kg·m/s 45．(23-24高一下·上海大同中学·期中)质量m=200 kg的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系，设汽车在运动过程中阻力不变，在18s末汽车的速度恰好达到最大。汽车受到的阻力大小为 N，在8～18s过程中汽车牵引力做的功为 J。 【答案】42． C D 43． BC B 44． C A 45． 800 80000 【来源】上海市大同中学2023-2024学年高一下学期5月期中考试物理试题 【解析】42．（1）汽车受到的合外力提供向心力，有 则合力不变。 故选C。 （2）设支持力与竖直方向的夹角为，对汽车受力分析，根据牛顿第二定律有 结合牛顿第三定律可知，汽车对路面的压力先增后减。 故选D。 43．（1）人受到重力、支持力、侧壁的弹力、可能受摩擦力作用，人与车之间有水平方向相互作用的弹力、竖直方向相互作用的弹力，可能存在相互作用的摩擦力。 故选BC。 （2）车对人的合力向右，则人对车的合力向左，可知人对车厢做正功。 故选B。 44．（1）根据功率的公式有 其中 解得 当该汽车的牵引力增大为原来的3倍，汽车仍匀速行驶时，发动机功率是原来的倍 。 故选C。 （2）根据功率的计算公式可知 1W=1 kg·m2/s3 故选A。 45．[1] 当牵引力等于阻力时，汽车的速度达到最大，由甲图知，汽车的最大速度vm=10m/s，由乙图知，汽车的额定功率为P=8×103W，由 P=Fvm=fvm 得汽车受到的阻力 f=800N [2] 8s-18s过程中汽车牵引力已达到最大功率，保持不变，所以牵引力做的功为 W=Pt=810310J=8104J 1 / 2 / 学科网（北京）股份有限公司 $$