课时数智作业12 功和功率-【高考DNA解码】2026年高考物理一轮总复习学生用书word

课时分层作业(十二) 1．(2024·福建龙岩一模)下列说法正确的是(　　) A．作用力做正功，反作用力也一定做正功 B．作用力做负功，反作用力也一定做负功 C．一对静摩擦力所做的功的代数和总为零 D．一对滑动摩擦力所做的功的代数和总为零 2．某健身爱好者质量为55 kg，在做俯卧撑运动的过程中可将他的身体视为一根直棒。已知重心在c点，其垂线与脚、两手连线中点间的距离oa、ob分别为1.0 m和0.5 m。若他在1 min内做了36个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.5 m，则他 1 min 内克服重力做的功和相应的功率约为(　　) A．660 J，11 W B．6 600 J，110 W C．990 J，16.5 W D．9 900 J，165 W 3．(2023·山东卷)质量为M的玩具动力小车在水平面上运动时，牵引力F和受到的阻力f 均为恒力。如图所示，小车用一根不可伸长的轻绳拉着质量为m的物体由静止开始运动。当小车拖动物体行驶的位移为s1时，小车达到额定功率，轻绳从物体上脱落。物体继续滑行一段时间后停下，其总位移为s2。物体与地面间的动摩擦因数不变，不计空气阻力。小车的额定功率P0为(　　) A． B． C． D． 4．如图所示，质量为m＝2 kg的木块在倾角θ＝37°的斜面上由静止开始下滑，斜面足够长，木块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2，则前 2 s 内重力的平均功率和2 s末重力的瞬时功率分别为(　　) A．48 W　24 W B．24 W　48 W C．24 W　12 W D．12 W　24 W 5．质量为2 kg的物体静止在光滑的水平面上，从某时刻起，对物体施加一方向不变的水平拉力F，该拉力与物体的位移x的关系图像如图所示，则物体在x＝7 m处时的速度大小为(　　) A．2 m/s B．2 m/s C．5 m/s D．4 m/s 6．汽车发动机的额定功率是60 kW，汽车的质量为2×103 kg，汽车在平直路面上行驶，受到的阻力是车重的0.1倍。若汽车从静止出发，以0.5 m/s2的加速度做匀加速运动，则出发 50 s 时，汽车发动机的实际功率为(g取10 m/s2)(　　) A．25 kW B．50 kW C．60 kW D．75 kW 7．(多选)某兴趣小组对一辆遥控小车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为 v-t 图像，如图所示(除2～10 s时间段图像为曲线外，其余时间段图像均为直线)。已知在小车运动的过程中，2～14 s时间段内小车的功率保持不变，在14 s末关闭动力让小车自由滑行，小车的质量为 1 kg，可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变。则下列选项正确的是(　　) A．小车两段匀变速直线运动的加速度大小相同 B．小车所受到的阻力为1.5 N C．小车额定功率为6 W D．小车在变加速运动过程中位移为36 m 8．如图所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图2、3所示，g取10 m/s2，则(　　) A．第1 s内推力做的功为1 J B．第2 s内物体克服摩擦力做的功W＝2 J C．第1.5 s时推力F做功的功率为2 W D．第2 s内推力F做功的平均功率＝1.5 W 9．一辆汽车在平直公路上保持恒定功率P0并以速度v0匀速行驶，t1时刻驾驶员立即将功率增大到2P0行驶一段时间，t2时刻遇到险情，驾驶员立即将功率减小到P0并继续向前行驶。整个过程汽车所受阻力恒定，则该过程中汽车的速度v随时间t变化的关系图像可能正确的是(　　) A　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　D 10．一列质量为m的动车，初速度为v0，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，设动车行驶过程中受到的阻力F保持不变。则动车在时间t内(　　) A．做匀加速直线运动 B．牵引力的功率P＝Fvm C．当动车速度为时，其加速度为 D．牵引力做功W＝ 11．(2024·浙江台州高三期中)从空中以2 m/s的初速度平抛一质量为1 kg的物体，物体在空中运动0.6 s落地，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，求： (1)物体做平抛运动过程中重力做的功； (2)物体做平抛运动过程中重力做功的平均功率； (3)物体落地前重力的瞬时功率。(g取10 m/s2) 12．质量为1.0×103 kg的汽车沿倾角为30°的斜坡由静止开始向上运动，汽车在运动过程中所受摩擦阻力的大小恒为2 000 N，汽车发动机的额定输出功率为5.6×104 W，开始时以a＝1 m/s2的加速度做匀加速运动(g取10 m/s2)。求： (1)汽车做匀加速运动的时间； (2)汽车所能达到的最大速度； (3)若斜坡长143.5 m，且认为汽车到达坡顶之前已达到最大速度，汽车从坡底到坡顶所需时间。 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $$ 课时分层作业(十二) 1．C　[作用力做正功，反作用力不一定做正功，例如撞到墙被反弹回去的球，弹力对球做正功，因为墙不动，反作用力对墙不做功，故A错误；作用力做负功，反作用力不一定做负功，如物体在水平面上滑行，物体受到的摩擦力做了负功，但地面不动其反作用力不做功，故B错误；一对静摩擦力作用的物体间无相对滑动，故位移始终相等，而二力大小相等、方向相反，故一个做正功，则另一个就做负功，一对静摩擦力所做的功的代数和总为零，故C正确；一对滑动摩擦力，二力大小相等、方向相反，由于物体相对运动，位移不一定相等，所以一对相互作用的滑动摩擦力做的功的代数和可以不为零，故D错误。] 2．B　[设该健身爱好者做俯卧撑时，重心上升高度为h，根据几何知识可得＝，解得h＝ m，故该健身爱好者做一次俯卧撑克服重力做的功为mgh＝ J，所以其一分钟克服重力做的功为W＝36× J＝6 600 J，功率约为P＝＝ W＝110 W，故B正确，A、C、D错误。] 3．A　[在小车拉着物体行驶位移s1的过程中，对小车和物体整体根据动能定理得(F－f －μmg)s1＝(M＋m)v2，轻绳从物体上脱落至物体停下的过程中，对物体根据动能定理得－μmg(s2－s1)＝0－mv2，解得v＝，则小车的额定功率P0＝Fv＝，A正确。] 4．B　[木块所受的合外力F合＝mg sin θ－μmg cos θ＝4 N，木块的加速度a＝＝2 m/s2，前2 s内木块的位移x＝at2＝×2×22 m＝4 m，所以重力在前2 s内做的功为W＝mgx sin θ＝2×10×4×0.6 J＝48 J，重力在前2 s内的平均功率＝＝24 W，木块在2 s末的速度v＝at＝2×2 m/s＝4 m/s，2 s末重力的瞬时功率P＝mgv sin θ＝2×10×4×0.6 W＝48 W，故选项B正确。] 5．A　[根据F-x图像与x轴所围的面积表示力F所做的功可知物体从0运动到7 m过程中拉力做的功为W＝3×4 J＋×4 J＝40 J，由动能定理得W＝mv2－0，解得v＝2 m/s，故选A。] 6．C　[汽车受到的阻力f ＝0.1mg＝2 000 N，汽车以0.5 m/s2的加速度做匀加速运动，由牛顿第二定律有F－f ＝ma，解得F＝3 000 N，若50 s内车一直是匀加速运动，则v＝at＝25 m/s，所以50 s末汽车的功率P＝Fv＝75 000 W＝75 kW，但汽车发动机的额定功率是60 kW，则50 s内汽车不是一直做匀加速运动，而是先匀加速运动后再变加速运动，最后做匀速运动，故出发50 s时，汽车发动机的实际功率为 60 kW，选项C正确。] 7．AB　[0～2 s内小车的加速度a＝＝1.5 m/s2，在14～18 s内，小车的加速度大小a′＝＝ m/s2＝1.5 m/s2，故A正确；14～18 s内，由牛顿第二定律得f ＝ma＝1.5 N，故B正确；在10～14 s内小车匀速运动，速度v＝6 m/s，牵引力大小F与f 大小相等，则小车匀速运动时的功率P＝Fv＝9 W，故C错误；2～10 s内，根据动能定理有Pt－f x2＝，解得x2＝39 m，故D错误。] 8．B　[由题图3可知，第1 s内物体的速度为零，物体静止不动，故位移为零，推力不做功，A错误；第2 s内推力为3 N，第3 s内推力为2 N且物体做匀速直线运动，则可知摩擦力f ＝2 N，物体第2 s内的位移x＝1 m，则克服摩擦力所做的功W＝f x＝2 J，B正确；第1.5 s时推力为3 N，速度v＝1 m/s，则推力F做功的功率P＝3×1 W＝3 W，C错误；第2 s内平均速度＝3 W，D错误。] 9．B　[汽车原来以功率P0、速度v0匀速行驶时，牵引力等于阻力，即F0＝f ；t1时刻，功率增大到2P0，由P＝Fv可知，牵引力变为原来的2倍，即2F0，由牛顿第二定律可得2F0－f ＝ma，汽车开始做加速运动，速度增大，使牵引力F＝减小，随着牵引力逐渐减小，加速度减小，当速度增大到2v0时，牵引力减小到与阻力相等，汽车做匀速运动；t2时刻，功率减小到P0，牵引力变为原来的一半，即F0，由牛顿第二定律可得f －F0＝ma，汽车开始做减速运动，速度减小使牵引力F＝增大，随着牵引力逐渐增大，加速度的大小减小，当速度减小到v0时，牵引力增大到与阻力相等，之后维持匀速运动，B正确。] 10．B　[动车以恒定功率启动，则由P＝F牵v可知动车的速度增大，则牵引力减小，由牛顿第二定律有F牵－F＝ma，得动车的加速度逐渐减小，A错误；当动车的加速度为零时，即牵引力等于阻力时，动车的速度最大，则P＝Fvm，B正确；当动车速度为时，牵引力F′牵＝＝＝3F，根据牛顿第二定律可得F′牵－F＝ma，可得此时其加速度为a1＝，C错误；设动车在时间t内的位移为x，由动能定理得W－Fx＝，则牵引力所做的功为W＝，D错误。] 11．解析：(1)物体下落的高度为h＝gt2＝×10×0.62 m＝1.8 m 物体做平抛运动过程中重力做的功为WG＝mgh＝18 J。 (2)物体做平抛运动过程中重力做功的平均功率为P＝＝30 W。 (3)物体落地瞬间沿竖直方向的速度为vy＝gt＝6 m/s 物体落地前重力的瞬时功率为PG＝mgvy＝60 W。 答案：(1)18 J　(2)30 W　(3)60 W 12．解析：(1)由牛顿第二定律得 F－mg sin 30°－Ff＝ma 设匀加速过程的末速度为v，则有P＝Fv 又有v＝at1 解得t1＝7 s。 (2)当达到最大速度vm时，加速度为零，有 Fm＝mg sin 30°＋Ff 则有P＝Fmvm＝(mg sin 30°＋Ff)vm 解得vm＝8 m/s。 (3)汽车匀加速运动的位移x1＝，在此后到达坡顶的阶段对汽车由动能定理得 Pt2－(mg sin 30°＋Ff)x2＝－mv2 又有x＝x1＋x2 解得t2≈15 s 故汽车运动的总时间为t＝t1＋t2＝22 s。 答案：(1)7 s　(2)8 m/s　(3)22 s 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $$