课时跟踪检测（二十二）功和功率（练习）-【创新方案】2026年高考物理一轮复习（江苏北京）

课时跟踪检测（二十二） 功和功率 1.某同学骑电动自行车上学途中经过一段平直公路,因电瓶“没电”,只能改用脚蹬车以3.5 m/s的速度匀速前行,骑行过程中所受阻力恒为车和人总重力的0.04倍,该同学与电动自行车总质量约100 kg,取重力加速度g=10 m/s2,则该同学骑此电动自行车做功的功率最接近 (　 ) A.14 W　 B.140 W　 C.1.4 kW　 D.14 kW 解析:选B　该同学蹬车匀速前进,则牵引力与阻力平衡,即F=f=0.04G=40 N,则电动自行车做功的功率P=Fv=140 W,故B正确。 2.(2024·浙江6月选考)一个音乐喷泉喷头出水口的横截面积为2×10-4 m2,喷水速度约为10 m/s,水的密度为1×103 kg/m3,则该喷头喷水的功率约为 (　 ) A.10 W B.20 W C.100 W D.200 W 解析:选C　设Δt时间内从喷头喷出水的质量为m=ρSv·Δt,喷头喷水的功率等于单位时间内喷出水的动能增加量,即P==,联立解得P=100 W,故选C。 3.(2025·徐州模拟)2024年6月25日,嫦娥六号的返回之旅堪称一场“太空芭蕾”,31马赫(相当于10.55 km/s)的“太空水漂”惊艳世人。如图所示,嫦娥六号返回器关闭发动机后利用大气层“水漂”降速,在由a点进入大气层到达最低点b,又返回从c点跳出大气层的过程中,下列说法正确的是 (　 ) A.a→b过程中,大气阻力对该返回器做正功 B.a→b过程中,大气阻力对该返回器做负功 C.b→c过程中,大气阻力对该返回器做正功 D.b→c过程中,该返回器只受地球引力作用 解析:选B　在a→b和b→c整个过程中,该返回器在大气层中运动,大气阻力方向与运动方向相反,因此大气阻力均对该返回器做负功,故A、C错误,B正确;b→c过程中,该返回器除受地球引力作用外,还受到大气阻力作用,故D错误。 4.(2023·北京高考)如图所示,一物体在力F作用下沿水平桌面做匀加速直线运动。已知物体质量为m,加速度大小为a,物体和桌面之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,在物体移动距离为x的过程中 (　 ) A.摩擦力做功大小与F方向无关 B.合力做功大小与F方向有关 C.F为水平方向时,F做功为μmgx D.F做功的最小值为max 解析:选D　设力F与水平方向的夹角为θ,则摩擦力大小为f=μ(mg-Fsin θ),摩擦力做的功Wf=μ(mg-Fsin θ)xcos 180°,即摩擦力做功大小与F的方向有关,A错误;合力做功大小W=F合x=ma·x,可知合力做功大小与F方向无关,B错误;当力F水平时,则F=ma+μmg,力F做功为WF=Fx=(ma+μmg)x,C错误;因合力做功为max大小一定,而合力做的功等于力F做的功与摩擦力f做的功的代数和,而当Fsin θ=mg时,摩擦力f=0,则此时摩擦力做功为零,此时力F做功最小,最小值为max,D正确。 5.(2025·连云港模拟)如图,一磁铁吸附在铁板AB的下方。现保持铁板与水平面间的夹角θ不变,缓慢推动B端,使AB与磁铁一起水平向左匀速移动,则 (　 ) A.合外力对磁铁做正功 B.AB对磁铁的作用力不做功 C.AB对磁铁的弹力不做功 D.AB对磁铁的摩擦力不做功 解析:选B　由于磁铁做匀速运动,根据动能定理可知,合外力对磁铁不做功,故A错误;磁铁受重力和铁板的作用力而做匀速运动,根据平衡条件可知,AB对磁铁的作用力大小等于重力,方向竖直向上,与磁铁的运动方向相互垂直,故AB对磁铁的作用力不做功,故B正确;AB对磁铁的弹力垂直接触面,与磁铁的运动方向不垂直,故弹力一定做功,故C错误;AB对磁铁的摩擦力沿接触面,与磁铁的运动方向不垂直,故摩擦力做功,故D错误。 6.(2023·湖北高考)两节动车的额定功率分别为P1和P2,在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为v1和v2。现将它们编成动车组,设每节动车运行时受到的阻力在编组前后不变,则该动车组在此铁轨上能达到的最大速度为 (　 ) A. B. C. D. 解析:选D　由题意可知,两节动车编组前分别有P1=f1v1,P2=f2v2,当将它们编组后有P1+P2=(f1+f2)v,联立可得v=。 7.(2025·苏州模拟)如图,质量为m的歼-20战斗机正在升空,某时刻战斗机的速度为v,方向与水平面夹角为θ。已知重力加速度为g,则该时刻战斗机克服重力做功的瞬时功率为 (　 ) A.mgv B.mgvsin θ C.mgvcos θ D.mgvtan θ 解析:选B　战斗机受到的重力方向竖直向下,克服重力做功的瞬时功率为P=mgvy,vy=vsin θ,解得P=mgvsin θ,故B正确。 8.(2025·宿迁模拟)铁锹、斧头、锄头是常用农具,其长柄多为木制。为其安装木制手柄的过程基本一致,以斧头为例对该过程进行简化:距地面一定高度,金属头在上,用手抓住手柄向下快速砸向地面,手柄碰到地面立即停止运动,反复4次,金属头“砸入”手柄的总深度为d。已知金属头所受阻力与其进入手柄的深度成正比,每次动作完全相同,全程认为斧头只有竖直方向的运动。则第一次金属头“砸入”手柄的深度为 (　 ) A. B. C.d D. 解析:选A　金属头所受阻力与其进入深度的关系如图所示,由图可知,图线与横轴所围成的面积表示克服阻力做的功,金属头“砸入”手柄的前一半深度与后一半深度过程中,阻力做功之比为1∶3,因金属头“砸入”手柄时每次动作完全相同,可知金属头每次“砸入”手柄克服阻力做功相同,把图线与横轴所围成的面积分为四等份,则第一次“砸入”手柄的深度为,故A正确。 9.(2025·兴化模拟)全球最大的“上回转塔机”如图甲所示,树立了一面“中国高端制造”的新旗帜。若该起重机某次从t=0时刻由静止开始向上提升质量为m的物体,其a-t图像如图乙所示,t1时刻达到额定功率,t1~t2时间内起重机保持额定功率运动,重力加速度为g,不计其他阻力,下列说法正确的是 (　 ) A.0~t1时间内物体处于失重状态 B.t1~t2时间内物体做减速运动 C.0~t1时间内重力对物体做功为-m(a0t1)2 D.t1~t2时间内起重机额定功率为(mg+ma0)a0t1 解析:选D　在0~t1时间内物体向上做匀加速直线运动,因此物体处于超重状态,故A错误;由a-t图像可知t1~t2时间内物体的加速度为正,做加速度减小的加速运动,故B错误;0~t1时间内物体的位移为x1=a0,重力对物体做功为W=-mgx1=-mga0,故C错误;设t1时刻物体所受到的牵引力为F,由牛顿第二定律有F-mg=ma0,解得F=mg+ma0,t1时刻物体的速度为v=a0t1,起重机额定功率为P=Fv=(mg+ma0)a0t1,故D正确。 10.(2025·盐城质检模拟)某汽车以额定功率在水平路面上行驶,空载时的最大速度为v1,装满货物后的最大速度为v2,已知汽车空车的质量为m0,汽车所受的阻力跟车重成正比,则汽车后来所装的货物的质量是 (　 ) A.m0 B.m0 C.m0 D.m0 解析:选A　当汽车空载时,有P=f1v1=km0gv1,当汽车装满货物后,有P=f2v2=k(m0+m)gv2,联立两式解得m=m0,故A正确。 11.(12分)(2024·福建高考)两绳拉木板,每条绳拉力F=250 N,15 s内匀速前进20 m,θ=22.5°,cos 22.5° ≈ 0.9。求: (1)阻力f大小;(4分) (2)两绳拉力做的功;(4分) (3)两绳拉力的总功率。(4分) 解析:(1)由于木板匀速运动则有2Fcos θ=f 带入数据解得f=450 N。 (2)根据功的定义式有W=2Flcos θ 带入数据解得W=9.0 × 103 J。 (3)根据功率的定义式有P= 带入数据解得P=600 W。 答案:(1)450 N　(2)9.0 × 103 J　(3)600 W 12.(13分)(2025·泰州模拟)图甲为某型号无人机,它的铭牌如表所示(已知空气阻力与速度的关系为f=0.8v,取g=10 m/s2)。 【型号】 YU-2 【动力】 电动 【质量】 1200 g 【额定功率】 80 W (1)求无人机上升时的最大速度;(4分) (2)某次飞行时,该无人机的飞行路线如图乙所示,无人机先从A点匀速上升到B点,然后以水平速度5 m/s匀速飞行到C点,从B点到C点的过程中,求空气阻力做的功;(4分) (3)在(2)运动情况下,求无人机电动机提供的牵引力大小和此时电动机的实际功率。(5分) 解析:(1)当无人机向上运动的合力为0时,无人机上升的速度最大,设此时的升力为F0,则有F0=mg+f0=mg+0.8vmax 无人机的额定功率为P额=80 W, 此时有P额=F0vmax 解得vmax=5 m/s。 (2)从B点到C点的过程中,水平速度为5 m/s,则空气阻力的大小为f=0.8×5 N=4 N W=-fl=-3 200 J。 (3)无人机从B点到C点在水平方向上做匀速直线运动,对无人机受力分析如图所示 根据平衡条件有 F1=,cos θ= 根据功率的关系式有P=F1vcos θ 解得F1=4 N,P=20 W。 答案:(1)5 m/s　(2)-3 200 J　(3)4 N　20 W 1 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $$