周测评(13)功 功率-【衡水真题密卷】2024-2025全学年高一物理学科素养周测评（粤教版）

·物理· 参考答案及解析 向上有f62=F,可得摩擦力为f%=√Jf行十f= 向有 阳，白于-何>1：-停，说羽6比 vo=v1,x=Voto 4 竖直方向有 时摩擦力达到最大值，即f=F 4 =mg,解 A-方 得u=⑨ 解得t0=0.4s,x=2.4m 4mg ,D正确。 由题意可知，人加速助跑的距离 二、非选择题 s=L-x=3.6m。 7.(3)0.104(4)F=mg+k2(5)C 9.(1)w= gtan 0 【解析】(3)根据牛顿第二定律得F一mg= R+Isin 0 (2)2√15m/s(3)7m m号，可得下=mg+,由图线的发距可知， 【解析】(1)游客和座椅组成的整体受到绳子的 拉力和重力作用做匀速圆周运动，根据牛顿第二 钢球的重力为mg=0.104N。 定律可得 (4)若图线的斜率为，小球质量为m,重力加速 mgtan 0=mo(R+lsin 0) 度为g,则F与2的关系式为F=mg十ku2。 解得ω= gtan 0 WR+lsin0° (5)根据下=m可知，若F偏大，则可能原因 (2)当旋转飞椅以最大角速度旋转时，绳子与竖 是小钢球的速度测量偏大，故产生误差的主要原 直方向的夹角0=37°，根据牛顿第二定律可得 因是光电门测出的是遮光条通过时的速度，大于 02 钢球球心通过最低，点的速度，A、B、D错误，C mgtan 0=m R+lsin 0 正确。 解得v=2√15m/s。 8.(1)6m/s(2)3.6m (3)游客携带的物品掉落后做平抛运动，物品的 【解析】(1)设人蹬墙后的水平速度大小为1，从 落点在以轴心为圆心的一个圆周上，竖直方向有 B到C做斜抛运动，水平方向有 1 L=v1t H-lcos 0-2g 南H-A-后)月 平抛运动的水平距离为 s=ut 联立解得v1=6m/s。 由数学知识有 (2)设A点与B点的水平距离为x,人从A点跳 r2=s2+(R+lsin 0)2 到B点的过程中，逆过程为平抛运动，则水平方 联立解得H=7m。 2024一2025学年度学科素养周测评（十三） 物理·功功率 一、选择题 2.8X105 N=1.4×104N,当货车速度v=14m/s 1.C【解析】根据F-v图像可知，汽车在速度 20 o1~o2区间内F与车速v的关系为F=一ku十b 时，功率达到额定功率，匀加速运动的牵引力为 (k>0),则该速度区间内，车辆功率P与车速0关 F=P=2.8×10 N=2×10N,根据v-t图像 系为P=Fz=(-kv十b)v=一k2+bm(k>0), 14 由数学知识可知P-v图像应为开口向下的抛物 △014 可知，前7s内的加速度为a--号m/s 线。C正确。 2.A【解析】当货车匀速运动时，牵引力与阻力等 2.0m/s2,根据牛顿第二定律得F-f=ma,可 算得货车的质量为m=3×103kg,A正确。 大反向，速度达到最大值，则胆力为∫= 0 3.C【解析】该同学在“站起”过程中是匀速的， 将矿泉水抱在怀中时，对矿泉水的作用力与矿泉 ·23· Y灯 衡水真题密卷 学科素养周测评 水所受的重力是一对平衡力，所以单次站起过程对 二、非选择题 矿泉水做功W1=mgh=72J,“站起”过程对矿泉水 7.(1)1m/s(2)7.85×10N(3)7.85×10W 做功的功率P= W=2W=14W,2分钟内共站 【解析】(1)速度时间图像与时间轴围成图形的 t0.5 面积表示位移，则根据题图乙可知，下沉距离 起30次，则总功为W=-30W1=2160J,C正确。 4.A【解析】由于小车匀加速上升，且小车和细 H= ·t 沙的总质量随位移均匀减小，结合题图可知 解得vm=1m/s。 m=10-0.1h,根据牛顿第二定律F-mg= (2)根据题图乙可得10~30s内加速度大小 ma,可得F=120一1.2h,故拉力与位移满足线性 关系，所以可用平均力法求解变力做功。当h=0 a-、1 t=20m/s=0.05m/s 时，F1=120N;当h=20m时，F2=96N;则在 此过程对数据舱受力分析，设起重机拉力为F, 提车的整个过程中，拉力对小车做的功为W拉= 水的阻力为f,则由牛顿第二定律有 F,+F2h=2160J,A正确。 F+f-mg=ma 2 解得F=7.85×10N。 5.AC【解析】狗对雪橇的水平拉力有两个作用 (3)由受力分析可知，起重机在0~10s内的拉 效果，一个作用效果平衡雪橇做圆周运动时受到 力小于在10~30s内的拉力，在10~30s阶段 的切向摩擦力，另一个作用效果使雪橇做圆周运 速度最大时刻，功率最大，则有Pm=Fvm 动，根据雪橇做圆周运动，由牛顿第二定律有F 代入数据解得Pm=7.85×10W。 32 =mR=80×24N=30N,在雪撬前进的方向 8.(1)3m/s(2)5m/s2(3)2m/s2 上始终有F物=μmg=40N,则可得雪橇受到狗 【解折】1)由1-之 的水平拉力大小为F=√F十F=50N,A正 可得3s末速度的大小v1=3m/s。 确；狗对雪橇的水平拉力方向与雪橇前进方向之 (2)从货车探测到障碍物到货车停止作运动分为 _F=4 间夹角的余弦值为os0=F=5,可得夹角0 两个过程，分别为从探测到障碍物到作出有效操 作前的匀速运动阶段和从作出有效操作到货车 =37°，B错误；雪橇只有沿切线方向上的速度， 停止前的匀减速运动阶段，设最小加速度的大小 所以狗对雪橇的水平拉力的功率为P=F切？= 为a2,由题意可得 40X3W=120W,C正确；狗拉着雪橇转过30° 0-0号 圆孤的过程中，地面摩擦力对雪橇做功W= x2=v2t2+-2a2 1 一12mg·2R=-160πJ,D错误。 代入数值求得刹车的加速度最小为 a2=5m/s2。 6BC【解析】因沿着同一根绳做功的功率相等，则 (3)由P=Fv3 题图甲中力对绳做的功等于绳对物块做的功，物块 可得速度大小为5m/s时的牵引力为 从A到C过程中力F做的功为W=F(OA一OC), F=1200N A错误；题图乙中F-x图像与坐标轴围成图形 由牛顿第二定律 的面积代表功，则全过程中F做的总功为W= F-0.1mg=ma3 15×6J+(-3)×6J=72J,B正确；题图丙中， 可得此时货车加速度的大小a3=2m/s2。 绳长为R,若空气阻力∫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 9.(1)20m/s(2)5s(3)0.5m/s2 W=-f,2-名R,C正确：题用了中， 【解析】(1)设汽车以额定功率启动后达到最大 4 速度？m时牵引力为F。,汽车达到最大速度时有 F始终保持水平，当F为恒力时将小球从P拉到 F。=f=4×103N Q,F做的功是W=Flsin0,而F缓慢将小球从P 又P。=Fovm 拉到Q,F为水平方向的变力，F做的功不能用 联立解得vm=20m/s。 力乘以位移计算，D错误。 (2)设汽车在匀加速运动时，牵引力为F1,根据 ·24· Y灯 ·物理· 参考答案及解析 牛顿第二定律有 解得t=5s F-f=ma (3)当速度为v2=16m/s,此时牵引力为F2,则 解得F1=8000N P。=F2v2 设保持匀加速的时间为t,匀加速达到的最大速 解得F2=5000N 度为V1,则有 根据牛顿第二定律有 P。=F11 F2-f=maz 解得1=10m/s 解得a2=0.5m/s2。 根据v1=a1t 2024一2025学年度学科素养周测评（十四） 物理·动能动能定理势能 一、选择题 g=m,解得n=5m/s,A错误；设从D 1.A【解析】从倾斜轨道看，圆锥会向“上”滚动， 从水平的角度看，圆锥的重心在下降，A正确，B 点刚好到达F点，根据动能定理有一mg·2r= 错误；圆锥在重力的作用下，圆锥的重力势能转 1 0-2m品，解得，=0.125m,根据题意滑块最终 化为圆锥的动能，圆锥会向“上”滚动，圆锥不需 要有向上的初速度，C错误；根据能量守恒定律可 停在粗糙水平直轨道FG上，所以半圆管道DEF 知，如果两根筷子平行放置，圆锥不会自动向 的半径r应小于0.125m,B正确；在轨道AB “上”滚动，D错误。 上，滑块的拉力等于摩擦力时，速度最大，有v'= 2.D【解析】根据平衡条件和胡克定律可知，开始 =10m/s,滑块从A开始运动，到速度达到 umg 时弹簧的压缩量工1爱，当物块A恰好离开地 最大的过程中所用时间为t,位移为x1,根据动能 面时弹簧伸长量为x:=",由于=x,弹簧 1 定理可得P1一mg1=2mU,由于不知道时间 的弹性势能的变化量△E。=0,将整个系统看作 t,所以无法计算这段过程中的位移，故A、B之 一个整体，设拉力F做功为W,根据动能定理得 间的距离无法算出，C错误；在轨道AB上，滑块 一mg(x1+x2)十△E。十W=0-0,解得W= 减速过程的距离为x,从撤去外力到D,点，根据 兰，D压 动能定理有-mgg-吸·2R=号ma6-名m, 3.D【解析】根据重力做功表达式Wc=mgh,可 解得x=7.5m,D错误。 知物体的重力在cd段做的功等于在ab段做的 5.BD【解析】释放瞬间，对物块受力分析有2g 功，A错误；由于物体运动的速度越来越大，cd段 T=2ma,对绳子受力分析有T-umg cos0 的长度等于ab段的长度，所以物体在cd段运动 的时间小于在ab段运动的时间，B错误；物体在 mgn0=a,联a可得T=2mg,8=音8，A de段重力做的功等于在bc段重力做的功，在de 错误，B正确；软绳与斜面间动摩擦因数为，软 段运动的时间比bc段的时间短，所以物体在de 段重力的平均功率大于在bc段重力的平均功率， 绳滑出过程中所受摩擦力为变力，且与位移成线性 1 关系，如图所示，所以整个过程摩擦力做功W,= C错误；根据动能定理可知mgh,=2mu,mgh, 3 1 2 8mgL,由动能定理可知2mgL+4mgL+W:= 2mu,又h,=2h1,解得o:=20:D正确。 4.B【解析】滑块恰好通过该轨道最高点D,则有 多m02,解得U=5g,C蜡误，D正确。 3 2 ·25· YJ2024一2025学年度学科素养周测评（十三） 物理·功功率 (考试时间40分钟，总分100分) 一、选择题：本题共6小题，每小题8分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~4题 只有一项符合题目要求，第5、6题有多项符合题目要求。全部选对的得8分，选对但不 全的得4分，有选错的得0分。 题号 7 2 3 5 答案 1.为了保证消费者权益，国家会对销售的车辆进行全面的检测。动力检测时，汽车在专用 的测量装置上全力加速，仪器记录车轮转速v与车轮驱动力F的大小，再通过计算得出 车辆在不同车速下的输出功率，某汽车在速度v1~v2区间内车轮驱动力F与车速v的 关系如图所示。则在该速度区间内，车辆功率P与车速关系的图像可能是() A B 2.一货车前7s内从静止开始做匀加速直线运动，第7s末货车的速率 /(m's1) 为14m/s,功率恰好达到额定功率280kW,7s后货车以额定功率 30 行驶，第18s时货车达到最大速度20m/s,v-t图像如图所示。货车 14 行驶时受到的阻力保持不变，取g=10m/s2,则货车的质量为 18 A.3.0×103kg B.6.0×103kg C.2.8×103kg D.1.4×103kg 3.课间，某男同学利用未开封的矿泉水进行负重深蹲训练，他根据体育老师传授的经验将 矿泉水环抱入怀中，与胸口保持相对静止，稳定后完成“下蹲一维持一站起”的深蹲动 作。为了保证动作质量，要“慢蹲快起”，即下蹲过程要慢且稳（匀速），持续时间2秒，在 最低点维持1.5秒静止不动，随后站起过程要快且稳（匀速），持续时间0.5秒。每次下 蹲深度（水桶从初始位置开始下移的最大距离）保持在60cm。该同学按照这样的标准， 高一学科素养周测评（十三）物理第1页（共4页） 衡水真 持续做了2分钟共计完成了30个深蹲。若该未开封的矿泉水总质量为12kg,深蹲过 班级 程矿泉水的运动轨迹是竖直的，取g=10m/s2,则在这2分钟内该同学在“站起”过程对 矿泉水做的总功和“站起”过程对矿泉水做功的功率分别为 姓名 A.4320J,36W B.4320J,144W C.2160J,144W D.2160J,36W ------------- 4.某工地建房时用小车将细沙从一楼提到七楼（高度为20m),小 m/kg 得分 车和细沙总质量为10kg。由于小车漏沙，在被匀加速提升至 10 七楼的过程中，小车和细沙的总质量随着上升距离的变化关 8 6 系如图所示。小车可以看成质点，已知小车加速度为2/s2,不 4 计空气阻力，取g=10m/s2。由图像可知，在提升的整个过 0 101520 →h/m 程中，拉力对小车做的功为 ( A.2160J B.1800J C.2400J D.180J 5.如图所示，冬天的北方，人们常用狗来拉雪橇。一条狗用水平拉力拉着质量为80kg的 雪橇（包括内部物品），在水平雪面做半径为24m的匀速圆周运动，速度大小为3m/s, 雪橇与地面间的动摩擦因数为0.05，取g=10m/s2,c0s53°=0.6。下列说法正确的是 ( A.雪橇受到狗的水平拉力大小为50N B.狗对雪橇的水平拉力方向与雪橇前进方向成53 C.狗对雪橇的水平拉力的功率为120W D.狗拉着雪橇转过30°圆弧的过程中，地面摩擦力对雪橇做功160πJ 6.力F对物体所做的功可由公式W=F·scos cα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 式不能直接求变力所做的功，我们就需要通过其他的一些方法来求解力F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，下列说法正确的是() 0' 1 李x/m 甲 丙 A.图甲中若F大小不变，物块从A到C过程中力F做的为W=F·AC B.图乙中，全过程中F做的总功为72J C.图丙中，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 1 功W=一 xRf D.图丁中，F始终保持水平，无论是F缓慢将小球从P拉到Q,还是F为恒力将小球从 P拉到Q,F做的功都是W=Flsin0 题密卷 高一学科素养周测评（十三）物理第2页（共4页） YJ 二、非选择题：本题共3小题，共52分。 7.(12分)2023年11月24日，全球首个“海底数据舱”成功安装在海南陵水海域，如图甲所 示，起重机吊着“海底数据舱”从海面下沉到水中预定位置。某一阶段该舱竖直下沉 15m,此过程其速度v随时间t的变化关系如图乙所示，已知“海底数据舱”的质量为1.0× 10kg,下沉过程中所受水的阻力（含浮力）恒为2.0×10°N。取g=9.8m/s2。求； (1)0~30s内，“海底数据舱”的最大速度vm。 (2)10~30s内，起重机的拉力大小F。 (3)0~30s内，起重机拉力的最大功率Pm。 v/m·s 10 30t/s 8.(20分)随着科技的发展，汽车无人驾驶技术日益成熟。某自动配送小型无人驾驶货车 的质量为400kg,额定功率为18kW。某次试运行测试时，进行了如下操作： (1)货车由静止启动做匀加速直线运动，3s内前进了4.5，求3s末速度的大小。 (2)在进行货车避障能力测试时，该车以10m/s速度匀速行驶，正前方11m处突然出 现障碍物，从探测到障碍物到作出有效操作的时间为0.1s,则该车至少应以多大的 加速度刹车才能避免碰撞？ (3)该货车在平直道路行驶，所受阻力为其重力的0.1倍，某时刻输出功率为6kW,速 度大小为5m/s,取g=10m/s2,求此时货车加速度的大小。 Y灯 高一学科素养周测评（十三）物理第3页（共4页）】 衡水真题密卷 9.(20分)一辆汽车在平直公路上行驶，已知汽车的质量m=2.0×103kg,发动机最大的 输出功率P。=80kW,设汽车行驶过程中受到的阻力大小恒为f=4.0×103N,取 g=10m/s2。 (1)求该汽车所能达到的最大速度的大小。 (2)若汽车从静止开始做匀加速直线运动，直到发动机达到最大输出功率，已知汽车加 速度大小为2.0m/s2,求汽车匀加速运动的时间。 (3)若汽车保持最大功率行驶，当速度为16/s时，求此时汽车加速度的大小。 高一学科素养周测评（十三）物理第4页（共4页）