第2节 功率（分层作业）物理鲁科版必修第二册

2．功率 目录 【攻核心·技能提升】 1 一、功率的理解 1 二、平均功率与瞬时功率 5 三、机车启动 8 【拓思维·重难突破】 11 【链高考·精准破局】 13 一、功率的理解 1.如图所示，小球通过细线悬挂于车厢内的O点，在车厢内左右摆动，车厢始终静止，小球从左侧最高点运动到最低点过程中，以地面为参考系，则（　　） A．重力对小球不做功 B．细线对小球做正功 C．细线对车厢做正功 D．重力的瞬时功率先变大后变小 【答案】D 【详解】A．小球的高度降低，重力对小球做正功，故A错误； B．细线对小球的拉力始终与速度方向垂直，所以细线对小球不做功，故B错误； C．车厢始终静止，所以细线对车厢不做功，故C错误； D．小球处于最高点时速度为零，重力的功率为零，小球处于最低点时，重力与速度方向垂直，重力的功率也为零，所以该过程中重力的瞬时功率先变大后变小，故D正确。 故选D。 2.如图甲、乙、丙分别为商场里的厢式、台阶式和斜面电梯，小明在逛商场时分别乘坐了这三部电梯上楼。在电梯以相同速率匀速运行的过程中，小明相对电梯静止，则下列说法正确的是（　　） A．三部电梯对小明均不做功 B．乘坐乙丙电梯时，电梯对小明均无摩擦力的作用 C．乘坐甲丙电梯时，小明所受重力做功的功率相等 D．乘坐甲乙电梯时，小明所受弹力做功的功率不相等 【答案】D 【详解】A．小明先后随三部电梯以相同速率匀速运行的过程中，由于重力对小明做负功，根据动能定理可知，三部电梯对小明均做正功，故A错误； B．电梯匀速运行，所以台阶式电梯乙对小明没有摩擦力的作用；丙是斜面电梯，小明要随斜面电梯向上运动，因此丙电梯对小明有摩擦力的作用，且摩擦力方向沿斜面向上，与小明的重力沿斜面向下的分力平衡，故B错误； C．设小明运动方向与竖直方向夹角为θ，根据乘坐甲丙电梯时，由于电梯运行速率相同，但方向不同，所以竖直分速度大小不相等，则小明所受重力做功的功率不相等，故C错误； D．乘坐甲乙电梯时，小明所受弹力大小相等，且大小都等于重力，由于电梯运行速率相同，但方向不同，所以竖直分速度大小不相等，则小明所受重力做功的功率不相等，则小明所受弹力做功的功率不相等，故D正确。 故选D。 3.将一条长为L的纸带扭转180°后连接两端就构成了一个莫比乌斯环，不考虑连接纸带时的长度损失。一只蚂蚁以恒定的速率v从纸带上标记点P沿纸带中线向前爬行，当其再一次来到P点的过程中，蚂蚁的（　　） A．平均速度为零 B．运动时间为 C．加速度始终为零 D．重力的瞬时功率不变 【答案】A 【详解】A．平均速度是位移与所用时间的比值，蚂蚁的位移为零，故平均速度为零，故A正确； B．运动时间应为，故B错误； C．蚂蚁做曲线运动，加速度不为零，故C错误； D．蚂蚁竖直方向的速度有变化，故重力的瞬时功率变化，故D错误。 故选A。 4.如图所示，半径为的四分之一光滑圆弧竖直固定，最低点放置一质量为的物块，可视为质点。物块在方向始终沿圆弧切线的推力作用下由运动到，力大小恒为。对于该运动过程，下列说法正确的是（　　） A．力做功大小为 B．力做功大小为 C．力的功率先增大后减小 D．克服重力做功的功率先增大后减小 【答案】B 【详解】AB．由于力F方向始终沿圆弧切线，且大小恒为mg ，根据变力做功的计算方法，这里可以用微元法。把圆弧分成很多小段，每一小段上力F做的功（是每一小段的弧长） 则力F做功的大小 故A错误，B正确； C．从A到B过程，F始终大于重力沿切线方向的分力，所以物体一直在做加速运动，速度一直在增大，根据（F与v始终夹角为） 可知F的功率一直在增大，故C错误； D．设重力方向与速度方向夹角，题图可知，对于该运动过程，从增大到，则克服重力做功的功率 可知一直在增大，v也在增大，故克服重力做功的功率一直增大，故D错误。 故选B。 5.图为某电动汽车在加速性能试验过程中的v-t图像。为了简化计算，可近似认为：汽车运动时受到的阻力恒定，在0~30s内做匀加速直线运动，30s后汽车发动机的功率保持不变。近似后可得（　　） A．15s末、30s末汽车的牵引力大小之比为2:1 B．15s末、30s末汽车的发动机功率之比为1:2 C．30s末、54s末汽车的加速度大小之比为4:3 D．0~30s内、30~54s内汽车发动机做功之比为5:8 【答案】BD 【详解】A．由题意可知汽车前30s做匀加速直线运动，则牵引力恒定，所以15s末、30s末汽车的牵引力大小之比为1:1，故A错误； B．由图可知15s末、30s末的速度分别为9m/s、18m/s，由公式 可知，15s末、30s末的功率之比为1:2，故B正确； C．汽车的加速度为 所以30s末、54s末的加速度之比应为 故C错误； D．0～30s内，汽车发动机做功 30～54s内汽车发动机做功 所以 故D正确。故选BD。 6.动车组是自带动力车厢和不带动力车厢的编组。某一动车组由10节车厢连接而成，其中第一节和第六节车厢为动力车厢，每节动力车厢的额定功率均为，每节车厢的质量均为，动车组在行驶过程中所受的阻力f为车重的0.1倍，已知行驶过程中，每节动力车厢总保持相同的输出功率，重力加速度，则该动车组的最大行驶速度为（　　） A．48m/s B．72m/s C．96m/s D．144m/s 【答案】C 【详解】动车组达到最大速度时，牵引力等于阻力，此时总功率为两节动力车厢的额定功率之和， 有 解得 故选C。 二、平均功率与瞬时功率 7.杭州宇树科技公司研发的人形机器人已能顺利完成侧空翻动作。某次调试过程中，质量为的机器人向上跳起并落回原地，跳起后其重心上升的最大高度为。不计空气阻力，则机器人在上升第1个与上升第3个过程中重力的平均功率之比为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】机器人做竖直上抛运动到最高点过程，可看成逆向做初速度为0的自由落体运动，则机器人在上升第1个与上升第3个过程的时间比 由于这两个阶段重力做功相同，故这两个过程重力的平均功率之比与这两个过程运动的时间成反比，即 故选D。 8.某同学跳绳1分钟，平均每分钟跳120次，每次重心升高约5cm。估算他跳绳时克服重力做功的平均功率最接近（　　） A．10W B．50W C．100W D．200W 【答案】B 【详解】每次克服重力做功 假设同学质量 ，重力加速度 2，重心升高 ，则 每分钟跳120次，总功为 则平均功率 故选B。 9.如图所示，汽车定速巡航（即速率不变）从左至右通过拱形路面。若汽车行驶过程中所受阻力大小不变，则该过程中汽车的功率（　　） A．一直减小 B．一直增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小 【答案】A 【详解】汽车定速巡航（即速率不变），由平衡条件可得汽车的牵引力大小为 其中为汽车轨迹切线与水平方向的夹角，f为阻力，根据功率 汽车沿拱形路面上坡的过程中，θ减小，所以牵引力减小，可知功率逐渐减小。 故选A。 10.高空坠物事件频发，危害巨大。现有一重物在无风的情况下从高空被斜向下抛出，如图所示。已知重物所受空气阻力的大小与坠落速率成正比，则该重物在下落过程中重力的瞬时功率P随时间t变化的图像可能是（　　） A．B．C．D． 【答案】C 【详解】重物在下落过程中受到重力和空气阻力作用，随着速率的增加，空气阻力逐渐增大，重物在水平方向减速，竖直方向加速，故阻力在竖直向上的分力逐渐增大，则重物在竖直方向做加速度越来越小的加速运动，增大，但图像的切线斜率变小，而重力的瞬时功率，则图像的切线斜率变小，初始时刻不等于零，即初始时刻重力功率不为零。 故选C。 11.2024年11月，世界无人机竞速锦标赛在杭州开赛。如图是一款竞速无人机，其总质量为800g。某次该无人机以180km/h的速度沿水平直线匀速飞行，假设该无人机匀速飞行时只受到重力、空气阻力和升力的作用，空气阻力大小恒为6N，且与速度方向相反，重力加速度g取，则该无人机所受的升力的功率为（　　） A．300W B．500W C．700W D．900W 【答案】A 【详解】对无人机受力分析可知，受向下的重力mg，与运动方向相反的水平阻力f，则升力F方向斜向上，设与水平方向夹角为θ，可知， 解得F=10N，θ=53° 则F的功率 故选A。 12.如图是一玩具小车弹射装置，橡皮筋两端用钉子固定在水平木板上的E、F两点，小车与橡皮筋中点连接，小车在O处时橡皮筋恰好处于原长。现将小车拉至P处由静止释放，小车沿直线由P运动到O过程中所受阻力恒定，则该过程（　　） A．小车所受合外力一直减小 B．小车所受合外力先增大后减小 C．小车速度最大时合外力功率为零 D．小车速度最大时合外力功率最大 【答案】C 【详解】AB．小车从P处由静止释放，此时橡皮筋的拉力最大，在O处时橡皮筋恰好处于原长，此时橡皮筋无拉力，那么在PO连线中的某一点Q，小车受力平衡，小车所受合外力最小等于零，所以小车的合外力先减小后增大，AB错误。 CD．当小车在Q点时速度最大，合外力等于零，根据，小车在Q点时合外力的功率最小等于零， C正确，D错误。 故选C。 三、机车启动 13.一架无人机做空中表演，初速度为，方向竖直向上，以恒定功率竖直向上加速运动一段时间后减速，最终停在最高点，该无人机速度随时间变化图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由题意知，无人机以恒定功率竖直向上加速 则有 由牛顿第二定律知 联立得 可见，当速度v不断增大时，加速度a不断减小，无人机做加速度不断减小的加速运动，当时，速度达到最大值，之后应做匀速运动。 由题意无人机加速后直接减速，且最终停在最高点，可知A正确，BCD错误； 故选A。 14.（多选）一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为的重物，到A点时，起重机的功率达到额定功率，以后起重机保持该功率不变，继续向上提升重物到B点达到最大速度，之后匀速上升，不计空气阻力，重力加速度大小，则整个过程中，下列说法正确的是（　　） A．过程起重机对重物的拉力不变，且 B． C．过程中牵引力做功 D．过程重物上升的高度 【答案】BD 【详解】A．OA过程货物做匀加速运动，则起重机对重物的拉力不变，加速度 根据 可得 故A错误； B．额定功率 故B正确； C．BC过程中牵引力做功 故C错误； D．BC过程的速度 重物上升的高度 故D正确。 故选BD。 15.一辆小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=1×103kg，汽车受到的阻力为车重的0.1倍，g取10m/s2，则（　　） A．汽车在前5s内的牵引力为3×103N B．汽车在前5s内的牵引力为5×102N C．汽车的额定功率为100kW D．汽车的最大速度为60m/s 【答案】C 【详解】AB．汽车受到的阻力为前5s内，由图知由牛顿第二定律可得解得故AB错误； C．5s末汽车功率达到额定功率为故C正确； D．当汽车达到最大速度时，牵引力等于阻力，所以汽车的最大速度为故D错误。故选C。 16.如图甲所示，在新能源汽车技术测试中，一辆质量为的氢燃料电池赛车在平直赛道上由静止开始加速，设其所受到的阻力不变，在加速阶段的加速度和速度的倒数的关系如图乙所示，则赛车（　　） A．做匀加速直线运动 B．发动机的功率为 C．所受阻力大小为 D．速度大小为时牵引力大小为 【答案】D 【详解】A．根据牛顿第二定律可得由 可得 由图线可知斜率为，为常量，故赛车在恒定功率下启动，速度变大，根据可知牵引力变小，根据可知加速度减小，故A错误； BC．根据 可知图像的斜率为， 可知功率为，阻力大小为，故BC错误； D．速度大小为时，根据 可知牵引力为，故D正确。 故选D。 17.质量为2 000 kg、额定功率为80 kW的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为20 m/s.若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2 m/s2，运动中的阻力不变．求： (1)汽车所受阻力的大小； (2)3 s末汽车的瞬时功率； (3)汽车做匀加速运动的时间； (4)汽车在匀加速运动中牵引力所做的功。 【答案】　(1)4 000 N　(2)4.8×104 W　(3)5 s　 (4)2×105 J 【详解】　(1)所求的是运动中的阻力，若不注意“运动中的 阻力不变”，则阻力不易求出．以最大速度行驶时，根据P＝Fv，可求得F＝4 000 N．而此时牵引力和阻力大小相等． (2)由于3 s时的速度v＝at＝6 m/s，而牵引力由F－Ff＝ma得F＝8 000 N，故此时的功率为P＝Fv＝4.8×104 W. (3)设匀加速运动的时间为t，则t时刻的速度为v＝at，这时汽车的功率为额定功率．由P＝Fv，将F＝8 000 N和v＝at代入得t＝5 s. (4)匀加速运动阶段牵引力为恒力，牵引力所做的功 W＝Fl＝Fat2＝8 000××2×52 J＝2×105 J 18.据《吕氏春秋》记载，我国在尧舜时代就有春节扫尘的风俗，寓意平安顺遂。如图，质量m=50kg的沙发静止在水平地面上，与地面的动摩擦因数μ=0.3。小海从侧面用平行于地面的力F=200N推开沙发打扫卫生，沙发由静止开始匀加速前进s=2m，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。这个过程中，求 (1)合力对沙发所做的功W； (2)合力的平均功率P。 【答案】(1)(2) 【详解】（1）沙发受到的合力 合力对沙发所做的功 代入题中数据，联立解得 （2）沙发由静止开始做匀加速运动，根据牛顿第二定律，有 由运动学公式 合力的平均功率 代入题中数据，联立解得 19.如图所示，将长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放。下列关于物块下滑过程说法中正确的是（　　） A．夹角θ越小，物块下滑过程摩擦力做功越多 B．夹角θ越大，物块下滑过程摩擦力做功越多 C．夹角θ越小，物块下滑过程重力做功越多 D．夹角θ越大，物块下滑到底端时重力瞬时功率越大 【答案】D 【详解】AB．设P到横杆的距离为x，则物块下滑过程中摩擦力做功为 由此可知，摩擦力做功与θ无关，故AB错误； C．下滑过程中重力做功为 则夹角θ越小，物块下滑过程重力做功越少，故C错误； D．物块下滑到底端时重力瞬时功率为，， 联立可得 所以夹角θ越大，物块下滑到底端时重力瞬时功率越大，故D正确。 故选D。 20.2024年12月29日，全球最快高铁列车CR450动车组样车发布，这标志着“CR450科技创新工程”取得重大突破，将极大提升我国铁路科技创新水平和科技自立自强能力，进一步巩固扩大我国高铁技术世界领跑优势。某动车组由4辆提供动力的动车和4辆无动力的拖车组成，其中第2、4、5、7节车厢为动车，其余为拖车。每节车厢的质量均为50吨，每节动车的额定功率均为2750千瓦，各节车厢之间只有水平方向的相互作用力。行驶过程中，每节动车提供的动力相同，每节车厢所受阻力大小恒为其重力的0.025倍。某次测试中，动车组由始发站以的加速度匀加速启动，达到额定功率后以额定功率行驶。设铁轨为水平直线，重力加速度取。求： (1)匀加速阶段，第3节与第4节车厢间的相互作用力多大； (2)动车组匀加速的时间和位移分别为多少； (3)若动车组行驶过程中所受总阻力与速度的平方成正比，即（各量均取国际单位），则动车组匀速行驶的速度为多大。 【答案】(1)(2)，(3) 【详解】（1）因为该动车组由4辆提供动力的动车和4辆无动力的拖车组成，故匀加速阶段，对动车组受力分析列牛顿第二定律方程有 解得 将第1、2、3节车厢看成整体进行受力分析，列牛顿第二定律方程有 解得 负号表示第4节对第3节车厢的作用力与动车组运动方向相同，故第3节与第4节车厢间的相互作用力大小为。 （2）当动车组匀加速结束时功率恰好达到额定功率，设此时速度为，由 解得 设匀加速阶段的时间为，由运动学公式 解得 设匀加速阶段的位移为，由运动学公式 代入数据解得 即动车组匀加速的时间为22s，位移为242m。 （3）当列车组匀速行驶时有 整理解得 因为 代入上式解得 即动车组匀速行驶的速度为110m/s。 21.（2025·山东·高考真题）一辆电动小车上的光伏电池，将太阳能转换成的电能全部给电动机供电，刚好维持小车以速度v匀速运动，此时电动机的效率为。已知小车的质量为m，运动过程中受到的阻力（k为常量），该光伏电池的光电转换效率为，则光伏电池单位时间内获得的太阳能为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据题意小车匀速运动，则有 小车的机械功率 由于电动机的效率为，则有 光伏电池的光电转换效率为，即 可得 故选A。 22.（2024·上海·高考真题）我国的汽车智能化技术发展迅猛。各类车载雷达是汽车自主感知系统的重要组成部分。汽车在检测到事故风险后，通过自主决策和自主控制及时采取措施，提高了安全性。 一辆质量的汽车，以的速度在平直路面上匀速行驶，此过程中发动机功率，汽车受到的阻力大小为 N。当车载雷达探测到前方有障碍物时，主动刹车系统立即撤去发动机驱动力，同时施加制动力使车辆减速。在刚进入制动状态的瞬间，系统提供的制动功率，此时汽车的制动力大小为 N，加速度大小为 。（不计传动装置和热损耗造成的能量损失） 【答案】600 【详解】[1]根据题意可知，汽车匀速行驶，则牵引力等于阻力，则有 其中， 解得 [2]根据题意，由可得，汽车的制动力大小为 [3]由牛顿第二定律可得，加速度大小为 23.（2024·福建·高考真题）我国古代劳动人民创造了璀璨的农耕文明。图（a）为《天工开物》中描绘的利用耕牛整理田地的场景，简化的物理模型如图（b）所示，人站立的农具视为与水平地面平行的木板，两条绳子相互平行且垂直于木板边缘。已知绳子与水平地面夹角为，，。当每条绳子拉力的大小为时，人与木板沿直线匀速前进，在内前进了，求此过程中 (1)地面对木板的阻力大小； (2)两条绳子拉力所做的总功； (3)两条绳子拉力的总功率。 【答案】(1)450N(2)9.0×103J(3)600W 【详解】（1）由于木板匀速运动则有 解得 （2）根据功的定义式有 解得 （3）根据功率的定义，有 24.（2023·山东·高考真题）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。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． 【答案】A 【详解】设物体与地面间的动摩擦因数为μ，当小车拖动物体行驶的位移为S1的过程中有 F－f－μmg = (m＋M)a v2= 2aS1 P0= Fv 轻绳从物体上脱落后 a2= μg v2= 2a2(S2－S1) 联立有 故选A。 25.（2023·湖北·高考真题）两节动车的额定功率分别为和，在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为和。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． 【答案】D 【详解】由题意可知两节动车分别有， 当将它们编组后有 联立可得 故选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 2．功率 目录 【攻核心·技能提升】 1 一、功率的理解 1 二、平均功率与瞬时功率 3 三、机车启动 4 【拓思维·重难突破】 6 【链高考·精准破局】 7 一、功率的理解 1.如图所示，小球通过细线悬挂于车厢内的O点，在车厢内左右摆动，车厢始终静止，小球从左侧最高点运动到最低点过程中，以地面为参考系，则（　　） A．重力对小球不做功 B．细线对小球做正功 C．细线对车厢做正功 D．重力的瞬时功率先变大后变小 2.如图甲、乙、丙分别为商场里的厢式、台阶式和斜面电梯，小明在逛商场时分别乘坐了这三部电梯上楼。在电梯以相同速率匀速运行的过程中，小明相对电梯静止，则下列说法正确的是（　　） A．三部电梯对小明均不做功 B．乘坐乙丙电梯时，电梯对小明均无摩擦力的作用 C．乘坐甲丙电梯时，小明所受重力做功的功率相等 D．乘坐甲乙电梯时，小明所受弹力做功的功率不相等 3.将一条长为L的纸带扭转180°后连接两端就构成了一个莫比乌斯环，不考虑连接纸带时的长度损失。一只蚂蚁以恒定的速率v从纸带上标记点P沿纸带中线向前爬行，当其再一次来到P点的过程中，蚂蚁的（　　） A．平均速度为零 B．运动时间为 C．加速度始终为零 D．重力的瞬时功率不变 4.如图所示，半径为的四分之一光滑圆弧竖直固定，最低点放置一质量为的物块，可视为质点。物块在方向始终沿圆弧切线的推力作用下由运动到，力大小恒为。对于该运动过程，下列说法正确的是（　　） A．力做功大小为 B．力做功大小为 C．力的功率先增大后减小 D．克服重力做功的功率先增大后减小 5.图为某电动汽车在加速性能试验过程中的v-t图像。为了简化计算，可近似认为：汽车运动时受到的阻力恒定，在0~30s内做匀加速直线运动，30s后汽车发动机的功率保持不变。近似后可得（　　） A．15s末、30s末汽车的牵引力大小之比为2:1 B．15s末、30s末汽车的发动机功率之比为1:2 C．30s末、54s末汽车的加速度大小之比为4:3 D．0~30s内、30~54s内汽车发动机做功之比为5:8 6.动车组是自带动力车厢和不带动力车厢的编组。某一动车组由10节车厢连接而成，其中第一节和第六节车厢为动力车厢，每节动力车厢的额定功率均为，每节车厢的质量均为，动车组在行驶过程中所受的阻力f为车重的0.1倍，已知行驶过程中，每节动力车厢总保持相同的输出功率，重力加速度，则该动车组的最大行驶速度为（　　） A．48m/s B．72m/s C．96m/s D．144m/s 二、平均功率与瞬时功率 7.杭州宇树科技公司研发的人形机器人已能顺利完成侧空翻动作。某次调试过程中，质量为的机器人向上跳起并落回原地，跳起后其重心上升的最大高度为。不计空气阻力，则机器人在上升第1个与上升第3个过程中重力的平均功率之比为（　　） A． B． C． D． 8.某同学跳绳1分钟，平均每分钟跳120次，每次重心升高约5cm。估算他跳绳时克服重力做功的平均功率最接近（　　） A．10W B．50W C．100W D．200W 9.如图所示，汽车定速巡航（即速率不变）从左至右通过拱形路面。若汽车行驶过程中所受阻力大小不变，则该过程中汽车的功率（　　） A．一直减小 B．一直增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小 10.高空坠物事件频发，危害巨大。现有一重物在无风的情况下从高空被斜向下抛出，如图所示。已知重物所受空气阻力的大小与坠落速率成正比，则该重物在下落过程中重力的瞬时功率P随时间t变化的图像可能是（　　） A．B．C．D． 11.2024年11月，世界无人机竞速锦标赛在杭州开赛。如图是一款竞速无人机，其总质量为800g。某次该无人机以180km/h的速度沿水平直线匀速飞行，假设该无人机匀速飞行时只受到重力、空气阻力和升力的作用，空气阻力大小恒为6N，且与速度方向相反，重力加速度g取，则该无人机所受的升力的功率为（　　） A．300W B．500W C．700W D．900W 12.如图是一玩具小车弹射装置，橡皮筋两端用钉子固定在水平木板上的E、F两点，小车与橡皮筋中点连接，小车在O处时橡皮筋恰好处于原长。现将小车拉至P处由静止释放，小车沿直线由P运动到O过程中所受阻力恒定，则该过程（　　） A．小车所受合外力一直减小 B．小车所受合外力先增大后减小 C．小车速度最大时合外力功率为零 D．小车速度最大时合外力功率最大 三、机车启动 13.一架无人机做空中表演，初速度为，方向竖直向上，以恒定功率竖直向上加速运动一段时间后减速，最终停在最高点，该无人机速度随时间变化图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 14.（多选）一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为的重物，到A点时，起重机的功率达到额定功率，以后起重机保持该功率不变，继续向上提升重物到B点达到最大速度，之后匀速上升，不计空气阻力，重力加速度大小，则整个过程中，下列说法正确的是（　　） A．过程起重机对重物的拉力不变，且 B． C．过程中牵引力做功 D．过程重物上升的高度 15.一辆小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=1×103kg，汽车受到的阻力为车重的0.1倍，g取10m/s2，则（　　） A．汽车在前5s内的牵引力为3×103N B．汽车在前5s内的牵引力为5×102N C．汽车的额定功率为100kW D．汽车的最大速度为60m/s 16.如图甲所示，在新能源汽车技术测试中，一辆质量为的氢燃料电池赛车在平直赛道上由静止开始加速，设其所受到的阻力不变，在加速阶段的加速度和速度的倒数的关系如图乙所示，则赛车（　　） A．做匀加速直线运动 B．发动机的功率为 C．所受阻力大小为 D．速度大小为时牵引力大小为 17.质量为2 000 kg、额定功率为80 kW的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为20 m/s.若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2 m/s2，运动中的阻力不变．求： (1)汽车所受阻力的大小； (2)3 s末汽车的瞬时功率； (3)汽车做匀加速运动的时间； (4)汽车在匀加速运动中牵引力所做的功。 18.据《吕氏春秋》记载，我国在尧舜时代就有春节扫尘的风俗，寓意平安顺遂。如图，质量m=50kg的沙发静止在水平地面上，与地面的动摩擦因数μ=0.3。小海从侧面用平行于地面的力F=200N推开沙发打扫卫生，沙发由静止开始匀加速前进s=2m，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。这个过程中，求 (1)合力对沙发所做的功W； (2)合力的平均功率P。 19.如图所示，将长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放。下列关于物块下滑过程说法中正确的是（　　） A．夹角θ越小，物块下滑过程摩擦力做功越多 B．夹角θ越大，物块下滑过程摩擦力做功越多 C．夹角θ越小，物块下滑过程重力做功越多 D．夹角θ越大，物块下滑到底端时重力瞬时功率越大 20.2024年12月29日，全球最快高铁列车CR450动车组样车发布，这标志着“CR450科技创新工程”取得重大突破，将极大提升我国铁路科技创新水平和科技自立自强能力，进一步巩固扩大我国高铁技术世界领跑优势。某动车组由4辆提供动力的动车和4辆无动力的拖车组成，其中第2、4、5、7节车厢为动车，其余为拖车。每节车厢的质量均为50吨，每节动车的额定功率均为2750千瓦，各节车厢之间只有水平方向的相互作用力。行驶过程中，每节动车提供的动力相同，每节车厢所受阻力大小恒为其重力的0.025倍。某次测试中，动车组由始发站以的加速度匀加速启动，达到额定功率后以额定功率行驶。设铁轨为水平直线，重力加速度取。求： (1)匀加速阶段，第3节与第4节车厢间的相互作用力多大； (2)动车组匀加速的时间和位移分别为多少； (3)若动车组行驶过程中所受总阻力与速度的平方成正比，即（各量均取国际单位），则动车组匀速行驶的速度为多大。 21.（2025·山东·高考真题）一辆电动小车上的光伏电池，将太阳能转换成的电能全部给电动机供电，刚好维持小车以速度v匀速运动，此时电动机的效率为。已知小车的质量为m，运动过程中受到的阻力（k为常量），该光伏电池的光电转换效率为，则光伏电池单位时间内获得的太阳能为（　　） A． B． C． D． 22.（2024·上海·高考真题）我国的汽车智能化技术发展迅猛。各类车载雷达是汽车自主感知系统的重要组成部分。汽车在检测到事故风险后，通过自主决策和自主控制及时采取措施，提高了安全性。 一辆质量的汽车，以的速度在平直路面上匀速行驶，此过程中发动机功率，汽车受到的阻力大小为 N。当车载雷达探测到前方有障碍物时，主动刹车系统立即撤去发动机驱动力，同时施加制动力使车辆减速。在刚进入制动状态的瞬间，系统提供的制动功率，此时汽车的制动力大小为 N，加速度大小为 。（不计传动装置和热损耗造成的能量损失） 23.（2024·福建·高考真题）我国古代劳动人民创造了璀璨的农耕文明。图（a）为《天工开物》中描绘的利用耕牛整理田地的场景，简化的物理模型如图（b）所示，人站立的农具视为与水平地面平行的木板，两条绳子相互平行且垂直于木板边缘。已知绳子与水平地面夹角为，，。当每条绳子拉力的大小为时，人与木板沿直线匀速前进，在内前进了，求此过程中 (1)地面对木板的阻力大小； (2)两条绳子拉力所做的总功； (3)两条绳子拉力的总功率。 24.（2023·山东·高考真题）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。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． 25.（2023·湖北·高考真题）两节动车的额定功率分别为和，在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为和。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． 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $