小练19 功 功率 机车启动问题-【衡水金卷·先享题】2026年新高考物理拿满基础分自主小练

拿满基础分自主小练·物理 小练19 功功率 (考试时间：30分 第1~5小题为单项选择题，每小题4分；第 6~8小题为多项选择题，每小题6分 1.(教材改编题)关于力做功，下列说法正确 的是 A.静摩擦力对物体做的功一定为0 B.一对滑动摩擦力做功的代数和一定等 于零 C.滑动摩擦力只能对物体做负功 D.滑动摩擦力可能对物体做正功 2.(教材改编题)为了描述不同的力在不同时 间内做功的快慢程度而引人了功率，不同 机械的功率并不相同。为描述机械的做功 性能又提出了平均功率、额定功率等概念， 正确区分它们有利于理解和掌握功和功 率，下列说法正确的是 A.机械长时间正常工作输出的功率为额定 功率，司机一定不能让机械在超过额定 功率的状态下工作 B.电动机既是用电器也是动力机械，其输 出功率可以大于输入功率 C.机车爬坡时司机降挡的目的是为了增大 牵引力 D.物体运动的速度越大，作用在物体上的 力的功率也越大 3.在多年前的农村，人们往往会选择让驴拉 磨把食物磨成面。假设驴对磨杆的平均拉 力为600N,半径为0.5m,转动一周的时 间为5s,则 A.驴转动一周拉力 所做的功为0 B.驴转动一周拉力 所做的功为 600J C.驴转动一周拉力的平均功率为120πW D.磨盘边缘的线速度为0.1πm/s 4.如图所示，现要用电梯将两箱相同的货物 运上二楼。图甲为台阶式电梯，图乙为履 带式电梯，两种情况下电梯都做匀速运动， 两货物相对电梯静止。两电梯在运送货物 的过程中 货物 货物 可日扶梯台式电梯 ⊙日.履带式自动电梯 37 班级： 姓名： 机车启动问题 钟，满分64分) A.电梯对货物的支持力都做正功 B.电梯对货物的摩擦力都做正功 C.图甲中合力对货物做正功 D.图乙中电梯对货物做正功 5.(教材改编题)额定功率P=100kW的某机 车运动过程中的，亭图像如图所示。机 车的质量为5t,在水平路面沿直线行驶，所 受阻力大小恒为6×10N。规定初速度 的方向为正方向，下列说法正确的是 A.该车做匀加速直线运动 /(m's-2) B.该车的加速度大小 为4m/s2 062 C.该车前3s的位移为24m4 D.t=2s时牵引力的瞬时功率为8×104W 6.(多选，教材改编题)在矿山开采中，滑轮装 置被用于提升和移动矿石。如图所示，卡 车通过定滑轮提升质量为M的矿石，滑轮 左侧连接车的绳子在竖直方向的投影为h。 当车以速度匀速向左行驶一段距离后， 连接车的绳子与水平方向的夹角从53°变 为37°，已知sin37°=0.6，重力加速度为g, 则该过程中 A.矿石速度逐渐增大 B.矿石处于超重状态 C.矿石重力做的功为 M I2Mgh D.绳子对矿石拉力做的功等于矿石重力做 的功 7.(多选，教材改编题)如图所示，有一固定放 置、倾角为0的斜面体，斜面上放置一质量 为m的物体。将斜面体置于不同环境中运 动时，物体和斜面体始终保持相对静止。 先将此装置放在电梯中以加速度a匀加速 上升h,然后放置在水平向左、加速度大小 为a做匀加速直线运动的汽车上也运动位 移h,重力加速度为g,下列说法正确的是 10 A.电梯匀加速上升时斜面的支持力对物体 做的功为m(g十a)hcos20 B.电梯匀加速上升时斜面对物体做的功 为mah C.在汽车上时斜面对物体的摩擦力不可能 做正功 D.在汽车上时合外力对物体做的功为mah 8.(多选)如图甲所示，一足够长的水平传送 带以某一恒定速度顺时针转动，一根轻弹 簧一端与竖直墙面连接，另一端与工件不 拴接。工件将弹簧压缩一段距离后置于传 送带最左端无初速度释放，工件向右运动 受到的摩擦力f随位移x变化的关系如图 乙所示，图中x、f为已知量，工件与传送 带间的动摩擦因数处处相等，则下列说法 正确的是 f sw☐ Xo:2x0 x -0.5f0- 甲 A.工件在传送带上先做加速运动，后做减 速运动 B.工件向右运动2x。后与弹簧分离 C.弹簧的劲度系数为 工0 D.整个运动过程中摩擦力对工件做的功为 0.75f0xo 9.(12分)一质量m=2.0×103kg的纯电动 汽车在平直路面上以a=4m/s2的加速度 由静止匀加速启动，已知该车电机的限定 最大输出功率（即牵引力做功的最大功率） 为100kW,所受阻力恒为车重的0，重力加 速度g=10m/s2。求： (I)该车所能达到的最大速度vm; (2)在t=2s时电机的输出功率（即牵引力 做功的功率)； (3)该车在匀加速阶段电机牵引力所做 的功。 38 0.(14分)如图甲所示，用电动机在水平地面 内拉动一可视为质点的物体，运动过程中 轻绳始终处于拉直状态，且不可伸长，电 动机工作时的输出功率P与拉动物体的 速度v之间的关系如图乙所示。已知物 体质量为1kg,与地面间的动摩擦因数为 0.35,离出发点左侧s处另有一段动摩擦 因数为0.45、长度为d的粗糙材料铺设的 地面，重力加速度g=10m/s2。 (1)若、足够长，启动电动机后，求物体在 地面能达到的最大速度； (2)若s=0.16m,d=0.15m,求物体刚进 入粗糙地面时电动机的输出功率和物体 刚要离开粗糙地面时的速度。 P/W @ 2.0-- d 00.5lms-l) 甲 乙物理 圆心角0：互补，由角度关系可得+票：=x,解得1 TT 2(十TB项正确：若A也有一颗周期为T的 卫星，由GMm=mr 4π2 3GMAT显 r T 可得=√4 ,同理C 的轨道半径Rc= GMET 4π2 ,对A,B组成的双星系 统有M,R,答-M,R祭，因R,<R可知M,> Mg,故r>Rc,C项正确；在A、B组成的双星系统中， 对A由牛顿第二定律可得G M Ma (RA十RB) M,R答，解得M,=RC十R),D项错误 GT 8.BC【解析】过M点构建一绕木星的圆轨道，该轨道 上M点的卫星需加速才能进入椭圆轨道，由GMm r? ,因此卫星Ⅲ在M点的速度大于 卫星I的速度，A项错误；由图乙可知卫星I、Ⅱ间距 呈周期性变化，最近为3R,最远为5R,由R2一R,= 3R,R2十R1=5R得R1=R,R2=4R,又两卫星绕行方 向相反，放从相距最远到相距最近有十器，=。 其中6=号T,由开音利第三定律有后-后解得T =T,T2=8T,BC项正确：绕行方向相同时卫星I、 Ⅱ连续两次相距最近，有祭4一会4：=2，得 号T,D项错误。 9.BD【解析】由GM=mg可知地球的密度p= R2 M= 3g =mrw2可得月球 3元R 4元RG,A项错误：由G r2 绕地球公转的角速度ω一√ gR ,由地与月间的“潮 r 汐锁定”现象可知月球公转和自转周期相同，故月球 自转的角速度也为ω= gR ,B项正确；由P点看 地球的视角为a可知sin R ,月球应走出地球的 2 r ·2 参考答案及解析 影子外才能被照亮，设切线的夹角为B,则由sin0 知。=20，即地球的影子对月球的张角也为a, 阳光照射月球的时间1=2红e,红=(2元 2π a√R,C项错误：因月球永远以同一面朝向着地 球，故月球上的P点被照亮的时间t2=红一π. 2π =(红-√RD项正确。 w 小练19功功率机车启动问题 1.D【解析】物体在倾斜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，A项错误：相互作 用的一对滑动摩擦力大小相等、方向相反，因滑动摩 擦力作用的物体与施力物体发生了相对运动，一定伴 随有热量的产生，故一对滑动摩擦力做功的代数和一 定小于零，B项错误：物体轻放在倾斜的传送带上，物 体向上匀加速直线运动时受向上的滑动摩擦力，此时 滑动摩擦力做正功，C项错误，D项正确。 2.C【解析】机械长时间正常工作输出的功率为额定 功率，在特殊情况下机械可以在超过额定功率的状态 下短时间工作，实际运行的功率应小于或等于额定功 率，A项错误；电动机既是用电器也是动力机械，由于 自身损耗，其输出功率一定小于输入功率，B项错误； 机车的额定功率是一定的，牵引力与速度成反比，爬 坡时司机降挡是为了增大牵引力，C项正确；由P= F心os9知功率与力、速度、力与速度方向的夹角的余 弦值有关，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，D项错误。 3.C【解析】驴转动一周拉力所做的功为变力做功，由 变力做功求解方法知驴转动一周拉力所做的功W= F·2πr=600πJ,A、B项错误；驴转动一周拉力的平 均功率P=W-120元W,C项正确：磨盘边缘的线速 t 度u=ar=2严=0.2rm/s,D项错误。 T 4,D【解析】图甲中货物受到的支持力竖直向上，做正 功，图乙中货物受到的支持力垂直于斜面不做功，A 项错误；两种情况下电梯都是匀速运动，两货物相对 电梯静止，图甲中合力不做功，货物不受摩擦力，图乙 中货物所受摩擦力沿电梯向上，摩擦力做正功，B、C 项错误；图乙中货物受到的电梯的支持力和摩擦力的 合力竖直向上，电梯对货物做正功，D项正确。 5.D【解析】由匀变速直线运动x=计之a得音 +号可得产图像的斜家=和截 t 参考答案及解析 距号=-4，解得6=20m/s,a=-8m/s,因a与 。反向，故该车做匀减速直线运动，A、B项错误；由 o=at知该车减速到零的时间to=2.5s,故3s内 的位移为前2.5s内的位移x=6十分a6=25m, C项错误；由F一f=ma得F=2X10N,t=2s时的 速度v=十at=4m/s,故P'=Fu=8×10W,D项 正确。 6.AB【解析】设绳子与水平方向的夹角为0，则矿石 的速度山=cos,车以v匀速向左行驶时，0逐渐减 小，cos8增大，矿石速度增大，处于超重状态，A、B项 正确；夹角从53°变为37°的过程中矿石上升的距离 h h. n37一n3=被，矿石重力做的功W Mgz=二2Mgh,C项错误；上升过程中，拉力做 正功，重力做负功，矿石速度增大，可知绳子对矿石拉 力做的功大于矿石克服重力做的功，D项错误。 7.AD【解析】加速度a的方向竖直向上时，对物体有 Fsin0=fcos0和Fcos0+fsin0-mg=ma,解得F =m(g+a)cos0,f=m(g+a)sin0,由W=Fcos8·h 知支持力做的功Ws=m(g十a)hcos,摩擦力做的 功W,=m(g十a)hsin0,斜面对物体有支持力和摩擦 力，总功为二者之和W=m(g十a)h,A项正确，B项 错误；加速度方向水平向左时，若a=gtan时斜面对 物体无摩擦力，若a<gtan8,摩擦力沿斜面向上，摩 擦力做负功，若a>gtan 0,摩擦力沿斜面向下，摩擦 力做正功，C项错误；加速度水平向左时物体所受合 外力F=a做的功为ah,D项正确。 8.BD【解析】由图乙知摩擦力方向在x处发生突变， 在x。一2x。区间工件的摩擦力大小发生变化，说明工 件与传送带相对静止，故工件先加速后匀速运动，A 项错误；在x~2x。区间摩擦力等于弹簧弹力大小， 2x。位置摩擦力为零，弹力为零，故工件运动2x。后 与弹簧分离，B项正确；由胡克定律知x~2x区间 有红。=0.5f。,解得弹簧的劲度系数大=会，C项结 误；摩擦力对工件先做正功后做负功，图乙图像与x 轴围成的面积在数值上等于摩擦力对工件做的功，即 W=f,-0.5上=0.75f,,D项正确。 2 9.【解析】(1)当F=f=kg时输出功率最大、速率最 大，有P=Fm (1分) 解得vm=50m/s (1分) (2)匀加速阶段有F。一kng=a (1分) 解得F。=1×101N (1分) ·2 物理 又v1=at (1分) t1=2s时电机的输出功率P,=F。 (1分) 解得P,=80kW,由P,P。知车仍在匀加速运动 (1分) (3)当功率增加到额定功率有P。=F。 (1分) 匀加速的时间2=义=2,5s (1分) a 匀加速的位移大小x= 0十w 2t2=12.5m (1分) 该车在匀加速段电机牵引力做的功W=F。x(1分) 解得W=1.25×10J (1分) 10.【解析】(1)在s段物体受到的摩擦力f1=1mg= 3.5N (1分) 最大功率后，当功率最大且摩擦力与牵引力相等时 速度最大，最大速度。-=号m/s (1分) 即物体在地面能达到的最大速度为号m/s (2)在s段速度达到0.5m/s之前，由P=Fu知牵引 力恒定，由图像知F=AP =4N (1分) u 由F-f1=a (1分) 解得a=0.5m/s (1分) 运动的距离4-号-0,25m (1分) 由x1>s知在到达粗糙材料铺设的地面时，物体速 度小于v=0.5m/s (1分) 设滑上粗糙面时的速度为，由听=2as (1分) 解得v1=0.4m/s (1分) 此时电机的输出功率P,=F=1.6W (1分) 在粗糙地面上滑行时，摩擦力f2=2g=4.5N (1分) 速度达到0.5m/s前，加速度大小a,=一F 0.5m/s2 (1分) 离开粗糙地面过程中做匀减速直线运动，有一 =-2a2d (1分) 解得v2=0.1m/s (1分) 小练20动能和动能定理多过程问题 1,B【解析】由E=之m心知两个物体中，速度大的 动能不一定大，还与物体的质量有关，A项错误；做匀 速圆周运动的物体速度大小不变，动能保持不变，B 项正确：由E,=之m心知物体的速度加倍时，动能变 成原来的4倍，C项错误；特定物体质量一定，动能不 变时速度大小一定不变，但速度方向可以改变，反之， 速度改变时动能不一定改变，D项错误。