5.1功和功率 专项训练 -2027届高考物理一轮复习

5.1功和功率专项训练 2027届高考物理一轮复习 一、单选题 1．聂海胜利用太空跑台——动感单车锻炼，如图所示。假设聂海胜锻炼15 min克服动感单车阻力而消耗的能量约为900 kJ。动感单车的阻力主要来源于距车轴30 cm的阻尼装置（可视为质点），聂海胜每分钟蹬车90圈，则阻尼装置对车轮的阻力约为（　　） A．750N B．550N C．350N D．150N 2．如图所示，重物M放在长木板OP上，将长木板绕O端缓慢转过一个小角度的过程中，重物M相对长木板始终保持静止。关于长木板对重物M的支持力和摩擦力，下列说法正确的是（　　） A．支持力和摩擦力均逐渐增大 B．支持力和摩擦力的合力逐渐增大 C．支持力和摩擦力均对重物做正功 D．支持力对重物做正功，摩擦力不做功 3．质量为的物块静置于光滑水平地面上，物块静止时的位置为轴零点。现给物块施加一沿轴正方向的水平力，其大小随位置变化的关系如图所示，则物块运动到处时，的瞬时功率为（　　） A． B． C． D． 4．一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． 5．汽车外观影响风阻，在匀速行驶时汽车所受阻力与车速的平方成正比，即（其中k为阻力系数）。在某次测试中额定功率相同的甲、乙两种车型均以额定功率启动，两车运动的图像如图中甲、乙所示。已知乙车型的最大速度是甲车型的μ倍，则甲、乙两车的阻力系数之比为（    ） A． B． C． D． 6．如图，一劲度系数的轻弹簧竖直放置，将一质量为的物块置于弹簧上端，系统处于静止状态，这时给物块施加一个竖直向上的拉力，使物块以的加速度向上做匀加速直线运动，重力加速度取。在物块向上运动的过程中，拉力所做的功为（　　） A． B． C． D． 7．如图甲所示，一物体在竖直向上的拉力F(大小未知)作用下，以大小为的初速度向上做匀加速直线运动，拉力的功率P与时间t的关系如图乙所示，图线的横截距和纵截距分别为-b和c，则拉力F和物体的加速度大小分别为 A． B． C． D． 二、多选题 8．为了节能，商场的自动扶梯在较长时间若无人乘行时会自动停止运行。有人站上去后，扶梯感应到后开始加速，然后匀速运动，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．匀速下行过程中，扶梯对人不做功 B．匀速下行过程中，扶梯对人做负功 C．加速下行过程中，扶梯对人的支持力小于人所受的重力 D．加速下行过程中，人受到的摩擦力方向水平向右 9．一起重机将质量为m的集装箱由静止匀加速竖直向上提升，加速度为a，重力加速度为g，不计空气阻力，匀加速时间为t，则（    ） A．匀加速的最大速度为 B．集装箱的机械能增加 C．起重机的最大输出功率为 D．起重机对集装箱的作用力为 10．如图所示，原长为l的轻质弹簧，一端固定在O点，另一端与一质量为m的小球相连。小球套在竖直固定的粗糙杆上，与杆之间的动摩擦因数为0.5。杆上M、N两点与O点的距离均为l，P点到O点的距离为，OP与杆垂直。当小球置于杆上P点时恰好能保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。小球以某一初速度从M点向下运动到N点，在此过程中，弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是（    ）    A．弹簧的劲度系数为 B．小球在P点下方处的加速度大小为 C．从M点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力先变小再变大 D．从M点到P点和从P点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力做功相同 三、实验题 11．兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验： A．用天平测出电动小车的质量为0.5kg； B．在小车上安装速度传感器，并将传感器与手机软件无线连接； C．如图甲所示，将小车放在一段平直的路面上进行测试，以额定的功率启动小车，待小车稳定运行一段时间后，关闭小车电源，直至小车停下，整个过程中控制小车始终做直线运动，并通过手机软件记录下小车的速度随时间的变化关系图像如图乙所示。 据上述实验结果，回答下列问题： (1)关闭小车电源后，小车的加速度大小为___________m/s2； (2)该电动小车的额定功率为___________W。 12．某小组欲研究肌肉疲劳对引体向上运动克服重力做功的平均功率的影响。在体育课中某同学完成系列引体向上运动，该同学做引体向上运动时双手紧握单杠，身体无摆动。如图甲所示为一次完整引体向上运动示意图，取重力加速度。 （1）用体重秤测量体重，体重秤示数如图乙所示，则该同学质量______kg。 （2）测得做引体向上时身体的重心上升的距离均为50cm。 （3）该同学依次经过足够长恢复时间后分别完成了四组完整标准动作。记录数据如丙所示： 组次 连续次数 用时 ① 1 3s ② 3 15s ③ 6 36s ④ 9 63s （4）记录中发现上升过程所用时间大约为下降过程所用时间的2倍，计算该同学在第②组运动“连续三次完整标准动作”中，向上运动时克服重力做功的平均功率P约为______W（保留两位有效数字）。 （5）通过实验发现做引体向上的过程中，随着肌肉疲劳的累积（肌肉纤维收缩效率下降），该同学克服重力做功的平均功率会______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 四、解答题 13．某同学操控一无人机在竖直方向做匀加速直线运动，由静止开始内无人机上升的高度为。已知无人机质量，运动过程中受到空气阻力，重力加速度取。求： (1)末无人机的速度大小； (2)末无人机发动机的输出功率。 14．在2026年冬奥会上，我国运动员在单板滑雪男子坡面障碍技巧项目中勇夺金牌。如图，在某次赛前训练中，运动员（含装备）从坡面斜向上滑出，在空中其重心的运动轨迹可视为抛物线。重心从最高点运动到点的过程中，下降高度，水平方向运动距离，该过程中运动员未触地。运动员（含装备）质量，取重力加速度大小，求： (1)重心从点运动到点所用的时间； (2)重心在点时的速度大小； (3)重心从点运动到点的过程中运动员（含装备）重力做功的平均功率。 15．某工人通过如图所示装置把地面上质量为的重物运往高处。绳长度为，与绳连接在重物上的同一点，另一端固定在天花板上，绕过位于点的光滑定滑轮。初始时重物在点正下方，恰伸直；在工人拉力的作用下重物缓慢上升至某一位置时，、与竖直方向的夹角分别为和。不计绳的质量，重力加速度大小为，求 (1)在该位置时，拉力的大小和拉力的大小； (2)重物从地面缓慢上升到该位置的过程中，工人拉力做的功。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D B A C A C BC AC AD 11．(1)2 (2)8 12． 62kg 91W 减小 13．(1) (2) 【详解】（1）无人机由静止开始做匀加速直线运动，初速度 由运动学公式 解得 末的速度 解得 （2）对无人机受力分析，根据牛顿第二定律有 解得 末的瞬时功率即输出功率为 解得 14．(1)0.6s (2)15m/s (3)2400W 【详解】（1）设重心从点运动到点所用的时间为，在竖直方向做自由落体运动，有 解得 （2）设重心在点时的速度大小为，在水平方向上有 解得 （3）设重心从点运动到点的过程中重力做功为，平均功率为，有， 解得 15．(1)； (2) 【详解】（1）设的拉力大小为，的拉力大小为，由平衡条件得    ， 联立式得， （2）设重物上升的高度为，有 工人拉力做的功为 学科网（北京）股份有限公司 $