第5章 第1课时 功和功率 演练知能提升(教用Word)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·物理

**基本信息** 聚焦功与功率核心概念，通过生活情境题构建从基础判断到综合计算的知识逻辑链，强化物理观念与科学推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|4题（1-3,8）|判断功的正负、摩擦力存在及做功|基于力与运动关系推导功的性质，能量观念应用| |功率计算|4题（4,6-7,9）|机车功率、风力发电功率公式应用|功率公式P=Fv与动能定理结合，科学推理建模| |综合应用|3题（5,10-11）|多过程运动中功和功率计算|运动模型（斜面/水平）与能量转化综合，模型建构|

1．(2026·内蒙古赤峰市统测)如图所示的是超市坡道式自动扶梯，顾客站在自动扶梯上与扶梯保持相对静止，在扶梯将顾客匀速运送至高处的过程中，下述说法正确的是(　　) A．支持力对顾客做正功 B．重力对顾客做正功 C．摩擦力对顾客做正功 D．合外力对顾客做正功 解析：选A。顾客随扶梯匀速向上运动时，顾客受重力和支持力，不受摩擦力作用，顾客所受合外力为零，故重力做负功，支持力做正功，摩擦力不做功，合外力做功为零。 2．(2026·福建泉州市质量检测)生活中，人们常利用传送带运送物品。如图，行李箱与水平传送带保持相对静止，一起做匀速直线运动，不计空气阻力，则在此过程中传送带(　　) A．对行李箱的摩擦力方向与传送方向相同 B．对行李箱的摩擦力方向与传送方向相反 C．对行李箱做正功 D．对行李箱不做功 解析：选D。行李箱与水平传送带保持相对静止，一起做匀速直线运动，行李箱处于平衡状态，水平方向上如果存在摩擦力，就没有其他力与之平衡，所以行李箱不受摩擦力，A、B错误。根据做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离；虽然行李箱在运动，但没有在运动方向上受力，所以传送带对行李箱不做功，C错误，D正确。 3．(多选)(2026·河北邢台市期末)低空经济是以低空空域为依托，以通用航空产业为主导，以各种有人驾驶和无人驾驶航空器的各类飞行活动为牵引，辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态。一无人机运送快递时，可以垂直起降，也可以快速前进。无人机在竖直匀速上升的过程中，下列说法正确的是(　　) A．无人机对快递做正功 B．重力对快递做负功 C．空气阻力对快递做正功 D．合力对快递做负功 解析：选AB。无人机在竖直匀速上升的过程中，对快递做正功，A正确；快递受到的重力方向与快递的运动方向相反，重力对快递做负功，B正确；快递受到的空气阻力方向与快递的运动方向相反，空气阻力对快递做负功，C错误；快递匀速上升，动能不变，由动能定理可知，合力对快递做功为零，D错误。 4．(2026·辽宁省重点中学协作校模拟)2024年12月29日，随着一声嘹亮的鸣笛，全球最快高铁列车CR450动车组正式亮相。列车提速的一个关键技术是提高机车发动机的功率。若匀速运动时，列车所受阻力与速度的平方成正比，即f＝kv2。设提速前速度为200 km/h，提速后速度为400 km/h，则提速前与提速后机车发动机的功率之比为(　　) A． B． C． D． 解析：选B。列车匀速运动时牵引力F＝f＝kv2，则列车发动机功率P＝Fv＝kv3，可知发动机功率与速度的三次方成正比，即提速前与提速后机车发动机的功率之比＝＝。 5．如图是某地铁列车从左向右匀速率通过下穿轨道abcd的示意图，其中bc段水平、ab与cd段的倾角相等，已知整个过程中列车所受阻力的大小保持不变(包括摩擦阻力和空气阻力)，在ab和bc段，牵引列车的功率分别为P1和P2，则在cd段牵引列车的功率为(　　) A．2P2－P1 B．P2－P1 C． D． 解析：选A。由牛顿第二定律得在ab段有＋mg sin θ－f＝0，在bc段有－f＝0，在cd段有－mg sin θ－f＝0，联立解得P3＝2P2－P1。 6．(2026·辽宁葫芦岛市模拟)被称为“空中电站”的S1000型涵道式浮空风力发电系统(如图)，于2025年1月首次稳定悬停于高空，并顺利发电。该系统叶片转动时可形成与风向垂直的圆面，并将此圆面内10%的空气动能转化为电能。已知悬停位置的风速为v时，该系统的发电功率为P，则悬停位置的风速为3v时，该系统的发电功率为(　　) A．3P B．9P C．18P D．27P 解析：选D。由题意可知，空气动能Ek＝mv2＝ρSv3t，该系统的发电功率P＝＝ρSv3，当风速为3v时，系统的发电功率P′＝ρS(3v)3＝27P。 7．(2026·河北石家庄市教学质检)质量为m的汽车从静止开始以恒定功率P启动，达到最大速度v时撤去牵引力，汽车开始做减速运动直至停止，整个过程中汽车所受阻力恒定。下列说法正确的是(　　) A．在加速阶段，汽车在相同时间间隔内的速度增加量逐渐增大 B．在加速阶段，汽车的动能变化量等于牵引力做的功 C．在减速阶段，汽车的位移大小为 D．在整个运动阶段，汽车的平均速度大于 解析：选D。汽车在加速阶段有F－f＝ma，P＝Fv，可知汽车速度增大，牵引力减小，加速度减小，所以汽车在相同时间间隔内的速度增加量逐渐减小，故A错误；在加速阶段，根据动能定理可知，汽车的动能变化量等于牵引力与阻力做功之和，故B错误；汽车在减速阶段有v2＝2ax，a＝，f＝，联立可得x＝，故C错误；由于汽车在加速阶段加速度减小，所以平均速度大于，在减速阶段平均速度等于，所以在整个运动阶段，汽车的平均速度大于，故D正确。 8．(2026·河南省五市期末)学校秋季运动会上，某同学参加铅球比赛，比赛时先后两次将同一铅球从同一点P掷出，铅球轨迹如图所示，第二次的成绩比第一次的好，但铅球两次在空中运动时的最大高度相同，不计空气阻力，不计铅球大小，则第二次与第一次相比，下列判断正确的是(　　) A．铅球第二次在空中运动的时间长 B．第二次重力对铅球做的功多 C．铅球第二次落地时重力的瞬时功率大 D．该同学第二次对铅球做的功多 解析：选D。设抛出点到最高点的高度为h1，到地面的高度为h2，铅球竖直方向的初速度为v0y，铅球竖直方向做竖直上抛运动，由v＝2gh1，由于最大高度相同，则铅球竖直方向的初速度v0y相同，设从抛出到落地的时间为t，则h2＝－v0yt＋gt2，因此铅球两次在空中运动的时间一样长，抛出点相同，因此从抛出到落地重力做功WG＝mgh2相同，故A、B错误；由于抛出时竖直方向的初速度相同，落地时竖直方向的分速度相同，则落地时重力的瞬时功率P＝mgvy相同，故C错误；由于第二次成绩好，因此第二次抛出时水平分速度大，第二次抛出时初速度大，根据功能关系可知W＝mv，该同学第二次对铅球做的功多，故D正确。 9．(多选)(2026·江西省部分学校模拟)一辆机车在水平路面上从静止开始做直线运动，其加速度随时间变化的图像如图甲所示，机车牵引力F和车速倒数的关系图像如图乙所示，机车前进过程中所受阻力大小恒定，t＝t0时刻机车达到额定功率，之后保持该功率不变。下列说法正确的是(　　) A．机车所受恒定阻力大小为1.5×105 N B．机车运动的额定功率为6×106 W C．机车匀加速运动的时间为30 s D．机车的质量为6×105 kg 解析：选AD。由题图乙可知，机车在BC段以恒定功率运动，当速度最大时，机车匀速行驶，此时机车所受恒定阻力大小等于机车牵引力的大小，则有f＝F＝1.5×105 N，A正确；机车运动的额定功率P＝Fvm＝9×106 W，B错误；机车匀加速的末速度v＝＝20 m/s，AB段机车以恒定加速度启动，由题图甲可知此时机车的加速度a＝0.5 m/s2，机车匀加速运动的时间t0＝＝40 s，C错误；根据牛顿第二定律，可得F′－f＝Ma，解得M＝6×105 kg，D正确。 10．(10分)如图1所示的水平地面上，质量为1 kg的物体在水平方向力F的作用下从静止开始做直线运动。图2为F随时间t变化的关系图像，已知物体与水平地面之间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小g取10 m/s2，求： (1)在2 s末物体的速度大小；(4分) (2)在前3 s内物体所受摩擦力做的功。(6分) 解析：(1)物体所受的摩擦力 f＝μmg＝0.2×1×10 N＝2 N 前2 s内，根据牛顿第二定律，有F－f＝ma 其中F＝6 N 解得a＝4 m/s2 2 s末的速度v＝at＝2×4 m/s＝8 m/s。 (2)前2 s内物体的位移 x1＝at2＝×4×22 m＝8 m 2 s到3 s内，根据牛顿第二定律F′－f＝ma′ 其中F′＝－3 N 可得a′＝－5 m/s2 2 s到3 s内，物体的位移x2＝vt′＋a′t′2 代入数据可得x2＝5.5 m 在前3 s内物体所受摩擦力做的功 Wf＝－f(x1＋x2) 代入数据可得Wf＝－27 J。 答案：(1)8 m/s　(2)－27 J 11．(10分)(2026·福建莆田市模拟)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。如图所示，质量m＝50 kg的沙发静止在水平地面上，与地面间的动摩擦因数μ＝0.3。小海从侧面用平行于地面的力F＝200 N推开沙发打扫卫生，沙发由静止开始匀加速前进s＝2 m，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2。这个过程中，求： (1)合力对沙发所做的功W；(4分) (2)合力的平均功率P。(6分) 解析：(1)沙发受到的合力F合＝F－μmg 合力对沙发所做的功W＝F合s＝100 J。 (2)沙发由静止开始做匀加速运动，根据牛顿第二定律，有F合＝ma 由运动学公式，有s＝at2 合力的平均功率P＝＝50 W。 答案：(1)100 J　(2)50 W 学科网（北京）股份有限公司 $