第5章 第1讲 功和功率(Word练习)-【新高考方案】2027年高考物理一轮总复习（江苏专版）

**基本信息** 聚焦功与功率核心考点，以基础公式应用为起点，通过生活情境问题构建从概念理解到综合应用的递进式训练体系。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |立足基础,体现综合|7题|涵盖重力做功、功率计算等基础题型，结合平衡条件与动能定理|从单一公式应用（W=mgh、P=Fv）到多力做功分析，构建"概念-公式-定理"的推理链条| |注重应用,强调创新|4题|包含频闪照片分析、汽车启动模型等创新情境题|以实际问题为载体，整合运动学公式与能量观点，体现科学思维中的模型建构与科学推理|

[课时跟踪检测] 一、立足基础,体现综合 1.在体能测试跳绳时,质量为50 kg的某同学一分钟跳了150次,若他每次跳起时,重心上升的高度约为5 cm,则他一分钟内克服重力做功的大小约为 (　 ) A.2 500 J B.3 570 J C.7 500 J D.375 000 J 解析:选B　因为该同学每次起跳时,重心上升5 cm,则每一次克服重力做功为W1=mgh=50×9.8×0.05 J=24.5 J,则他一分钟内克服重力做功的大小约为W=150W1=150×24.5 J=3 675 J,选项B中的数据最接近3 675 J。 2.质量为1.5×103 kg的汽车在水平路面上匀速行驶,速度为20 m/s,受到的阻力大小为1.8×103 N。此时汽车发动机输出的实际功率是 (　 ) A.90 W B.30 kW C.36 kW D.300 kW 解析:选C　根据汽车做匀速直线运动,可得此时汽车的牵引力等于阻力,即F=f=1.8×103 N,根据P=Fv,代入数据解得此时汽车发动机的实际输出功率为36 kW,A、B、D项错误,C项正确。 3.(2025·淮安考试)如图所示为双层立体泊车装置。欲将静止在①号车位的轿车移至④号车位,需先通过①号车位下方的移动板托举着轿车竖直抬升至③号车位,再水平右移停至④号车位。则 (　 ) A.竖直抬升过程中,支持力做功大于克服重力做功 B.竖直抬升过程中,支持力做功小于克服重力做功 C.水平右移过程中,摩擦力对车做的总功为0 D.水平右移过程中,摩擦力对车一直做正功 解析:选C　竖直抬升过程中汽车只受重力和支持力,初、末状态汽车均静止,动能不变,根据动能定理可知,支持力做功等于克服重力做功,A、B错误;水平右移的过程中,汽车水平方向只受摩擦力,汽车先由静止加速,最后减速到0,所以摩擦力先做正功,后做负功,由于整个过程动能变化量为0,所以摩擦力对车做的总功为0,C正确,D错误。 4.(2025·徐州期中)如图所示,一质量均匀分布的木板静止在粗糙水平桌面上,木板和桌面右端对齐。设木板质量为m,长度为L,与桌面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。将木板右推,则推木板过程中克服摩擦力做的功为 (　 ) A.μmgL B.μmgL C.μmgL D.μmgL 解析:选B　由于木板的重心并没有离开桌面,所以桌面对木板的支持力与木板的重力是一对平衡力,木板对桌面的正压力仍然等于木板的重力,因此在木板移动过程中,木板受到的摩擦力大小一直是μmg,所以将木板右推,则推木板过程中克服摩擦力做的功为W=μmgL,故选B。 5.如图所示,三个斜面的高度相同,倾角θ1<θ2<θ3,质量相同的小物块A、B、C分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端,已知小物块与斜面间的动摩擦因数均相同。则 (　 ) A.重力对A物块做的功最多 B.摩擦力对C物块做的功最多 C.重力对B物块做功的平均功率最大 D.到达斜面底端时C物块重力的功率最大 解析:选D　物块下降的高度相同,根据WG=mgh可知,三物块重力做功相等,故A错误;物块克服摩擦力做功为Wf=μmgcos θ·,可知摩擦力对C做功最少,故B错误;根据牛顿第二定律得,物块下滑的加速度a=gsin θ-μgcos θ,由题图可知,倾角θ越大,加速度越大,沿斜面运动的位移x越小,运动时间越短,因为θ1<θ2<θ3,则t1>t2>t3,根据P=可知PA<PB<PC,故C错误;到达斜面底端时,重力做功相同,C克服摩擦力做功最少,所以下滑到底端时速度最大,根据重力的瞬时功率P=mgvsin θ可知到达斜面底端时C的重力功率最大,故D正确。 6.(2025·南通期中)汽车定速巡航行驶(速度大小不变),通过如图所示的路段,1、2上坡,3、4下坡,路面对汽车的摩擦阻力和空气阻力大小恒定,汽车经过1、2、3、4位置时发动机的功率 (　 ) A.P1>P3 B.P1=P4 C.P2<P3 D.P2=P4 解析:选A　设汽车所处位置切线与水平面夹角为θ,根据题意,汽车经过上坡阶段,有P上=F上v=(mgsin θ+f)v,由于θ1<θ2,所以P1<P2,汽车经过下坡阶段,有P下=F下v=|f-mgsin θ|v,由于θ4<θ3,所以P3<P4<P1<P2,故选A。 7.(9分)(2024·福建高考)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θ为25.5°,sin 25.5°=0.43,cos 25.5°=0.90。当每条绳子拉力F的大小为250 N时,人与木板沿直线匀速前进,在15 s内前进了20 m,求此过程中: (1)地面对木板的阻力大小;(3分) (2)两条绳子拉力所做的总功;(3分) (3)两条绳子拉力的总功率。(3分) 解析:(1)由于木板匀速运动,则有f=2Fcos θ=450 N。 (2)根据功的定义有W=2Flcos θ=9.0×103 J。 (3)根据功率的定义有P==600 W。 答案:(1)450 N　(2)9.0×103 J　(3)600 W 二、注重应用,强调创新 8.滑块以一定的初速度沿粗糙斜面从底端上滑,到达最高点B后返回到底端。利用频闪仪分别对上滑和下滑过程进行拍摄,频闪照片示意图如图所示。与图乙中相比,图甲中滑块 (　 ) A.受到的合力较小 B.经过A点的动能较小 C.在A、B之间的运动时间较短 D.在A、B之间克服摩擦力做的功较小 解析:选C　因为频闪照片时间间隔相同,对比题图乙可知题图甲中滑块加速度大,是上滑阶段,根据牛顿第二定律可知题图甲中滑块受到的合力较大,故A错误;从题图甲中的A点到题图乙中的A点,滑块先上升后下降,重力做功为0,摩擦力做负功,根据动能定理可知题图甲中滑块经过A点的动能较大,故B错误;由于题图甲中滑块加速度大,根据x=at2,可知题图甲中滑块在A、B之间的运动时间较短,故C正确;无论上滑或下滑,滑块受到的滑动摩擦力大小均相等,故题图甲和乙中滑块在A、B之间克服摩擦力做的功相等,故D错误。 9.(2026·如皋开学考试)新能源汽车以恒定的加速度由静止开始沿平直的公路行驶,t1时刻达到发动机额定功率后保持功率不变,t2时刻起匀速行驶。汽车所受的阻力不变,则此过程中汽车的加速度a、功率P随时间t的变化规律正确的是 (　 ) 解析:选D　汽车在0~t1时间内做匀加速运动,则加速度a不变;t1~t2时间内,功率P保持不变,根据P=Fv可知F不断减小,汽车做加速度不断减小的加速运动,但非线性减小,直到t2时刻开始做匀速运动,加速度变为0,故A、B错误。汽车在0~t1时间内做匀加速运动,则加速度a不变,速度v均匀增加,牵引力F保持不变,根据P=Fv=Fat可知0~t1时间内功率随时间均匀增加;t1~t2时间内,功率P保持不变,故C错误,D正确。 10.(2025·盐城高三调研)两实心小球甲和乙用同种材料制成,甲球质量大于乙球质量,现让两球从离水平地面相同高度处由静止下落,假设它们运动时受到的空气阻力与球的横截面积成正比,与球的速率无关。则 (　 ) A.甲球落地速度比乙球落地速度小 B.甲球落地所用时间比乙球落地所用时间长 C.下落过程甲球重力的平均功率大于乙球重力的平均功率 D.下落至同一高度时两球的重力功率可能相等 解析:选C　甲、乙两球用同种材料制成,且甲球质量大于乙球质量,则甲球的横截面积大于乙球的横截面积,根据题意,它们运动时受到的空气阻力与球的横截面积成正比,则可设球的横截面积为S,密度为ρ,阻力为kS,则有S=πR2,m=ρV=ρπR3,根据牛顿第二定律有mg-kS=ma,解得a=g- ,则横截面积越大加速度越大,可知a甲>a乙,根据v2=2ah,可得v=,下落高度相同,则可知甲球落地速度大于乙球落地速度,故A项错误;根据h=at2,可得t= ,可知甲球落地所用时间小于乙球落地所用时间,故B项错误;根据重力所做功为WG=mgh,可得重力的平均功率为===mg,可知下落过程 甲球重力的平均功率大于乙球重力的平均功率,故C项正确;下落至任意同一高度总有v'=,则下落至任意同一高度时重力的瞬时功率为P=mgv'=mg,因此下落至同一高度时甲球重力的瞬时功率总大于乙球的瞬时功率,故D项错误。 11.(14分)某汽车质量m=2 000 kg,发动机的额定功率为P,当汽车在路面上行驶时受到的阻力为车对路面压力的0.1倍。若汽车从静止开始以a=1 m/s2的加速度在水平路面上匀加速启动,t1=20 s时,达到额定功率。此后汽车以额定功率运动,t2=100 s时速度达到最大值,汽车的v⁃t图像如图所示,取g=10 m/s2。求: (1)该汽车的额定功率P;(4分) (2)当速度为25 m/s时,汽车加速度大小;(4分) (3)汽车在0~t2时间内的位移大小x。(6分) 解析:(1)由题图可知,汽车的最大速度为vm=40 m/s, 汽车达到最大速度时满足F=Ff=0.1mg 汽车的额定功率为P=Fvm=8×104 W=80 kW。 (2)当速度为v=25 m/s时,汽车牵引力为F'==3 200 N 由牛顿第二定律得F'-Ff=ma', 解得a'=0.6 m/s2。 (3)0~t1时间内汽车通过的位移为x1=t1=200 m 汽车在t1~t2时间内,根据动能定理得 P(t2-t1)-Ffx2=m-m 代入数据解得x2=2 600 m 所以0~t2时间内汽车通过的总位移大小为x=x1+x2=2 800 m。 答案:(1)80 kW　(2)0.6 m/s2　(3)2 800 m 17 / 71 $