第6章 第1讲 功 功率(课时作业)-【优化探究】2027年高考物理一轮复习高考总复习配套课件(广东专版)
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教辅
摘要:
该高中物理高考复习课件聚焦功与功率、能量守恒、牛顿运动定律等核心考点,依据高考评价体系梳理了摩擦力做功、机车启动、反冲功率等考查维度,通过近三年高考真题及广东各地模拟题分析,明确功率计算、能量转化占比达60%的高频考点,归纳选择、计算等常考题型,构建完整备考体系。
课件亮点在于“真题解析+模型建构+科学推理”策略,如以2025山东卷光伏电池功率题为例,运用物理观念中的能量观念和科学思维中的模型建构,解析阻力与速度关系模型,培养学生推理能力。特设“易错警示”如摩擦力做功方向判断,教师可据此精准指导,助力学生掌握答题技巧,高效冲刺高考。
内容正文:
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A 夯实基础
(1-7题,每题4分)
1.(2026·广东深圳高三统考)某自动卸货车始终静止在水平地面上,车厢在液压机的作用下倾角θ逐渐增大,如图所示。货物与车厢保持相对静止,下列关于车厢对货物的摩擦力和支持力做功情况说法正确的是( )
A.摩擦力和支持力都做正功
B.摩擦力和支持力都不做功
C.摩擦力做负功,支持力做正功
D.摩擦力不做功,支持力做正功
D
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解析:对货物受力分析可知,货物受竖直向下的重力、沿车厢向上的静摩擦力和垂直车厢向上的支持力。货物受到的支持力方向总是垂直于车厢斜向上,且与货物的运动方向时刻相同,所以货物受到的支持力对货物做正功,货物受到的摩擦力方向总是沿车厢向上,与货物的运动方向时刻垂直,所以摩擦力不做功。故D正确。
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2.(2026·广东汕头模拟)如图所示为古代劳动情景,在恒定水平风力作用下,从同一高度由静止释放的米粒和糠秕落到地面不同位置。空气阻力忽略不计,下列说法正确的是( )
A.从释放到落地的过程中,米粒和糠秕重力做功相同
B.从释放到落地的过程中,风力对米粒和糠秕做功相同
C.从释放到落地的过程中,糠秕的运动时间大于米粒的运动时间
D.落地时,米粒重力的瞬时功率大于糠秕重力的瞬时功率
D
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解析:重力做功为WG=mgh,米粒和糠秕下落的高度相同,但二者质量不同,因此从释放到落地的过程中,米粒和糠秕重力做功不相同,故A错误;由于下落过程中,风力水平且大小恒定,但米粒和糠秕的水平位移不同,根据W=Fscos θ可知,风力对米粒和糠秕做功不相同,故B错误;由于忽略空气阻力,则米粒和糠秕在竖直方向均做自由落体运动,而下落高度相同,则可知米粒和糠秕从释放到落地的过程中运动时间相同,故C错误;重力的瞬时功率为PG=mgv,米粒和糠秕在竖直方向均做自由落体运动,且运动时间相同,则可知二者在竖直方向的速度相同,但二者质量不同,米粒的质量大于糠秕的质量,故落地时,米粒重力的瞬时功率大于糠秕重力的瞬时功率,故D正确。
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3.(2025·山东卷)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50%。已知小车的质量为m,运动过程中受到的阻力f=kv(k为常量),该光伏电池的光电转换效率为η,则光伏电池单位时间内获得的太阳能为( )
A. B.
C. D.
A
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解析:根据题意小车匀速运动,则有F=f=kv,小车的机械功率P机=Fv=kv2,由于电动机的效率为50%,则有P电===2kv2,光伏电池的光电转换效率为η,即η=可得P阳==,故选A。
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4.(多选)(2026·广东茂名模拟)汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P,牵引力为F0,t1时刻,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半,并保持该功率继续行驶,到t2时刻,汽车又恢复了匀速直线运动(设整个过程中汽车所受的阻力不变)。在下列选项中能正确反映汽车速度v、汽车牵引力F在这个过程中随时间t的变化规律的是 ( )
AD
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解析:开始时汽车做匀速运动,则F0=f,由P=Fv可判断,P=F0v0,v0==,当汽车功率减小一半,即P'=时,其牵引力为F'==<f,汽车开始做减速运动,F1==,加速度大小为a==-,由此可见,随着汽车速度v减小,其加速度a也减小,即汽车做加速度不断减小的减速运动,最终以v=做匀速直线运动,故A正确,B错误;同理,可判断出汽车的牵引力由F'=最终增加到F0,故D正确,C错误。
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5.(多选)(2026·广东佛山模拟)如图甲所示,“水上飞人”是一种水上娱乐运动。喷水装置向下持续喷水,总质量为M的人与喷水装置受到向上的反冲作用力腾空而起,在空中做各种运动。一段时间内,人与喷水装置在竖直方向运动的v-t图像如图乙所示,水的反冲作用力的功率恒定,规定向上为正方向,忽略水管对喷水装置的拉力以及空气的阻力,重力加速度为g。下列说法正确的是 ( )
A.t1~t2时间内,水的反冲作用力越来越大
B.水的反冲作用力的功率为Mgv2
C.t1时刻,v-t图像切线的斜率为g
D.t2~t3时间内,水的反冲作用力做的功为Mgv2t3
BC
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解析:由题意知水的反冲作用力的功率恒定,设水的反冲作用力的功率为P,由P=Fv可得水的反冲作用力F=,由v-t图像可知t1~t2时间内,人与喷水装置的速度v越来越大,则水的反冲作用力越来越小,故A错误;t2时刻,人与喷水装置的速度达到最大值v2,开始匀速上升,水的反冲作用力F=Mg,水的反冲作用力的功率P=Fv2=Mgv2,故B正确;由v-t图像可知t1时刻,人与喷水装置的速度为v1,设水的反冲作用力为F1,由P=Mgv2,P=F1v1,可知F1=Mg,由牛顿第二定律有F1-Mg=Ma,可得t1时刻,v-t图像切线的斜率,即人与喷水装置的加速度a=g,故C正确;由P=可得W=Pt,结合P=Mgv2,可知t2~t3时间内,水的
反冲作用力做的功W=Mgv2(t3-t2),故D错误。
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6.用铁锤把钉子钉入木板,设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比。已知铁锤第一次将钉子钉进d,如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同,那么,第二次钉子进入木板的深度为( )
A.(-1)d B.(-1)d
C. D.d
B
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解析:铁锤每次敲钉子时对钉子做的功等于钉子克服阻力做的功。由于阻力与深度成正比,则可用阻力的平均值求功,根据题意可得W=d=d①,W=d'=d'②,联立①②式解得d'=(-1)d,故选项B正确。
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7.如图甲所示,滑轮质量、摩擦均不计,质量为2 kg的物体在拉力F作用下由静止开始向上做匀加速运动,其速度随时间的变化关系如图乙所示。由此可知( )
A.物体加速度大小为2 m/s2
B.F的大小为21 N
C.4 s末F的功率为42 W
D.4 s内F的平均功率为42 W
C
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解析:由题图乙可知,v-t图像的斜率表示物体加速度的大小,即a=0.5 m/s2,由2F-mg=ma可得F=10.5 N,A、B错误;4 s末F的作用点的速度大小为vF=2v物=4 m/s,故4 s末F的功率为P=FvF=42 W,C正确;4 s内物体上升的高度h=4 m,力F的作用点的位移l=2h=8 m,拉力F所做的功W=Fl=84 J,故平均功率==21 W,D错误。
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(8-10题,每题6分)
8.(2026·广东肇庆模拟)已知高铁的列车组由动力车和拖车组成,每节动力车的额定功率都相同,每节动力车与拖车的质量都相等,设列车组运行时每节车厢所受阻力与其速率成正比(f=kv,k为比例系数)。某列车组由m节动力车和n节拖车组成,其运行的最大速率为v1,另一列由相同的n节动力车和m节拖车组成的列车组,其运行的最大速率为v2,则v1∶v2为( )
A.m∶n B.∶
C.∶1 D.m2∶n2
B 能力提升
B
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解析:设每节动力车的额定功率为P,m节动力车输出的总功率为mP,则有mP=(m+n)f1v1,又f1=kv1,解得动车组的最大速率v1=,同理可得n节动力车时的最大速率v2=,则有v1∶v2=∶,故选B。
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9.(多选)(2026·广东茂名模拟)共享电动车已经成为我们日常生活中不可或缺的重要交通工具。某共享电动车和驾驶员的总质量为100 kg,行驶时所受阻力大小为车和人所受总重力的,电动车从静止开始以额定功率在水平公路上沿直线行驶,7 s内行驶了20 m,速度达到4 m/s。重力加速度大小g取10 m/s2。下列说法正确的是( )
A.该电动车的额定功率为560 W
B.该电动车的额定功率为400 W
C.在这次行驶中,该电动车行驶的最大速度为4 m/s
D.在这次行驶中,该电动车行驶的最大速度为5.6 m/s
BC
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解析:由题意可知电动车行驶过程中受到的阻力大小f=mg=×100×10 N=100 N,根据功能关系有W=P额t=fs+mv2=100×20 J+×100×42 J=2 800 J,解得该电动车的额定功率为P额== W=400 W,A错误,B正确;该电动车以额定功率行驶能达到的最大速度为vmax== m/s=4 m/s,C正确,D错误。
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10.(2026·广东部分学校模拟)一辆质量为m=1.2×103 kg的参赛用小汽车在平直的公路上从静止开始运动,牵引力F随时间t变化关系图线如图所示,8 s时汽车功率达到最大值,此后保持此功率继续行驶,24 s后可视为匀速。小汽车的最大功率恒定,受到的阻力大小恒定,则( )
A.小汽车受到的阻力大小为7×103 N
B.小汽车匀加速运动阶段的加速度大小为4 m/s2
C.小汽车的最大功率为4×105 W
D.小汽车24 s后速度为40 m/s
C
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解析:由题图可知,小汽车在前8 s内的牵引力不变,小汽车做匀加速直线运动,8~24 s内小汽车的牵引力逐渐减小,则加速度逐渐减小,小汽车做加速度减小的加速运动,直到车的速度达到最大值,以后做匀速直线运动。小汽车的速度达到最大值后牵引力等于阻力,所以阻力f=4×103 N,故A错误;前8 s内小汽车的牵引力为F=10×103 N,由牛顿第二定律F-f=ma,可得a=5 m/s2,故B错误;8 s末小汽车的功率达到最大值,8 s末汽车的速度v1=at1=5×8 m/s=40 m/s,所以小汽车的最大功率P=Fv1=10×103×40 W=4×105 W,故C正确;小汽车的最大速度为vm== m/s=100 m/s,故小汽车24 s后速度为
100 m/s,故D错误。
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11.(12分)(2026·广东江门模拟)如图甲所示,在某次送药过程中,送药机器人“艾米”(图中未画出)的输出功率恒为P=30 W,在水平地面AB段,“艾米”以大小v1=2 m/s的速度向右匀速运动,前方的水平地面BC段铺有地毯,阻力较大。“艾米”通过整个路段的v-t图像如图乙所示,在t=14 s时刻图线与水平虚线相切,此时“艾米”的速度大小为v2=1 m/s且恰好到达C点。已知水平地面BC段的长度x=11 m,假设“艾米”在两个路段上所受阻力均恒定,求:
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(1)“艾米”在AB段上运动时所受的阻力大小f;
解析:“艾米”在水平地面AB段做匀速直线运动,根据物体的平衡条件有F=f,又P=Fv1,
解得f=15 N。
答案:15 N
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(2)“艾米”(含药)的质量m。
解析:根据题图乙可知,“艾米”在t=14 s时刻处于平衡状态,根据物体的平衡条件有F'=f',P=F'v2,
解得f'=30 N,
根据动能定理有PΔt-f'x=m-m,
其中Δt=8 s,
解得m=60 kg。
答案:60 kg
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