微練19　功和功率-2026版大一輪高中物理（解析版）

微練19功和功率梯級Ⅰ基礎(chǔ)練1.(2024·江西卷)“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”是李白對廬山瀑布的浪漫主義描寫。設(shè)瀑布的水流量約為10m3/s，水位落差約為150m。若利用瀑布水位落差發(fā)電，發(fā)電效率為70%，則發(fā)電功率大致為(B)A.109W B.107WC.105W D.103W解析由題知，Δt時間內(nèi)流出的水量為m=ρQΔt=1.0×104Δt，發(fā)電過程中水的重力勢能轉(zhuǎn)化為電能，則有P=mghΔt×70%=1.05×107W，2.(2025·蘇州模擬)如圖，一質(zhì)量為M的汽車在水平路面上勻加速行駛，加速度為a。車廂中一質(zhì)量為m的人用大小為F的恒力向前推車并與車保持相對靜止。在汽車行駛距離L的過程中，人對車做功為(D)A.0 B.FLC.-MaL D.-maL解析車對人的合力大小為ma，方向水平向右，根據(jù)牛頓第三定律可知人對車的合力大小為ma，方向水平向左，人對車做負(fù)功，則有W=-maL，D項正確。3.(2025·太原模擬)如圖所示為豎直平面內(nèi)的四分之一光滑圓弧軌道，小球在水平推力F的作用下，以不變的速率由P點沿圓弧移動至Q點，下列說法正確的是(D)A.重力的瞬時功率保持不變B.支持力的瞬時功率一直減小C.推力F的瞬時功率一直減小D.合外力的瞬時功率始終為零解析小球以不變的速率由P點沿圓弧移動至Q點，根據(jù)PG=mgvy，由于豎直分速度逐漸增大，則重力的瞬時功率逐漸增大，A項錯誤；由于支持力的方向與速度方向始終垂直，所以支持力的瞬時功率一直為0，B項錯誤；由于小球的動能不變，所以推力F做的功等于小球克服重力做的功，則推力F的瞬時功率等于重力的瞬時功率，所以推力F的瞬時功率逐漸增大，C項錯誤；小球做勻速圓周運動，合力方向指向圓心，所以合力方向與速度方向始終垂直，合外力的瞬時功率始終為零，D項正確。4.(2025·南通模擬)校園科技節(jié)上某興趣小組利用鋰電池和微型電機(jī)設(shè)計了一列“微型高鐵”。假設(shè)這列高鐵的質(zhì)量為m，在平直軌道上勻速行駛的速度大小為v，受到的阻力大小為f，受到軌道的支持力大小為F，重力加速度為g。則電機(jī)的輸出功率為(C)A.mgv B.FvC.fv D.(F-f)v解析高鐵勻速運動，牽引力與阻力平衡，則有F牽=f，電機(jī)的輸出功率P=F牽v，解得P=fv，C項正確。5.(2025·淮安模擬)如圖所示，在皮帶傳送裝置中，皮帶把物體P勻速傳送至高處，在此過程中，下列說法正確的是(A)A.摩擦力對物體做正功B.支持力對物體做正功C.重力對物體做正功D.合外力對物體做正功解析皮帶把物體P勻速傳送至高處，根據(jù)受力平衡可知，物體受到豎直向下的重力，垂直于皮帶接觸面向上的支持力，沿皮帶向上的靜摩擦力；所以重力對物體做負(fù)功，支持力對物體不做功，摩擦力對物體做正功，由于物體的動能不變，根據(jù)動能定理可知，合外力對物體做功為0，A項正確。6.如圖所示，質(zhì)量均為m的甲、乙兩人分別站在兩種扶梯上，隨著扶梯一起以速度v斜向上做勻速直線運動。已知兩種扶梯的傾角均為θ，重力加速度大小為g。下列說法正確的是(D)A.平臺對乙的摩擦力水平向右B.甲、乙均處于超重狀態(tài)C.一段時間t內(nèi)，扶梯的斜面對甲的摩擦力做的功為mgvtD.平臺對乙的支持力的功率為mgvsinθ解析乙處于二力平衡狀態(tài)，只受支持力和重力作用，不受摩擦力作用，A項錯誤；甲、乙均做勻速直線運動，加速度均為0，既不是超重狀態(tài)也不是失重狀態(tài)，B項錯誤；對甲進(jìn)行受力分析，由力的平衡條件可知扶梯斜面對甲的摩擦力為Ff=mgsinθ，一段時間t內(nèi)，扶梯斜面對甲的摩擦力做的功為W=Ffvt=mgvtsinθ，C項錯誤；平臺對乙的支持力為F=mg，把斜向上的速度v分別沿水平方向和豎直方向分解，則有vy=vsinθ，則支持力F的功率為P=Fvy=mgvsinθ，D項正確。7.(多選)在離地面h=5m處將質(zhì)量為m=1kg的小球以速度v0=10m/s水平拋出，不計空氣阻力，重力加速度g取10m/s2，下列說法正確的是(AC)A.從拋出到落地過程中，重力的平均功率為50WB.從拋出到落地過程中，重力的平均功率為100WC.落地時重力的瞬時功率為100WD.落地時重力的瞬時功率為1002W解析小球做平拋運動，豎直方向上，根據(jù)h=12gt2，解得t=1s，從拋出到落地過程中，重力做的功W=mgh=50J，重力的平均功率為P=Wt=50W，A項正確，B項錯誤；小球落地時，豎直方向的瞬時速度vy=gt=10m/s，落地時重力的瞬時功率P'=mgvy=100W，C項正確，8.(2025·宿遷模擬)質(zhì)量為m的汽車，如果啟動過程中發(fā)動機(jī)的功率恒為P，汽車速度能夠達(dá)到的最大值為v，行駛過程中受到的阻力不變，那么當(dāng)汽車的車速為v2時，汽車的加速度為(AA.Pmv B.C.P3mv D.解析當(dāng)汽車以最大速度行駛時，牽引力F與阻力f大小相等，所以發(fā)動機(jī)的功率為P=Fv=fv，阻力f=Pv，當(dāng)汽車的速度為v2時，汽車的牽引力大小為F1=Pv2=2Pv，當(dāng)汽車的車速為v2時，汽車的加速度a=F1梯級Ⅱ能力練9.(2025·連云港模擬)一輛汽車在平直的公路上以恒定功率P啟動，其運動的v-t圖像如圖所示，已知t1時刻速度大小為v1，t2時刻速度恰好達(dá)到最大值v2。下列說法正確的是(B)A.汽車先做勻加速直線運動，后做勻速直線運動B.t2時刻汽車受到的牽引力大小為PC.加速過程中牽引力做功為P(t2-t1)D.汽車受到的阻力大小為P解析v-t圖像斜率代表加速度，0~t1時間內(nèi)圖像斜率變化，則加速度變化，汽車做變加速直線運動，A項錯誤；根據(jù)P=Fv2得t2時刻汽車受到的牽引力大小為F=Pv2，B項正確；加速過程中牽引力做功為W=Pt2，C項錯誤；汽車速度達(dá)到最大值時，牽引力等于阻力，則汽車受到的阻力大小f=F=Pv10.(多選)在建筑裝修中，工人用質(zhì)量為m的磨石對水平地面進(jìn)行打磨，當(dāng)對磨石施加壓力F時(如圖所示)，磨石剛好能向右做勻速直線運動，已知磨石與地面間的動摩擦因數(shù)是μ，重力加速度為g，在磨石向前運動s的過程中，工人對磨石做功為(AC)A.Fscosθ B.μFsC.μ(mg+Fsinθ)s D.μ(mg+F)s解析對磨石受力分析，如圖所示，磨石做勻速直線運動，受力平衡，則有Fcosθ=f，f=μFN=μ(mg+Fsinθ)，由功的定義式可知，工人對磨石做功為W=Fscosθ=μ(mg+Fsinθ)s，A、C兩項正確。11.某健身愛好者質(zhì)量為55kg，在做俯臥撐運動的過程中可將他的身體視為一根直棒。已知重心在c點，其垂線與腳、兩手連線中點間的距離Oa、Ob分別為1.0m和0.5m。若他在1min內(nèi)做了36個俯臥撐，每次肩部上升的距離均為0.5m。則該健身愛好者在1min內(nèi)克服重力做功的平均功率為(A)A.110W B.11WC.16.5W D.165W解析每次肩部上升的距離均為0.5m，可知重心上升h=0.5×23m=13m，每次克服重力做功W=mgh=550×13J=5503J，該健身愛好者在1min內(nèi)克服重力做功的平均功率為P=36Wt=36×550312.(多選)如圖所示，三個固定的斜面底邊長度都相等，斜面傾角分別為30°、45°、60°，斜面的表面情況都一樣。完全相同的物體(可視為質(zhì)點)A、B、C分別從三斜面的頂部滑到底部的過程中(AD)A.三者所受摩擦力fA>fB>fCB.三者克服摩擦力所做的功WA>WB>WCC.三者克服摩擦力所做的功WA<WB<WCD.三者克服摩擦力所做的功WA=WB=WC解析斜面對物體的摩擦力f=μmgcosθ，因θA<θB<θC，所以cosθA>cosθB>cosθC，則fA>fB>fC，A項正確；設(shè)斜面底邊長度為b，則摩擦力做的功W=-μmgcosθ·bcosθ=-μmgb，即克服摩擦力做功為定值W克=μmgb，B、C兩項錯誤，D13.(多選)(2025·菏澤模擬)某同學(xué)用額定功率為1200W、最大拉力為300N的提升裝置，把靜置于地面上質(zhì)量為20kg的重物豎直向上提起，該裝置先用最大拉力使重物勻加速運動，功率達(dá)到額定值后保持不變，經(jīng)一段時間后勻速上升，不計空氣阻力，重力加速度g取10m/s2，下列說法正確的是(ABC)A.重物上升過程中的最大加速度為5m/s2B.重物勻加速上升的時間為0.8sC.重物上升過程中的最大速度為6m/sD.重物速度為5m/s時，加速度為3m/s2解析重物上升過程中的最大加速度為am=Fm-mgm=300-20020m/s2=5m/s2，A項正確；勻加速能達(dá)到的最大速度v1=PF=1200300m/s=4m/s，重物勻加速上升的時間為t1=v1am=45s=0.8s，B項正確；重物上升過程中的最大速度為vm=Pmg=1200200m/s=6m/s，C項正確；重物速度為5m/s時，加速度為a'=Pv'-mg梯級Ⅲ創(chuàng)新練14.某動車組由兩節(jié)額定功率為P和2P的動車組成，兩節(jié)動車在某平直鐵軌上能達(dá)到的