2020高考物理最新模拟题精选训练功能关系专题01功和功率的计算问题含解析

2020高考物理功与功率专题练习（含答案）1．通过认真学习，同学们掌握了丰富的物理知识。

下列说法正确的是() A．汽车在光滑的水平面上运动时，驾驶员通过操作方向盘，可以使汽车转弯B．在某一过程中，只要物体的位移为0，任何力对该物体所做的功就为0C．物体的速度为0时，其加速度可能不为0D．静摩擦力对受力物体可以做正功，滑动摩擦力对受力物体一定做负功答案C2.如图所示，木板可绕固定水平轴O转动。

木板从水平位置OA缓慢转到OB位置，木板上的物块始终相对于木板静止。

在这一过程中，物块的重力势能增加了2 J。

用N表示物块受到的支持力，用f表示物块受到的摩擦力。

在此过程中，以下判断正确的是()A．N和f对物块都不做功B．N对物块做功为2 J，f对物块不做功C．N对物块不做功，f对物块做功为2 JD．N和f对物块所做功的代数和为零答案B3．(多选)中国版“野牛”级重型气垫船，自重达540吨，最高时速为108 km/h，装有M －70大功率燃气轮机，该机额定输出功率为8 700 kW。

假设“野牛”级重型气垫船在海面航行过程所受的阻力f与速度v成正比，即f＝kv。

下列说法正确的是() A．“野牛”级重型气垫船的最大牵引力为2.9×105 NB．在额定输出功率下以最高时速航行时，气垫船所受的阻力为2.9×105 NC．以最高时速一半的速度匀速航行时，气垫船发动机的输出功率为4 350 kWD．由题中所给数据，能计算阻力f与速度v的比值k答案BD4．(多选)一质点在光滑水平面上处于静止状态，现对该质点施加水平力F，力F随时间t按如图所示的正弦规律变化，力F的方向始终在同一直线上，在0～4 s内，下列说法正确的是()A．第2 s末，质点距离出发点最远B．第2 s末，质点的动能最大C．0～2 s内，力F瞬时功率一直增大D．0～4 s内，力F做功为零答案BD5．(多选)如图所示，光滑水平地面上固定一带有光滑定滑轮的竖直杆，用轻绳一端系着小滑块，另一端绕过定滑轮，现用恒力F1水平向左拉滑块的同时，用恒力F2拉右侧绳端，使滑块从A点由静止开始向右运动，经过B点后到达C点，若AB＝BC，则滑块()A．从A点至B点F2做的功等于从B点至C点F2做的功B．从A点至B点F2做的功小于从B点至C点F2做的功C．从A点至C点F2做的功可能等于滑块克服F1做的功D．从A点至C点F2做的功可能大于滑块克服F1做的功答案CD6．(多选)如图所示，轻绳一端受到大小为F的水平恒力作用，另一端通过定滑轮与质量为m、可视为质点的小物块相连。

2020高考物理 功和功率专项练习（解析版）1. 某大瀑布的平均水流量为，水的落差为。

已知水的密度为。

在大瀑布水流下落过程中，重力做功的平均功率约为 （ D ） A ．B ．C ．D ．解析：每秒钟水流的质量为kg 109.5100.1590063⨯=⨯⨯=m重力做功的平均功率约为W 10315010109.596⨯≈⨯⨯⨯===t mgh t W P ，选项D 正确。

2. 如图，汽车在平直路面上匀速运动，用跨过光滑定滑轮的轻绳牵引轮船，汽车与滑轮间的绳保持水平。

当牵引轮船的绳与水平方向成θ角时，轮船速度为v ，绳的拉力对船做功的功率为P ，此时绳对船的拉力为________。

若汽车还受到恒定阻力f ，则汽车发动机的输出功率为________。

答案：θcos v P； P c o s fv +θ 解析：，由功率公式θcos Fv P =，解得θcos v P F T =；此时汽车的速度θcos v v 船汽=，汽车匀速运动，所以汽车发动机的输出功率为P cos fv P P P T f +=+=θ出。

3. 一汽车在平直公路上行驶。

从某时刻开始计时，发动机的功率P 随时间t 的变化如图所示。

假定汽车所受阻力的大小f 恒定不变。

下列描述该汽车的速度v 随时间t 变化的图像中，可能正确的是 （ A ）解析：由图可知，汽车先以恒定功率P 1起动，所以刚开始做加速度减小的加速度运动，后以更大功率P 2运动，所以再次做加速度减小的加速运动，故A 正确，B 、C 、D 错误。

4. 如图所示，演员正在进行杂技表演。

由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于 A ．0.3J B ．3J C ．30J D ．300J 答：A【解析】生活经验告诉我们：10个鸡蛋大约1斤即0.5kg ，则一个鸡蛋的质量约为35900 m /s 50m 331.0010 kg/m ⨯6310 W ⨯7310 W ⨯8310 W ⨯9310 W⨯P P 1P 2/f 1P 1/fAP 2/f 11/fC P 2/f 1P 1/fDP 2/f 1 P 1/fBkg 0501050..m ==，鸡蛋大约能抛高度h =0.6m ，则做功约为W =mgh =0.05×10×0.6J=0.3J ，A 正确。

2020年高考物理备考：专题练习卷---功和功率一、单项选择题(每小题5分，共50分)1．在光滑的水平面上，用一水平拉力F 使物体从静止开始移动x ，平均功率为P ，如果将水平拉力增加为4F ，使同一物体从静止开始移动x ，平均功率为( ) A ．2P B ．4P C ．6P D ．8P 【答案】D【解析】设第一次运动时间为t ，则其平均功率表达式为P ＝Fxt ；第二次加速度为第一次的4倍，由x ＝12at 2可知时间为t 2，其平均功率为4Fx t /2＝8Fxt＝8P ，D 正确。

2.如图1所示，质量为m 的物体置于倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面以加速度a 沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m 与斜面体相对静止。

则关于斜面对m 的支持力和摩擦力的下列说法中错误的是( )A ．支持力一定做正功B ．摩擦力一定做正功C ．摩擦力可能不做功D ．摩擦力可能做负功 【答案】B 【解析】选支持力方向垂直斜面向上，故支持力一定做正功，而摩擦力是否存在需要讨论，若摩擦力恰好为零，此时物体只受重力和支持力，如图所示，此时加速度a ＝g tan θ，当a >g tan θ时，摩擦力沿斜面向下，摩擦力与位移夹角小于90°，则其做正功；当a <g tan θ时，摩擦力沿斜面向上，摩擦力与位移夹角大于90°，则其做负功，B 错误，A 、C 、D 正确。

3.如图所示，质量分别是m A 和m B 的A 、B 两物体，用劲度系数为k 的弹簧相连，处于静止状态。

现对A 施以竖直向上的力F ，并将其缓慢提起，当B 对地面恰无压力时撤去F ，A 由静止向下运动至最大速度时，重力做的功为( )A.m 2A g 2kB.m 2B g2k C.m A m A ＋m B g 2k D.m B m A ＋m B g 2k【答案】C【解析】当A 向下运动至平衡位置时速度最大，此时弹簧的压缩量x 1＝m A g k ；当B 恰好对地无压力时弹簧的伸长量x 2＝m B gk。

2020年高考物理压轴题专练：功和能【知识回扣】 一、功和功率 1.功的计算恒力做的功：直接用W ＝Fl cos α计算。

变力做的功：①应用动能定理求解；②应用W ＝Pt 求解，此法适用于变力的功率P 不变； 2.功率的计算平均功率的计算方法：①利用P＝tW ；②利用P ＝F·v cos α，其中v 为物体运动的平均速度。

瞬时功率的计算方法：利用公式P ＝Fvcos α，其中v 为t 时刻的瞬时速度； 3. 机车的两种启动模型的分析 （1）模型综述物体在牵引力（受功率和速度制约）作用下，从静止开始克服一定的阻力，加速度不变或变化，最终加速度等于零，速度达到最大值。

（2）模型特征a. 以恒定功率启动的方式： ①动态过程：②这一过程的速度—时间图象如图所示：b. 以恒定加速度启动的方式： ①动态过程：②这一过程的速度—时间图象如图所示：深化拓展：无论哪种启动方式，机车最终的最大速度都应满足：v m ＝fF P，且以这个速度做匀速直线运动。

二、动能定理1. 动能定理：合外力做功等于物体在这个过程中动能的变化量。

W ＝E k2－E k1＝12mv 22－12mv 21. 2．适用范围(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动。

(2)既适用于恒力做功，也适用于变力做功。

三、机械能守恒定律1.判断机械能是否守恒的两个角度（1）从做功的角度：若只有重力(或弹力)做功或虽有其他外力做功但其他力做功的代数和为零，则该物体（或该系统）的机械能守恒。

2.从能的角度：若系统内只有动能和势能的相互转化，没有其他形式的能与机械能转化，且系统与外部也没有能力的转化与转移，则系统机械能守恒。

2.机械能守恒的三种表示形式(1)守恒观点：E k1＋E p1＝E k2＋E p2(要选零势能参考平面) (2)转化观点：ΔE k ＝－ΔE p (不用选零势能参考平面) (3)转移观点：ΔE A 增＝ΔE B 减(不用选零势能参考平面) 四、力学中的功能关系合外力做功等于物体动能的改变 W 合＝E k2－E k1＝ΔE k 重力做功衡量重力势能的减少量 W G ＝E p1－E p2＝－ΔE p 弹簧弹力做功衡量弹性势能的减少量W 弹＝E p1－E p2＝－ΔE p 除了重力和弹簧弹力之外的其他力所做的总功，等于物体机械能的改变W 其他＝E 2－E 1＝ΔE一对滑动摩擦力做功的代数和等于因摩擦而产生的内能Q ＝fx 相对，x 相对为物体间相对滑动的距离【热门考点透析】考点一 功和功率1.轻质弹簧右端固定在墙上,左端与一质量m=0.5 kg 的物块相连,如图甲所示,弹簧处于原长状态,物块静止且与水平面间的动摩擦因数μ=0.2。

高中物理大题集练——功和功率1、如图所示，传送带与水平面之间的夹角为θ=30°，其上A、B两点间的距离为L=5m，传送带在电动机的带动下以v=1m/s的速度匀速运动，现将一质量为m=10kg的小物体（可视为质点）轻放在传送带的A点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数μ=，在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中，求：（g取10m/s2）（1）小物体从A到B所需时间；（2）传送带对小物体做的功；（3）电动机做的功．2、如图所示，质量为m的小球以初速度v0=下落d后，沿竖直平面内的固定轨道ABC运动，AB是半径为d的四分之一粗糙圆弧，BC是半径为的粗糙半圆弧，小球运动到AB圆弧的最低点B时所受弹力大小N B=5mg，且小球恰好能运动到C点，不计空气阻力，重力加速度为g．求：（1）小球在AB圆弧上运动过程中克服摩擦力做的功W1？（2）小球运动到BC圆弧上C点时的速度大小v C；（3）小球在圆弧BC上运动过程中，摩擦力对小球做的功W2．3、一物体静止在光滑水平面上，某时刻起受到水平面内两个互相垂直的恒力F1、F2的作用（俯视图如图所示），物体的位移大小x=1m。

已知F1=6N，F2=8N。

求：（1）合力F的大小和方向；（2）F1对物体所做的功W1以及F对物体所做的功W。

4、如图所示，长L=0.4m不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系一质量m=0.05kg的小球，拉起小球至绳恰好伸直并处于水平后，在A点以竖直向下的初速度v0=2m/s释放，当小球运动至O点的正下方B点时，绳恰好断裂，小球继续运动并垂直打在同一竖直平面内且与水平面成θ=30°、无限大的挡板MN上的C点．g=10m/s2试求：小球从A点到C点重力做的功及在C点时重力的瞬时功率（用根号表示）5、如图所示，在距水平地面高为0.4m处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上P点固定一定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在P点的右边，杆上套有一质量m=2kg小球A，半径R=0.3m的光滑半圆形细轨道，竖直地固定在地面上，其圆心O在P点的正下方，在轨道上套有一质量也为m=2kg的小球B，用一条不可伸长的柔软细绳，通过定滑轮将两小球连接起来，杆和半圆形轨道在同一竖直面内，两小球均可看做质点，且不计滑轮大小的影响，（），现给小球A一个水平向右的合力F=55N。

专题01 功和功率1．(2017云贵川百校大联考)一辆汽车以大小v0=90km/h的速度在平直公路上做匀速直线运动，此时其功率为额定功率P=65KW．假设汽车行驶时所受阻力恒定，刹车获得的加速度大小a=7.5m/s2，求：（1）汽车行驶时所受阻力的大小f；（2）汽车刹车开始后10s内滑行的距离x．【分析】（1）当汽车匀速直线运动时，牵引力等于阻力，结合P=Fv即可求出阻力（2）求出汽车从开始刹车到停止的时间，根据位移公式求出汽车刹车开始后10s内滑行的距离（2）汽车从开始刹车到停止的时间滑行10s内的位移等于内的位移根据答：（1）汽车行驶时所受阻力的大小f为2600N；（2）汽车刹车开始后10s内滑行的距离x为2．(2017河南部分重点中学联考)如图所示，物体A静止在台秤的秤盘B上，A的质量为m A=10.5kg，B的质量 m B=1.5kg，弹簧质量不计，劲度系数k=800N/m，现给A施加一个竖直向上的力F，使它向上做匀加速直线运动，已知力F在开始的t=0.2s内是变力，此后是恒力，求t时间内力F做的功．【分析】在A和秤盘分离之前F为变力，分离后，F为恒力；两物体分离瞬间，A对秤盘无作用力，弹簧处于原长，但P的加速度还与原来一样，而从开始到分离历时0.2s，由分析可知，刚开始时F最小，F为恒力时最大，求出F的最小值和最大值，根据F均匀变化，求F的平均值，再乘以位移，可求得F做的功．3．(12分)汽车尾气是形成雾霾的重要污染源，为减少污染，目前国家提倡使用电动汽车．在平直的公路上一辆电动汽车由甲处从静止开始启动，先做20 s的匀加速直线运动，速度达到15 m/s时，再匀速运动240 s通过乙处．现有一辆质量为m＝1000 kg的燃油轿车，其发动机的额定输出功率P＝90 kW，它也从甲处由静止开始以恒定的输出功率P启动做直线运动，轿车通过乙处时速度达到最大速度30 m/s.设轿车运动时所受的阻力不变，轿车每做1 J 的功排放的气态污染物的质量为k ＝3×10－6g ，求：(1)甲、乙两地的距离；(2)燃油轿车从甲地运动到乙地的过程中排放的气态污染物质量．(2)设轿车从甲处运动到乙处所做的功为W ，运动时所受阻力为f ，则f ＝Pv m＝3×103 N 由动能定理得W －fx ＝12mv 2m ，解得：W ＝fx ＋12mv 2m ＝1.17×107J污染物的质量为Δm ＝kW ＝35.1 g 答案：(1)3750 m (2)35.1 g 4.（14分）（2017北京昌平期末）图13为某景观喷泉的喷射装置结构示意图。

2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练第六部分机械能专题6.1功和功率一．选择题1．（6分）（2019河北唐山三模）关于力对物体做功的说法正确的是（）A．力的大小和位移大小的乘积叫做这个力的功B．平衡力对物体做功的代数和一定为零C．相互作用力对物体做功的代数和一定为零D．作用在物体上的力和受力点沿力的方向的位移的乘积叫做这个力的功【参考答案】BD【名师解析】做功的两个不可缺少的因素：力和物体在力的方向上发生的位移。

力的大小和位移大小的乘积显然不能叫这个力的功。

故A错误；平衡力大小相等，方向相反，一个力做正功，另一个力一定做负功，它们做的功的代数和为零。

故B正确；相互作用力是作用在不同物体上的两个力，它们不能求合力，所以不能够说相互作用力对物体做功的代数和为零。

故C错误；作用在物体上的力和受力点沿力的方向的位移的乘积叫做这个力的功。

故D正确。

2．（6分）（2019河南濮阳三模）水平力F方向确定，大小随时间的变化如图所示；用力F拉静止在水平桌面上的小物块，在F从0开始逐渐增大的过程中，物块的加速度a随时间变化的图象如图所示。

重力加速度大小为10m/s2．问在0﹣4s时间内，合外力对小物块做的功为（）A．24J B．12J C．8J D．6J【参考答案】A【名师解析】根据F﹣t图象和a﹣t图象可知，t1＝2s时，F1＝6N，a1＝1m/s2，t2＝4s时，F2＝12N，a2＝3m/s2，根据牛顿第二定律可得：F1﹣μmg＝ma1F2﹣μmg＝ma2，解得小物块的质量和动摩擦因数为：m＝3kg，μ＝0.1。

根据动量定理可得：t2﹣μmgt2＝mv，解得4s末的速度为v＝4m/s根据功能关系可得W＝＝24J。

故选项A正确、BCD错误。

3.（2019合肥三模）图示为一辆配备了登高平台的消防车，其伸缩臂能够在短时间内将承载了3名消防员的登高平台（人与平台的总质量为300kg）抬升到60m高的灭火位置，此后消防员用水炮灭火。

2020年高考最新模拟试题分类汇编（4月第二期）功能关系1、（2020·湖北省黄冈市八模三）.如图所示，一光滑半圆形轨道固定在水平地面上，圆心为O、半径为R，一根轻橡皮筋一端连在可视为质点的小球上．另一端连在距离O点正上方R处的P点．小球放在与O点等高的轨道上A点时，轻橡皮筋处于原长．现将小球从A点由静止释放，小球沿圆轨道向下运动，通过最低点B时对圆轨道的压力恰好为零．已知小球的质量为m，重力加速度为g，则小球从A点运动到B点的过程中下列说法正确的是（）A. 小球通过最低点时，橡皮筋的弹力等于mgB. 橡皮筋弹力做功的功率逐渐变大C. 小球运动过程中，橡皮筋弹力所做的功等于小球动能增加量D. 小球运动过程中，机械能的减少量等于橡皮筋弹性势能的增加量【答案】D【解析】小球运动到最低点时，根据牛顿第二定律可得F-mg=m2vR，橡皮筋的弹力F=mg+m2vR，故F大于mg，故A错误；根据P=Fv cosα可知，开始时v=0，则橡皮筋弹力做功的功率P=0．在最低点速度方向与F方向垂直，α=90°，则橡皮筋弹力做功的功率P=0，故橡皮筋弹力做功的功率先变大后变小，故B错误；小球运动过程中，根据动能定理知，重力做功和橡皮筋弹力所做的功之和等于小球动能增加量，故C错误．小球和弹簧组成的系统机械能守恒，知小球运动过程中，机械能的减少量等于橡皮筋弹性势能的增加量，故D正确．2、（2020·河北省鸡泽县一中高三下学期二轮复习模拟七）如图所示为某一工作车间的传送装置，已知传送装置与水平面夹角为37°，传送带以10m/s 的速率顺时针运转．某时刻在传送带上端A 处无初速度的轻轻放上一质量为1kg 的小铁块（可视为质点），铁块与传送带间的动摩擦因数为0.5，传送带A 到B 的总长度为16m ，其中210/g m s =，则在小铁块从A 运动到B 的过程中（ （A. 小铁块从A 到B 运动的总时间为2sB. 小铁块对皮带做的总功为0C. 小铁块与传送带相对位移为4mD. 小铁块与皮带之间因摩擦生热而产生的内能为20J【答案】AC【解析】A.开始时，传送带作用于小物体的摩擦力沿传送带向下，小物体下滑的加速度22(sin cos )10m/s a g g θμθ=+=，小物体加速到与传送带运行速度相同是需要的时间为11v t s a ==，在这段时间内，小物体沿传送带下滑的距离为1101522v s t m m ==⨯=，由于 μ＜tan θ，此后，小物体沿传送带继续加速下滑时，它相对于传送带的运动的方向向下，因此传送带对小物体的摩擦力方向有改为沿传送带向上，其加速度变为a 1=g （sinθ-μcosθ）=10×（0.6-0.5×0.8）m/s 2=2m/s 2，小物体从该位置起运动到B 端的位移为s -s 1=16m -5m=11m ，小物体做初速度为v=10m/s 、加速度为a 1的匀加速直线运动，由2121212s s vt a t -=- ，代入数据，解得t 2=1s（t 2=-11s 舍去）所以，小物体从A 端运动到B 端的时间为t=t 1+t 2=2s ，故A 正确；B .皮带总位移10220x vt m m ==⨯=,摩擦力: 0cos370.51100.84f mg N N μ==⨯⨯⨯= ，所以摩擦力所做的功为20480f W fx J J =-=-⨯=-，故B 错误；C .物体从A 到B 运动的位移为16m（由B 项分析可知，皮带的总位移为20m ，所以小铁块与传送带相对位移为4m ，故C 正确；D .因摩擦产生的热量=44=16Q fs J J 相=⨯，故D 错误。

2020年高考最新模拟试题分类汇编（4月第二期）功和功率1、（2020·江苏省扬州市高三下学期3月考测试一）我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平．若某段工作时间内，“天鲲号”的泥泵输出功率恒为4110kW ⨯，排泥量为31.4m /s ，排泥管的横截面积为20.7 m ，则泥泵对排泥管内泥浆的推力为（ ） A. 6510N ⨯ B. 7210N ⨯C. 9210N ⨯D. 9510N ⨯【答案】A 【解析】设排泥的流量为Q ，t 时间内排泥的长度为：1.420.7V Qt x t t S S ==== 输出的功：W Pt =排泥的功：W Fx =输出的功都用于排泥，则解得：6510N F =⨯故A 正确，BCD 错误．2、（2020·金太阳高三下学期线上一模）如图所示，a 、b 、c 分别为固定竖直光滑圆弧轨道的右端点、最低点和左端点，Oa 为水平半径，c 点和圆心O 的连线与竖直方向的夹角a =53︒，现从a 点正上方的P 点由静止释放一质量m =1kg 的小球（可视为质点），小球经圆弧轨道飞出后以水平速度v =3m/s 通过Q 点，已知圆弧轨道的半径R =1m ，取重力加速度g =10m/s 2，sin 53︒=0.8，cos 53︒=0.6，不计空气阻力，下列分析正确的是（ ）A. 小球从P 点运动到Q 点的过程中重力所做的功为4.5JB. P 、a 两点的高度差为0.8mC. 小球运动到c 点时的速度大小为4m/sD. 小球运动到b 点时对轨道的压力大小为43N 【答案】AD 【解析】ABC ．小球c 到Q 的逆过程做平抛运动，在c 点，则有，小球运动到c 点时的速度大小v c =3cos 0.6v α=m/s=5m/s 小球运动到c 点时竖直分速度大小v cy =v tan α=3×43m/s=4m/s 则Q 、c 两点的高度差h =2242210t v g =⨯m =0.8m 设P 、a 两点的高度差为H ，从P 到c ，由机械能守恒得mg （H +R cos α）=212c mv 解得H =0.65m小球从P 点运动到Q 点的过程中重力所做的功为W =mg [（H +R cosα）－h ]=4.5J故A 正确，BC 错误;D ．从P 到b ，由机械能守恒定律得mg （H +R ）=212b mv 小球在b 点时，有N －mg =m 2bv R联立解得N =43N根据牛顿第三定律知，小球运动到b 点时对轨道的压力大小为43N ，故D 正确。