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2021-2022学年高一物理暑假作业
一、选择题
1.如图所示为一种环保灯——重力灯，重力灯是利用重力做功发电的装置。重物下落时拉动灯中心的绳子，从而带动发电机发电。让质量为10 kg的物体缓慢下落2 m，则灯的亮度相当于12 W日光灯的亮度。若每过40 min重置一次重物，就能持续发光。重力加速度g取，则以下说法正确的是( )
A.重力灯实际功率可能为0.068 W
B.每个40 min内产生的电能为28800 J
C.每次下落过程中发电机输出的电能为200 J
D.该发电方式无需消耗其他能量就能源源不断地获得电能
2.一质量为m的物体，从倾角为θ的光滑固定斜面顶端由静止下滑，下滑时离地面的高度为h，如图所示，重力加速度为g，当物体滑到斜面底端时，重力的瞬时功率为( )
A. B. C. D.
3.如图所示，水平传送带以恒定的速率顺时针转动，传送带右端上方的挡板上固定着一轻弹簧。将小物块P轻放在传送带左端，P在接触弹簧前速度已达到v，与弹簧接触后弹簧的最大形变量为d。P的质量为m，与传送带之间的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。从P开始接触弹簧到弹簧第一次达到最大形变量的过程中( )
A.P的速度一直减小 B.传送带对P做功的功率一直减小
C.传送带对P做的功小于 D.弹簧的弹性势能变化量为
4.一机车以额定功率行驶一段距离后关闭发动机，测得机车动能与位移x的关系图像如图所示。已知机车的质量为1000 kg，机车运动过程中所受阻力不变，根据图像所述的运动过程，下列说法正确的是( )
A.机车的最大速度为80 m/s B.机车所受阻力为4000 N
C.机车的额定功率为320 kW D.机车加速阶段所用时间为16.25 s
5.甲、乙两人分别将同一桶水竖直向上匀速提升相同的高度，甲提水的速度比乙大，设甲、乙两人匀速提水过程中所做的功分别为和，做功的功率分别为和.下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
6.汽车以恒定功率P由静止加速启动，由公式可判断该加速过程中汽车的牵引力( )
A.减小 B.不变 C.增大 D.先减小后增大
7.第24届冬季奥运会于2022年2月在北京召开，如图甲所示为运动员跳台滑雪运动瞬间，运动示意图如图乙所示，运动员从助滑雪道上由静止开始滑下，到达C点后水平飞出，落到滑道上的D点，运动轨迹上的E点的速度方向与轨道平行，设运动员从C到E与从E到D的运动时间分别为与，（忽略空气阻力，运动员可视为质点），下列说法正确的是( )
A.
B.
C.若运动员离开C点的速度加倍，则落在斜面上的速度方向不变
D.若运动员离开C点的速度加倍，则落在斜面上距C的距离也加倍
8.“复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质量为m的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为P，若动车组所受的阻力与其速率成正比（为常量），动车组能达到的最大速度为。下列说法正确的是( )
A.动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变
B.若四节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动
C.若四节动力车厢输出的总功率为，则动车组匀速行驶的速度为
D.若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间t达到最大速度，则这一过程中该动车组克服阻力做的功为
9.质量为60kg的人，从第一层登上大厦的第21层用了5min，如果该楼每层3.0m，则登楼时这人的平均功率是（g取）( )
A.0.36kw B.0.40kw C.0.12kw D.1.2kw
10.—辆汽车在平直公路上从静止开始运动,假设汽车的功率保持不变,所受的阻力恒定，则下列说法正确的是( )
A.汽车一直做匀加速运动
B.汽车先匀加速运动，后匀速运动
C.汽车先匀加速运动，后匀减速运动直至静止
D.汽车做加速度越来越小的加速运动,直至匀速运动
二、综合题
11.将一个质量为的小球以水平速度抛出，若不计空气阻力，重力加速度为，2秒内物体落地，重力做的功________，重力势能是=________（增加、减少）。以地面为参考平面，物体具有的重力势能为_______，2秒内重力的对物体做功的平均功率为________，在2秒末重力的瞬时功率为________。
12.一辆质量为的汽车以额定功率在水平公路上行驶，汽车受到的阻力为一定值，在某时刻汽车的速度为20m/s，加速度为，取，问：
（1）汽车所受的阻力为多大？
（2）汽车所能达到的最大速度是多大？
（3）当汽车的速度为10m/s时的加速度是多大？
答案解析
1.答案：A
解析：本题通过重力灯考查电路中的能量问题。物体下降的过程中重力做功，所以重力做功的功率，由于发电的过程中以及电路中都存在一定的损耗，所以该灯的实际功率一定小于0.083 W，有可能是0.068 W，故A正确；每个40 min内产生的电能一定小于200 J，故B错误；由于发电的过程中存在一定的损耗，所以每次下落过程中发电机输出电能都小于200 J，故C错误；该发电方式需要重置重物，重置重物要消耗其他的能量，故D错误。
2.答案：B
解析：下滑过程中加速度，设到底端时速度大小为v，则，物体滑到底端重力功率为，解得。选项B正确。
3.答案：C
解析：本题考查水平传送带上物块的运动、摩擦力做功和功率的计算以及动能定理的应用。P与弹簧接触后在水平方向所受弹力向左，静摩擦力向右，P做匀速运动，运动到弹力与最大静摩擦力大小相等时，P物块由于惯性继续向右运动压缩弹簧，P接下来在弹力和滑动摩擦力的共同作用下做减速运动直到速度为零，A项错误；传送带对P做功的功率由公式可知，由于P先做匀速运动后做减速运动，摩擦力先增大后不变，速度先不变后减小，所以功率先增大后减小，B项错误；由于从开始到弹簧第一次达到最大形变量的过程中，P所受摩擦力先为静摩擦力，后为滑动摩擦力，所以传送带对P做的功小于,C项正确；对物块由动能定理得，因为，所以弹簧的弹性势能变化量小于,D项错误。
4.答案：D
解析：本题考查动能、动能定理、机车启动问题。由得，A错误；机车发动机关闭后，根据动能定理得，解得，B错误；由知，匀速运动阶段，额定功率，C错误；机车加速阶段，由动能定理得，解得，D正确。
5.答案：C
解析：A、甲乙两人都是匀速提起水桶，可知拉力等于重力，提升的高度相同，根据知，拉力做功相等，即，故A错误，B错误；
C、因为甲的速度较大，位移相同，则甲的运动时间较短，根据知，，故C正确，D错误。
故选：C。
6.答案：A
解析：汽车由静止加速，速度增大，而功率不变，由可知，汽车的牵引力减小；故A正确BCD错误。
故选：A。
7.答案：C
解析：A.以C点为原点，以为x轴，以垂直向上方向为轴，建立坐标系如图：
对运动员的运动进行分解，y轴方向做类竖直上抛运动，x轴方向做匀加速直线运动。当运动员速度方向与轨道平行时，在轴方向上到达最高点，根据竖直上抛运动的对称性，知,A、B错误；
D.将初速度沿方向分解为、，将加速度沿方向分解为、，则运动员的运动时间为,落在斜面上的距离,离开C点的速度加倍，则、加倍，t加倍，由位移公式得不是加倍关系，D错误；
C.设运动员落在斜面上的速度方向与水平方向的夹角为α，斜面的倾角为θ。则有：，，则得，θ一定，则α一定，则知运动员落在斜面上的速度方向与从C点飞出时的速度大小无关，故C正确。
故选C。
8.答案：C
解析：动车组在匀加速启动过程中，不变，v增大，则F也增大，选项A错误。若四节动力车厢输出功率均为额定值，则，知随着v增大，a减小，选项B错误。当动车组达到最大速度时，满足；若四节动力车厢总功率为，动车组匀速行驶时满足，联立可得，选项C正确。动车组从静止启动到达到最大速度，由动能定理得，解得，选项D错误。
9.答案：C
解析：整个过程克服重力做功大小，则登楼时人的平均功率,故C正确，A、B、D错误。
故选：C。
10.答案：D
解析：根据知，功率不变，速度增大，则牵引力减小，根据知，加速度减小，当加速度减小到零，做匀速直线运动所以汽车做加速度越来越小的加速运动，直至匀速运动，故D正确.
故选：D.
11.答案：400J；减少；400J；200W；400W
解析：小球在空中飞行时间，竖直方向的位移
根据物体下降，位移和重力方向相同，重力做正功，重力势能减少。
重力势能
平均功率
由瞬时功率联立可得
联立可得
12.答案：（1）（2）30m/s（3）
解析：（1）设汽车所受阻力大小为f，由题意知当汽车速度时加速度，根据牛顿第二定律有
解得
（2）当汽车以最大速度行驶时，牵引力与阻力大小相等，即
解得
（3）设当汽车的速度为时的加速度大小为，根据牛顿第二定律有
解得

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