8.1 功与功率 同步练习题-2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 8.1 功与功率 同步练习题-2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 565.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-31 07:38:38 | ||
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文档简介
4.1 功与功率
一、单选题
1．如图所示，木箱在与水平方向成a角斜向上的恒力Ｆ作用下，沿水平地面向右运动：发生了一段位移x，在这个过程中，力F所做的功为（ ）
W=Fx B．W=Fxsina
C．W=Fxcosa D．W=Fxtana
2．如图所示，小滑块沿固定的光滑圆弧轨道下滑过程中，关于重力和支持力做功的说法正确的是（ ）
A．支持力做正功 B．支持力做负功
C．重力做正功 D．重力做负功
3．如图所示，质量为m的小车在与竖直方向成角的恒定拉力F的作用下，沿水平地面向左运动一段距离l，在此过程中，小车受到的阻力大小恒为f；则（ ）
A．拉力对小车做功为Fl B．支持力对小车做功为零
C．阻力对小车做功为f l D．重力对小车做功为mgl
4．某同学利用动感单车锻炼。动感单车的阻力主要来源于车轮上的阻尼装置，该同学蹬车时每分钟克服阻力做功约为，他蹬车时做功的平均功率约为（ ）
A． B． C． D．
5．一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其图像如图所示。已知汽车的质量为m=2×103kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取10m/s2，则（ ）
A．汽车的额定功率为50kW
B．当汽车速度为15m/s时，加速度大小为1.5m/s2
C．汽车在前5s内的牵引力为6×103N
D．汽车的最大速度为20m/s
6．汽车在地下车库的平地上做匀速直线运动，接着驶上一段长直斜坡，最后开上地面，沿平直路面继续行驶。全过程中汽车输出功率恒定，设汽车所受路面阻力大小不变。汽车行驶全程中，速率 v 随时间 t 的变化关系可能是（ ）
A． B．
C． D．
7．用两个互相垂直的力、拉着物体运动，在一段时间内对物体做的功为，对物体做的功为，则、的合力对物体做的功为（ ）
A． B． C． D．
8．质量为1 kg的物体由静止下落5 m的过程中，重力做功的平均功率为（g取10 m/s2，不计空气阻力）（ ）
A．5 W B．10W C．50 W D．100 W
9．如图所示，从固定斜面的顶端A水平抛出质量相等的甲、乙两个小球，两小球均落在斜面上且不反弹，若甲、乙抛出时的初速度大小之比为1：2，不计空气阻力，则甲、乙从抛出到落在斜面上过程中重力做功的平均功率之比为（ ）
A．1：1 B．1： C．1：2 D．1：4
二、多选题
10．放在粗糙水平地面上质量为0.8kg的物体受到水平拉力的作用，在0~6s内其速度与时间的关系图象和该拉力的功率与时间的关系图象分别如图甲、乙所示。下列说法中正确的是（ ）
A．0~6s内拉力做的功为140J B．物体在0~2s内所受的拉力为4N
C．物体与粗糙水平地面间的动摩擦因数为0.5 D．0~6s内摩擦力做功为100J
11．关于功的单位，下列各式中能表示的是（ ）
A．J B．N·m C．kg·m2/s3 D．kg·m2/s2
12．某兴趣小组对一辆自制小遥控车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为v-t图像如图所示，图像中除2s-10s时间段内的图像为曲线外，其余时间段图像均为直线。已知小车运动的过程中，2s-14s时间段内小车的功率保持不变，在14s末停止遥控而让小车自由滑行。小车的质量为1kg，可认为在整个过程中小车所受到的阻力大小不变。则（ ）
A．小车所受到的阻力大小等于1.5N
B．小车在运动过程中最大牵引力为3N
C．小车在运动过程中发动机的最大功率为18W
D．小车在在0s-12s内的位移为42m
三、填空题
13．用50 N的力拉一个质量为10kg的物体在水平地面上前进，拉力与水平方向夹37 角斜向上。若物体前进了10m，拉力F做的功W1=___________J，重力G做的功W2=___________J。（sin37°=0.6 ，cos37°=0.8 ）
14．质量为1 kg的物体做自由落体运动，经过2 s落地，下落过程中重力的平均功率为___________，落地前瞬间重力的瞬时功率为___________。（g=10 m/s2）
15．起重机用钢绳把重量为的物体匀速地提高了6m，钢绳拉力做的功为______J。
16．将一可以视为质点的质量为m的铁块放在一长为L、质量为M的长木板的最左端，整个装置放在光滑的水平面上，现给铁块一水平向右的初速度，当铁块运动到长木板的最右端时，长木板沿水平方向前进的距离为x，如图所示。已知铁块与长木板之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。摩擦力对铁块所做的功为___________，摩擦力对长木板所做的功为___________。
17．如图所示，AB是半径为R的 圆弧轨道，B点的切线在水平方向，且B点距离水平地面高度为h，有一物体（可视为质点）从A点由静止开始滑下，到达B点时，对轨道的压力为其所受重力的2倍（重力加速度为g）。物体落地时重力的瞬时功率为________。（结果均用题中字母表示）
18．一质量为的汽车，其额定功率为，该车在某平直公路上行驶时能达到的最大速度为，则汽车在该公路上行驶时受到的阻力大小为___________；若以额定功率启动汽车，当汽车速度达到时的加速度大小为__________。
19．一辆汽车以的速度在平直的公路上行驶，发现前方有险情时，驾驶员立即进行急刹车，刹车过程中受到地面的摩擦力为，刹车后的速度随刹车位移的变化关系如图所示，设汽车刹车后做匀减速直线运动，则汽车的加速为_________，从开始刹车到汽车的速度减小为的过程中，汽车克服地面摩擦力做的功为________。
20．如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为，现使斜面水平向左匀速移动距离l。则此过程斜面对物体的支持力 _________ （选填“做正功”、“做负功”或“不做功”），物体克服摩擦力做的功为 _________ 。（重力加速度为g）
四、解答题
21．如图所示，在光滑的水平面上有一质量为m=10kg的物体。在水平推力F=20N的作用下，从静止开始做匀加速直线运动。求：
（1）推力F在3s内对物体所做的功；
（2）推力F在3s内对物体做功的平均功率；
（3）推力F在3s末对物体做功的瞬时功率。
22．某同学在平直路面上骑自行车，已知该同学连同书包的质量为50kg，自行车的质量为15kg，设该同学骑自行车时的功率为40W，所受阻力为人车总重的0.02倍。求他在平直路面上骑行时自行车的最大速度。
试卷第6页，共6页
试卷第5页，共6页
参考答案
1．C
【详解】
F为恒力，x为位移，为力与位移的夹角，故F做的功为
故C正确。
故选C。
2．C
【详解】
由于重力竖直向下，而物体向下运动，故重力做正功；而支持力的方向一直与速度方向相互垂直，故支持力不做功。
故选C。
3．B
【详解】
A．拉力对小车做功为
A错误；
B．在支持力方向小车没有位移，则支持力对小车做功为零，B正确；
C．阻力对小车做功为 ，C错误；
D．在重力方向小车没有位移，则重力对小车做功为零，D错误。
故选B。
4．C
【详解】
该同学蹬车时每分钟克服阻力做功约为，他蹬车时做功的平均功率约为
故选C。
5．C
【详解】
C．依题意，汽车受到的阻力
前5s内汽车的加速度由图可得
根据牛顿第二定律
求得汽车的牵引力
故C正确；
A．在末汽车达到额定功率，有
故A错误；
D．当牵引力等于阻力时，汽车达到最大速度，则最大速度
故D错误。
B．当汽车速度为15m/s时，此时汽车受到的牵引力为
根据牛顿第二定律有
代入数据可得此时的加速度大小为
故B错误。
故选C。
6．C
【详解】
汽车先在车库内的地面上做匀速运动速度为v，则
P=fv
当驶上斜坡时，根据
可知功率不变，则加速度a沿斜面向下，汽车做加速度减小的减速运动，最终加速度为零时，根据
可知最终的速度小于刚驶上斜坡时的速度v ；汽车驶出斜坡到达地面时，根据
可知汽车做加速度减小的加速运动，直到加速度为零时，即
P=fv
时做匀速运动，此时的速度等于在车库地面上的速度。
故选C。
7．C
【详解】
当有多个力对物体做功的过程，总功的大小就等于各个力对物体做功的代数和，即有
故选C。
8．C
【详解】
根据
运动时间
由功的定义
W=mgh=1×10×5=50J
重力做功的平均功率为
故选C。
9．C
【详解】
小球做平抛运动，有
，，
解得
做平抛运动重力做功的平均功率
因此甲、乙在平抛运动过程中重力做功的平均功率之比为1：2。
故选C。
10．AD
【详解】
B．由P=Fv可知，物体在0~2s内所受的拉力
在2~6s内所受的拉力
选项B错误；
A．拉力在0~6s内做的总功
选项A正确；
C．由物体在2~6s内做匀速运动可知
可求得
μ=0.25
选项C错误；
D．0~6s内摩擦力做功为
选项D正确。
故选AD。
11．ABD
【详解】
根据功的的公式
即
结合牛顿第二定律：
即
故
C错误，ABD正确。
故选ABD。
12．ABD
【详解】
A．在14s-18s时间段
小车受到阻力大小
故A正确；
B．小车在运动过程中，由
知，加速度最大时牵引力最大。小车在0-2s时间段加速度最大为
故小车在运动过程中最大牵引力为
故B正确；
C．小车匀速行驶阶段，牵引力等于阻力，所以
故C错误；
D．在0-2s内的位移为
在2s-10s内的位移，由动能定理得
得
在0s-12s内的位移为42m，故D正确。
故选ABD。
13．400 0
【详解】
拉力F做的功
重力G做的功
14．100 W 200 W
【解析】
15．
【详解】
由于物体匀速运动，可知物体受力平衡，即钢绳对物体的拉力大小等于物体的重力，即
由W=Fs可知，钢绳拉力做的功为
16．-μmg（x＋L） μmgx
【详解】
铁块受力情况如图甲所示，摩擦力对铁块所做的功为
W1=-μmg（x＋L）
长木板受力情况
如图乙所示，摩擦力对长木板做的功为
W2=μmgx
17．
【详解】
小球离开B点后做平抛运动，下落到地面时，在竖直方向有
即竖直方向速度大小为
故物体落地时重力的瞬时功率
18． 1
【详解】
汽车在该公路上行驶时受到的阻力大小为
当汽车速度达到时的加速度
19．10 10080
【详解】
汽车刹车后做匀减速直线运动，设加速度大小为a。则 v02=2ax，由图知 v0=20m/s，x=20m，解得 a=10m/s2
当v=8m/s时，汽车的刹车距离为
所以汽车克服地面摩擦力做的功为
20．做正功 mglsinθcosθ
【详解】
斜面对物体的支持力与位移的夹角小于90°，做正功。
物体受到的静摩擦力沿斜面向上，大小为
故克服摩擦力做的功为
21．（1）180J；（2）60W；（3）120W
【详解】
(1) 设运动物体在前3 s内的加速度a1，运动位移为x1，第3s末的速度大小为v，根据牛顿第二定律可得：
F=ma1
解得
a1＝2m/s2
3s内通过的位移为：
3s末的速度为
v=a1t=6m/s
推力F做功
W=Fx1=20×9J=180J
(2) 推力在3s内对物体做功的平均功率为
(3) 推力F在3s末对物体做功的瞬时功率
22．
【详解】
由题意可得，该同学受到的阻力为
当自行车达到最大速度时，自行车的牵引力与阻力大小相等，即有
根据
代入数据，解得自行车的最大速度为
答案第10页，共1页
答案第9页，共9页
一、单选题
1．如图所示，木箱在与水平方向成a角斜向上的恒力Ｆ作用下，沿水平地面向右运动：发生了一段位移x，在这个过程中，力F所做的功为（ ）
W=Fx B．W=Fxsina
C．W=Fxcosa D．W=Fxtana
2．如图所示，小滑块沿固定的光滑圆弧轨道下滑过程中，关于重力和支持力做功的说法正确的是（ ）
A．支持力做正功 B．支持力做负功
C．重力做正功 D．重力做负功
3．如图所示，质量为m的小车在与竖直方向成角的恒定拉力F的作用下，沿水平地面向左运动一段距离l，在此过程中，小车受到的阻力大小恒为f；则（ ）
A．拉力对小车做功为Fl B．支持力对小车做功为零
C．阻力对小车做功为f l D．重力对小车做功为mgl
4．某同学利用动感单车锻炼。动感单车的阻力主要来源于车轮上的阻尼装置，该同学蹬车时每分钟克服阻力做功约为，他蹬车时做功的平均功率约为（ ）
A． B． C． D．
5．一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其图像如图所示。已知汽车的质量为m=2×103kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取10m/s2，则（ ）
A．汽车的额定功率为50kW
B．当汽车速度为15m/s时，加速度大小为1.5m/s2
C．汽车在前5s内的牵引力为6×103N
D．汽车的最大速度为20m/s
6．汽车在地下车库的平地上做匀速直线运动，接着驶上一段长直斜坡，最后开上地面，沿平直路面继续行驶。全过程中汽车输出功率恒定，设汽车所受路面阻力大小不变。汽车行驶全程中，速率 v 随时间 t 的变化关系可能是（ ）
A． B．
C． D．
7．用两个互相垂直的力、拉着物体运动，在一段时间内对物体做的功为，对物体做的功为，则、的合力对物体做的功为（ ）
A． B． C． D．
8．质量为1 kg的物体由静止下落5 m的过程中，重力做功的平均功率为（g取10 m/s2，不计空气阻力）（ ）
A．5 W B．10W C．50 W D．100 W
9．如图所示，从固定斜面的顶端A水平抛出质量相等的甲、乙两个小球，两小球均落在斜面上且不反弹，若甲、乙抛出时的初速度大小之比为1：2，不计空气阻力，则甲、乙从抛出到落在斜面上过程中重力做功的平均功率之比为（ ）
A．1：1 B．1： C．1：2 D．1：4
二、多选题
10．放在粗糙水平地面上质量为0.8kg的物体受到水平拉力的作用，在0~6s内其速度与时间的关系图象和该拉力的功率与时间的关系图象分别如图甲、乙所示。下列说法中正确的是（ ）
A．0~6s内拉力做的功为140J B．物体在0~2s内所受的拉力为4N
C．物体与粗糙水平地面间的动摩擦因数为0.5 D．0~6s内摩擦力做功为100J
11．关于功的单位，下列各式中能表示的是（ ）
A．J B．N·m C．kg·m2/s3 D．kg·m2/s2
12．某兴趣小组对一辆自制小遥控车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为v-t图像如图所示，图像中除2s-10s时间段内的图像为曲线外，其余时间段图像均为直线。已知小车运动的过程中，2s-14s时间段内小车的功率保持不变，在14s末停止遥控而让小车自由滑行。小车的质量为1kg，可认为在整个过程中小车所受到的阻力大小不变。则（ ）
A．小车所受到的阻力大小等于1.5N
B．小车在运动过程中最大牵引力为3N
C．小车在运动过程中发动机的最大功率为18W
D．小车在在0s-12s内的位移为42m
三、填空题
13．用50 N的力拉一个质量为10kg的物体在水平地面上前进，拉力与水平方向夹37 角斜向上。若物体前进了10m，拉力F做的功W1=___________J，重力G做的功W2=___________J。（sin37°=0.6 ，cos37°=0.8 ）
14．质量为1 kg的物体做自由落体运动，经过2 s落地，下落过程中重力的平均功率为___________，落地前瞬间重力的瞬时功率为___________。（g=10 m/s2）
15．起重机用钢绳把重量为的物体匀速地提高了6m，钢绳拉力做的功为______J。
16．将一可以视为质点的质量为m的铁块放在一长为L、质量为M的长木板的最左端，整个装置放在光滑的水平面上，现给铁块一水平向右的初速度，当铁块运动到长木板的最右端时，长木板沿水平方向前进的距离为x，如图所示。已知铁块与长木板之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。摩擦力对铁块所做的功为___________，摩擦力对长木板所做的功为___________。
17．如图所示，AB是半径为R的 圆弧轨道，B点的切线在水平方向，且B点距离水平地面高度为h，有一物体（可视为质点）从A点由静止开始滑下，到达B点时，对轨道的压力为其所受重力的2倍（重力加速度为g）。物体落地时重力的瞬时功率为________。（结果均用题中字母表示）
18．一质量为的汽车，其额定功率为，该车在某平直公路上行驶时能达到的最大速度为，则汽车在该公路上行驶时受到的阻力大小为___________；若以额定功率启动汽车，当汽车速度达到时的加速度大小为__________。
19．一辆汽车以的速度在平直的公路上行驶，发现前方有险情时，驾驶员立即进行急刹车，刹车过程中受到地面的摩擦力为，刹车后的速度随刹车位移的变化关系如图所示，设汽车刹车后做匀减速直线运动，则汽车的加速为_________，从开始刹车到汽车的速度减小为的过程中，汽车克服地面摩擦力做的功为________。
20．如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为，现使斜面水平向左匀速移动距离l。则此过程斜面对物体的支持力 _________ （选填“做正功”、“做负功”或“不做功”），物体克服摩擦力做的功为 _________ 。（重力加速度为g）
四、解答题
21．如图所示，在光滑的水平面上有一质量为m=10kg的物体。在水平推力F=20N的作用下，从静止开始做匀加速直线运动。求：
（1）推力F在3s内对物体所做的功；
（2）推力F在3s内对物体做功的平均功率；
（3）推力F在3s末对物体做功的瞬时功率。
22．某同学在平直路面上骑自行车，已知该同学连同书包的质量为50kg，自行车的质量为15kg，设该同学骑自行车时的功率为40W，所受阻力为人车总重的0.02倍。求他在平直路面上骑行时自行车的最大速度。
试卷第6页，共6页
试卷第5页，共6页
参考答案
1．C
【详解】
F为恒力，x为位移，为力与位移的夹角，故F做的功为
故C正确。
故选C。
2．C
【详解】
由于重力竖直向下，而物体向下运动，故重力做正功；而支持力的方向一直与速度方向相互垂直，故支持力不做功。
故选C。
3．B
【详解】
A．拉力对小车做功为
A错误；
B．在支持力方向小车没有位移，则支持力对小车做功为零，B正确；
C．阻力对小车做功为 ，C错误；
D．在重力方向小车没有位移，则重力对小车做功为零，D错误。
故选B。
4．C
【详解】
该同学蹬车时每分钟克服阻力做功约为，他蹬车时做功的平均功率约为
故选C。
5．C
【详解】
C．依题意，汽车受到的阻力
前5s内汽车的加速度由图可得
根据牛顿第二定律
求得汽车的牵引力
故C正确；
A．在末汽车达到额定功率，有
故A错误；
D．当牵引力等于阻力时，汽车达到最大速度，则最大速度
故D错误。
B．当汽车速度为15m/s时，此时汽车受到的牵引力为
根据牛顿第二定律有
代入数据可得此时的加速度大小为
故B错误。
故选C。
6．C
【详解】
汽车先在车库内的地面上做匀速运动速度为v，则
P=fv
当驶上斜坡时，根据
可知功率不变，则加速度a沿斜面向下，汽车做加速度减小的减速运动，最终加速度为零时，根据
可知最终的速度小于刚驶上斜坡时的速度v ；汽车驶出斜坡到达地面时，根据
可知汽车做加速度减小的加速运动，直到加速度为零时，即
P=fv
时做匀速运动，此时的速度等于在车库地面上的速度。
故选C。
7．C
【详解】
当有多个力对物体做功的过程，总功的大小就等于各个力对物体做功的代数和，即有
故选C。
8．C
【详解】
根据
运动时间
由功的定义
W=mgh=1×10×5=50J
重力做功的平均功率为
故选C。
9．C
【详解】
小球做平抛运动，有
，，
解得
做平抛运动重力做功的平均功率
因此甲、乙在平抛运动过程中重力做功的平均功率之比为1：2。
故选C。
10．AD
【详解】
B．由P=Fv可知，物体在0~2s内所受的拉力
在2~6s内所受的拉力
选项B错误；
A．拉力在0~6s内做的总功
选项A正确；
C．由物体在2~6s内做匀速运动可知
可求得
μ=0.25
选项C错误；
D．0~6s内摩擦力做功为
选项D正确。
故选AD。
11．ABD
【详解】
根据功的的公式
即
结合牛顿第二定律：
即
故
C错误，ABD正确。
故选ABD。
12．ABD
【详解】
A．在14s-18s时间段
小车受到阻力大小
故A正确；
B．小车在运动过程中，由
知，加速度最大时牵引力最大。小车在0-2s时间段加速度最大为
故小车在运动过程中最大牵引力为
故B正确；
C．小车匀速行驶阶段，牵引力等于阻力，所以
故C错误；
D．在0-2s内的位移为
在2s-10s内的位移，由动能定理得
得
在0s-12s内的位移为42m，故D正确。
故选ABD。
13．400 0
【详解】
拉力F做的功
重力G做的功
14．100 W 200 W
【解析】
15．
【详解】
由于物体匀速运动，可知物体受力平衡，即钢绳对物体的拉力大小等于物体的重力，即
由W=Fs可知，钢绳拉力做的功为
16．-μmg（x＋L） μmgx
【详解】
铁块受力情况如图甲所示，摩擦力对铁块所做的功为
W1=-μmg（x＋L）
长木板受力情况
如图乙所示，摩擦力对长木板做的功为
W2=μmgx
17．
【详解】
小球离开B点后做平抛运动，下落到地面时，在竖直方向有
即竖直方向速度大小为
故物体落地时重力的瞬时功率
18． 1
【详解】
汽车在该公路上行驶时受到的阻力大小为
当汽车速度达到时的加速度
19．10 10080
【详解】
汽车刹车后做匀减速直线运动，设加速度大小为a。则 v02=2ax，由图知 v0=20m/s，x=20m，解得 a=10m/s2
当v=8m/s时，汽车的刹车距离为
所以汽车克服地面摩擦力做的功为
20．做正功 mglsinθcosθ
【详解】
斜面对物体的支持力与位移的夹角小于90°，做正功。
物体受到的静摩擦力沿斜面向上，大小为
故克服摩擦力做的功为
21．（1）180J；（2）60W；（3）120W
【详解】
(1) 设运动物体在前3 s内的加速度a1，运动位移为x1，第3s末的速度大小为v，根据牛顿第二定律可得：
F=ma1
解得
a1＝2m/s2
3s内通过的位移为：
3s末的速度为
v=a1t=6m/s
推力F做功
W=Fx1=20×9J=180J
(2) 推力在3s内对物体做功的平均功率为
(3) 推力F在3s末对物体做功的瞬时功率
22．
【详解】
由题意可得，该同学受到的阻力为
当自行车达到最大速度时，自行车的牵引力与阻力大小相等，即有
根据
代入数据，解得自行车的最大速度为
答案第10页，共1页
答案第9页，共9页