8.1功与功率 同步练习(Word版含答案)

8.1功与功率第八章机械能守恒定律同步练习（1）2021_2022学年高一物理必修第二册（人教版2019）
一、单选题，共10小题
1．下面列举的情况中所做功不为零的是（　　）
A．举重运动员举着杠铃在头上方停留3s，运动员对杠铃做的功
B．木块在粗糙水平面上滑动，支持力对木块做的功
C．一个人用力推一个较重的物体，但没推动，人的推力对物体做的功
D．重力对做自由落体运动的物体做的功
2．如图所示，A、B叠放着，A用绳系在固定的墙上，用力F拉着B向右移动，A未脱离B，用、和分别表示绳对A的拉力、A对B的摩擦力和B对A的摩擦力，则（　　）
A．F做正功，做负功，做正功，不做功
B．F和做正功，和做负功
C．F做正功，其他力都不做功
D．F做正功，做负功，和不做功
3．物体受到两个互相垂直的作用力而运动，已知力F1做功6 J，力F2做负功8 J，则力F1、F2的合力对物体做功（　　）
A．10J B．14 J C．2J D．-2J
4．某人乘电梯从1楼到11楼，在此过程中经历了先加速，再匀速，最后减速的运动过程，则电梯对人的支持力做功的情况是（　　）
A．始终做正功
B．加速时做正功，匀速和减速时做负功
C．加速和匀速时做正功，减速时做负功
D．加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功
5．如图所示，在竖直墙面前方的P点，沿水平方向以较大的速度抛出一个小球，小球几乎打在和P点等高的墙面上。逐渐减小小球抛出的速度，若小球每次抛出后都能打在竖直墙面上，不计空气阻力，则小球打在竖直墙面前瞬间重力的功率（　　）
A．一定越来越大 B．一定越来越小
C．可能先变大后变小 D．可能先变小后变大
6．如图所示，木块A放在木块B的左端上方，用水平恒力F将A拉到B的右端，第一次将B固定在地面上，F做功W1，生热Q1；第二次让B在光滑水平面上可自由滑动，F做功W2，生热Q2，则下列关系中正确的是（ ）
A．W1C．W17．一辆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，汽车受到地面的阻力为车重的倍，g取10m/s2，则（　　）
A．汽车在前5s内的阻力为200N
B．汽车在前5s内的牵引力为6×103N
C．汽车的额定功率为40kW
D．汽车的最大速度为20m/s
8．如图所示，物块A、B在外力F的作用下一起沿水平地面做匀速直线运动的过程中，下列关于A对地面的滑动摩擦力做功和B对A的静摩擦力做功的说法，正确的是（　　）
A．静摩擦力做正功，滑动摩擦力做负功 B．静摩擦力不做功，滑动摩擦力做负功
C．静摩擦力做正功，滑动摩擦力不做功 D．静摩擦力做负功，滑动摩擦力做正功
9．质量为m的汽车，其发动机额定功率为P，当它开上一个倾角为θ的斜坡时，受到的阻力为车重力的k倍，则车的最大速度为（　　）
A． B． C． D．
10．如图所示，一物体置于倾角为的粗糙斜面上，在水平推力F作用下斜面向左做匀加速直线运动，运动过程中物体与斜面之间保持相对静止，则下列说法正确的是（　　）
A．斜面对物体的摩擦力可能做正功
B．斜面对物体的支持力可能做负功
C．斜面对物体的作用力可能不做功
D．该物体受到的合外力可能不做功
二、多选题，共4小题
11．如图所示，一个物体放在水平面上，在跟竖直方向成θ角的斜向下的推力F的作用下沿平面向右移动了距离s，若物体的质量为m，物体与地面之间的摩擦力大小为Ff，则在此过程中(　　)
A．摩擦力做的功为-Ffs B．力F做的功为Fscosθ
C．合力F做的功为Fssinθ-Ffs D．重力做的功为mgs
12．如图所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速送到皮带顶端，在这个过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．摩擦力对物体P做正功 B．物体P克服摩擦力做功
C．皮带克服摩擦力做功 D．摩擦力对皮带不做功
13．如图所示，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆，O为圆心，且AB为沿水平方向的直径，圆弧上有一点C，且。若在A点以初速度v0沿水平方向抛出一个质量为m的小球，小球将击中坑壁上的C点．重力加速度为g，圆的半径为R，下列说法正确的是（　　）
A．小球击中C点时速度与水平方向的夹角为30°
B．小球击中C点时重力的瞬时功率为
C．只要速度v0与R满足一定的关系，小球在C点能垂直击中圆弧
D．不论v0取多大值，小球都不可能在C点垂直击中圆弧
14．一物体静止在粗糙水平地面上。现用一大小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度为v。若将水平拉力的大小改为F2，物体从静止开始经过同样的时间后其速度为2v。对于上述两个过程，用WF1、WF2分别表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分别表示物体前、后两次克服摩擦力所做的功，则（　　）
A．WF2＞4WF1 B．WF2＜4WF1
C．Wf2=2Wf1 D．Wf2＜2Wf1
三、填空题，共4小题
15．质量为M的汽车在平直的公路上从静止开始以额定功率P行驶，受到的阻力是车重的K倍（K小于1）。在行驶过程中，汽车的速度_________，加速度_________（均选填“增大”“减小”或“不变”）。匀速运动时的速度为_________。
16．一个质量kg的物体，在一个竖直向上的拉力作用下，从静止起向上做匀加速运动，2 s末的速度为5 m/s，则重力对物体做功________J，2 s末拉力F的功率为________W。
17．若物体m沿不同路径Ⅰ和Ⅱ从A滑到B，如图所示。路径Ⅰ、Ⅱ和物体间的动摩擦因数相同。则沿路径Ⅰ和路径Ⅱ运动过程中重力做功________，摩擦力做功________。（均选填“相同”或“不相同”）
18．在水平面上的物体受到水平方向变力作用，在力的方向上有了一段位移。如图所示是这个力的示功图，则这个力做了_________J的功。
四、解答题，共4小题
19．图所示的是一学生骑车爬坡的情形。假如她骑车时的最大功率是，车和学生的总质量是，斜坡倾角为，运动过程中受到的摩擦等阻力恒为，方向沿斜坡向下，则此学生骑车上坡的最大速度是多少？假如她在水平路面上骑车，所受阻力仍为，最大速度可达到多少？g取。
20．如图所示，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逐渐增大且货物相对车厢静止的过程中，货物受到的支持力和摩擦力分别对货物做正功、负功还是不做功？如果做功，做功的大小如何变化？
21．设汽车在行驶时发动机功率不变，试从功率的角度分析，并回答下列问题。
（1）为什么汽车在平坦的公路上比在崎岖的路面上行驶得更快？
（2）为什么在同一路面上，汽车不载货物时行驶得更快？
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1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】
A．举重运动员，举着杠铃在头上方停留3s的过程中，没有位移，所以运动员对杠铃不做功，故A错误；
B．木块在粗糙的水平面上滑动，支持力方向向上，位移水平方向，力的方向和位移方向垂直，支持力不做功，故B错误；
C．一个人用力推一个笨重的物体，但没推动，位移为零，所以人的推力对物体不做功，故C错误；
D．自由落体运动的物体，重力方向向下，位移向下，所以重力做正功，不为零，故D正确；
故选D。
2．D
【解析】
F与B运动方向相同，fAB与B运动方向相反，所以F做正功，fAB做负功。由于A静止，所以fBA和F′均不做功，故D正确。
故选D。
3．D
【解析】
力F1、F2的合力对物体做功
故选D。
4．A
【解析】
支持力方向始终向上，运动方向始终向上，二者方向始终相同，所以支持力始终做正功。
故选A。
5．A
【解析】
本题考查平抛运动，目的是考查学生的推理能力。
随着小球平抛初速度的变小，小球在空中运动的时间变长，由
可知，小球竖直方向的速度变大，小球打在竖直墙面前瞬间重力的功率
可得P变大，选项A正确，BCD错误。
故选A。
6．A
【解析】
在A、B分离过程中，第一次和第二次A相对于B的位移是相等的，而热量等于滑动摩擦力乘以相对位移，因此
Q1=Q2
在A、B分离过程中，第一次A的对地位移要小于第二次A的对地位移，而F做功等于力乘以对地位移，因此
W1故选A。
7．B
【解析】
A．汽车受到地面的阻力为车重的倍，则阻力
故A错误；
B．由图可知前5s的加速度
根据牛顿第二定律
故B正确；
CD．经分析可知5s末达到额定功率，根据功率表达式
最大速度
故CD错误。
故选B。
8．C
【解析】
A对地面虽然有摩擦力，但在力的作用下地面没有发生位移，所以滑动摩擦力不做功，B对A的静摩擦力向右，A的位移也向右，所以该静摩擦力做正功，故C正确，ABD错误。
故选C。
9．D
【解析】
当牵引力等于阻力时，汽车达到最大速度，汽车匀速运动时，受力平衡，由于汽车是沿倾斜的路面向上行驶的，对汽车受力分析可知，汽车的牵引力
由功率
所以上坡时的速度
故ABC错误，D正确。
故选D。
10．A
【解析】
A.当物体的加速度时，斜面对物体的摩擦力沿斜面向上，摩擦力方向与位移方向夹角是钝角，摩擦力对物体做负功；
当物体的加速度时，斜面对物体的摩擦力沿斜面向下，摩擦力方向与位移方向夹角是锐角，摩擦力对物体做正功；
当时，斜面与物体间不存在摩擦力，摩擦力对物体不做功。
综上可知选项A正确；
B.斜面对物体的支持力垂直于斜面向上，与物体的运动方向夹角是锐角，故斜面对物体的支持力一定做正功，选项B错误；
C.物体受到重力和斜面对物体的作用力（支持力和摩擦力的合力），重力和斜面对物体的作用力合力方向水平向左，而重力方向竖直向下，则斜面对物体的作用力斜向左上方，与物体位移方向夹角是锐角，故斜面体对物体的作用力对物体一定做正功，选项C错误；
D.物体向左做匀加速直线运动，物体所受合外力水平向左，合外力方向与位移方向相同，合外力对物体一定做正功，选项D错误。
故选A。
11．AC
【解析】
A．物体与地面之间的摩擦力大小为Ff，物体的位移的大小为s，由功的公式可得摩擦力做的功为-Ffs，故A正确；
B．力F与竖直方向成θ角，所以在水平方向的分力为Fsinθ，故F做的功为Fssinθ，故B错误；
C．物体所受合力F合=Fsinθ-Ff，故合力做的功W总=（Fsinθ-Ff）s=Fssinθ-Ffs，故C正确；
D．重力在竖直方向上，物体在竖直方向的位移是零，所以重力做的功为零，故D错误。
故选AC。
12．AC
【解析】
AB．物体相对于传送带有向下运动的趋势，则受斜向上的静摩擦力，摩擦力的方向与物体运动方向相同，故摩擦力对P做正功，故A正确，B错误；
C．物体受斜向上的静摩擦力，根据牛顿第三定律，物体对传送带的摩擦力斜向下，而传送带向上运动，故摩擦力对传送带做负功，故C正确，D错误。
故选AC。
13．BD
【解析】
AB．小球做平抛运动，击中C点时位移的偏向角θ＝30°，设速度偏向角为α，
重力的瞬时功率
P＝mgvy＝mgv0tan α＝
故A错误，B正确；
CD．由于平抛运动轨迹上任意一点的速度反向延长线必过水平位移的中点，故小球在C点不可能垂直击中圆弧，C错误，D正确；
故选BD。
14．BC
【解析】
根据
可知
根据
可知
AB．根据牛顿第二定律得
有
所以有
根据功的公式得
A错误，B正确；
C．克服摩擦力做的功为
C正确，D错误。
故选BC。
15． 增大 减小
【解析】
汽车从静止开始以额定功率P行驶，有
可知，在行驶过程中，汽车的速度增大，加速度减小。
匀速运动时的速度为
16． 125
【解析】
物体做匀加速直线运动，根据
可知
根据牛顿第二定律可知
解得
2s内通过的位移为
重力做功为
2 s末拉力F的功率为
17． 相同 相同
【解析】
重力做功为
重力做功与路径无关，只与初末位置的高度差决定，所以沿路径Ⅰ和路径Ⅱ运动过程中重力做功相同。
沿路径Ⅰ摩擦力做功为
沿路径Ⅱ摩擦力做功为
摩擦力在斜面上所做的功可等效为水平面上摩擦力做的功，所以沿路径Ⅰ和路径Ⅱ运动过程中摩擦力做功相同。
18．128~129
【解析】
根据功的表达式
可知，力与位移的图像图形的面积表示功，所以用数格子的方法来确定图形的面积，总共257格，每一小格为0.5J，所以这个力做的功为128.5J。（128~129）
19．3.8m/s，20m/s
【解析】
在上坡时，当合力为零时，速度最大，根据共点力平衡有：牵引力
由，得最大速度为
在水平面上行驶时，当时，速度最大，则
20．见解析
【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与接触面相切，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；货物在向上的过程中还有重力做负功，重力势能不断增大，而动能保持不变，故支持力做的正功不断增大。
21．（1）汽车在平坦的公路上行驶时比在崎岖的路面上行驶时受到的阻力较小，根据P=Fv，因发动机的功率不变，则汽车在平坦公路上行驶时的速度较大；
（2）汽车不载货时受阻力较小，根据P=Fv，因发动机的功率不变，则汽车在不载货物时行驶得更快。
【解析】
（1）汽车在平坦的公路上行驶时比在崎岖的路面上行驶时受到的阻力较小，根据
P=Fv
因发动机的功率不变，则汽车在平坦公路上行驶时的速度较大；
（2）汽车不载货时受阻力较小，根据
P=Fv
因发动机的功率不变，则汽车在不载货物时行驶得更快。
22．
【解析】
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1页，共2页
答案第1页，共2页