2019人教版必修2第8章第1节功和功率课时训练

试卷第=page11页，共=sectionpages33页试卷第=page11页，共=sectionpages33页2019人教版必修2第8章第1节功和功率课时训练一、单选题1．自动扶梯以恒定的速度v运转，运送人员上楼，一个人第一次站到扶梯上后相对扶梯静止不动，扶梯载他上楼过程中对他做功为W1，做功功率为P1；第二次这人在运动的扶梯上又以相对扶梯的速度v同时匀速向上走，这次扶梯对人做功为W2，做功功率为P2；下列说法中正确的是（）A．W1>W2，P1>P2 B．W1>W2，P1＝P2C．W1＝W2，P2>P1 D．W1＝W2，P1＝P22．质量为m＝1.0kg的物体在竖直向上的恒定拉力F的作用下由静止开始向上做匀加速运动（不计空气阻力），经过1s后物体的速度达到2.0m/s，取g＝10m/s2．则在这段时间内(

)A．物体克服重力做功为12JB．拉力的平均功率为2WC．合力对物体所做的功为2JD．物体的机械能增加了10J3．重为500N的物体放在水平地面上，在大小为F=500N，方向与水平面成α=斜向上的拉力作用下前进l=10m。在此过程中力F做的功为（cosα=0.8，sinα=0.6）（）A．4000J B．－4000J C．－400J D．400J4．如图所示，木块在大小为3N的水平拉力F作用下，沿F的方向运动了5m，该过程中F对木块做的功为（）A．3J B．5J C．15J D．-15J5．水平地面上有两个固定的、高度相同的粗糙斜面甲和乙，底边长分别为L1、L2，且L1<L2，如图所示。两个完全相同的小滑块A、B（可视为质点）与两个斜面间的动摩擦因数相同，将小滑块A、B分别从甲、乙斜面的顶端同时由静止开始释放，取地面所在的水平面为参考平面，则（）A．两个滑块从顶端到底端的运动过程中，由于摩擦而产生的热量一定相同B．滑块A到达底端时的动能一定比滑块B到达底端时的动能小C．两个滑块从顶端运动到底端的过程中，重力对滑块A做功的平均功率比重力对滑块B做功的平均功率大D．两个滑块加速下滑的过程中，到达同一高度时，机械能可能相同6．起重机把2.0×104N的重物匀速提升10m，其输出功率是5.0×104W，起重机（

）A．做功8.0×105J B．做功5.0×105JC．用时4s D．用时5s7．在学校春季运动会男子100米决赛中，小明以11秒81的成绩夺得冠军。小明在比赛中，主要有起跑加速、途中匀速和加速冲刺三个阶段，在此过程中，他的脚与地面间不发生相对滑动。以下说法正确的是（）A．加速阶段地面对他的摩擦力做正功B．加速冲刺阶段地面对他的摩擦力做正功C．由于他的脚与地面间不发生相对滑动，所以地面对他的摩擦力不做功D．无论加速还是匀速阶段，地面对他的摩擦力始终做负功8．有关功、功率和机械效率的说法中，正确的是（）A．机械的功率越大，做的功就越多B．功率不同的机械，做的功可能相等C．机械做功的时间越少，功率就越大D．机械的功率越大，机械效率就越高9．质量为m的汽车在平直的公路上从静止开始以恒定功率P启动，最终以某一速度匀速直线运动．此过程中，车所受阻力大小恒为f，重力加速度为g，则A．汽车的速度最大值为 B．汽车的速度最大值为C．汽车的牵引力大小不变 D．汽车在做匀变速直线运动10．某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的和倍，最大速率分别为和，则（

）A． B． C． D．11．一物体做匀速直线运动，某时刻起受到两个互相垂直、大小分别为和的恒力作用，经一段时间后，在这两个力的方向上发生的位移大小分别为和，则在这段时间内这两个力对物体做的总功为（）A． B．C． D．12．质量为2kg的小铁球从某一高度由静止释放，经3s到达地面，不计空气阻力，g取10m/s2。则（）A．2s末重力的瞬时功率为200W B．2s末重力的瞬时功率为400WC．前2s内重力的平均功率为100W D．前2s内重力的平均功率为400W二、多选题13．汽车从静止匀加速启动，最后做匀速运动，其速度随时间及加速度、牵引力和功率随速度变化的图象如图所示，其中正确的是()A．B．C．D．14．比亚迪E-SEED概念车是基于人类未来发展而倾力打造的一款全新型纯电动汽车，其中“E-SEED”五个英文字母分别代表：电动、运动、体验、环保和装置，蕴含着比亚迪绿色环保的设计理念。为了获取该款车的有关数据，某次试车过程中，试车员驾驶汽车从静止开滑平直公路启动，并控制汽车功率按图示规律变化。已知汽车的质量为m，额定功率为，汽车在行驶过程中所受阻力恒为车重的K倍，在时刻汽车刚好获得最大速度。则下列说法正确的是（）A．在t1~t2时间内汽车做匀速直线运动B．在0~t1时间内汽车平均功率为C．在0~t2时间内汽车发动机所做的功为D．在t2时刻汽车的运动速度为15．如图所示，将一个大小为50N与水平方向成60°角的力F作用在一个质量为6kg的物体上，物体沿水平地面匀速前进了8m，g＝10m/s2，下面关于物体所受各力做功说法正确的是（）A．力F对物体做功为200JB．摩擦力对物体做功为200JC．重力做功为480JD．合力做功为016．一个力对运动物体做了负功，则说明（）A．这个力一定阻碍物体的运动B．这个力不一定阻碍物体的运动C．这个力与物体运动方向的夹角α＞90°D．这个力与物体运动方向的夹角α＜90°17．一汽车在平直公路上以20kW的功率行驶，t1时刻驶入另一段阻力恒定的平直公路，其v-t图象如图所示，已知汽车的质量为2×103kg。下列说法正确的是（

）A．t1前汽车受到的阻力大小为1×103NB．t1后汽车受到的阻力大小为4×103NC．t1时刻汽车加速度大小突然变为1m/s2D．t1～t2时间内汽车的平均速度为7.5m/s18．如图所示，水平转台上有一个质量为m的小物块，用长为L的轻细绳将物块连接在通过转台中心的转轴上，细绳与竖直转轴的夹角为θ，系统静止时细绳绷直但张力为零．物块与转台间动摩擦因数为μ（μ＜tanθ），设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．当物块随转台由静止开始缓慢加速转动且未离开转台的过程中A．物块受转台的静摩擦力方向始终指向转轴B．至绳中出现拉力时，转台对物块做的功为C．物块能在转台上随转台一起转动的最大角速度为D．细绳对物块拉力的瞬时功率始终为零19．如图所示为起重机竖直向上提升质量为50kg的重物时的速度一时间图像，0-0.5s图线为直线，2.5s之后,图线为水平直线，已知重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．0~0.5s内,重物受到的拉力为800NB．0~0.5s内,拉力的功率与上升高度成正比C．0.5s~2.5s内，重物受到的拉力逐渐减小D．0.5s~2.5s内，拉力的功率保持不变20．如图甲所示,一木块放在水平地面上,在力F=2N作用下向右运动,水平地面AB段光滑,BC段粗糙,木块从A点运动到C点的v—t图象如图乙所示,则下列说法正确的是(g=10m/s2)A．该木块的质量为2kg B．在t=6s时,摩擦力的功率为4WC．拉力在AC段做功为38J D．木块在AC段克服摩擦力做功为16J三、解答题21．假设有一辆超级电容车，质量，额定功率，当超级电容车在水平路面上匀速行驶时，达到最大速度为，（g取，整个过程阻力f恒定不变）。（1）若超级电容车从静止开始，保持以的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？（2）若超级电容车从静止开始，保持额定功率做加速运动，经300m后达到最大速度，求此过程中超级电容车所需要的时间。22．动车组是城际间实现小编组、大密度的高效运输工具，以其编组灵活、方便、快捷、安全、可靠、舒适等特点而备受世界各国铁路运输和城市轨道交通运输的青睐。动车组就是几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组，就是动车组。假设有一动车组由六节车厢连接而成，每节车厢的总质量均为8×104kg。其中第一节、第二节带动力，他们的额定功率分别是2×107W和1×107W，车在行驶过程中阻力恒为重力的0.1倍。（g＝10m/s2）（1）求该动车组的最大行驶速度；（2）若列车以1m/s2的加速度匀加速启动，t＝10s时刻，第一节和第二节车厢之间拉力的最大值是多大?（3）若列车以1m/s2的加速度匀加速启动，t＝10s时刻，第一节和第二节车厢之间拉力的最小值是多大？此时第二节车厢的实际功率是多少？23．跳绳是一种健身运动。一位同学在原地跳绳过程中，离开地面后竖直方向的速率时间图像如图所示。若已知t0和跳绳者的质量m，重力加速度为g，不计阻力，请估算：(1)跳绳者重心上升的最大高度；(2)跳绳者克服重力做功的平均功率。24．如图为某运动员在直道上跑步过程中身体的水平速度-时间图像，已知运动员质量为m=60kg。（1）若不计空气对运动员的作用力，求最初2s内地面对运动员在水平方向的平均作用力；（2）若运动员在跑步过程中受到沿跑道方向的风力作用，其大小f=kΔv（k=0.9N·s/m，Δv是空气与人的相对速度大小）。已知该运动员在10s末克服空气阻力做功的功率P1=36W。①求10s末时的风速v0（即空气相对于地面的速度）；②若跑步过程中风速恒为v0，求起跑后1s内运动员所受风力的最大功率Pmax。25．如图甲所示，质量为m＝1kg的物体置于倾角为θ＝37°固定斜面上，对物体施以平行于斜面向上的拉力F，t1＝1s时撤去拉力，物体运动的部分v-t图像如图乙，试求：（1）拉力F在1s内的平均功率；（2）t＝4s时，物体的速度v。26．质量为4kg的物体在竖直向上的拉力F=100N的作用下静止开始运动了4s。（g取10m/s2）（1）拉力F所做的功为多少?（2）4s内拉力的功率为多少?（3）4s末拉力的功率为多少?27．如图所示，在水平放置的圆盘边缘C点固定一个小桶，桶的高度不计，圆盘半径为R=1m，在圆盘直径CD的正上方，与CD平行放置一条水平滑道AB，滑道右端B与圆盘圆心O在同一竖直线上，且B点距离圆盘圆心的竖直高度h=1.25m，在滑道左端静止放置质量为m=0.4kg的物块（可视为质点），物块与滑道的动摩擦因数为μ=0.2，现用力F=4N的水平作用力拉动物块，同时圆盘从图示位置以角速度ω=2πrad/s，绕通过圆心O的竖直轴匀速转动，拉力作用在物块上一段时间后撤掉，最终物块由B点水平抛出，恰好落入圆盘边缘的小桶内。（重力加速度取10m/s2）（1）若拉力作用时间为0.5s，求所需滑道的长度；（2）求拉力所做的最少的功。答案第=page11页，共=sectionpages22页答案第=page11页，共=sectionpages22页参考答案：1．B【详解】第一次是人相对电梯静止，电梯将人送上楼，第二次人相对电梯v2的速度上行，人都处于平衡状态，电梯所给作用力相等，但第一次比第二次作用下的距离大，根据W=Fs可知第一次做功多，即W1>W2电梯匀速上行，速度不变；人相对电梯静止或匀速向上走时，都是出于平衡状态，电梯对人的作用力都等于人的重力，根据公式：P=Fv，两次的功率是相等的，即P1=P2故选B。2．C【详解】根据题意，可知在内物体上升的高度为：，由于做匀加速度运动，则加速度为：，根据牛顿第二定律：，则：；A、故物体克服重力的功为：，故选项A错误；B、拉力的平均功率为：，故选项B错误；C、根据动能定理可知：合力的功为：，故选项C正确；D、根据功能关系可知，机械能的增量为拉力F的功：，故选项D错误．点睛：知道“除了重力及系统内的弹力之外的力做功，导致系统机械能增加”这一功能关系，以及注意平均功率的公式的运用．3．A【详解】拉力大小为500N，位移的大小为10m，所以拉力做的功的大小为故选A。4．C【详解】由做功的定义得故ABD错误，C正确。故选C。5．C【详解】A．滑块下滑过程中由于摩擦而产生的热量为因为有L1<L2，可知所以可得A错误；B．滑块从顶端到达底端根据功能关系有因为有，所以可知滑块到达底端时的动能有B错误；C．分析可知滑块从顶端运动到底端的过程中，甲中下滑时的加速度大，斜面长度短，乙中下滑时的加速度小，斜面长度长，根据匀变速运动规律可知滑块在甲斜面上运动的时间短，在乙斜面上运动的时间长，从顶端运动到底端的过程中重力做功相同，根据公式可知C正确；D．根据前面分析，两个滑块加速下滑的过程中，到达同一高度时，摩擦力做功不同，根据功能关系可知，减少的机械能等于克服摩擦力做的功，可知到达同一高度时，机械能不可能相同，D错误。故选C。6．C【详解】起重机将重物匀速提升，对重物的拉力与重物重力大小相等，则做功为用时为故ABD错误，C正确。故选C。7．C【详解】根据题意，由做功的因素可知，由于他的脚与地面间不发生相对滑动，则在摩擦力的方向上没有位移，摩擦力不做功，故ABD错误C正确。故选C。8．B【详解】AB．功率是表示做功快慢的物理量，机械的功率越大，说明做功越快，但由于时间不同，做的功不一定越多，功率不同的机械，做的功可能相等，选项A错误，B正确；C．由于做功多少未知，根据可知机械做功的时间越少，则功率不一定就越大，选项C错误；D．机械效率，与功率没有直接关系，选项D错误。故选B。9．A【详解】AB．汽车在平直的公路上从静止开始以恒定功率P启动，由P=Fv可知，P不变，当牵引力等于阻力，加速度等于0，此时速度最大，即：，故A正确，B错误；CD．根据P=Fv知，发动机的功率恒定，速度增大，根据P=Fv，牵引力减小，根据牛顿第二定律可知，加速度减小，故CD错误。故选A。10．C【详解】当牵引力等于阻力时，车的速度达到最大，设车的功率为，质量为，则有解得故选C。11．B【详解】由恒力做功公式得得故选B。12．B【详解】AB．球自由落体经过2s后的速度为则2s末重力的瞬时功率为A错误，B正确CD．前2s内下降的高度为前2s内重力的平均功率为CD错误；故选B。13．ACD【详解】汽车开始做初速度为零的匀加速直线运动，当达到额定功率时，匀加速结束，然后做加速度逐渐减小的加速运动，直至最后匀速运动；开始匀加速时：F-f=ma，

设匀加速刚结束时速度为v1，有：P额=Fv1最后匀速时：F额=f，有：P额=F额vm由以上各式解得：匀加速的末速度为：v1=P额/（f+ma），最后匀速速度为：vm=P额/f；A、在v-t图象中斜率表示加速度，汽车开始加速度不变，后来逐渐减小，最后匀速运动，故A正确；B、汽车运动过程中开始加速度不变，后来加速度逐渐减小，最后加速度为零，故B错误；C、汽车牵引力开始大小不变，然后逐渐减小，最后牵引力等于阻力，故C正确；D、开始汽车功率逐渐增加，P=Fv=Fat，故为过原点直线，后来功率恒定，故D正确．14．BD【分析】根据图象确定汽车做加速度减小的变加速直线运动，当功率达到额定功率将保持不变，最后当牵引力等于阻力时，速度达到最大。【详解】A．由题意并结合图象可知，在时间内汽车做加速度减小的变加速直线运动，选项A错误；B．在时间内，所以汽车的平均功率为，选项B正确；C．在时间内，汽车发动机所做的功为，选项C错误；D．在时刻，汽车达到最大速度，则有汽车的牵引力，则，选项D正确；故选BD。【点睛】考查机车启动问题。15．AD【详解】A．据功的定义式得拉力F做的功故A正确；B．于物体匀速前进，所以摩擦力等于F在水平方向上的分力有则摩擦力做的功故B错误；C．块沿水平方向运动，所以重力做功为0，故C错误；D．个过程中拉力与摩擦力做功，总功为故D正确。故选AD。16．AC【详解】由功的表达式W＝Fscosα知，只有当α>90°时，cosα<0，力对物体做负功；此力阻碍物体的运动，故A、C对．17．BC【详解】A．汽车的功率当汽车匀速运动时，牵引力此时阻力所以t1前汽车受到的阻力大小故A错误；B．t1后直到汽车再次匀速，阻力不变，所以故B正确；C．t1时刻牵引力不会突变，而阻力突然变为，由牛顿第二定律可得F-f′=ma解得此时加速度为故C正确；D．在t1～t2时间内汽车做变速运动，则如果做匀变速直线运动则平均速度为但在t1～t2内运动的位移比匀变速运动的位移小，故平均速度小于7.5m/s，故D错误。故选BC。18．CD【详解】A．物体做加速圆周运动，所以开始时物体受到的摩擦力必定有一部分的分力沿轨迹的切线方向，起到加速的作用，故A错误；B．对物体受力分析知物块离开圆盘前，由摩擦力和拉力的合力提供向心力在竖直方向上N+Tcosθ=mg根据动能定理知当弹力T=0，半径为r=Lsinθ联立以上解得至绳中出现拉力时，转台对物块做的功为，故B错误；C．当N=0，f=0时加速度最大，根据牛顿第二定律Tcosθ=mg半径为r=Lsinθ联立可得所以当物块的角速度增大到时，物块与转台间恰好无相互作用，故C正确；D．根据几何关系可知，物体在做圆周运动的过程中受到的绳子的拉力方向与物体运动的方向始终垂直，所以细绳对物块拉力的瞬时功率始终为零，故D正确．故选CD。19．ACD【详解】A．0~0.5s内，重物的加速度根据牛顿第二定律有代入数值解得即重物受到的拉力为800N，选项A正确；B．0~0.5s内，物体的速度与高度的关系为拉力的功率可见拉力的功率与上升高度不成正比，选项B错误；C．0.5s~2.5s内，重物的加速度逐渐减小，则受到的拉力逐渐减小，选项C正确；D．0.5s~2.5s内，拉力的功率达到额定功率保持不变，选项D正确。故选ACD。20．BC【详解】由图象可知，木块在AB段的加速度为0.5m/s2，m==4kg，选项A错误；在BC段，加速度为0.25m/s2，f=F-ma'=1N，在t=6s时，摩擦力功率P'=fv=4W，选项B正确；由图象可知，AC段的位移为19m，则拉力做功为W=Fs=38J，选项C正确；摩擦力只在BC段有,则木块克服摩擦力做的功为W'=fs'=14J，选项D错误；故选BC.点睛：本题考查了速度时间图线与牛顿第二定律、功和功率的基本综合，通过速度时间图线的斜率可以得出加速度的大小，通过图像的“面积”求出位移的大小．21．（1）5s；（2）20s【详解】（1）当汽车速度达到最大时汽车的牵引力与阻力平衡，即F=f时代入数据解得汽车做匀加速运动代入数据得设汽车刚达到额定功率时的速度，根据代入数据解得；设汽车匀加速运动的时间t，根据速度时间公式有代入数据解得；即：若超级电容车从静止开始，保持以的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持时间为5s；（2）从静止到最大速度整个过程由动能定理得代入数据解得；即：若超级电容车从静止开始，保持额定功率做加速运动，经300m后达到最大速度，求此过程中超级电容车所需要的时间为20s。22．（1）（2）（3）F=0，【详解】（1）对整列动车，质量当牵引力等于阻力时，动车速度最大其中阻力假设两节有动力的车厢都正常工作，则（2）当t=10s时则对整列车解得说明只有第一节车厢提供动力可以按照题设要求行驶，此时第一、二节间拉力最大，对后五节车厢来说其中解得，第一、二节间最大拉力（3）当第二节车厢的动力可以满足题设要求时，第一、二节之间的拉力最小，等于0。此时对后五节车厢来说又解得说明第一、二节间最小拉力为0，此时第二节车功率23．（1）；（2）【详解】（1）根据题意，上升的时间为所以上升的最大高度（2）重力做的功为功率为24．（1）270N；（2）①v0=-6m/s负号说明风速的方向与所设方向相反，即风速的方向与人的跑步方向相同；②8.1W【详解】（1）前2s内加速度a==m/s2=4.5m/s2运动员受到的重力和地面竖直向上的作用力平衡，地面对运动员水平方向的作用力提供加速度，根据牛顿第二定律有：=ma=60×4.5N=270N（2）①设风速的方向与人跑步的方向相反，则