2020-2021学年高一年级下册物理人教版（2019）必修第二册第八章第1节功和功率同步基础达标练

2020-2021学年人教版必修第二册高一物理下第八章8.1功和功率同步基础达标练

一、单选题

1.一个人从深5m的水井中匀速提取50N的水桶至地面，在水平道路上行走了12m,

再匀速走下6m深的地下室，则此人用来提水桶的力所做的功为（）

A.-50JB.550JC.50JD.-100J

2.如图所示，人站在超市电动扶梯的斜面上，与扶梯一起沿斜面匀速上升。在这个过

程中，人脚所受的静摩擦力（）

C.沿斜面向上，对人做负功D.沿斜面向上，对人不做功

3.如图所示，力尸大小相等，物体水平运动的位移/也相同，下列哪种情况尸做功最

少（）

4.汽车在启动阶段的匀加速运动过程中，下列说法中正确的是（）

A.牵引力增大，功率增大B.牵引力不变，功率增大

C.牵引力增大，功率不变D.速度增大，功率不变

5.质量为1kg的物体静止在粗糙水平地面上，受到一水平拉力作用开始运动，其加速

度随时间变化关系和拉力功率随时间变化关系分别如图甲、乙所示，取g=10m/s2•则

（）

A.运动过程中，物体的最大速度为3m/sB.拉力的最大功率为20IV

C.。〜3s内摩擦力做功为18JD.加速阶段的拉力是阻力的2倍

6.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400JB.摩擦力对物体做功为200J

C.重力做功为480JD.合力做功为0

7.如图，小车向右做匀速直线运动，人站在车厢里向前推车并与车保持相对静止，则

下列说法错误的是（）

A.人对车厢做正功B.人对车厢不做功

C.摩擦力对人做正功D.推力对车厢做功

8.某同学现要研究将一物块从斜面底端拉到顶端时，拉力对物体做功的情况，他设置

了如下图所示的三种拉上去的方案，假设实验时用的所有器材均相同。为了使问题简化,

假设斜面光滑且物体在斜面上运动的加速度相同，下列说法正确的（）

A.FZ.：尸丙=cosa：cos6

B.三种情况下三个拉力做的功不同

C.三种情况下三个拉力做功的平均功率相同

D.丙情况物体对斜面的压力最小，故拉力做功的功率最小

9.如图所示，汽车质量为m,以恒定功率P沿一倾角为。的长斜坡向上行驶，汽车和

斜坡间的动摩擦因数为U，某一时刻t时刻速度大小为心则（）

2

p

A.t时刻汽车的牵引力为一B.t时刻汽车的牵引力为mgsini?+“mgcos。

v

PP

C.t时刻汽车的加速度为——〃gsini?-gcoseD.汽车上坡的最大速度为———

mvmgsin〃

10.总质量为m的汽车在平直公路上以速度坏匀速行驶时，发动机的功率为P。司机

2

为合理进入限速区，减小了油门，使汽车功率立即减小到一P并保持该功率继续行驶,

3

设汽车行驶过程中所受阻力大小不变。从司机减小油门开始，汽车的“t图象如图，从

汽车开始减速到再次达到匀速运动的过程中，行驶的位移为s,汽车因油耗而改变的质

量可忽略。则在该过程中，下列说法不正确的是（）

A.汽车再次匀速运动时速度大小为2bB.t=0时刻，汽车的加速度大小为—

33叫

...........3s5mvl

C.汽车的牵引力不断减小D.经历的时间为-----

2~12尸

11.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作用下，沿水平地

面向左匀速运动距离/。在此过程中（）

A.拉力对小车做功为E/cosa

B.支持力对小车做功为F/sina

C.摩擦力对小车做功为-&sina

D.合力对小车做功为FVsina

12.滑块第一次从粗糙斜面顶端由静止下滑到底端，第二次以一定的初速度从斜面底端

3

上滑刚好到达顶端。如图所示，小王同学记录了滑块运动的频闪照片，若照片的时间间

A.图1是滑块上滑的照片

B.滑块下滑时的加速度大于上滑时的加速度

C.滑块下滑到底端时的速度大于刚开始上滑时的初速度

D.滑块下滑过程中克服摩擦力做功的平均功率小于上滑过程中克服摩擦力做功的平均

功率

二、多选题

13.如图所示，质量为m的物体，受到与水平方向成£角的拉力F作用，沿水平面匀

速运动。若物体与水平面间的动摩擦因数为“，当物体的位移为5时，物体克服摩擦力

所做的功为（）

A.FsB.Fscos0C.卬耶

D."(mg-Fsinff)s

14.质量为2kg的遥控玩具电动汽车由静止开始运动，汽车受到的阻力恒为重力的0.5

倍，若牵引力做功W和汽车位移x之间的关系如图所示，己知重力加速度g=10m/s2,

则（）

A.汽车在0口1m位移内，牵引力是恒力，1口3m位移内，牵引力也是恒力

4

B.汽车位移为0.5m时，加速度的大小“=5m/s?

C.汽车位移在0口1m的过程中，牵引力的最大功率为20而W

D.汽车位移在0口3m的过程中，牵引力的平均功率为10W

15.两轮平衡车（如图所示）广受年轻人的喜爱，它的动力系统由电池驱动，能够输出

的最大功率为玲，小明驾驶平衡车在水平路面上沿直线运动，受到的阻力恒为一,已

知小明和平衡车的总质量为加，从启动到达到最大速度的整个过程中，小明和平衡车

可视为质点，不考虑小明对平衡车做功，设平衡车启动后的一段时间内是由静止开始做

加速度为。的匀加速直线运动，则（）

A.平衡车做匀加速直线运动时，输出功率与速度成正比

B.平衡车做匀加速直线运动时，牵引力大小F=ma

C.平衡车做匀加速直线运动所用的时间，=不~^^

（f+ma）a

D.平衡车能达到的最大行驶速度丫二丁2—

j+ma

16.如图所示，塔吊臂上有一个可以沿水平方向运动的小车4小车A通过用高分子材

料制成的轻质缆绳吊着物体8。通过机械控制物体B在竖直平面内运动。图。是物体8

在水平方向向右（X轴正方向）运动的位移一时间图像，图b是物体8在竖直方向向下

（V轴正方向）运动的速度一时间图像，物体B运动过程中缆绳始终绷紧。空气阻力忽

略不计，则下列说法正确的是（）

A.与~4时间内，物体B的运动轨迹为曲线

5

B.弓~4时间内，物体B的运动轨迹为直线

C.，「与时间内，物体B克服缆绳拉力做功的功率增大

D./「J时间内，物体B克服缆绳拉力做功的功率恒定

17.如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图象，。。为过原点的倾斜直线，

岫段表示以额定功率行驶时的加速阶段，be段是与ab段相切的水平直线，则下述说法

中不正确的是（）

A.0〜ti时间内汽车做匀加速运动且功率恒定B.在全过程中h时刻的牵引力及功率都

是最大值

C.h〜t2时间内的平均速度大于匕土"D.匕〜t2时间内汽车牵引力做功为

2

22

mv2mvx

~3.T~

18.如图所示，两小球A、B完全相同，在同一高度处将A球以初速度vo水平抛出，同

时将B球由静止释放。4B球从开始运动到落地过程（不计空气阻力），下列说法中正

确的是（）

A.重力对两小球做功相同

B.A球下落时间比8球下落的时间短

C.落地时，重力对两小球做功的瞬时功率相同

D.重力对两小球做功的平均功率相同

三、解答题

19.如图所示，质量为0.5kg的物体静止放在水平地面上，已知物体和地面间的摩擦因

数为0.5,现对物体施加一斜向上的拉力F,大小为5N,方向与水平面间的夹角夕=37。，

6

当物体运动距离为12m时，求：(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos370=0.8)

(1)此运动过程拉力下对物体做的功为多少？

(2)当物体运动距离为12m时拉力F的瞬时功率为多少？

20.质量为1kg的物体静止在水平面上，。=0开始受到方向不变的水平拉力作用，物

体运动的速度v与时间f的关系如图所示，已知8s时撤去水平拉力。求:

(1)物体所受到的摩擦力大小；

(2)0~10s内物体克服摩擦力所做的功；

(3)4.5s时水平拉力的瞬时功率；

(4)10s内水平拉力做功的平均功率。

21.汽车在水平直线公路上行驶，额定功率为P飘=80kW,汽车行驶过程中所受阻力恒

为7=2.5x103-汽车的质量M=2xl()3kg。若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度

的大小为。=1.0m/s2,汽车达到额定功率后，保持额定功率不变继续行驶。求：

(1)汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度：

(2)20s末汽车的瞬时功率：

(3)当汽车的速度为5m/s时的瞬时功率；

(4)当汽车的速度为20m/s时的加速度。

22.如图所示，工厂利用倾角6=30°的皮带传输机，将每个质量加=5kg的木箱(可

视为质点)从4点运送到B点，AB段为直线且长度L=10m,每隔7°=ls就有一个木

箱以%=3m/s的速度沿AB方向滑上传送带，传送带以u=lm/s的速度逆时针匀速转

7

动。已知各木箱与传送带间的动摩擦因数〃=竽，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g

取lOm/s,求：

⑴木箱从冲上传送带到与传送带达到共同速度所用的时间。

⑵传送带上最多有几个木箱同时在向下输送。

⑶第1个木箱从A点运动到8点的过程，求传送带对所有木箱做的功。

⑷传送带正常工作比空载时，电动机多消耗的电功率。

8

参考答案

1.A

【详解】

人在上提过程中做的功

W=FL=GL=50x5J=250J

而在人匀速行走时，人对水桶不做功，再匀速走下6m深的地下室，提水桶的力做功

IV=-50x6J=-300J

故人对水桶做的功为

250J-300J=-50J

故选A,

2.B

【详解】

对人受力分析

人受到的摩擦力沿斜面向上，位移沿斜面向上，故摩擦力做正功，故B正确ACD错误;

故选Bo

3.D

【详解】

根据功的公式得

W=Flcosa

D图中角度最大，所以D中做功最少.

故选Do

4.B

【详解】

汽车在启动阶段做匀加速运动，由

F^-f^=ma

可知牵引力大小不变；由

9

v=at

可知其速度在增大；由

r=r.z<v

可知牵引力的功率在增大。

故选B。

5.C

【详解】

A.根据a-t图像可知，运动过程中，物体的最大速度为

izm=2x3m/s=6m/s

选项A错误;

BD.由图可知

E)=(ma+f)v,“

解得

Po=24W

/=2N

加速阶段的拉力

F=ma+f=8N

等于阻力的4倍，选项BD错误；

C.。〜3s内摩擦力做功为

1,

2

Wf=fi=f--at=\SJ

选项c正确。

故选c。

6.D

【详解】

A.因为物体在水平地面上前进了8m,根据功的定义，则F对物体做功为

%=Fxcos60°=50x8xgj=200J

故A错误:

10

B.因为物体匀速运动，合外力做功为零，根据动能定理得

WF-Wf.=0

即摩擦力做功的大小等于力F做功的大小，由于摩擦力做负功，所以摩擦力对物体做功为

-200J,故B错误；

CD.由于物体沿水平地面做匀速运动，故合力为零，合力做的功为零；由于物体在重力方

向上未发生位移，所以重力做功为零；故C错误，D正确；

故选Do

7.A

【详解】

AB.因为车厢对人的推力和摩擦力平衡，所以人对车厢的推力和摩擦力也平衡，即人对车

厢的合力做功为零，A错误，符合题意；B正确，不符合题意；

C.因为人对车厢的摩擦力向左，所以车厢对人的摩擦力向右，与人的运动方向相同，所以

有摩擦力对人做正功，C正确，不符合题意；

D.人对车厢的推力向右，与车厢的运动方向相同，所以对车厢做正功，D正确，不符合题

意。

故选A。

8.C

【详解】

A.由牛顿第二定律

F-ma

和三物体的加速度相同可得：

琦=心cosa=F丙cos0

故选项A错误；

B.山于斜面的长度、物体每次的加速度都相同，根据动能定理有

W=mgh+gmv~

故选项B错误。

CD.由于物体的加速度相同，由

12

S=­Clt

2

11

和

v,=at

可得

2as=v2

拉力做功的功率为

,12

W'+2mV_+as)

P二

tf2sA/27

故选项C正确、D错误。

故选C。

9.A

【详解】

AB.t时刻的牵引力为

r=­

V

故A正确，B错误;

c.根据牛顿第二定律可得

------加gsin6—/Limgcos0-ma

V

解得加速度为

P

a----gsin，一/igcos0

mv

故C错误;

D.当牵引力等于阻力时速度最大，即

F=mgsinO+〃mgcosi?

时，速度达到最大

p

v=----；-------------

mgsinO+/Limgcos0

故D错误。

12

故选A。

【详解】

A.汽车以速度vo匀速行驶时，牵引力等于阻力，有

2

汽车以功率5P匀速行驶时牵引力等于阻力，有

可得

选项A正确；

B.t=0时刻，汽车的牵引力

汽车的加速度大小

P2P

13%—P

a=f_F0

3mv(>

选项B正确；

C.汽车做减速运动，速度减小，功率不变，据「=白知，牵引力不断增大，选项c错误;

D.由动能定理有

2

^Pt-Wfm(|v0)-12

其中克服阻力做功

Wf=fs

所经历的时间

2%12P

选项D正确。

故选C。

13

11.c

【详解】

A.拉力做功为

(JIA

WF=Flcos--a1=Hsina

A错误；

B.支持力的的方向和运动方向垂直，故支持力做功为零，故B错误;

C.由于小车匀速运动故阻力

Ff=Flsina

阻力方向运动运动方向夹角为180。，故阻力做功为口的=-&sina,故C正确；

D.由于小车匀速运动，合力为零，故合力做功为零，故D错误。

故选C

12.D

【详解】

B,下滑过程中，根据牛顿第二定律

mgsin0-/jmgcos0-max

上滑过程中，根据牛顿第二定律

mgsin0+卬〃gcos0-ma2

显然上滑的加速度“2大于下滑的加速度％，B错误；

A.根据

12

X=—at

2

上滑和下滑时，位移大小相同，但上滑时加速度大，所用时间短，图1是滑块下滑的照片,

图2是滑块上滑的照片，A错误；

C.根据

v2=2ax

上滑和下滑时，位移大小相同，但下滑时加速度小，滑块下滑到底端时的速度小于刚开始上

滑时的初速度，C错误；

14

D,上滑和下滑时，摩擦力做功相同，而下滑时使用时间长，因此平均功率小，D正确。

故选D«

13.BD

【详解】

由于匀速运动，因此水平方向上

f=Fcos0

而竖直方向上

mg=&+Fsin0

而

f=再="(mg-Fsin0)

物体克服摩擦力所做的功

W=fs=Fscos0=〃(/ng-Fsin6)s

故选BD。

14.ABC

【详解】

A.在W-x图中，斜率表示牵引力大小，在0「1m位移内，斜率恒定，所以牵引力为恒力,

在1口3m位移内，斜率恒定，所以牵引力也是恒力，故A正确；

B.在前1m内，由W=£r可知，受到的牵引力为尸=20N,根据牛顿第二定律，有

F-f=ma

加速度的大小

F-Q.5mg

a=-------------=5m/s2

m

故B正确；

c.汽车位移在0口1m的过程中，根据运动学公式，末速度

V,=yj2axi=V2x5xlm/s=V10m/s,

此时的功率为最大功率

P=FV]=20xV10W=20V10W

故c正确;

15

D.在前Im内，运动的时间为

_V..A/W

RA—一——^―s

a5

在后2m内，拉力为

…AW20,2

F=-----=——NKT=10N

△x2

由于/，=/=10N,所以汽车在后2m内做匀速运动，所需时间为

■V,V105

故汽车位移在013m的过程中，牵引力的平均功率

W40/—

P=-----二一一w=iojiow

乙+，22V10

5

故D错误。

故选ABC。

15.AC

【详解】

A.做匀加速运动时，牵引力不变，根据尸=4可知输出功率与速度成正比，A项正确;

B.根据牛顿第二定律知

F-f-ma

可得

F=/+ma

B项错误;

c.由

F=f+ma、p=Fv>v=at

三个式子联立可求时间

t=A

(f+ma)a

C项正确；

D.当速度最大时牵引力等于阻力，即

16

4=力

得

f

D项错误。

故选AC.

16.BC

【详解】

AB.物体8在水平方向向右做匀速直线运动，竖直方向向下先后经历匀加速直线运动、加

速度减小的加速运动和匀速直线运动三个过程。时间内，物体8在水平方向和竖直

方向都是匀速直线运动，合成后，物体8做斜向右下方的匀速直线运动，物体8的运动轨

迹为直线，A错误，B正确；

CD.因为彳~4时间内，物体B的加速度逐渐减小，根据

mg—F=ma

可得拉力F逐渐增大，物体8的速度也在增大，根据

P^Fv

可得物体B克服缆绳拉力做功的功率是增加的，C正确，D错误。

故选BC。

17.AD

【详解】

A.。〜h时间内汽车做匀加速运动，牵引力不变，由P=&可知，功率逐渐增大，A错误，

符合题意；

B.ti时刻，汽车继续加速，功率保持不变，牵引力逐渐减小，故在全过程中h时

刻的牵引力及功率都是最大值，B正确，不符合题意：

C.若从力做匀加速直线运动到V2,平均速度为

V——

t2

汽车在h〜t2时间内的位移大于匀加速的位移，故平均速度大于匕土空，C正确，不符合题

2

17

忠；

D.h〜t2时间内由动能定理可得

22

%_%=心一丝11

F122

可得汽车牵引力做功为

%=*-)等2+%

D错误，符合题意。

故选AD。

18.ACD

【详解】

A.重力做功与高度差有关，与路径无关，高度差相同，则重力对两小球做功相同，故A正

确；

B.两球在竖直方向上都做自由落体运动，它们在竖直方向的位移相同，它们的运动的时间

相等，故B错误；

C.重力对两小球做功相等，小球的运动时间相等，根据P=匕可知，重力对两小球做功

t

的平均功率相同，故C正确；

D.落地时重力的瞬时功率为

P=mgvy

两小球落地时两球的竖直分速度相等，则重力对两小球做功的瞬时功率相等，故D正确；

故选ACD。

19.(1)48J；(2)48W

【详解】

(1)拉力F对物体做的功为

W=Fxcos6>=5Nxl2mxO.8=48J

(2)物体的加速度为

a=.os—4(—"sin6)=6mzs2

m

当物体运动距离为12m时的速度为

18

v=《2ax=v2x6m/s2xl2m=12m/s

所以瞬时功率为

P=Fvcos^=5Nxl2m/sx0.8=48W

20.(1)IN(2)12J(3)2W(4)1.2W

【详解】

（1）根据图象可知,8~10s内的加速度大小为

"包=2dL=i向s2

10-8

该时间段已经撤去拉力，故物体只受摩擦力，根据牛顿第二定律可得，摩擦力的大小为

f=ma=1N

（2）根据图象可知，0〜10s内物体的位移为

x=^^x2m=12m

2

所以，0〜10s内物体克服摩擦力所做的功为

wf=/x=12J

（3）0~6s内，物体做匀加速运动的加速度为

a=包7=—m/s2=-m/s2

△t63

4.5s时的速度为

1

v=at=-x4.5m/s=1.5m/s

3

根据牛顿笫二定律可得

F-f-ma

解得

1N

所以，4.5s时水平拉力的瞬时功率

p=&=2W

19

（4）全过程根据动能定理可得

叫―吗=0

又因为

%=12J

所以

WF=123

10s内水平拉力做功的平均功率为

尸=陛="W=1.2W

t10

21.(1)32m/s；(2)80kW：(3)22.5kW；(4)0.75m/s2

【详解】

（I）汽车在整个运动过程中达到最大速度时加速度为0,则有

F=/=2.5X103N

Fv

4=m

联立解得

vm-32m/s

（2）匀加速动动阶段，有

F}-f=Ma

解得

3

F1=4.5X10N

达到最大功率时的速度为

%=月W

解得