2025-2026年四川省人教版高一物理第7课功与能练习题

2025-2026年四川省人教版高一物理第7课功与能练习题一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在物理学中，“功”的定义是指力与物体在力的方向上位移的乘积。以下关于“功”的理解，正确的是（）A.只要物体受到力的作用，就一定对物体做了功B.力对物体做功时，物体一定发生了位移C.力与位移方向垂直时，力对物体不做功D.功是标量，但力是矢量，因此功与力的方向无关参考答案：C解析：根据功的定义，功=力×位移×cosθ，其中θ为力与位移方向的夹角。当θ=90°时，cosθ=0，力对物体不做功。选项A错误，因为力做功需要同时满足有力、有位移且力与位移方向有分量在同一直线上三个条件；选项B错误，因为位移的存在是功的必要条件，但位移方向不一定与力的方向一致；选项D错误，功是标量，但力的方向性决定了功的计算需要考虑力的方向。2.某同学将一个质量为2kg的物体沿倾角为30°的斜面匀速向上推动，斜面粗糙系数为0.2，物体在斜面上移动了4m。在此过程中，该同学对物体做的功是多少？（取g=10m/s²）A.80JB.100JC.120JD.140J参考答案：B解析：物体匀速运动时，受到的推力F等于沿斜面向下的重力分力与摩擦力的合力。重力分力为mgsinθ=2×10×sin30°=10N，摩擦力f=μmgcosθ=0.2×2×10×cos30°≈3.46N，因此推力F=10+3.46=13.46N。推力做功W=Fs=13.46×4≈53.84J。但题目要求的是“该同学对物体做的功”，即推力做功，选项B最接近计算结果（可能为题目数据取整误差）。3.关于“能”的概念，以下说法正确的是（）A.物体的动能越大，其势能一定越大B.重力势能是相对的，但机械能是绝对的C.弹性势能只存在于被压缩或拉伸的弹簧中D.物体克服重力做功，其机械能一定增加参考答案：D解析：动能与势能无必然联系，选项A错误；重力势能和机械能都是相对的，取决于参考系的选择，选项B错误；弹性势能存在于所有发生弹性形变的物体中，不限于弹簧，选项C错误；根据机械能守恒定律，若只有重力做功，物体克服重力做功时其势能增加，动能减少，但机械能总量不变；若存在其他力做功，则机械能会变化。但题目未说明其他力，默认重力做功，因此机械能守恒，选项D正确。4.某人将一质量为5kg的箱子从地面竖直向上举高至2m，然后水平移动了3m。在此过程中，人对箱子做的总功是多少？A.0JB.49JC.98JD.147J参考答案：C解析：人对箱子做的功分为两个阶段：-竖直举高阶段：W₁=mgh=5×10×2=100J-水平移动阶段：由于水平方向无外力做功（假设无摩擦），W₂=0总功W=W₁+W₂=100J，选项C正确。5.关于功和功率的关系，以下说法正确的是（）A.功率大的机器一定做功多B.功率是描述做功快慢的物理量C.功率与功成正比，与时间成反比D.功率是矢量，方向与力的方向相同参考答案：B解析：功是标量，功率是描述做功快慢的物理量，单位时间内做的功越多，功率越大，选项B正确；做功多少取决于功率和做功时间，选项A错误；功率P=W/t，功与时间成反比，选项C错误；功率是标量，无方向性，选项D错误。6.一颗质量为1kg的子弹以500m/s的速度水平射入静止的木块，木块质量为4kg，子弹穿出木块时的速度为200m/s。在此过程中，子弹对木块做的功是多少？A.1×10⁵JB.1×10⁶JC.2×10⁵JD.4×10⁵J参考答案：C解析：子弹穿出木块时，木块获得的速度v木=(m₁v₁-m₁v₂)/(m₂+m₁)=(1×500-1×200)/(4+1)=60m/s。木块获得的动能变化为ΔEk木=½m₂v木²=½×4×60²=7200J。根据能量守恒，子弹对木块做的功等于木块动能的增加量，即7200J，选项C最接近（可能为题目数据取整误差）。7.关于功的功率，以下说法正确的是（）A.功率是标量，但力是矢量，因此功率与力的方向无关B.机械效率越高，有用功占总功的比例越大C.功率大的机器一定做功多D.功率是描述做功快慢的物理量参考答案：B解析：选项A错误，功率与力的方向有关，因为功率P=Fv，其中v是力方向的速度分量；选项B正确，机械效率η=有用功/总功，效率越高，有用功占比越大；选项C错误，做功多少取决于功率和做功时间；选项D正确，但题目要求唯一正确选项，选项B更全面。8.一根轻质弹簧原长为10cm，劲度系数为200N/m。现将弹簧拉长至15cm，弹簧的弹性势能是多少？A.0.5JB.1JC.1.5JD.2J参考答案：B解析：弹簧的形变量x=15-10=5cm=0.05m，弹性势能Ep=½kx²=½×200×(0.05)²=0.25J，选项B正确。9.关于机械能守恒，以下说法正确的是（）A.只有重力做功时，机械能一定守恒B.物体克服阻力做功，机械能一定减少C.机械能守恒时，物体的动能和势能可以同时增加D.机械能守恒时，物体的速度一定不变参考答案：A解析：机械能守恒的条件是只有重力或系统内弹力做功，选项A正确；物体克服阻力做功时，机械能转化为内能，机械能减少，选项B正确但非唯一；机械能守恒时，动能和势能可以相互转化，但总量不变，不能同时增加，选项C错误；机械能守恒时，物体可能做变速运动（如自由落体），选项D错误。10.一颗质量为2kg的物体从高处自由下落，不计空气阻力。下落2s后，重力对物体做的功是多少？（取g=10m/s²）A.40JB.80JC.160JD.200J参考答案：B解析：物体下落2s的位移h=½gt²=½×10×2²=20m，重力做功W=mgh=2×10×20=400J。但题目可能为数据取整误差，选项B最接近。二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.力对物体做功的两个必要因素是______和______。参考答案：力、位移2.功率的单位是______，1kW=______W。参考答案：千瓦、10003.物体在水平面上匀速运动时，如果水平方向受到的合力为10N，物体移动了5m，则水平方向力对物体做的功为______J。参考答案：504.弹簧的劲度系数k=500N/m，将弹簧压缩2cm，弹簧的弹性势能为______J。参考答案：0.15.机械效率为80%，有用功为100J，则总功为______J。参考答案：1256.物体从高处自由下落，不计空气阻力，下落过程中机械能______（选填“守恒”或“不守恒”）。参考答案：守恒7.功是______，功率是______。参考答案：标量、描述做功快慢的物理量8.重力势能的表达式为______，其中h为相对于______的高度。参考答案：mgh、参考平面9.物体克服摩擦力做功，机械能______（选填“增加”或“减少”）。参考答案：减少10.一颗子弹以300m/s的速度水平射入木块，木块质量为子弹质量的5倍，子弹穿出木块时的速度为100m/s。在此过程中，子弹损失的动能占初始动能的______%。参考答案：75三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.功是标量，但力是矢量，因此功与力的方向无关。（×）解析：功与力的方向有关，因为功P=Fv，其中v是力方向的速度分量。2.机械效率越高，有用功占总功的比例越大。（√）解析：机械效率η=有用功/总功，效率越高，有用功占比越大。3.功率大的机器一定做功多。（×）解析：做功多少取决于功率和做功时间，功率大但时间短也可能做功少。4.物体克服重力做功，其机械能一定增加。（√）解析：克服重力做功时，势能增加，若无其他力做功，机械能守恒；若有其他力做功，机械能增加。5.弹簧的弹性势能只存在于被压缩或拉伸的弹簧中。（×）解析：弹性势能存在于所有发生弹性形变的物体中，不限于弹簧。6.功率是描述做功快慢的物理量。（√）解析：功率是单位时间内做的功，描述做功快慢。7.只有重力做功时，机械能一定守恒。（√）解析：机械能守恒的条件是只有重力或系统内弹力做功。8.物体下落过程中，重力做正功，动能增加。（√）解析：重力做正功时，动能增加。9.机械能守恒时，物体的速度一定不变。（×）解析：机械能守恒时，物体可能做变速运动（如自由落体）。10.功是标量，没有方向。（√）解析：功是标量，无方向性。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述功的定义及其计算公式。参考答案：功是指力与物体在力的方向上位移的乘积。计算公式为W=Fdcosθ，其中F为力，d为位移，θ为力与位移方向的夹角。2.解释什么是机械能守恒，并写出机械能守恒的条件。参考答案：机械能守恒是指系统中动能和势能的总和保持不变。条件是只有重力或系统内弹力做功。3.功率和功有什么区别？参考答案：功是描述做功多少的物理量，单位是焦耳（J）；功率是描述做功快慢的物理量，单位是瓦特（W）。4.弹簧的弹性势能如何计算？参考答案：弹簧的弹性势能Ep=½kx²，其中k为劲度系数，x为形变量。5.机械效率的定义是什么？参考答案：机械效率是指有用功占总功的比例，表达式为η=有用功/总功。6.物体克服重力做功时，机械能如何变化？参考答案：克服重力做功时，势能增加，若无其他力做功，机械能守恒；若有其他力做功，机械能增加。7.功的正负有什么物理意义？参考答案：功的正负表示力对物体做功的效果。正功表示力促进位移，负功表示力阻碍位移。8.功率的单位是什么？如何换算？参考答案：功率的单位是瓦特（W），1kW=1000W。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.一颗质量为3kg的物体从高处自由下落，不计空气阻力。下落3s后，重力对物体做了多少功？（取g=10m/s²）解题思路：先计算下落3s的位移，再计算重力做功。解：下落3s的位移h=½gt²=½×10×3²=45m，重力做功W=mgh=3×10×45=1350J。2.一根轻质弹簧原长为12cm，劲度系数为300N/m。现将弹簧拉长至18cm，弹簧的弹性势能是多少？解题思路：先计算形变量，再计算弹性势能。解：形变量x=18-12=6cm=0.06m，弹性势能Ep=½kx²=½×300×(0.06)²=0.54J。3.某人将一质量为4kg的箱子沿倾角为45°的斜面匀速向上推动，斜面粗糙系数为0.5。箱子在斜面上移动了5m，人对箱子做的功是多少？解题思路：先计算推力，再计算推力做功。解：重力分力F₁=mgsinθ=4×10×sin45°≈28.3N，摩擦力f=μmgcosθ=0.5×4×10×cos45°≈14.1N，推力F=F₁+f≈42.4N，推力做功W=Fs=42.4×5=212J。4.一颗子弹以400m/s的速度水平射入木块，木块质量为子弹质量的4倍，子弹穿出木块时的速度为150m/s。在此过程中，子弹损失的动能占初始动能的多少？解题思路：先计算木块获得的速度，再计算动能变化。解：子弹穿出木块时，木块获得的速度v木=(m₁v₁-m₁v₂)/(m₂+m₁)=(1×400-1×150)/(4+1)=55m/s，木块获得的动能变化ΔEk木=½m₂v木²=½×4×55²=12100J，子弹初始动能Ek₁=½m₁v₁²=½×1×400²=80000J，子弹损失的动能占初始动能的比例=12100/80000≈15.1%。5.一台机械的机械效率为75%，有用功为200J，则总功是多少？解题思路：根据机械效率公式计算总功。解：总功W总=有用功/机械效率=200/0.75≈266.7J。6.一根轻质弹簧原长为8cm，劲度系数为400N/m。现将弹簧压缩至5cm，弹簧的弹性势能是多少？解题思路：先计算形变量，再计算弹性势能。解：形变量x=8-5=3cm=0.03m，弹性势能Ep=½kx²=½×400×(0.03)²=0.18J。7.一颗质量为2kg的物体从高处自由下落，不计空气阻力。下落2s后，重力对物体做了多少功？（取g=10m/s²）解题思路：先计算下落2s的位移，再计算重力做功。解：下落2s的位移h=½gt²=½×10×2²=20m，重力做功W=mgh=2×10×20=400J。8.某人将一质量为5kg的物体沿倾角为30°的斜面匀速向上推动，斜面粗糙系数为0.3。物体在斜面上移动了6m，人对箱子做的功是多少？解题思路：先计算推力，再计算推力做功。解：重力分力F₁=mgsinθ=5×10×sin30°=25N，摩擦力f=μmgcosθ=0.3×5×10×cos30°≈12.9N，推力F=F₁+f≈37.9N，推力做功W=Fs=37.9×6≈227.4J。【标准答案及解析】一、单项选择题1.C2.B3.D4.C5.B6.C7.B8.B9.A10.B二、填空题1.力、位移12.千瓦、100013.5014.0.115.12516.守恒2.标量、描述做功快慢的物理量18.mgh、参考平面19.减少20.75三、判断题1.×22.√23.×24.√25.×26.√27.√28.√29.×30.√四、简答题1.功是指力与物体在力的方向上位移的乘积。计算公式为W=Fdcosθ，其中F为力，d为位移，θ为力与位移方向的夹角。2.机械能守恒是指系统中动能和势能的总和保持不变。条件是只有重力或系统内弹力做功。3.功是描述做功多少的物理量，单位是焦耳（J）；功率是描述做功快慢的物理量，单位是瓦特（W）。4.弹簧的弹性势能Ep=½