8.1 功与功率第八章机械能守恒定律同步练习 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．如图所示，质量为 M 的半圆柱体放在粗糙水平面上，一可视为质点、质量为 m 的 光滑物块在大小可变、方向始终与圆柱面相切的拉力 F 作用下从 A 点沿着圆弧匀速运 动到最高点 B，整个过程中半圆柱体保持静止。重力加速度为 g，则（　　） A．物块克服重力做功的功率先增大后减小 B．拉力 F 的功率还渐减小 C．当物块在 A 点时，半圆柱体对地面有水平向左的摩擦力 D．当物块运动到 B 点时，半圆柱体对地面的压力为（M+m）g 2．“愤怒的小鸟”曾是一款非常流行的游戏，故事也相当有趣，如图甲，为了报复偷走 鸟蛋的肥猪们，鸟儿以自己的身体为武器，如炮弹般弹射出去攻击肥猪们的堡垒，该 游戏完全按照实际的抛体运动规律设计，设支架高度为 h，支架到肥猪堡垒的水平距 离为 l，不计空气阻力，设某次小鸟被弹弓沿水平方向弹出，模拟图如图乙所示， g  10m/s 2 。关于小鸟从弹弓上由静止开始到击中肥猪堡垒的运动过程中，下列说法 正确的是（　　） A．整个过程弹弓的弹力一直对小鸟做正功 B．整个过程弹弓的弹力一直对小鸟不做功 C．整个过程弹弓的弹力一直对小鸟做负功 D．小鸟离开弹弓后速度增加量的方向一直是竖直向下的 3．无动力翼装飞行是一种专业的极限滑翔运动，飞行者运用肢体动作来掌控滑翔方向， 进行无动力空中飞行。某翼装飞行者在某次飞行过程中，在同一竖直面内从 A 到 B 滑 出了一段圆弧，如图所示。该段运动可视为匀速圆周运动的一部分，关于该段运动， 下列说法正确的是（　　） A．飞行者所受重力的瞬时功率逐渐减小 B．飞行者所受合力为零 C．空气对飞行者的作用力的瞬时功率为零 D．空气对飞行者的作用力做正功 4．如图所示，两个物体与水平地面间的动摩擦因数相等，它们的质量也相等。在甲图 用力 F1 拉物体，在乙图用力 F2 推物体，力与水平方向的夹角均为 α。两个物体都做匀 速直线运动，通过相同的位移。设 F1 和 F2 对物体所做的功分别为 WF1 和 WF2，物体克 服摩擦力做的功分别为 Wf1 和 Wf2，下列判断正确的是（　　） A． WF 1  WF 2 B． WF 1  WF 2 C． Wf 1  Wf 2 D． Wf 1  Wf 2 5．关于功率的概念，下列说法中正确的是（　　） A．功率是描述力对物体做功多少的物理量 W B．由 P  t 可知，功率与时间成反比 C．汽车的实际功率越大，其做功就一定多 D．某个力对物体做功越快，它的功率就一定大 6．我国新一代高速列车牵引平均功率达 9000kW，运行的最高时速约为 350km/h。从 盐城到上海全长约 300km，新一代高速列车用时约 2h，在动力上耗电约为（　　） A．7.7×103kW·h B．1.5×104kW·h C．1.8×104kW·h D．2.7×106kW·h 7．如图所示，把两个相同的小球从离地面相同高度处，以相同大小的初速度 v 分别沿 竖直向下和水平方向抛出，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．两小球落地时速度相同 B．两小球落地时，重力的瞬时功率相等 C．从小球抛出到落地，重力对两小球做的功不相等 D．从小球抛出到落地，重力对两小球做功的平均功率不相等 8．如图所示，小艳同学将手臂与水平面成  角倾斜地捧着一硬皮本，又将一手机盒放 在硬皮本上，手臂、硬皮本、手机盒始终保持相对静止。已知手机盒质量为 m，当她 保持手臂的姿势不变，匀速水平向前运动了距离 x 的过程中（　　） A．重力对手机盒做功 mgx B．支持力对手机盒做功 mgx cos  C．合力对手机盒做功 mgx sin  D．摩擦力对手机盒做功  mgx sin  cos 9．引体向上是中学生体育测试的项目之一，若一个质量为 50kg 的普通中学生在 30 秒 内完成 12 次引体向上，每次引体向上重心上升 0.4m，求该学生此过程中克服重力做功 的平均功率为（　　） A． 5W B． 20W C． 80W D． 200W 10．质量为 400kg 的赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度 1 a 与速度的倒数 v 的关系如图所示，已知图像斜率 k 数值大小为 400，则赛车：（　 　） A．速度随时间均匀增大 B．加速度随时间均匀增大 C．赛车运动时发动机输出功率为 160kW D．图中 b 点取值应为 0.01，其对应的物理意义表示赛车的最大时速为 160km/h 二、多选题，共 4 小题 11．质量为 m 的物体静止在光滑水平面上，从 t=0 时刻开始受到水平力的作用力的大 小 F 与时间 t 的关系如图所示，力的方向保持不变，则（　　） 5F02t0 A．3t0 时刻的瞬时功率为 m 15F02t0 B．3t0 时刻的瞬时功率为 m 23F02t0 C．在 t=0 到 3t0 这段时间内，水平力的平均功率为 4m 25F02t 0 D．在 t=0 到 3t0 这段时间内，水平力的平均功率为 6m 12．如图所示，电梯总质量为 M，它的水平地板上放置一质量为 m 的物体，电梯在钢 索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动，当上升高度为 h 时，电梯的速度达到 v，则在这段过程中，以下说法正确的是（　　） 1 A．电梯地板对物体的支持力所做的功等于 2 mv2 1 B．电梯地板对物体的支持力所做的功等于 2 mv2＋mgh 1 C．钢索的拉力做的功等于 2 Mv2＋Mgh 1 D．钢索的拉力做的功大于 2 Mv2＋Mgh 13．以下说法正确的是（　　） A．摩擦力可以对物体做正功 B．摩擦力可以使物体的速度发生变化，但对物体不做功 C．作用力与反作用力做功一定相等 D．一对平衡力做功之和为零 14．如图所示，一块长木板 B 放在光滑水平面上，B 上放一粗糙物体 A．现以恒力 F 拉 B，结果 A 将在 B 上滑动，以地面为参考系，A、B 都向前移动了一段距离，在此过 程中（　　） A．F 做的功等于 A 和 B 动能的增量 B．B 对 A 的摩擦力做的功，等于 A 的动能的增量 C．A 对 B 的摩擦力所做的功，与 B 对 A 的摩擦力所做的功之和为零 D．F 对 B 做的功与摩擦力对 B 所做的功之和等于 B 的动能的增量 三、填空题，共 4 小题 5 7 15．发动机功率为1.8 �10 千瓦的轮船，以最大速度航行时，所受阻力为1.2 �10 牛， 轮船的最大航行速度为________米/秒，合________千米/时。 16．汽车以额定功率从水平公路驶上斜坡时，需要将汽车的变速箱操纵杆从高排挡推 至低排挡，这是为了让速度_________，从而使牵引力_________。（均选填“增大”或 “减小”） 17．质量为 10 千克的物体在水平拉力作用下沿水平桌面运动，若物体与桌面间摩擦系 数为 0.25，使物体以 4 米/秒的速度匀速运动 4 米时，拉力做功为________，以 1 米/秒 2 的加速度从静止开始匀加速运动 4 米时，拉力做功为________。 18．质量为 M 千克的汽车在平直公路上以速度 v 米/秒匀速行驶，汽车所受阻力是车重 的 K 倍，这时汽车发动机的输出功率为________；若汽车的额定功率为 P 瓦，则汽车 行驶的最大速度为________。 四、解答题，共 4 小题 19．如图所示，两人用力推一辆熄火的小汽车，每人用力的大小都是 200N ，方向都跟 车的运动方向成 30�。当小汽车前进了 20m 时，汽车发动机点火启动。问： （1）在推车过程，两人对车一共做了多少功？ （2）两人应该怎样推车，才会有最好的效果。 20．一台水泵每秒能把 30kg 的水抽到10m 高的水塔上。不计额外功的损失，这台水泵 2 的输出功率是多大？如果保持这一输出功率，半小时能做多少功？g 取 10m / s 。 21．一辆汽车以 108km / h 的速率在水平路面上匀速行驶。如果作用在汽车上的空气阻 力与摩擦力之和为 800N （图），那么汽车发动机输出的功率多大？ 22．请讨论下列问题： （1）以 5m / s 的速度匀速拉升一质量为 10kg 的物体，在10s 内，拉力做了多少功？ （2）若以比上面快 1 倍的速度把物体提升到相同的高度，那么所需做的功是否比前一 次多？为什么？ （3）在上面两种做功情况下，它们的功率是否相同？ （4）若用一个大小不变的力将该物体从静止加速拉高到同一高度，使物体最后获得的速度 为 5m / s ，那么拉力做了多少功？平均功率为多大？开始和结束时的瞬时功率各为多大？ 参考答案： 1．B 【解析】 A．设物块与圆心的连线与竖直方向的夹角为  ，物块克服重力做功的功率为 PG  mgv sin  从 A 到 B 过程中，  逐渐减小，则功率减小，故 A 错误； B．拉力大小为 F  mg sin  此时拉力的功率为 P  Fv  mgv sin  故拉力 F 的功率还渐减小。故 B 正确； C．当物块在 A 点时，对整体受力分析，可知地面对整体的摩擦力水平向左，即半圆柱体 对地面有水平向右的摩擦力。故 C 错误； D．当物块在 B 点时，对物块有 mg  FN  m v2 R 对半圆柱有 F 'N  mg  FN   M  m  g  m v2 R 故 D 错误。 故选 B。 2．D 【解析】 ABC．小鸟在和弹弓接触的过程中，力和位移方向相同，故力做正功，而当小鸟离开弹弓 后，弹力对小鸟不再做功，故 ABC 错误； D．由于小鸟离开弹弓后只受重力，加速度竖直向下，故其速度增加量的方向一直是竖直 向下的，故 D 正确。 故选 D。 3．A 【解析】 A．设飞行者速度方向与竖直方向的夹角为 θ，飞行者所受重力的瞬时功率 P=mgvcosθ，由 于 θ 逐渐增大，则飞行者所受重力的瞬时功率逐渐减小，故 A 正确； B．该段运动可视为匀速圆周运动的一部分，故飞行者做匀速圆周运动，其所受合力不为 零，故 B 错误； C．飞行者受到重力和空气对飞行者的作用力，其合力指向圆心，通过受力分析可知，空 气对飞行者的作用力方向与速度方向的夹角大于 90°，故根据 P=fvcosθ 可知，空气对飞行 者的作用力的瞬时功率不零，故 C 错误； D．飞行者的动能不变，所以合外力做功为零，重力做正功，则空气对飞行者的作用力做 负功，故 D 错误； 故选 A。 4．C 【解析】 由共点力的平衡可知 F1 cos