人教版物理必修2同步練習(xí)：8.1 功與功率（能力提升）

更新時間：2024-03-28 瀏覽次數(shù)：33 類型：同步測試

一、選擇題

1. (2023高一下·公主嶺期末) 在足球訓(xùn)練時，某運動員先后兩次將足球（可視為質(zhì)點）從同一地點踢飛出去，足球在空中第一、二次運動的軌跡分別如圖中①、②所示，不計空氣阻力。下列說法正確的是（）

A . 足球第一次被踢飛到落地的過程中受到的重力始終做正功 B . 足球兩次著地時受到的重力的瞬時功率相等 C . 足球兩次從被踢飛到落地的過程中受到的重力的平均功率相等 D . 足球第一次著地時受到的重力的瞬時功率小于第二次著地時的

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2. (2023高一下·貴陽月考) 如圖甲為一女士站立在臺階式自動扶梯上正在勻速上樓，如圖乙為一男士站立在履帶式自動人行道上正在勻速上樓，下列關(guān)于兩人受到的力做功判斷正確的是（　?。?

A . 甲圖中支持力對人不做功 B . 乙圖中支持力對人做正功 C . 甲圖中摩擦力對人做負功 D . 乙圖中摩擦力對人做正功

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3. (2024高三下·廣西開學(xué)考) 如圖，質(zhì)量為 $\text{[math]}$ 的一磁鐵吸附在鐵板 $\text{[math]}$ 的下方，磁鐵重心到鐵板 $\text{[math]}$ 端的距離為 $\text{[math]}$ ，鐵板 $\text{[math]}$ 端與鉸鏈連接，現(xiàn)緩慢推動 $\text{[math]}$ 端，使鐵板 $\text{[math]}$ 與磁鐵一起繞鐵板 $\text{[math]}$ 端逆時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動過程中，鐵板 $\text{[math]}$ 與磁鐵始終保持相對靜止，重力加速度為 $\text{[math]}$ ，鐵板 $\text{[math]}$ 與水平面夾角 $\text{[math]}$ 從 $\text{[math]}$ 變?yōu)?img class="mathml" src="http://math.21cnjy.com/MathMLToImage?mml=%3Cmath+xmlns%3D%22http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F1998%2FMath%2FMathML%22%3E%3Cmsup%3E%3Cmrow%3E%3Cmn%3E60%3C%2Fmn%3E%3C%2Fmrow%3E%3Cmrow%3E%3Cmo%3E%E2%88%98%3C%2Fmo%3E%3C%2Fmrow%3E%3C%2Fmsup%3E%3C%2Fmath%3E" style="max-width:100%;vertical-align: middle;">過程中，則下列說法正確的是（）

A . 磁鐵受到三個力的作用
B . 磁鐵可能不受摩擦力的作用
C . 鐵板 $\text{[math]}$ 對磁鐵的作用力不做功
D . 鐵板 $\text{[math]}$ 對磁鐵的作用力做功為 $\text{[math]}$

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4. (2024高三上·河西期末) 光滑的水平面上固定著一個螺旋形光滑水平軌道，俯視如圖所示．一個小球以一定速度沿軌道切線方向進入軌道，以下關(guān)于小球運動的說法中正確的是（）

A . 軌道對小球做正功，小球的線速度不斷增大 B . 軌道對小球做正功，小球的角速度不斷增大 C . 軌道對小球不做功，小球的角速度不斷增大 D . 軌道對小球不做功，小球的線速度不斷增大

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5. (2023高三上·河北期末) 如圖甲所示，質(zhì)量 $\text{[math]}$ 的物體受到水平拉力 $\text{[math]}$ 的作用，在水平面上做加速直線運動，其加速度 $\text{[math]}$ 隨位移 $\text{[math]}$ 的變化規(guī)律如圖乙所示，物體的初速度 $\text{[math]}$ 。已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2，g取 $\text{[math]}$ ，下列說法正確的是（）

A . 拉力F隨時間均勻增大 B . 物體發(fā)生10m位移時，拉力F變?yōu)樵瓉淼亩?/span> C . 物體發(fā)生10m位移的過程中，拉力F做功為60J D . 物體發(fā)生10m位移時，拉力做功的功率為96W

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6. (2024高三下·武侯開學(xué)考) 為了保證消費者權(quán)益，國家會對銷售車輛進行全面的檢測。動力檢測時，汽車在專用的測量裝置上全力加速，儀器記錄車輪轉(zhuǎn)速 $\text{[math]}$ 與車輪驅(qū)動力 $\text{[math]}$ 大小，再通過計算得出車輛在不同車速下的輸出功率，某汽車在速度 $\text{[math]}$ 區(qū)間內(nèi)車輪驅(qū)動力 $\text{[math]}$ 與車速 $\text{[math]}$ 的關(guān)系如圖所示。則該速度區(qū)間內(nèi)，車輛功率 $\text{[math]}$ 與車速 $\text{[math]}$ 關(guān)系的圖像可能是
（）

A . B .
C . D .

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7. (2024高考·吉林模擬) 汽船航行時所受水的阻力與它的速度的平方成反比，如果汽船以速度 $\text{[math]}$ 水平勻速航行時，發(fā)動機功率為 $\text{[math]}$ ，當汽船以速度 $\text{[math]}$ 水平勻速航行，發(fā)動機功率為（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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8. (2023高三上·漯河期末) 如圖所示，將小球從傾角為θ=37°的斜面底端正上方某點以8m/s的速度水平拋出，同時一束平行光豎直向下照射小球，在斜面上留下了小球的“影子”，“影子”沿斜面運動6m時小球撞在斜面上。小球的質(zhì)量為2kg，小球可視為質(zhì)點，不計空氣阻力，不考慮小球與斜面相撞后的運動情況，g取10m/s² ， sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列說法正確的是（）

A . 小球的“影子”沿斜面做勻減速直線運動 B . 小球在空中的運動時間為0.75s C . 拋出點與斜面底端的高度差為5.4m D . 小球撞在斜面瞬間重力的瞬時功率為200W

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9. (2024高一下·連云港期中) 一輛質(zhì)量為 $\text{[math]}$ 的參賽用小汽車在平直的公路上從靜止開始運動，牽引力 $\text{[math]}$ 隨時間 $\text{[math]}$ 變化關(guān)系圖線如圖所示， $\text{[math]}$ 時汽車功率達到最大值，此后保持此功率繼續(xù)行駛， $\text{[math]}$ 后可視為勻速。小汽車的最大功率恒定，受到的阻力大小恒定，則（）

A . 小汽車受到的阻力大小為 $\text{[math]}$
B . 小汽車勻加速運動階段的加速度大小為 $\text{[math]}$
C . 小汽車的最大功率為 $\text{[math]}$
D . 小汽車 $\text{[math]}$ 后速度 $\text{[math]}$

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10. (2024高三上·北京市期末) 一輛F1賽車含運動員的總質(zhì)量約為600 kg，在一次F1比賽中賽車在平直賽道上以恒定功率加速，受到的阻力不變，其加速度a和速度的倒數(shù) $\text{[math]}$ 的關(guān)系如圖所示，則賽車在加速的過程中（）

A . 速度隨時間均勻增大 B . 加速度隨時間均勻增大 C . 輸出功率為240 kw D . 所受阻力大小為24000 N

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11. (2023高三上·東莞月考) 中國大型起重機吊裝精細化操控有較高的穩(wěn)定性，現(xiàn)一塔式起重機以額定功率將地面上的重物由靜止沿豎直方向吊起，若吊升高度足夠且不計額外功，則（　?。?p>

A . 重物的速度一直增加 B . 重物先做勻加速直線運動后做勻速直線運動 C . 重物所受起重機牽引力保持不變 D . 重物所受起重機牽引力先減小后不變

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二、多項選擇題

12. (2022·榆林二模) 如圖所示，物塊A、B疊放在粗糙水平面上，A、B之間的接觸面粗糙，用水平力F拉B，使A、B一起沿水平面做勻減速直線運動。在A、B一起運動的過程中，下列說法正確的是（）

A . B對A的摩擦力對A做正功 B . B對A的摩擦力對A做負功 C . A對B的摩擦力對B做正功 D . A對B的摩擦力對B做負功

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13. (2024·湖南模擬) 圖甲起重機某次從 $\text{[math]}$ 時刻由靜止開始提升質(zhì)量為 $\text{[math]}$ 的物體，其 $\text{[math]}$ 圖像如圖乙所示，5~10s內(nèi)起重機的功率為額定功率，不計其它阻力，重力加速度為 $\text{[math]}$ ，則以下說法正確的是（　?。?p>

A . 物體在0~10s內(nèi)運動的最大速度為10m/s B . 起重機的額定功率為18000W C . 5~10s內(nèi)起重機對物體做的功等于0~5s內(nèi)起重機對物體做功的1.5倍 D . 5~10s內(nèi)起重機對物體做的功等于0~5s內(nèi)起重機對物體做功的2倍

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14. 如圖所示，水平面上，向下與水平方向成30°、大小為F的推力作用在質(zhì)量為m₁的物體A上，向上與水平方向成30°、大小為F的拉力作用在質(zhì)量為m₂的物體B上，A、B都由靜止開始運動，相等時間內(nèi)運動了相同的位移，A、B與水平面的動摩擦因數(shù)分別為μ₁和μ₂ ，則（）

A . 推力對A做的功與拉力對B做的功相等 B . 推力對A的沖量與拉力對B的沖量相同 C . 若μ₁=μ₂ ，則m₁＞m₂ D . 若μ₁=μ₂ ，則m₁＜m₂

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15. (2023高三上·汕頭期中) 在實踐活動中，某小組用自制的投石機演練投石過程，如圖所示．靜止時該機械的長臂與水平面的夾角為30°，現(xiàn)將一質(zhì)量m＝3kg的石塊放在與轉(zhuǎn)軸O相距L＝1.2m的長臂末端網(wǎng)袋中，再按壓短臂，長臂轉(zhuǎn)到豎直位置時立即停止轉(zhuǎn)動，石塊被水平拋出．若石塊落地點與拋出點的水平距離為x＝3.6m，不計空氣阻力，g取 $\text{[math]}$ ，下列說法正確的是（）

A . 石塊被水平拋出瞬間的速度大小為6m/s B . 石塊落地瞬間速度大小為 $\text{[math]}$ C . 石塊即將落地時重力的瞬時功率為 $\text{[math]}$ D . 石塊拋出前，石頭重力做功的功率一直增大

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16. (2023高一下·畢節(jié)期末) 新能源汽車發(fā)動機的額定功率是汽車長時間行駛時所能輸出的最大功率。某新能源汽車發(fā)動機的額定功率為80kw，質(zhì)量為2000kg，假定在水平路面上行駛時受到的阻力恒為2000N，若該新能源汽車在額定功率下啟動，之后保持額定功率在平直公路上做直線運動到最大速度的過程中。則

A . 啟動之后，汽車做勻加速直線運動 B . 啟動之后，汽車做加速度減小的加速運動 C . 啟動之后，汽車能達到的最大速度為40m/s D . 啟動之后，當汽車速度為20m/s時，加速度大小為2m/s²

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17. (2023高三上·東莞月考) 汽車以恒定功率在平直公路上做直線運動，若汽車所受的阻力恒定不變，則在汽車速率逐漸增大的階段（）

A . 相等時間內(nèi)，牽引力所做的功相等 B . 相等時間內(nèi)，合外力所做的功相等 C . 相等位移內(nèi)，牽引力所做的功相等 D . 相等位移內(nèi)，阻力所做的功相等

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18. (2023高三上·成華期中) 一輛機車在水平路面上從靜止開始啟動做直線運動，其加速度隨時間變化的圖像如圖所示。已知機車的質(zhì)量M=6×10⁵kg，機車前進過程中所受阻力大小恒定，t=40s時機車達到額定功率P=9×10³kW，之后保持該功率不變，下列說法正確的是（　?。?p>

A . 機車所受到的阻力大小為1.5×10⁵N B . 0~40s內(nèi)牽引力做功為1.8×10⁸J C . 機車的最大速度為80m/s D . 機車從開始運動到達到最大速度所需要的時間可能為200s

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19. (2023高一下·深圳月考) 如圖所示，把兩個相同的小球從離地面相同高度處，以相同大小的初速度v分別沿豎直向下和水平方向拋出，不計空氣阻力，則下列說法不正確的是（　?。?p>

A . 兩小球落地時速度相同 B . 兩小球落地時，重力的瞬時功率相等 C . 從小球拋出到落地，重力對兩小球做的功不相等 D . 從小球拋出到落地，重力對兩小球做功的平均功率不相等

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三、非選擇題

20. (2024高三上·岳陽模擬) 如圖，在傾角37°足夠長的斜面上有一個質(zhì)量為1kg的物體，物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)為0.25。物體在拉力F的作用下從斜面底端由靜止開始運動，F(xiàn)的大小為10N方向沿斜面向上。已知 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，取 $\text{[math]}$ ，求：
1. （1）物體的加速度大?。?
2. （2）加速2s后撤去F，讓物體在斜面上運動，物體靜止開始在斜面上運動的整個過程中因摩擦產(chǎn)生的熱量是多少？
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21. (2024高三上·赤峰模擬) 機械臂廣泛應(yīng)用于機械裝配。如圖所示，某質(zhì)量為 $\text{[math]}$ 的工件（視為質(zhì)點）被機械臂抓取后，在豎直平面內(nèi)由靜止開始斜向上做勻加速直線運動，加速度大小為 $\text{[math]}$ ，運動方向與豎直方向夾角為 $\text{[math]}$ ，提升高度為 $\text{[math]}$ 。g取 $\text{[math]}$ 。求：
1. （1）提升高度為h時，工件的速度大小；
2. （2）在此過程中，工件運動的時間及合力對工件做的功。
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22. (2023高三上·海淀期中) 如圖所示，質(zhì)量為 $\text{[math]}$ 的滑塊（可視為質(zhì)點）從光滑固定斜面頂端由靜止滑下。已知斜面的傾角為 $\text{[math]}$ 、長度為 $\text{[math]}$ ，重力加速度為 $\text{[math]}$ 。求：
1. （1）滑塊滑到斜面底端所用的時間；
2. （2）滑塊滑到斜面底端時速度的大?。?
3. （3）滑塊滑到斜面底端時重力的瞬時功率。
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23. (2023高三上·深圳月考) 如圖，風洞是研究空氣動力學(xué)的實驗設(shè)備。將剛性桿水平固定在風洞內(nèi)距地面高度H=3.2m處，桿上套一質(zhì)量m=3kg、可沿桿滑動的小球。將小球所受的風力調(diào)節(jié)為F=15N，方向水平向左。小球以速度v₀=8m/s向右離開桿端，假設(shè)小球所受風力不變，g取10m/s² ，求：
1. （1）落地時，小球距離桿端的水平位移x大?。?
2. （2）落地時，小球的速度v和重力的功率P。
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24. (2023高三上·通州月考) 新能源汽車的研發(fā)和使用是近幾年的熱門話題。新能源汽車是指采用非常規(guī)的燃料作為動力來源的汽車。新能源汽車的使用將把人類帶入清潔能源時代。下面是某品牌新能源汽車介紹中的一段文字：“將近 $\text{[math]}$ 米的超長車身設(shè)計，使得整車車頂集成的太陽能芯片面積達到了 $\text{[math]}$ 平方米左右。極富流線型的整車造型，隱藏式的輪轂設(shè)計，纖細的攝像頭式后視鏡，使整車風阻大幅下降。全車采用鋁合金框架并結(jié)合碳纖維車身，整車質(zhì)量僅 $\text{[math]}$ 千克，這一輕量化設(shè)計使整車能耗極低。”
1. （1）設(shè)上述新能源汽車采用混合動力設(shè)計，發(fā)動機最大輸出功率為 $\text{[math]}$ ，在廠區(qū)內(nèi)的實驗路段上行駛時所受總阻力約為車和駕駛員總重的 $\text{[math]}$ 倍。試估算 $\text{[math]}$ 的工程師駕駛這種汽車在實驗路段上行駛的最高車速；
2. （2）為進一步測試這種汽車的性能，該工程師在上述實驗路段上以某種方式行駛，通過計算機采集實驗數(shù)據(jù)，繪出了汽車牽引力 $\text{[math]}$ 與車速倒數(shù) $\text{[math]}$ 間的關(guān)系圖線 $\text{[math]}$ ，如圖 $\text{[math]}$ 所示，線段 $\text{[math]}$ 平行于橫軸，線段 $\text{[math]}$ 延長線過坐標原點。請根據(jù)圖線 $\text{[math]}$ 判斷汽車做什么運動，并求 $\text{[math]}$ 點時發(fā)動機的輸出功率；
3. （3）已知太陽輻射的總功率 $\text{[math]}$ ，太陽到地球的距離 $\text{[math]}$ ，太陽光傳播到達地面的過程中大約有 $\text{[math]}$ 的能量損失。目前，制作太陽能電池的最好的材料為砷化鎵，其將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率可達到 $\text{[math]}$ 。試通過計算分析，這種汽車只采用純太陽能驅(qū)動，且能保持最大輸出功率 $\text{[math]}$ 不變的可行性。
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25. (2023高一上·濟南月考) 小敏利用如圖所示的斜面和滑輪裝置將一質(zhì)量 $\text{[math]}$ 的重物搬運到高 $\text{[math]}$ 處，滑輪兩側(cè)的輕繩均平行于斜面，若小敏沿斜面方向拉繩子的力 $\text{[math]}$ ，斜面傾角 $\text{[math]}$ 。求：
1. （1）拉力 $\text{[math]}$ 做的功是多少？
2. （2）斜面和滑輪裝置的機械效率是多少？
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26. (2023高三上·泉州月考) 如圖，質(zhì)量m =1.5×10³kg的山地越野車，在平直山道上以恒定功率P=9.0×10⁴W啟動，行駛過程中所受阻力恒為車重的0.2倍。車到A點前速度已達到最大，繼續(xù)行駛至A點水平飛出，恰好沿山坡的切線方向落于B點。已知A、B兩點間的水平位移大小L= 18m，取g =10m/s² ，不計空氣阻力，求：
1. （1）山地越野車從A點飛出時速度的大小v_m；
2. （2） A、B兩點間的豎直高度h；
3. （3）山地越野車到達B點時山坡的切線與水平方向夾角的正切值tan $\text{[math]}$ 。
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27. (2023高一下·白沙期末) 汽車質(zhì)量為1000kg，汽車的發(fā)動機的額定功率為80kW，它在平直公路上行駛的最大速度可達20m/s?，F(xiàn)在汽車在該公路上由靜止開始以4m/s²的加速度做勻加速直線運動，若汽車運動過程中所受的阻力是恒定的，求：
1. （1）汽車所受阻力多大；
2. （2）這個勻加速過程可以維持多長時間；
3. （3）開始運動后第2s末，汽車瞬時速度是多大；
4. （4）開始運動第5s末，汽車瞬時功率多大？
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28. (2023高一下·梅河口期末) 我國提出實施新能源汽車推廣計劃，推動新能源汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，加快建設(shè)汽車強國。某新能源汽車質(zhì)量 $\text{[math]}$ ，發(fā)動機的額定輸出功率P＝84kW，沿著平直公路行駛時受到阻力的大小恒為車重的0.15倍，g取 $\text{[math]}$ 。
1. （1）若汽車以額定功率啟動，求汽車行駛過程中的最大速度；
2. （2）若汽車以恒定加速度 $\text{[math]}$ 啟動，求勻加速過程所用的時間。
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29. (2023高一下·常熟期中) 如圖所示，水平雪面上的雪橇在與水平方向成37°角的拉力F=30N的作用下，沿直線勻速運動5m，所用時間為5s，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
1. （1）上述5s內(nèi)拉力F的平均功率；
2. （2）上述5s內(nèi)雪橇克服地面摩擦力做的功。
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