第8章 第1节 功与功率-【重难点手册】2024-2025学年高中物理必修第二册同步练习题（人教版2019 浙江专用）

型难点手册高中物理必修第二册（浙江专用） 第八章 机械能守恒定律 第1节 功与功率 A 基础过关练 测试时间：15分钟 A.初速度大小之比为1：2 1.(2024·浙江杭州外国语学校期末)以一定的 B.落地瞬间重力的瞬时功率不相同 初速度竖直向上抛出一个质量为的小球，小 C,重力做功的平均功率不相同 球上升的最大高度为h.空气阻力大小恒为f, D.重力对两个小球做功相同 则从抛出点到返回至原出发点的过程中，下列 4.汽车在以恒定功率P由静止开始在平直公路 说法正确的是( 上起步的过程中，设该汽车受到大小为∫的恒 A.重力对小球做的功为0，克服空气阻力对小 定阻力作用，关于该汽车的运动过程，说法正 球做的功为2f乃 确的是( B.重力对小球做的功为mgh,空气阻力对小球 A.汽车做匀加速直线运动 做的功为 B.汽车受到的牵引力越来越大 C.重力对小球做的功为0，空气阻力对小球做 C汽车的最终速度为 的功为0 D.重力对小球做的功为2mgh,空气阻力对小 D汽车的最终速度为号 球做的功为一2h 5.(2024·浙江杭州二中期末)（多选）电动汽车 2.(2024·浙江台州中学期末)质量为1kg的 能实现更准确的运动控制，有一辆电动汽车由 小物体做自由落体运动，历时4s落地，重力加 静止启动并沿直线运动，其速度与时间图像如 速度取g=10m/s.下列说法不正确的 是( ). 图所示，OA段为直线，AB段为曲线，时刻以 A.前2s和后2s重力做的功之比为1：3 后的图像是与时间轴平行的直线，则下列说法 B.整个下落过程中，重力做功的平均功率为 正确的是( 200W C.落地瞬间，重力做功的功率为400W D.第4s内重力做功的平均功率为35W 3.(2024·浙江丽水中学期末)如图所示，两个完 全相同的小球从水平地面上方同一点O分别 以初速度1、2水平抛出，落在地面上的位置 分别是A、B,O是O在地面上的竖直投影，且 A,0~4时间内，汽车的牵引力等于m四 OA:AB=1:2.若不计空气阻力，则两小球 B.1时刻后，电动汽车的功率可能保持不变 C.h~一t2时间内，电动汽车的平均速度大小为 十地 2 D.2时刻后，电动汽车的牵引力与阻力大小 相等 52 第人章机械能守恒定律 收超 乃综合提能练 测试时间：40分钟 C.0一7m物体阻力做功为一24J 6.(2024·浙江诸暨中学月考)如图1所示，静止 D.0~7m合力对物体做功为12J 于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平 9.(多选)如图所示，摆球质量为m,悬线的长为 拉力F作用下，沿x轴方向运动，拉力F的大 L,把悬线拉到水平位置后放手.设在摆球从 小随物块所在位置坐标x的变化关系如图2 A点运动到B点的过程中空气阻力F阻的大 所示，图线为半圆.则小物块运动到x处时F 小不变，则下列说法正确的是(). 所做的总功为( B- 图1 图2 A.重力做功为一mgL A.0 B.F B.绳的拉力做功为0 C.F D.开 C空气阻力F做功为-2FL 7.假定某汽车额定功率为80kW,在平直的公路 D.空气阻力Fm做功为一gL 上行驶的最大速度为20m/s,质量为2× 10.(2024·浙江镇海中学月考)（多选）电动汽车 10kg.如果汽车从静止开始做匀加速直线运 在研发过程中都要进行性能测试，如图所示 动，加速度为2m/s2,运动过程中阻力不变，下 为某次测试中某型号汽车在水平路面上由初 列说法正确的是(. 速度为2m/s开始运动的牵引力F与速度v A.汽车所受的阻力大小为5000N 的倒数的F二图像，表示最大速度，ab平 2 B.汽车做匀加速运动的时间为10s C.第3s末汽车的瞬时功率为48kW 行于轴，bc反向延长线过坐标原点.已知阳 D.速度为16m/s时汽车的加速度大小为 力恒定，汽车质量为1×10kg.下列说法正 1 m/s2 确的是( ）. 8.(2024·浙江温州中学期末)（多选）质量为 本F×10°ND 2kg的物体在水平面上沿直线运动，所受阻力 大小恒定，经某点开始沿运动方向的水平拉力 F与运动距离x的关系如图所示，0~3m物体 做匀速直线运动.下列对图示过程的说法正确 的是() 011 0.20 sm FN 10 A.汽车从a到b持续的时间为9s B.汽车由b到c过程做匀加速直线运动 C.在此测试过程中汽车最大功率为80kW D.汽车能够获得的最大速度为30m/s 0 了m 11.(2024·浙江慈溪中学期末)如图甲所示，无 A.在x=5m处物体加速度大小为3m/s 人机航拍影像具有高清晰、大比例尺、小面积 B.0~7m拉力对物体做功为40J 等优点.一次大型户外活动要求无人机从A 53 重难点手册高中物理必修第二册则（浙江专用） 点飞行到水平距离为16m的目标位置O点 机吊着“海底数据舱”从海面下沉到水中预定 的上空D点进行悬停航拍，如图乙所示.无人 位置.某一阶段该舱竖直下沉15m,此过程其 机先从A点由静止开始竖直向上匀加速直线 速度v随时间1的变化关系如图乙所示，已知 飞行2s到达B点，速度达到4m/s:随后匀 “海底数据舱”质量为1.0×10°kg,下沉过程 变速运动8s到达C点，此时向上的速度为 中所受水的阻力（含浮力）恒为2.0×10°N, 0,水平方向上达到某一速度：接着无人机水 重力加速度g=9.8m/s2,求： 平向右再运动8s到达D点速度恰好为0.已 (1)0一30s内，“海底数据舱”的最大速度m 知无人机的质量为m=2.0kg,忽略空气阻 (2)10~30s内，起重机的拉力大小F 力，则在整个过程中无人机受到向上升力的 (3)0~30s内，起重机拉力的最大功率P 功率最大值及该力所做的功分别为( 4wm·s) 10 30 tis A.76W,96J B.96W,400J C.89W,624J D.107W,720J 12.(2024·浙江金华一中期末)空中轨道列车 (简称空轨)是一种悬挂式单轨交通系统，具 有建设成本低、工程建设快、占地面积小，环 保低噪节能、适应复杂地形等优点.如图所 示，假定空轨的质量为M,在平直轨道从静止 C强基突破练 测试时间：10分钟 开始匀加速直线行驶，经过时间。前进距离 14.(多选)利用如图所示的装置将井中的重物吊 L,发动机输出功率恰好达到额定功率P,空 起，起初跨过定滑轮、不可伸长的轻质细绳竖 轨所受阻力恒定，下列说法正确的是( 直且恰好绷直，汽车以速度向右做匀速直 线运动，重物竖直上升.汽车在匀速向右运动 的任意瞬间，绕定滑轮转动的向心加速度与 沿绳方向加速的加速度相抵消，由此可知，重 物在井中上升的过程中( A.匀加速行驶过程中，空轨牵引力恒为2 t场 B空轨运行过程所受阻力为_2 C.匀加速行驶过程中，空轨发动机所做的功 为Pto A.重物的速度不断增大 D.空轨能达到的最大速度为L B.绳中的张力不断减小 13.2023年11月24日，全球首个“海底数据舱” C.汽车对地面的压力不断增大 成功安装在海南陵水海域，如图甲所示，起重 D.汽车发动机的输出功率不变 54重难点手册高中物理必修第二册)（浙江专用） 第八章机械能守恒定律 下>ma=m头，A错误：对电动汽车进行受力分析，有 F一f=ma,P=Fw,据题意知AB段速度增大，加速度 第1节功与功率 减小，可知电动汽车的功率可能保持不变，B正确：若 L.A【解析】从抛出点至落回到原出发点的过程中，重力 连接A点与B点，汽车做匀加速直线运动，平均速度 为恒力，小球的位移为0，则重力做功为0.上升过程中， 空气阻力对小球做功为W,=一，下落过程中，空气阻 为=”专，1图像中图线与坐标轴围成图形的面 力对小球做功为W:一一历，则从抛出到落回到抛出点的 积表示物体的位移，可知1一：时间内，汽车做变加速 过程中，空气阻力对小球做功为W=W,十W:=一2， 直线运动，位移大于做匀变速直线运动的位移，所以平 故选A 均速度大小>”立，C错误：时刻以后的1图 2 2.D【解析】前2s和后2s物体下降的距离之比为1：3， 根据W=mgh可知重力做的功之比为1：3，A正确： 像是与时间轴平行的直线，说明该段时间内汽车做匀 速直线运动，有F=「，D正确。 整个下落过程中，下降的距离为h=立=80m,重 6.C【解析】在F-x图像中，图线与x轴所围图形的面 力做功的平均功率为P=Y_m业=1X10X80W= 4 积的代数和就表示力F在这段位移内所做的功，面积 200W,B正确：落地瞬间，重力做功的功率为P,= W=5弯-些=吾R·号=平F而=受故 2 2 mg=mg·gt=400W,C正确：第48内的平均速度 选C 为=匙必-35m/s,重力做功的平均功率为卫 2 7.C【解析】汽车所受的阻力大小∫=卫-80000N 20 mg4=350W,D错误. 4000N,A错误：汽车做匀加速运动的牵引力F D【解析】根据平抛运动规律有=g,小球运动 ma+了=800N,匀加速能达到的最大速度v-君 时间相同，根据=，有侣-器-号故A精误：落 10m/s,匀加速的时间t=卫=5$，B错误：第3s末汽 地瞬间=g,整直速度相同，根据重力的瞬时功率 车的瞬时功率P=F=Fat1=8000×2×3W= P=mg,落地瞬间重力的瞬时功率相同，B错误：小 球下落距离相同，根据W=gh,重力做功相同，且运 48kW,C正确：速度为16m/s时汽车的牵引力F 动时同相同，根据P-义，重力的平均功率相同，故c 号-80000N=500N,加速度大小为a'=F一f 16 m 错误，D正确， 0.5m/s,D错误 4D【解析】由公式P=Fu可知，汽车的牵引力逐渐减 8.BD【解析】0一3m物体做匀速直线运动，结合题图可 小，由牛顿第二定律有F一f=a,可知a逐渐减小，汽 得，阻力为4N,由于阻力不变，由题图可知，在3一7m 车做加速度减小的加速直线运动，故AB错误：当汽车 水平拉力F与x的关系式为F=是：-号（(N),则在 所受合力为0时，汽车做匀速直线运动，有F=f,此时 的连度为v卡-号，即汽车的最终迷度为号，故℃ x=5m处F=7N,由牛顿第二定律有a=F二f- 错误，D正确 ,m/g=1.5m/,A错误：由公式W=Fx可知， 2 5.BD【解析】由题图可知0一1时间内，汽车的加速度 F-x图像的面积表示做功，由题图可得，0~7m拉力 a=4,根据牛顿第二定律有F-f=a,可得牵引力 对物体做功为W,=3X4十号×(4+10)×(7-3》J= 28 练习册参考答案与解析次 40J,B正确：根据题意，由公式可得，0~7m物体克服 之a,速度=a,功率P=w,解得F=先故 阻力做功为W=x=28J,C错误：合力对物体做功等 A错误：根据以上分析，空轨运行过程所受阻力为f 于所有力做功之和，W合=W:十W,又有W,=一W= 一28J,则W-12J.D正确. 严_2ML,故B正确：匀加速行驶过程中牵引力恒 21 9.C【解析】重力做功与初、末位置的高度差有关，所以 定，匀加速过程发动机最大功率为P,故匀加速行驶 重力做功为W:=mgL,故A错误：因为绳的拉力 过程中空轨发动机所做的功小于P%,故C错误；空轨 FT始终与球的运动方向垂直，所以不做功，故B正确： F所做的总功等于每个小弧段上FH所做功的代数 能达到的大速度为一罗多迎故D误 2L 2 Faxl, 和.即Wm=-(F△0+F△十)=- 13,(1)速度一时间图像与时间轴田成的面积表示位移 故C正确，D错误 根据题图乙可知，下沉距离H=受·，解得 10.AC【解析】c点时牵引力等于阻力，所以f=2× 1 m/s. 10N,汽车从a到b做匀加速直线运动，加速度为 (2)根据题图乙可得10~30s内加速度大小a=坠 t 4=F-_4=》X10N=2m/g,汽车从a到b持 1×103kg 20m/s=0.05m/,此过程对“海底数据舱”进行受 续的时间为1=二丛=20,2、=9s,故A正确：根 a 2 力分析，设起重机拉力为F,水的阻力为了，由牛顿第 据F-号，结合公段图像，可知汽车从b到e以恒定 二定律有F+f-mg=ma,解得F=7.85×105N. (3)进行受力分析可知，起重机在0一10s内的拉力小 功率加速根据牛顿第二定律有号-了一，可知汽 于在10~30s内的拉力，在10~30s阶段且速度最 车由b到c过程做加速度诚小的加速运动，故B错 大时刻，功率最大，有Pm=F,代人数据解得P 误：由b点知P=F%=80kW,故C正确：汽车能够 7.85×105W 获得的最大速度为，=一=40m/s,故D错误， 14.ABC【解析】设动滑轮距离地面的高度为h,连接汽 车的细绳与水平地面的夹角为0，将汽车的速度进行 11,B【解析】无人机从A点由静止开始竖直向上匀加速 分解，如图所示，则有=地sin0,=hcos9,汽车匀 直线飞行2s到达B点的过程，有a=一0=2m,由 速向右运动，0减小，侧功增大，即重物向上做加速运 动，故A正确：由于绕定滑轮转动的向心加速度与沿 牛顿第二定律有F一mg=a,向上升力F1=24N, 竖直方向上最大速度为4m/s,所以升力的功率最大 绳方向加速的加速度相抵消，即重物上升的加速度与 绕定滑轮转动的向心加速度大小相等，有a物=a向= 值P=F=96W,斜向右做匀变速运动时，加速度大 小为a一是=Q5m:,由牛顿第二定律有mg一R 正，解得4=运加0，汽车匀速向右运动.0减小， h sin 0 u,可得向上升力F:=19N,竖直方向向上加速的位 则边增大，即重物向上的加速度减小，对重物进行受 移为=号1=4m,减速阶段竖直向上的位移为 力分析，根据牛顿第二定律有T一mg=m物，可知绳 中的张力不断减小，故B正确：对汽车进行受力分析， 受=16m,两个阶段中升力做的总功为W=F西十 在竖直方向上有N十Tsin0=Mg.根据牛顿第三定伸 F:r=400J,故B正确，ACD错误 有V'=N,解得N=Mg-Tsin0,可知汽车对地面的 12.B【解析】匀加速行驶过程中有F-f=Ma,Lw= 压力不断增大，故C正确：对汽车进行受力分析，在水 29 重难点手册高中物理必修第二册)（浙江专用） 平方向上有F=uN+Tcos0,汽车发动机的输出功率 度h共同决定，故A错误：物体在A,B两点的重力势 P=F,解得P=[Mg十T(cos0-sin8)],若输 能分别为E1=2J,E=一3J,则E>E·故B错 出功率不变，则有s广in0.即一山0实际上 误：选择地面为参考平面，在地面上的物体所具有的重 力势能等于0，不选择地面为参考平面，在地面上的物 0在不断诚小，可知cos≠sin0,即汽车发动机的输 体所其有的重力势能不等于0，故C错误：重力的施力 出功率在发生变化，故D错误. 物体是地球，受力物体是地球上的物体，重力势能是物 体和地球所共有的，故D正确 7.BD【解析】根据重力的方向向下，物体位移向上，可 确定重力做负功，在楼梯的支持力方向上没有位移，所 以支持力不做功，故A错误，B正确：重力势能增加量 为△E=mg△h=50×10×3×(10-1)J=1.35×10J, 第2节重力势能 故C错误，D正确. 1.B【解析】以水面为参考平面，小球运动至水底时的重 8.AC【解析】选取过人墙最高点的水平面为零势能参 力势能为E=一mgh,故选B 考平面，重力势能为mg(h一)，A正确：足球从被踢 2.C【解析】由于没有确定零重力势能参考平面的具体位 出至运动到最高点的过程中，高度增加了h,则重力势 置，所以无法确定皮球在A点和B点的重力势能，故 能的增加量为mgh.B错误：重力的功率为P=g号， AB错误；该过程中重力对皮球做功为W=g(H一h), 足球从被踢出至运动到最高点的过程中，竖直方向的 则该过程中皮球重力势能改变了△E=一W=g(h一 速度马一直减小，重力的功率一直减小，运动到最高 H),故C正确，D错误。 点时，以=0，重力的瞬时功率为0，C正确，D错误。 3.C【解析】若以桌面为零势能面，小球的重力势能大小 9.C【解析】整个过程中重力做正功，重力势能诚少，有 为En=ng(H一h),故选C W,=-△E=mglsin37°=1×10×9×0.6J=54J,可 4.C【解析】物体的下落高度为H十h,所以重力对物 得△E。=一54J,即重力做功为54J,重力势能减小了 体做功为W。=mg(H+h),可知物体的重力势能减少 54J,故A错误，B正确：小滑块在斜面上做匀加速直线 mg(H+h),放A错误，B正确：全过程中物体的初、末 运动，设加速度为α，滑到斜面底端时的速度为，根据 动能都为0，根据动能定理可知合力对物体做的总功为 运动学规律可得-2al,其中a=gsin37°=6m/s, 0,故C正确：以地面为参考平面，坑地处小球重力势能 解得v=63m/s,滑块滑到底端时在竖直方向的分速 为一mgh,故D错误 度为=sin37=6,3×0.6m/s=3.6v3m/s,小物 5.B【解析】物体向左运动，物体受到的弹力方向向右， 块滑到斜面底端时重力的瞬时功率为P。一mg马一 故弹力对物体做负功，弹簧的弹性势能增加，故A错 36√5W,故C正确，D错误。 误，B正确：弹簧的弹力为F=kx,弹力做功表达式W= 10.C【解析】当力F最小时，静摩擦力方向沿斜面向 =0生兰r=方，可见物体对弹簧做的功与弹簧 上，有Fnm十ngeos37°=mgsin37°，解得F= 2 18N,当力F最大时，静摩擦力方向沿斜面向下，有 压缩量的平方成正比，故C错误：物体向墙壁运动相同 F=mgsin37°+mgeos37°=42N,AB错误，当拉 的位移，弹力大小不同，故弹力做功不相等，故D错误。 力F=52N时，箱子向上运动的加速度4= 6.D【解析】由公式E=mgh可知，重力势能的大小只 由物体的质量m、重力加速度g和相对参考平面的高 F=mgcos37-mgsin37=2m/s,经过1s箱子 30