8.1 功和功率 素养训练-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

8.1 功和功率素养训练 建议用时：75分钟 满分：100分 注意事项： 1．本试题分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分； 2．请在答题纸的指定位置上填写班级、姓名、学号，并粘贴条形码； 3．第I卷（选择题）答案和第II卷（非选择题）答案均写在答题纸上。 第I卷选择题（共46分） 一、单选题：本题共7小题，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，每小题4分 1．汽车以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶，所受到的阻力大小为，此时发动机输出的实际功率为（　　） A． B． C． D． 2．为了节能，商场的自动扶梯在较长时间无人乘行时会自动停止运行。有人站上扶梯时，它会先加速，再匀速运转。一人乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．加速过程中，扶梯对人的支持力等于人对扶梯的压力 B．匀速过程中，人的动能不变，扶梯对人不做功 C．人先处于失重状态，再处于平衡状态 D．人对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向上 3．如图所示，水平桌面足够长，不计托盘和绳的质量以及滑轮与轴的摩擦，物体A重10N，托盘中物体B重3N。此时物体A刚好向右做匀速直线运动；然后用水平向左的力F拉物体A使其向左沿直线运动。下列说法中正确的是（　　） A．物体A向右匀速运动时，B受到的重力不做功 B．物体A向左匀速运动时，它受到的拉力F等于16N C．物体A向左减速运动时，它受到的滑动摩擦力等于3N D．物体A向左加速运动时，A对B的拉力大于B对A的拉力 4．如图所示为某同学做引体向上的一个状态，已知该同学质量为m，图示状态两手臂与竖直方向的夹角均为，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．向上运动过程中该同学一直处于失重状态 B．图示静止状态时每只手臂的拉力大小不为 C．增大两手之间的间距可以更省力 D．向上运动过程中杠对该同学的支持力不做功 5．分别用v、a、F、P表示机车运动的速度、加速度、牵引力和功率，则下列四个物理量与时间的图像，能表示机车以恒定功率启动的是（　　） A． B． C． D． 6．如图，起重机利用绳索将货物竖直吊起。在此过程中，绳索对货物的拉力（　　） A．不做功 B．做正功 C．做负功 D．先做正功后做负功 7．将质量为m的小球（视为质点）从水平地面上以大小为的初速度竖直向上抛出，小球在空中运动时受到沿着竖直面内某一方向的恒定风力，小球的运动轨迹如图所示，忽略小球受到的除风力之外的其他空气阻力。已知小球在空中运动的最高点与抛出点之间的竖直距离与水平距离相等，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A．小球整个运动过程的最小速度为 B．小球受到的恒定风力的大小为mg C．小球落回水平地面前瞬间，速度与水平方向的夹角为30° D．小球从开始抛出到最终落回水平地面，整个过程中恒定风力对小球做功为1 二、多选题：本题共3小题，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。 8．如图所示，在向左匀速直线运动的水平车厢中，小明用力向左推车厢，与车厢始终保持相对静止。下列说法正确的是（　　） A．小明受到平衡力的作用 B．车厢底部对小明的支持力做功 C．小明对车厢的推力不做功 D．小明受到车厢底部的摩擦力水平向左 9．2025年10月，被称作“全球最快高铁”的复兴号CR450动车组在沪渝蓉高铁开展运用考核，质量约50t的CR450动车组牵引功率达11000kW，跑出时速453km的最新纪录。CR450动车组从起步到时速350km仅需4min40s，较现有时速350km的复兴号缩短了100s。CR450动车组的运动可看作匀变速直线运动，下列说法中正确的是（　　） A．CR450动车组的加速度约为0.35m/s2 B．CR450动车组的加速度约为2.26m/s2 C．CR450动车组以最大速度行驶时所受到的阻力约为8.74×104N D．CR450动车组以最大速度行驶时所受到的阻力约为0.13×105N 10．近年来我国新能源汽车发展迅速，2025年新能源汽车全年产销量突破1600万辆，位列全球第一。如图所示为比亚迪某型号汽车某次测试行驶时的加速度和车速倒数的关系图像。若汽车质量为，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为，则（　　） A．汽车匀加速时间为 B．汽车以恒定功率启动 C．汽车所受阻力 D．汽车在车速为时，功率为 第II卷非选择题（共54分） 三、实验题：本大题共2小题，共16分。第一小题8分，第二小题8分 11．一兴趣小组在学习了平抛运动后，进行了“探究平抛运动特点”的实验。实验中，让质量为m的小球从斜槽上离水平桌面高为h处由静止释放，使其水平抛出，以小球离开轨道末端时的球心位置为坐标原点O，建立x-y坐标轴，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹，如图所示。 (1)以下实验操作合理且必要的是 （填正确答案标号）。 A．调整斜槽末端，使末端保持水平 B．小球每次可从斜槽上不同的位置由静止释放 C．建立直角坐标系时需要借助重垂线确定竖直方向 D．用砂纸打磨斜槽轨道，尽量使斜槽轨道光滑一些 (2)已知小球平抛运动的初速度为v0，重力加速度为g，则小球做平抛运动的轨迹方程为 y =________。 12．如图甲所示，用弹簧测力计测量水平桌面上的钩码所受的重力。将弹簧测力计从图示位置开始向上缓慢提升，其示数F与上升的高度h之间的关系如图乙所示。试解答下列问题： (1)钩码所受的重力为_______。 (2)当时，弹簧测力计的示数为_______，桌面对钩码的支持力是_______。 四、解答题：本大题共3小题，共38分。第一小题12分，第二小题12分，第三小题14分 13．小安骑着电动自行车从静止开始沿倾角为的斜坡向上骑行。小安和电动自行车的总质量为m=120kg，电动车的额定功率为P=2500W，在行驶过程中车始终受到与行驶方向相反的阻力，且该阻力恒为电动自行车对地面压力的0.05倍。若加速过程中电动车始终以额定功率运行，取，求：（结果均保留3位有效数字） (1)当车速为v=5m/s时，电动车的加速度大小a； (2)电动车的最大速度vm。 14．如图甲，我国的“祝融号”火星车成功着陆火星乌托邦平原南部地区后，开启了火星表面巡视探测，目前累计行驶了1921米。某段时间内，火星车沿平直路线运动全过程的速度v随时间t变化关系的图像如图乙所示，火星车由静止做匀加速运动，时速度为4cm/s，功率达到额定功率4.8W，以该功率继续行驶一段时间后，火星车的速度达到最大为6cm/s，以该速度匀速运动一段时间后，关闭火星车的动力，再经过0.18s，火星车停止运动，火星车受到的阻力大小不变，求： (1)火星车的质量m； (2)火星车匀加速的时间。 15．我国的“三农”政策取得显著成绩，农业现代化得到全面实施。图为某农场使用无人驾驶拖拉机牵引绿肥翻耕机在水平田地里作业的场景，拖拉机与翻耕机的总质量，工作时拖拉机与翻耕机整体所受阻力大小f与速度大小v成正比，即f＝kv，，重力加速度。 (1)拖拉机以匀速翻耕时，求此时的牵引力的功率； (2)若拖拉机以额定功率从静止开始加速翻耕，求加速过程的最大速度的大小； (3)若拖拉机以额定功率从静止开始加速翻耕，当拖拉机速度达到时，求此时的加速度大小a。 试卷第2页，共2页 试卷第8页，共8页 学科网（北京）股份有限公司 8.1 功和功率素养训练参考答案 1．D 【详解】当汽车在水平路面上匀速行驶时，牵引力大小等于阻力，即有 发动机输出的实际功率等于牵引力与速度的乘积，则有 其中， 解得 故选D。 2．A 【详解】A．根据牛顿第三定律，扶梯对人的支持力和人对扶梯的压力是一对作用力与反作用力，总是大小相等，A正确； B．匀速过程中，人的动能不变，扶梯对人的力为支持力，对人做正功，B错误； C．人随扶梯加速运动时，有竖直向上的分加速度，处于超重状态，C错误； D．加速运动时如图所示，人对扶梯的力F指向左下方，匀速时，人对扶梯只有竖直向下的压力作用，D错误。 故选A。 3．C 【详解】A．物体A向右匀速运动时，B向下运动，B所受重力对B做正功，A错误； B．物体A水平向右匀速运动时，B竖直方向也做匀速运动，则绳子的拉力等于B的重力，大小为3N。此时A在水平方向上受到绳子对物体的水平向右的拉力和水平向左的摩擦力作用，因物体A处于匀速直线运动状态，则摩擦力和拉力是平衡力，所以水平向左的摩擦力与向右的拉力大小相等，为3N。 物体A水平向左匀速运动时，水平方向上受到水平向左的拉力、绳子对A水平向右的拉力3N和水平向右的摩擦力3N，水平向左的拉力与水平向右的拉力、水平向右的摩擦力之和是平衡力，则有，B错误； C．物体A水平向左运动和水平向右运动时，由于A与桌面间的正压力不变，接触面粗糙程度不变，物体A受到的摩擦力不变，所以物体A水平向左减速运动时，受到水平向右的摩擦力仍然是3N，C正确； D．物体A向左加速运动时，A对B的拉力和B对A的拉力是一对作用力与反作用力，大小相等，D错误。 故选C。 4．D 【详解】A．人在向上运动的过程中经历了加速上升和减速上升阶段，分别对应着超重和失重状态，故A错误； BC．对图示状态进行受力分析知 解得 增大间距，夹角变大，则F变大，故BC错误； D．向上运动过程中，支持力的位移为零，支持力不做功，故D正确。 故选D。 5．C 【详解】ABC．机车的牵引力为 根据牛顿第二定律可得 机车以恒定的功率启动，开始一段时间，机车的速度随时间增大，牵引力减小，加速度减小，机车做加速度减小的变加速运动，当牵引力等于阻力，机车做匀速运动，故AB错误，C正确； D．在D图中，开始一段时间，机车的功率逐渐增大，则机车的功率不恒定，故D错误。 故选C。 6．B 【详解】绳索对货物的拉力与货物的运动方向相同，根据可知绳索对货物的拉力做正功。 故选B。 7．B 【详解】AB．小球竖直方向做竖直上抛，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，从抛出点到最高点过程，竖直方向有， 水平方向有， 联立解得风力大小 设小球受到的合力方向与水平方向夹角为，则有 解得 小球速度最小时合力方向与速度垂直，即最小速度为小球速度在垂直于合力方向的分量，即，故A错误，B正确； C．小球落回水平地面前瞬间，水平方向速度大小、竖直方向速度大小分别为， 速度与水平方向的夹角满足 可知，故C错误； D．小球从开始抛出到最终落回水平地面，整个过程中恒定风力对小球做功为 联立解得为，故D错误。 故选B。 8．AD 【详解】A．小明与车厢始终保持相对静止，且车厢向左匀速直线运动，小明也向左匀速运动，即小明处于平衡状态，受平衡力的作用，A正确； B．车厢底部对小明的支持力竖直向上，小明在竖直方向上没有移动距离，车厢底部对小明的支持力不做功，B错误； C．小明对车厢的推力水平向左，车厢在推力的方向上移动了距离，所以小明对车厢的推力做功，C错误； D．因为小明处于平衡状态，受平衡力的作用。对小明受力方向可知，竖直方向上小明受到重力和车厢底部对他的支持力，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对平衡力；因为力的作用是相互，小明用力向左推车厢，所以水平方向上小明还受到车厢水平向右的推力，因为小明处于平衡状态，受平衡力的作用，所以小明还受到车厢底部的摩擦力，大小与小明受到的推力相等，方向水平向左，D正确； 故选AD。 9．AC 【详解】AB．由题可知，CR450动车组的加速到 所用时间 因此CR450动车组的加速度的大小为，故A正确，B错误； CD．CR450动车组以最大速度行驶时所受到的阻力等于动车的牵引力，则有，故C正确，D错误。 故选AC。 10．ACD 【详解】A．汽车匀加速运动的末速度，解得 匀加速运动的时间 故A正确； B．由图知，汽车以恒定加速度启动，汽车匀加速运动的加速度为，因此速度不断增加，阻力恒定时，功率不断增大，故B错误； C．由图可知汽车的最大速度为，此时汽车做匀速直线运动，有 则 当时，，根据牛顿第二定律得 即 联立解得 故C正确； D．根据牛顿第二定律，汽车匀加速运动时有 代入数据得 车速为时，功率为 故D正确。 故选ACD。 11．(1)AC (2) 【详解】（1）A．该实验中要求斜槽末端的切线保持水平以保证小球做平抛运动，故A正确； B．小球每次必须从相同的高度位置滚下，以保证小球水平抛出时的速度相同，故B错误； C．以球心为坐标原点，借助重垂线确定竖直方向并建立直角坐标系，故C正确； D．只要小球每次从相同的高度位置滚下，以相同的水平速度抛出即可，钢球与斜槽间的摩擦对实验没影响，故D错误。 故选AC。 （2）根据平抛运动的规律，在竖直方向有 在水平方向 整理得 12．(1)4.5N (2) 3N 1.5N 【详解】（1）钩码离开桌面后测力计的示数不再变化，此时示数即为钩码所受重力大小，故钩码所受的重力为4.5N； （2）弹簧的伸长量与拉力成正比，由图象知：当h=6cm时，弹簧测力计的示数为4.5N，则 表示每伸长1cm所需拉力为0.75N；则当h=4cm 时，弹簧测力计的示数是 0.75N/cm×4cm=3N 此时测力计受重力、拉力、支持力的作用，支持力等于重力减去拉力，即 4.5N-3N=1.5N 13．(1)1.93 m/s² (2)9.30 m/s 【详解】（1）电动自行车运动过程的受力图，如图所示 由牛顿第二定律有 其中， 解得 （2）依题意，当时，电动车达到最大速度，有 其中 解得 14．(1)240kg (2)0.24s 【详解】（1）火星车的速度达到最大时，火星车受到的牵引力与阻力相等，即 瞬时功率为 代入数据解得 关闭动力后，火星车的加速度大小为m/s2 根据牛顿第二定律可知 解得 （2），火星车以恒定的加速度运动，此阶段火星车的牵引力 设此阶段火星车的加速度为，根据牛顿第二定律可得 解得 火星车以恒定的加速度运动的时间 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）由题意得拖拉机以匀速翻耕时受力平衡，满足 此时的牵引力的功率 （2）拖拉机以额定功率从静止开始加速翻耕，当其匀速行驶时速度达到最大值，此时拖拉机受力平衡，牵引力与阻力等大反向，最大速度满足 代入数据得 （3）由上问可知速度时拖拉机仍在加速阶段，牵引力大小为 阻力大小为 由牛顿第二定律有 解得 2 学科网（北京）股份有限公司 $