(7)功与功率、重力势能-【衡水金卷·先享题】2025-2026学年高一物理必修第二册同步周测卷（教科版）

高一同步周测卷/物理必修第二册 (七)功、功率 (考试时间40分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共6小题，每小题6分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只 有一项是符合题目要求的) 1.一物体在大小相等的力F的作用下在水平面上沿各自初速度v的方向发生了一段大 小相等的位移x,关于下列三种情形下力F做功的情沉况，说法正确的是 F F 50°7 :130°y 77777777777777 77777777777777 77777777777777 甲 丙 A.图甲中，力F对物体做负功 B.图乙中，力F对物体做的功为Fxcos30 C.图甲和图丙中，力F对物体做的功相同 D.图甲和图乙中，力F对物体做的功相同 2.质量为1kg的小物体做自由落体运动，历时4s落地。已知重力加速度g=10m/s2, 不计空气阻力，下列说法错误的是 A.落地时，重力的功率为400W B.前2s和后2s重力做的功之比为1：3 C.第4s内重力的平均功率为35W D.整个下落过程中，重力的平均功率为200W 3.如图所示，摆球的质量为，不可伸长的悬线长为L,把悬线拉到水平位置A后放手。 已知摆球可视为质点，摆球运动过程中所受的空气阻力大小不变，重力加速度为 g,则摆球从A点运动到B点的过程中，关于各力对摆球做的功，下列说法正确的是 A.重力做的功为√2mgL B.悬线的拉力做的功为O B C.空气阻力f做的功为一fL D.空气阻力f做的功为一fπL 4.如图所示，滑雪者由静止沿斜坡从A点自由滑下，然后在水 平地面上前进至B点停下。已知滑雪者与斜坡、水平面之 间的动摩擦因数均为μ，滑雪者（包括滑雪板）的质量为， L A、B两点间的水平距离为L,A、C之间的距离为LC,B、C 之间的距离Lc,重力加速度为g,在滑雪者运动的整个过程中，克服摩擦力做的功为 物理（教科版）必修第二册第1页（共4页) 衡水金卷·先享题 A.等于mgL B.大于mgL C.小于mgL D.等于ng(LAc十Lc) 5.如图甲所示，静止于光滑水平面上O点处的小物块，在水平拉力F的作用下，沿x轴 方向运动，拉力F的大小随物块厅在位置坐标x的变化关系如图乙所示，图线为半 圆，则小物块从O点处运动到x。处的过程中F所做的总功为 mmAn x/m 甲 乙 A.0 B.2Fn西 C.灭Fmxo 41 D 6.跳绳是一种健身运动。一位同学在原地跳绳的过程中，离开地面后竖直方向的速率 一时间图像如图所示。已知跳绳者的质量为，重力加速度为g,不计空气阻力，下 列关于该同学的说法正确的是 A.2t。时间内完成了一次起跳 /(m's-1) B.上升的最大高度为9g6 50 2t6 C.6时间内克服重力做功的平均功率为3mg 40 D.落地前瞬间重力做功的瞬时功率为3mg西 10 二、多项选择题（本题共2小题，每小题8分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有 多项符合题目要求。全部选对的得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 7.某“复兴号”列车的额定功率为1×104kW,列车的质量为1×105kg,列车在平直轨道 上行驶时，受到恒定的阻力，阻力为车重的k倍(k=0.1),重力加速度g=10m/s2。 下列说法正确的是 A.列车保持额定功率行驶，列车能达到的最大速度为100m/s B.若列车保持额定功率行驶，当列车的行驶速度为50/s时，列车的加速度大小为 3m/s2 C.若列车由静止开始，保持以1m/s2的加速度做匀加速运动的最长时间为55s D.若列车由静止开始，保持以1/s2的加速度做匀加速运动，则30s末列车的瞬时 功率为6×106W 高一同步周测卷七 物理（教科版）必修第二册第2页（共4页) 8.如图甲所示，轻弹簧一端固定在地面上，另一端与质量mA=1kg的物块A相连，质 量B=2kg的物块B叠放在A上，但不与A相连。开始时整个系统处于静止状态， 从t=0时刻开始，对B施加一竖直向上的力F使B做匀加速直线运动。力F随时 间t变化的规律如图乙所示，已知重力加速度g=10/s2,弹簧始终在弹性限度内， 下列说法正确的是 F A.0~0.2s时间内B向上运动的距离为0.2m B.弹簧的劲度系数为100N/m 77子777 00.2 C.整个运动过程中A的最大速度为2m/s 甲 D.00.2s时间内力F做的功为7J 班级 姓名 分数 题号 1 2 3 6 7 8 答案 三、非选择题（本题共3小题，共48分。请按要求完成下列各题） 9.(15分)如图所示，质量m=1kg的物体静止在倾角0=37°的斜面上，物体与斜面间 的动摩擦因数u=0.8,现使物体与斜面相对静止并水平向左匀速移动距离l=10, 重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： (1)摩擦力对物体做的功； (2)斜面对物体的弹力做的功； (3)重力对物体做的功； (4)物体受到的各力对物体所做的总功。 物理（教科版）必修第二册第3页（共4页) 衡水金卷·先享题· 10.(15分)如图所示，一个质量为1kg的物块（可视为质点）在电动机作用下从A点由 静止匀加速运动至B点，此时速度为20/s,之后立即做匀速运动至C点，关闭电 动机，从C点又恰好到达最高点D,已知AB段经历的时间为CD段时间的2倍，物 块与斜面间的动摩擦因数为0.5，斜面的倾角0=37°，且斜面足够长，sin37°=0.6， 重力加速度g=10m/s2,求： (1)CD段的长度； (2)物块刚到达B点时电动机的瞬时输出功率。 电动机 D 11.(18分)如图所示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量=5× 103kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做大小a=2/s2的匀加速 直线运动，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率继续加速重物，最 终重物做vm=6m/s的匀速直线运动。已知重力加速度g=10m/s2,不计额外 功。求： (1)重物在做匀加速运动时受到的牵引力大小； (2)起重机允许输出的最大功率； (3)起重机在第2秒末的输出功率。 77777797777777777777 高一同步周测卷七 物理（教科版）必修第二册第4页（共4页)高一周测卷 ·物理（教科版）必修第二册· 高一同步周测卷/物理必修第二册（七） 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： I.理解能力Ⅱ.推理能力 Ⅲ，分析综合能力Ⅳ，应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究①科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) T ②③ ④ 档次 系数 单项选择题 6 功的定义、计算式和物理意义 易 0.90 2 单项选择题 6 功、功率 中 0.75 3 单项选择题 6 功、变力做功 中 0.75 4 单项选择题 6 克服摩擦力做功问题 中 0.75 5 单项选择题 6 变力做功 中 0.70 6 单项选择题 6 v-t图像 中 0.65 功率、机车启动、牛顿第二定律 多项选择题 8 易 0.90 等综合应用 8 多项选择题 8 弹簧连接体综合问题 中 0.60 9 非选择题 15 功的计算 易 0.85 10 非选择题 15 斜面体上物体运动的综合计算 中 0.70 非选择题 18 起重机吊重物问题的计算 0.65 香考答案及解析 一、单项选择题 2s物体下落的高度A=g-号si=之×10× 1.C【解析】根据做功的计算公式W=Fxcos,式中9 为力F的方向与位移x方向之间的夹角，因此甲、 4m之×10X22m=60m,重力做的功W=mgh, 乙、丙图中力F所做的功分别为W甲=Fxcos30°， 前2s和后2s重力做的功之比W:W2=h:h2=1: Wz=一Frcos30°，W丙=Fxcos30°，则甲、丙两种情 况力F对物体做功相同且都做正功，图乙中力F对 3,B项正确：第4s内物体下落的高度A=gr 物体做负功，C项正确。 2.C【解析】落地时，物体的速度o=gt=40m/s,落地 号g财=号×10X4m-号×10X3m=35m,第4 时，重力的功率P=mgU=400W,A项正确；前2s物 内重力做功的平均功率P=少=gh 体下落的高度A1=合g=号×10×22m=20m,后 1X10X35W=350W,C项错误；整个下落过程物体 ·23· ·物理（教科版）必修第二册· 参考答案及解析 下落的高度a,=号gt=号×10×4华m=80m,整个 开始以1m/s的加速度做匀加速运动，设这种加速 运动能达到的最大速度为m',所需的时间为t,当列 下落过程中，重力做功的平均功率P,-型=mgh 车达到速度m'时，列车的实际功率恰好达到额定功 率，根据功率公式有P=F”m',根据牛顿第二定律有 1×10X80W=200W,D项正确。 4 F”-f=ma',根据运动学公式有m'=a't,解得t= 3.B【解析】重力在整个过程中始终不变，所以重力做 50s,30秒末列车的速度v=a't',功率P'=F"v',解 的功为gL,A项错误；在运动过程中悬线的拉力与 得P'=6×10W,C项错误，D项正确。 运动方向始终垂直，故拉力对摆球不做功，B项正确： 8.AD【解析】设弹簧的劲度系数为k,力F未作用时， 由于阻力大小恒定不变，始终与速度方向相反，所以 弹簧的压缩量为x,整体受到总的重力和弹力而平 阻力做的功为-X子X2x·L=一faL,C.D项 衡，即kxo=(A十g)g,t=0时，力F作用瞬间，设 整体的加速度大小为a,由牛顿第二定律有F十kx。 错误。 (mA十g)g=(A十mB)a,根据图乙可知0时刻F 4.A【解析】设斜坡与水平面间的夹角为日，在AC段， 30N,解得A、B共同运动的加速度a=10m/s2,0~ 滑雪者受到的摩擦力大小∫=mgcos0,AC段克服 摩擦力做的功Wc=ngcos日·Lc,Lac cos日=L1, 0.2s时间内B匀加速的位移x=号at=0.2m,A L1即为AC段在水平方向的距离：CB段克服摩擦力 项正确：由图乙可知t=0.2s时力F发生突变，A、B 做的功Wcg=gLx,所以在滑雪者经过AB段运 分离出现在0.2s时刻，且分离瞬间A,B之间弹力为 动的过程中，克服摩擦力做的功W=mgL!十 零，对A有k(xo-x)-Ag=Aa,解得k=50N/m, ngLx=mgL,A项正确。 B项错误；A、B分离时整体的速度v=at=2m/s,物 5.C【解析】在F-x图像中，图线与x轴所围面积的 块A仍在加速，因此A的最大速度超过2m/s,C项 代数和就表示力F在这段位移内所做的功，面积W 错误；A、B分离瞬间对B由牛顿第二定律有F一msg =s=-=受。·=平=，C项 =msa,解得F=40N,根据胡克定律，力F随上升位 2 2 移x线性变化，0~0.2m内力F对位移x的平均作 正确。 用力F=30十40N=35N,做的功W=Fx=7J,D项 6.D【解析】由图可知，在2t。时间内完成了两次起 2 跳，A项结误：由题意可知，上升的时间=号×亭。 正确。 三、非选择题 =品，故上升的高度A=i=品g,B项钻误： 9 9.【解析】(1)物体受到的摩擦力为静摩擦力，方向沿斜 面向上，根据受力平衡可得 上升过程中克服重力做的功W=mgh,则克服重力做 f=mgsin 0=6 N (2分) 功的平均功率P-罗-易g4,C项酷误：落地前 摩擦力对物体做的功 3 W:=-flcos8=-6×10×0.8J=-48J(2分) 瞬间的速度u一g红=0。，故落地前瞬间重力做功 (2)物体受到的弹力方向垂直斜面向上，大小N= 3 的功率P=mgu=mg,D项正确。 mgcos 0=8 N (2分) 斜面对物体的弹力做的功 二、多项选择题 Wx=Nlcos(90°-8)=8×10X0.6J=48J(3分) 7,AD【解析】当列车的牵引力与阻力大小相等时，列 (3)由于重力方向竖直向下，与物体的运动方向垂直， 车速度达到最大，列车做匀速运动，根据力的平衡可 可知重力对物体做的功为0 (3分) 知牵引力F=f=kmg,列车能达到的最大速度vm= (4)各力对物体所做的总功 了，解得=100m/s,A项正确；当列车行驶速度为 Wa=W:+W、+W。=-48J+48J+0=0(3分) 10.【解析】(1)物块在CD段运动过程中，根据牛顿第二 50m/s时，牵引力F-号根据牛领第二定律有F 定律有 一kmg=1a,解得a=1m/s2,B项错误；列车由静止 mgsin日+ugcos日=acD (2分) ·24· 高一周测卷 ·物理（教科版）必修第二册· 解得aw=10m/s (1分) (2)设起重机允许输出的最大功率为P,重物达到最 根据速度位移公式有 大速度时，拉力F等于重力，即F1=mg(2分) -v2=-2acDxcD (2分) P=FIUm=mgum=3X10i W (2分) 解得xw=20m (1分) 即起重机允许输出的最大功率为3×105W (2)根据速度时间公式有 (3)设匀加速运动结束时重物的速度为，此时起 v=acptcD=anBtAB (2分) P 重机的功率为P,重物受到的拉力为F,则有=京 且tB=2tcn 解得aB=5m/s (1分) (1分) 对AB段，根据牛顿第二定律有 又根据匀变速运动规律可知=at (2分) FAB-mgsin 0-umgcos 0=maAB (2分) 解得有=君=2.5s (1分) 解得FaB=15N (1分) 即重物做匀加速运动所经历的时间为2.5s(1分) 故物块刚到达B点时电动机的瞬时输出功率P:= t=2s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度 FABU (2分) 为2，输出功率为P,则 解得Pg=300W (1分) v -ate (2分) 11.【解析】(1)根据牛顿第二定律有F-mg=ma P'=Fv (2分) (2分) 解得P'=Fat2=2.4X105W (1分) 解得F=mg十a=6X10N (2分) 即重物在匀加速运动时的牵引力为6×10N ·25·