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

**基本信息** 高中物理人教版必修第二册8.1功和功率同步练，75分钟100分，通过单选、多选、填空、解答题的层级设计，实现从概念辨析到综合应用的知识巩固，适配新授课基础夯实与能力提升需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层（单选7题，28分）|功的概念、正负功判断、功率基本计算|以概念辨析题（如功的正负意义）和简单公式应用题（如重力功率计算）为主，强化物理观念中的能量观念| |中档层（多选3题+填空2题，30分）|功的合成、功率影响因素、摩擦力做功分析|通过多选题（如功率定义辨析）和填空题（如斜向力做功计算），培养科学思维中的科学推理能力| |提升层（解答题3题，42分）|多力做功综合、机车启动模型、匀加速运动能量分析|以情境化综合题（如斜面匀速拉动能量转化、汽车额定功率启动）为主，体现科学探究中的问题解决与模型建构|

高中物理人教版必修第二册 第八章《机械能守恒定律》 8.1 功和功率 同步练 考试时间： 75分钟 试卷分值：100分 姓名： 班级： 考号： 成绩： 1、 单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.关于功的表述，正确的是( ) A. 功的正负表示大小 B. 做功的大小与参照系的选取无关 C. 一个力对物体做负功，则该力一定阻碍物体运动 D. 作用力做正功时，反作用力一定做负功 2.若力F大小相等，物体运动的位移s也相同，下列四种情况中力F做功最少的是(　　) 3.两个相互垂直的共点力 和 作用在同一物体上，使物体运动一段位移。如果 ， ， 对物体做功 ， 对物体做功 ，则 和 的合力大小以及这两个力的合力对物体做功分别为( ) A. ， B. ， C. ， D. ， 4.质量为2 kg的小球从某一高度由静止释放，经3 s到达地面，不计空气阻力，g取10 m/s2。则(　　) A.落地时重力的瞬时功率为900 W B.落地时重力的瞬时功率为450 W C.3 s内重力的平均功率为600 W D.3 s内重力的平均功率为300 W 5.如图所示，电梯与水平地面成θ角，一人站在电梯上，电梯从静止开始匀加速上升，到达一定速度后再匀速上升，水平梯板对人的支持力为FN，人受到的重力为G，电梯对人的静摩擦力为f，下列结论正确的是(　　) A.匀速运动过程中f≠0，FN、G都做正功 B.匀速运动过程中f≠0，FN、G都做负功 C.加速运动过程中f≠0，G做负功，f、FN做正功 D.加速运动过程中f≠0，f、G做负功，FN做正功 6.质量为m的汽车，启动后沿平直公路行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶中受到的阻力大小恒定，汽车能达到的最大速度为v.当汽车的瞬时速度为时，汽车的加速度大小为(　　) A. B. C. D. 7.如图所示，一台起重机从静止开始匀加速地将一质量m＝1.0×103 kg的货物竖直吊起，在2 s末货物的速度v＝4 m/s，重力加速度g取10 m/s2，则起重机在这2 s内拉力的平均功率及2 s末拉力的瞬时功率分别为(　　) A.2.4×104 W　2.4×104 W B.2.4×104 W　4.8×104 W C.4.8×104 W　2.4×104 W D.4.8×104 W　4.8×104 W 2、 多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.关于功率，以下说法正确的是(　　) A.单位时间内物体做功越多，其功率越大 B.物体做功越多，它的功率就越大 C.物体做功越快，它的功率就越大 D.额定功率是发动机正常工作时的最大输出功率 9.如图所示，质量为 的物体置于倾角为 的斜面体上，物体与斜面间的动摩擦因数为 ，在外力作用下，斜面体以加速度 沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体 与斜面相对静止。则关于斜面对物体 的支持力和摩擦力，下列说法正确的是( ) A. 支持力一定做正功 B. 摩擦力一定做正功 C. 摩擦力可能不做功 D. 摩擦力可能做负功 10.如图所示，质量为m的飞机在水平甲板上，受到与竖直方向成θ角的斜向下的恒定拉力F的作用，沿水平方向移动了距离s，飞机与水平甲板之间的摩擦阻力大小恒为f，则在此过程中(　　) A.摩擦力做的功为－fs B.力F做的功为Fscos θ C.重力做的功为mgs D.力F做的功为Fssin θ 三、填空题（共计2题，共计15分） 11.如图所示，质量为1 kg的物体，静止在光滑水平面上．现在给物体一个与水平方向成60°角斜向右上、大小为10 N的拉力F，物体在拉力F的作用下沿水平面运动了2 s，则在这2 s内，拉力F所做的功是       J，支持力做功为       J，重力做功为         J. 12．质量为1 kg的物体做自由落体运动，经过2 s落地，下落过程中重力的平均功率为        ，落地前瞬间重力的瞬时功率为        ．(g＝10 m/s2) 四、解答题（共计3题，共计42分） 13.（10分）如图所示，用沿斜面向上、大小为800 N的力F，将质量为100 kg的物体沿倾角为θ＝37°的固定斜面由底端匀速地拉到顶端，斜面长L＝5 m，物体与斜面间的动摩擦因数为0.25。求这一过程中：(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) (1)物体的重力所做的功； (2)摩擦力所做的功； (3)物体所受各力的合力所做的功； (4)力F对物体提供的能量，这些能量的去向。 14.（14分）在平直路面上运动的汽车的额定功率为60 kW，若其总质量为5 t，在水平路面上所受的阻力为5×103 N。 (1)求汽车所能达到的最大速度； (2)若汽车以0.5 m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，则这一过程能维持多长时间？ (3)若汽车以额定功率启动，则汽车车速v′＝2 m/s 时其加速度为多大？ 15.（18分）如图所示，雪橇在与水平方向成α角的拉力F的作用下，在水平雪面上沿直线匀速前进了s的距离。 (1)试求作用在雪橇上的各个力所做的功； (2)外力对雪橇做的总功是多少？ (3)若雪橇(质量为m)在水平雪面上，以加速度a匀加速前进了s的距离，那么情况又如何？(用两种方法计算总功) 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理人教版必修第二册 第八章《机械能守恒定律》 8.1 功和功率 同步练解析版 1、 单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.关于功的表述，正确的是( ) A. 功的正负表示大小 B. 做功的大小与参照系的选取无关 C. 一个力对物体做负功，则该力一定阻碍物体运动 D. 作用力做正功时，反作用力一定做负功 答案 C [解析]功是标量，功的正负表示做功的力是动力还是阻力，故 错误；由于功的公式为 ，经典力学中，由于是惯性系，不考虑参考系造成的加速度，位移的大小与参考系的选择有关，则功的大小与参考系的选择也有关，故 错误；一个力对物体做负功，则该力一定阻碍物体运动，故 正确；作用力做正功时，反作用力不一定做负功，如冰面上的人互相推开，作用力和反作用力都做正功，故 错误。 2.若力F大小相等，物体运动的位移s也相同，下列四种情况中力F做功最少的是(　　) 答案　D 解析　由W＝Fscos α，知选项A中，力F做的功W1＝Fs；选项B中，力F做的功W2＝Fscos 30°＝Fs；选项C中，力F做的功W3＝Fscos 30°＝Fs；选项D中，力F做的功W4＝Fscos 60°＝Fs，故D正确。 3.两个相互垂直的共点力 和 作用在同一物体上，使物体运动一段位移。如果 ， ， 对物体做功 ， 对物体做功 ，则 和 的合力大小以及这两个力的合力对物体做功分别为( ) A. ， B. ， C. ， D. ， 答案 C [解析]力是矢量，力的合成遵循平行四边形定则， 和 的合力大小为 ，功是标量，两力均做正功，总功等于各个力做功的代数和，合力做的功为 。 4.质量为2 kg的小球从某一高度由静止释放，经3 s到达地面，不计空气阻力，g取10 m/s2。则(　　) A.落地时重力的瞬时功率为900 W B.落地时重力的瞬时功率为450 W C.3 s内重力的平均功率为600 W D.3 s内重力的平均功率为300 W 答案　D 解析　物体只受重力，做自由落体运动，则3s末速度为v＝gt＝10×3 m/s＝30 m/s，所以落地时重力的瞬时功率P＝mgv＝20×30 m/s＝600 W，故A、B错误；3 s内物体下落的高度为h＝gt2，所以3 s内重力的平均功率P＝＝＝＝×2×102×3 W＝300 W，故C错误，D正确。 5.如图所示，电梯与水平地面成θ角，一人站在电梯上，电梯从静止开始匀加速上升，到达一定速度后再匀速上升，水平梯板对人的支持力为FN，人受到的重力为G，电梯对人的静摩擦力为f，下列结论正确的是(　　) A.匀速运动过程中f≠0，FN、G都做正功 B.匀速运动过程中f≠0，FN、G都做负功 C.加速运动过程中f≠0，G做负功，f、FN做正功 D.加速运动过程中f≠0，f、G做负功，FN做正功 答案　C 解析　匀速过程中，人受力平衡，水平方向无相对运动趋势则不受摩擦力，但在竖直方向上有位移，所以重力和支持力都做功，故A、B错误；加速过程中，人的加速度斜向上，将加速度分解到水平和竖直方向得ax＝acosθ，方向水平向右；ay＝asinθ，方向竖直向上，水平方向受静摩擦力作用，f＝max＝macos θ，水平向右，竖直方向有向上位移，所以重力做负功，支持力做正功，在水平方向有向右的位移，摩擦力做正功，故C正确，D错误。 6.质量为m的汽车，启动后沿平直公路行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶中受到的阻力大小恒定，汽车能达到的最大速度为v.当汽车的瞬时速度为时，汽车的加速度大小为(　　) A. B. C. D. 答案　B 解析　当汽车匀速行驶时，有f＝F＝；根据P＝，得F′＝，由牛顿第二定律得a＝＝，故B正确． 7.如图所示，一台起重机从静止开始匀加速地将一质量m＝1.0×103 kg的货物竖直吊起，在2 s末货物的速度v＝4 m/s，重力加速度g取10 m/s2，则起重机在这2 s内拉力的平均功率及2 s末拉力的瞬时功率分别为(　　) A.2.4×104 W　2.4×104 W B.2.4×104 W　4.8×104 W C.4.8×104 W　2.4×104 W D.4.8×104 W　4.8×104 W 答案　B 解析　货物匀加速运动，根据加速度的定义式有a＝＝2 m/s2，货物受重力和拉力，根据牛顿第二定律有F－mg＝ma，解得F＝mg＋ma＝1.2×104 N，这2 s内的平均速度v＝＝2 m/s，则平均功率P＝Fv＝2.4×104 W，2 s末的瞬时功率P＝Fv＝4.8×104 W，故选项B正确，A、C、D错误。 2、 多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.关于功率，以下说法正确的是(　　) A.单位时间内物体做功越多，其功率越大 B.物体做功越多，它的功率就越大 C.物体做功越快，它的功率就越大 D.额定功率是发动机正常工作时的最大输出功率 答案　ACD 解析　根据P＝可知，单位时间内物体做功越多，其功率越大，故A正确，B错误；物体做功越快，说明单位时间内物体做功越多，则它的功率就越大，故C正确；额定功率是发动机正常工作时的最大输出功率，D正确。 9.如图所示，质量为 的物体置于倾角为 的斜面体上，物体与斜面间的动摩擦因数为 ，在外力作用下，斜面体以加速度 沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体 与斜面相对静止。则关于斜面对物体 的支持力和摩擦力，下列说法正确的是( ) A. 支持力一定做正功 B. 摩擦力一定做正功 C. 摩擦力可能不做功 D. 摩擦力可能做负功 答案 ACD [解析] 支持力方向垂直于斜面向上，与位移方向成锐角，故支持力一定做正功。若摩擦力恰为零，则物体 只受支持力与重力，此时的加速度为 ，即 时摩擦力不做功；若 ，则摩擦力沿斜面向下，摩擦力做正功；若 ，则摩擦力沿斜面向上，摩擦力做负功。 10.如图所示，质量为m的飞机在水平甲板上，受到与竖直方向成θ角的斜向下的恒定拉力F的作用，沿水平方向移动了距离s，飞机与水平甲板之间的摩擦阻力大小恒为f，则在此过程中(　　) A.摩擦力做的功为－fs B.力F做的功为Fscos θ C.重力做的功为mgs D.力F做的功为Fssin θ 答案　AD 解析　摩擦力大小为f，则摩擦力所做的功Wf＝－fs，选项A正确；由题意可知，拉力与位移方向上的夹角为90°－θ，则根据功的公式可得WF＝Fscos(90°－θ)＝Fssinθ，选项B错误，D正确；由于竖直方向上没有位移，故重力不做功，选项C错误。 三、填空题（共计2题，共计15分） 11.如图所示，质量为1 kg的物体，静止在光滑水平面上．现在给物体一个与水平方向成60°角斜向右上、大小为10 N的拉力F，物体在拉力F的作用下沿水平面运动了2 s，则在这2 s内，拉力F所做的功是       J，支持力做功为       J，重力做功为         J. 答案　50　0　0 解析　Fcos 60°＝ma s＝at2 W＝Fscos 60° 联立解得W＝50 J， 物体在竖直方向上没有位移，所以重力和支持力都不做功． 12．质量为1 kg的物体做自由落体运动，经过2 s落地，下落过程中重力的平均功率为        ，落地前瞬间重力的瞬时功率为        ．(g＝10 m/s2) 答案　100 W　200 W 四、解答题（共计3题，共计42分） 13.（10分）如图所示，用沿斜面向上、大小为800 N的力F，将质量为100 kg的物体沿倾角为θ＝37°的固定斜面由底端匀速地拉到顶端，斜面长L＝5 m，物体与斜面间的动摩擦因数为0.25。求这一过程中：(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) (1)物体的重力所做的功； (2)摩擦力所做的功； (3)物体所受各力的合力所做的功； (4)力F对物体提供的能量，这些能量的去向。 答案　(1)－3 000 J　(2)－1 000 J　(3)0　(4)4 000 J　转化为物体的重力势能和物体与斜面之间的摩擦生热 解析　对物体受力分析如图所示 (1)WG＝－mgLsin θ＝－3 000 J。 (2)f＝μFN＝μmgcos θ Wf＝－fL＝－μmgcos θ·L ＝－1 000 J。 (3)解法一　WF＝FL＝4 000 J W＝WF＋WG＋Wf＝0 解法二　物体做匀速运动，F合＝0 故W＝0。 (4) 力F做正功，大小为4 000 J；因此力F对物体提供了4 000 J的能量；这些能量转化为了物体的重力势能和物体与斜面间的摩擦生热。 14.（14分）在平直路面上运动的汽车的额定功率为60 kW，若其总质量为5 t，在水平路面上所受的阻力为5×103 N。 (1)求汽车所能达到的最大速度； (2)若汽车以0.5 m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，则这一过程能维持多长时间？ (3)若汽车以额定功率启动，则汽车车速v′＝2 m/s 时其加速度为多大？ 14.[答案]　(1)12 m/s　(2)16 s　(3)5 m/s2 [解析]　(1)当汽车速度达到最大时，牵引力F＝Ff， 则由P＝Fv得汽车所能达到的最大速度 vmax＝＝m/s＝12 m/s。 (2)设汽车以恒定的加速度a做匀加速运动，能够达到的最大速度为v，则有－Ff＝ma 得v＝＝ m/s＝8 m/s 由v＝at得这一过程维持的时间t＝＝ s＝16 s。 (3)当汽车以额定功率启动达到2 m/s的速度时，牵引力 F′＝＝ N＝3×104 N， 由牛顿第二定律得汽车的加速度 a＝＝ m/s2＝5 m/s2。 15.（18分）如图所示，雪橇在与水平方向成α角的拉力F的作用下，在水平雪面上沿直线匀速前进了s的距离。 (1)试求作用在雪橇上的各个力所做的功； (2)外力对雪橇做的总功是多少？ (3)若雪橇(质量为m)在水平雪面上，以加速度a匀加速前进了s的距离，那么情况又如何？(用两种方法计算总功) 15.答案　(1)WG＝0　WFN＝0　WF＝Fscosα Wf＝－Fscosα　(2)0　(3)见解析 解析　如图所示，雪橇受到重力G、支持力FN、拉力F和摩擦力f的作用。 (1)由于雪橇做匀速直线运动，所以摩擦力f＝Fcos α， 则重力做功为WG＝Gs cos90°＝0， 支持力做功为WFN＝FNs cos90°＝0， 拉力F做功为WF＝Fs cosα 摩擦力做功为 Wf＝fscos 180°＝－Fs cosα (2)外力做的总功为W总＝WG＋WFN＋WF＋Wf＝0 (3)由于雪橇做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得 Fcos α－f＝ma，得f＝Fcosα－ma 则重力做功为WG＝Gscos90°＝0， 支持力做功为WFN＝FNscos90°＝0， 拉力做功为WF＝Fscosα， 摩擦力做功为Wf＝fscos180°＝－Fscosα＋mas。 方法一　由W总＝WG＋WFN＋WF＋Wf得W总＝mas。 方法二　由牛顿第二定律得F合＝ma， 由W总＝F合scos 0°，得W总＝mas。 学科网（北京）股份有限公司 $