【文档说明】2023-2024学年高一物理人教版2019必修第二册同步试题 8.1 功与功率（冲A提升练） Word版含解析.docx，共(14)页，415.271 KB，由小赞的店铺上传

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8.1功与功率（冲A提升练）（解析版）一、单选题（本大题共15小题）1.下列各图的体育锻炼中，手臂对躯干不做功的是()A.俯卧撑B.双臂悬垂卷腹C.引体向上D.双杠臂曲伸【答案】B【解析】解：𝐴、做

俯卧撑时手臂对躯干的作用力和位移都是竖直方向，所以手臂对躯干做功，故A错误；B、双臂悬垂卷腹手臂没有位移，所以手臂不做功，故B正确；C、引体向上手臂对躯干的作用力和位移都是竖直方向，故手臂对躯干做功，故C错误；D、双杠臂曲

伸手臂对躯干的作用力和位移都是竖直方向，故手臂对躯干做功，故D错误；故选：𝐵。功的定义为物体受到力的作用，并在力方向上发生一段位移，就说力对物体做了功，分析几个选项力和位移的关系可求解。本题考查做功条件，把握住两点：

有力和沿力方向上的位移，难度不大。2.如图所示，拖着旧橡胶轮胎泡步是身体耐力训练的一种有效方法。如果某受训者拖着轮胎在水平直道上加速跑了50𝑚，下列说法正确的是A.合外力对负功B.重力对轮胎做正功C.拉力对轮胎不做功D.摩擦力对轮胎

做负功【答案】D【解析】判断功的正负，可根据功的公式W=Flcosα，确定力与位移的夹角α的大小，根据α的范围确定功的正负。本题只要掌握功的公式W=Flcosα，既可以判断力是否做功，也可以判断功的正负，关键

确定力与位移的夹角。【解答】A.由于运动员加速跑步，故合力方向向右，故合力对运动员做正功，故A错误；B.轮胎受到的重力竖直向下，而轮胎的位移水平向右，则轮胎在竖直方向上没有发生位移，重力不做功，故B错误；C.设拉力与水平方向的夹角为α，由于α是锐角，所以轮

胎受到的拉力做正功，故C错误；D.由题知，轮胎受到地面的摩擦力方向水平向左，而位移水平向右，两者夹角为180∘，则轮胎受到地面的摩擦力做了负功，故D正确。故选D。3.一个恒力𝐹作用在物体上，使物体在力的方

向上发生了一段位移𝑠，下面关于力𝐹做的功的说法正确的是()A.物体加速运动时，力𝐹做的功最多B.力𝐹对物体做功与物体运动快慢无关C.物体匀减速运动时，力𝐹的功最少D.物体匀速运动时，力𝐹做的功最多【答案】B【解析】作用力F做功的大小为W

=FScosθ，其中θ为力与位移的夹角。本题主要考查了力做功的计算，即抓住W=FScosθ，其中θ为力与位移的夹角即可。【解答】作用力F做功大小为W=FScosθ，做功的多少只与力、位移及其夹角相关，与物体的运动状态无关，故ACD

错误，B正确。故选B。4.如图所示，一物体(可视为质点)以一定的速度𝑣沿水平面由𝐴点滑到𝐵点，摩擦力做功为𝑊1；若该物体从𝑀沿两斜面滑到𝑁(此过程物体始终不会离开斜面)，摩擦力做的总功为𝑊2，若物体与各接触面的动摩

擦因数均相同，则()A.𝑊1=𝑊2B.𝑊1>𝑊2C.𝑊1<𝑊2D.不能确定𝑊1.𝑊2的大小关系【答案】A【解析】通过功的公式W=Fscosθ去比较两种情况下摩擦力做功的大小。解决本题的关键掌握功的公式W=Fscosθ；注意本题中摩擦力

一直做负功，要明确求总功的方法。【解答】设AB间的距离为L，则上图中摩擦力做功W1=−μmgL.下图中把摩擦力做功分为两段，即：W2=−μmgcosαs1−μmgcosβs2=−μmg(s1cosα+s2cosβ)=−μmgL.所以W1=W2

.故A正确，B、C、D错误。故选A。5.质量为𝑚的物体，在水平力𝐹作用下，在粗糙的水平面上向右运动。如图所示，下列说法正确的是()A.如果物体做匀速直线运动，𝐹一定对物体不做功．B.如果物体做减速直线运动，𝐹一定对物体做负功．

C.如果物体做减速直线运动，𝐹一定对物体做正功．D.如果物体做匀速直线运动，合力一定对物体做正功．【答案】C【解析】根据物体的运动状态可以判断物体的受力的情况，在根据功的公式可以分析力F的做功的情况．当力和位移的夹角为锐角时，力对物体做正

功，当力和位移的夹角为钝角时，力对物体做负功，分析力与物体运动方向间的关系即可解决本题．【解答】解：A、如果物体做匀速直线运动，物体受到的拉力F的大小等于摩擦力的大小，F的方向与物体的运动的方向相同，所以F做正功，所以A错误；BC、物体做减速直线运动时，F的方向与物体运动的方向相

同，F一定对物体做正功，所以B错误，C正确．D、物体做匀速直线运动，物体处于受力平衡状态，F和摩擦力大小相等方向相反，摩擦力的方向与物体运动的方向相反，合力对物体做功为零.故D错误。故选C。6.质量为𝑚的物体，静止在倾角为𝜃斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离𝐿，如图所示，已知斜面运动

过程中物体相对斜面始终静止，重力加速度为𝑔，则下列说法正确的是()A.合力对物体做功为零B.重力对物体做功为𝑚𝑔𝐿tan𝜃C.摩擦力做功为𝑚𝑔𝐿sin𝜃cos𝜃D.支持力对物体做功𝑚

𝑔𝐿sin𝜃【答案】A【解析】本题考查功的计算，要牢记功等于力与力的方向上发生的位移的乘积。分析物体的受力情况，根据力与位移的夹角，判断力做功的正负；物体匀速运动时，合力为零，合力对物体m做功为零；根据功的公式W=FLcosα求出摩擦力和重力、支持力做功。【解答】A.物体匀速运

动时，合力为零，合力对物体m做功为零，故A正确；B.物体在水平方向移动，在重力方向上没有位移，所以重力对物体m做功为0，故B错误；C.摩擦力与位移的夹角为钝角，所以摩擦力对物体m做功不为零，做负功，根据功的定义得到摩擦力做功为−mgLsinθcosθ故C错误；D.

支持力N与位移的夹角为90°−θ，则弹力对物体m做正功，支持力对物体做功mgLsinθcosθ，故D错误。7.如图所示，匈牙利大力士希恩考·若尔特曾用牙齿在52𝑠的时间内将50𝑡的𝐴320客机拉动了约40𝑚.假设大力

士牙齿的拉力约为5×103𝑁恒定不变，绳子与水平方向夹角𝜃约为30°，则飞机在被拉动的过程中A.重力做功约2.0×107𝐽B.拉力做功约1.7×105𝐽C.克服阻力做功约为1.5×105𝐽D.合外力做功约为2.0×105𝐽【答案】B【解析】根据功的公式分析各力做功情况，根据动

能定理求出客机所受阻力做功情况。掌握功的公式计算拉力做功，能根据动能定理求合外力功和阻力功是正确解题的关键。【解答】A.飞机在水平方向被拉动，故此过程中飞机的重力不做功，故A错误；B.根据功的公式可得W=FScosθ=5×103×40×√32J=1.7×105J，故B正确；CD.飞机的获得的

动能Ek=12mv2=12×50×103×(2×4052)2J=5.9×104J，根据动能定理可知，合外力做功为5.9×104J，又拉力做功1.7×105J，所以克服阻力做功1.11×105J，故CD均错误。故选B。8.如图所示，小明用恒力𝐹1推箱子，小丁用恒力𝐹2拉相同的箱子，𝐹1、

𝐹2与水平方向的夹角均为𝜃，木箱都沿直线匀速移动了𝑥，则A.𝐹1与𝐹2做功相同B.𝐹1与𝐹2的功率相同C.𝐹1做的功大于𝐹2做的功D.𝐹1的功率大于𝐹2的功率【答案】C【解析】根据共点力平衡比较拉力和

推力的大小，再通过W=Fscosθ，比较做功的大小，再由功率公式确定功率的大小关系。本题考查功的计算，要注意物体做匀速运动说明箱子一定受摩擦力作用，所以本题中要通过共点力平衡来确定两力的大小关系。【解答】AC、左图中拉

力斜向下，具有向下的分量，箱子对地面的压力大于箱子的重力，大小为FN=F1sinθ+mg，摩擦力f=μ(F1sinθ+mg)；根据平衡条件有：F1cosθ=μ(F1sinθ+mg)；右图中拉力斜向上，具有向上的分量，箱子对地面的压力减小，压力FN′=mg−F2si

nθ，摩擦力f′=μ(mg−F2sinθ)；根据平衡条件有：F2cosθ=μ(mg−F2sinθ)；由功的公式可知，W1=F1xcosθ，W2=F2xcosθ，联立可得F1做的功大于F2做的功，故A错误，C正确；BD、拉力的功率P=Fvcosθ，θ为力与运动方向的夹角，

由于不知道箱子运行速度v，所以无法比较两力的功率大小，故BD错误。故选：C。9.图为一位学生做引体向上的示意图。引体向上分为两个过程：身体从最低点升到最高点的“上引”过程，身体从最高点回到最低点的“下放”过程。该同学在30𝑠内连续做

了15个完整的引体向上，且“上引”过程与“下放”过程的时间相同。他的身高约为1.75𝑚，体重为60𝑘𝑔，引体向上的“上引”过程重心上升的高度约为0.5𝑚，重力加速度𝑔取10𝑚/𝑠2。则()A.“

上引”过程单杆对人做正功B.“下放”过程单杆对人做负功C.该同学在30内重力做的总功约为4500𝐽D.该同学在某次“上引”过程克服重力做功的平均功率约为300𝑊【答案】D【解析】解：AB、单杠对人的作用力作用在手上，在“上引”或“下放”过程中，人的手没有发生位移，

故单杠对人的作用力不做功，故AB均错误；C、在一次“上引”和“下放”过程中，重心上升或下降的高度相同，而在“上引”过程中人克服重力做功，“下放”过程中重力做正功，两者之和为零，故一次引起向上过程中重力对人做功为零，故30s时间内，重力对

人做的总功为零，故C错误；D、由题意知，该同学在某次“上引”过程中，克服重力做功W=mgh=60×10×0.5J=300J，一次“上引”过程中经历的时间t=3015×12s=1s，所以在一次“上引”过程中，克服重力做功的平均功率P=Wt=3001W=

300W，故D正确。故选：D。单杠对人的作用力作用在手上，在“上引”或“下放”过程中，人的手没有发生位移，故单杠对人的作用力不做功，在“上引”过程中重力对人做负功，“下放”过程中重力对人做正功，一个完整的引起向上，重力对做的总功为零，根据运动时间计

算一次“上引”过程中克服重力所做的功，并根据平均功率公式求得平均功率。本题主要考W=FL，同时理解F和L的含义，理解重力做功的特点，在计算平均功率时利用公式P=Wt。10.如图所示，质量为50𝑘𝑔的同学在做仰卧起坐运动．

若该同学上半身的质量约为全身质量的35，她在1𝑚𝑖𝑛内做了50个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为0.3𝑚，取𝑔=10𝑚/𝑠2，则她在1𝑚𝑖𝑛内克服重力做的功𝑊和相应的功率𝑃约为A.𝑊=4

500𝐽𝑃=75𝑊B.𝑊=7500𝐽𝑃=125𝑊C.𝑊=4500𝐽𝑃=150𝑊D.𝑊=7500𝐽𝑃=250𝑊【答案】A【解析】此题主要考查的是学生对功和功率计算公式的理解和掌握，弄清楚引体

向上是克服人的体重做功是解决此题的关键。引体向上是克服人体重力做功，根据公式W1=35mgh求出一次做的功，再求出总功；再根据公式P=Wt求出功率。【解答】身体向上拉起一次克服重力所做的功：W1=35mgh=35×50×10×0

.3J=90J他1min内做的总功：W=nW1=50×90J=4500J，平均功率P=Wt=450060W=75W，故A正确，BCD错误。故选A。11.汽车发动机通过变速箱将动力传输给运动系统，一般赛车的变速箱有1挡到5挡5个逐次增高的前进挡位，在发动机输出功率不变时，挡位越高车速越快，

加大油门可以增大发动机的输出功率。如图所示是赛车越野比赛时正在爬坡的情形，为了能够顺利爬上陡坡，司机应该A.拨1挡，减小油门B.拨1挡，加大油门C.拨5挡，减小油门D.拨5挡，加大油门【答案】B【解析】根据P=Fv判断知，速度越小，牵引力越大，从而确定变

速杆拨1挡即可。解决本题的关键是清楚功率与牵引力以及速度的关系，即P=Fv，据此进行答题。【解答】车辆上坡时要克服重力做功，因此需要较大的牵引力。由功率P=Fv可知：可以提高功率，加大油门可以增大发动机

的输出功率。也可以增大牵引力，由功率P=Fv得牵引力为F=Pv在保持发动机输出功率P不变的情况下，可减小速度v，获得更大的牵引力F，因此应当将变速杆拨1挡。故B正确。12.高中生小明骑电动自行车沿平直公路行驶，因电瓶

“没电”，改用脚蹬车以5𝑚/𝑠的速度匀速前行，骑行过程中所受阻力恒为车和人总重的0.02倍，人和车总质量为100𝑘𝑔，取重力加速度𝑔=10𝑚/𝑠2.根据估算，小明骑此电动车做功的平均功率最接近()A.10𝑊B.100𝑊C.1𝑘𝑊D.10𝑘𝑊【答案】B【

解析】解：人的速度大小为5m/s，人在匀速行驶时，人和车的受力平衡，阻力的大小为f=0.02mg=0.02×1000N=20N，此时的功率P=FV=fV=20×5W=100W，所以B正确。故选：B。人在

匀速行驶时，受到的阻力的大小和脚蹬车的力的大小相等，由P=FV=fV可以求得此时人受到的阻力的大小在计算平均功率和瞬时功率时一定要注意公式的选择，P=Wt只能计算平均功率的大小，而P=Fv可以计算平均功率也可以是瞬时功率，取决于速度是平均

速度还是瞬时速度13.快艇在水上行驶，所受水的阻力和艇的速度平方成正比，若快艇以速度𝑣行驶时，发动机的功率为Ｐ，当快艇的速度为３𝑣时，发动机的功率应为()A.３ＰB.９ＰC.27ＰD.81Ｐ【答案】C【解析】当匀速飞行时，快艇的牵引力的大小和受到的阻力的大小相等，根

据功率的公式P=Fv可得，此时有P=Fv=fv，再根据所受空气阻力与它的速率平方成正比，即f=kv2，即可分析快艇的总功率的情况。快艇运动时所受的阻力与速度的平方成正比，即f=kv2，这是解决本题的关键的地方，也就是受到的阻

力的大小不是不变的，而是与物体的速度的大小有关的。【解答】解：设飞机飞行中所受阻力f=kv2在匀速飞行时飞机受到的阻力的大小和飞机的牵引力的大小相等所以飞机以速度v飞行时P=fv=kv3当飞机以3v匀速飞行时，有P1=f′v′=k(

3v)3=27kv3=27P，故ABD错误，C正确。故选C。14.已知动车组列车每节动车的额定功率相同，每节动车与拖车质量相等，设动车组运行时所受阻力与其速率成正比。若某动车组由4节动车加8节拖车组成，其运行的最大速率为240𝑘𝑚/ℎ，则由8节动车加4节

拖车组成的动车组，运行的最大速率约为A.240𝑘𝑚/ℎB.340𝑘𝑚/ℎC.360𝑘𝑚/ℎD.480𝑘𝑚/ℎ【答案】B【解析】当功率一定时，当牵引力等于阻力时，速度达到最大，根据P=Fv去求最大速度。解决本题的关键知道功率与牵引力的关系，以及知道功率一定，当牵引力

与阻力相等时，速度最大。【解答】由每节动车功率为：Pm=Fvm=fvm设每节车质量为m，则当运行最大速率时，每节车所受阻力为：f=kvm则4节动车8节拖车时：4Pm=12kvm12，其中vm1=240km/h8节动车4节拖车时：8Pm=12kvm22，解得：vm2≈340k

m/h，故B正确。15.一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5𝑠内做匀加速直线运动，5𝑠末达到额定功率，之后保持以额定功率运动，其𝑣−𝑡图象如下图所示。已知汽车的质量为𝑚=1×103𝑘𝑔

，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，𝑔取10𝑚/𝑠2，则以下说法正确的是()A.汽车在前5𝑠内的牵引力为5×102𝑁B.汽车速度为25𝑚/𝑠时的加速度为5𝑚/𝑠2C.汽车的额定功率为100𝑘𝑊D.汽车的最大速度为80𝑚/�

�【答案】C【解析】根据速度时间图线的斜率求出匀加速运动的加速度，结合牛顿第二定律求出匀加速运动的牵引力．根据匀加速运动的最大速度和牵引力的大小求出汽车的额定功率，结合P=Fv求出速度为25m/s时的牵引力，根据牛顿第二定律求出此时的加速度

．当牵引力等于阻力时，速度最大，根据P=fv求出最大速度。本题考查了机车的启动问题，知道牵引力等于阻力时，速度最大，结合P=Fv进行求解。基础题。【解答】A、匀加速直线运动的加速度为：a=ΔvΔt=205m/s2=4m/s2，根据牛顿第二定律得：F−f=ma，解得牵引力为：F=f+ma=0

.1×1×104N+1×103×4N=5×103N.故A错误；BC、额定功率为：P=Fv=5000×20W=100000W=100kW。当车的速度是25m/s时，牵引力：F′=Pv′=10000025N=4000N车的加速度：a′=F′−fm=4

000−0.1×1×1041×103m/s2=3m/s2，故B错误，C正确。D、当牵引力与阻力相等时，速度最大，最大速度为：vm=PF=Pf=100m/s，故D错误。故选C。二、计算题（本大题共3小题）16.如图所示，质量为20𝑘𝑔的小孩坐在雪橇上，现用一个与水平方向成37°、大

小为60𝑁的力𝐹拉着雪橇沿水平地面从静止开始以𝑎=0.5𝑚/𝑠2的加速度做匀加速直线运动，已知雪橇的质量为20𝑘𝑔，𝑐𝑜𝑠37°=0.8。求：(1)4𝑠内摩擦力对雪橇做的功是多少？(2)4𝑠末拉力的瞬时功率。【答案】解：(1)4s内雪橇的位移为x=12at2代入数

据可得：x=4m根据牛顿第二定律可得：Fcos37°−f=ma，解得f=38N4s内摩擦力对雪橇做的功是Wf=−fx=−38×4J=−152J(2)4s末雪橇的速度为v=at代入数据可得：v=0.5×4m/s=2m/s4s末

拉力的瞬时功率P=Fvcosα代入数据可得：P=60×2×0.8W=96W答：(1)4s内摩擦力对雪橇做的功是−152J；(2)4s末拉力的瞬时功率为96W。【解析】先计算4s内雪橇的位移和4s末的速度，根据牛顿第二定

律求得摩擦力，再有公式Wf=fx计算摩擦力做的功；4s末拉力的瞬时功率P=Fv。本题考查做功和功率，涉及到位移和速度的计算。解题关键是分清平均功率和瞬时功率。属于基础简单题目。17.修建高层建筑常用的塔式起重机如图所示。在起重机将质量𝑚=5×103kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止

开始向上做匀加速直线运动，加速度𝑎=0.2𝑚/𝑠2。当起重机的输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率不变直到重物做𝑣max=1.02𝑚/𝑠的匀速运动。取重力加速度𝑔=10𝑚/𝑠2，不计额外功，求：(1)起重机允许输出的最大功率;(2)重物做匀加速直

线运动所经历的时间。【答案】解：(1)设起重机允许输出的最大功率为Pm，重物达到最大速度时，此时物体做匀速直线运动，拉力F0等于重力．Pm=F0vmax①F0=mg②代入数据得：Pm=5.1×104W③；(2)匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时

重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1，有：Pm=Fv1④F−mg=ma⑤v1=at1⑥由③④⑤⑥，代入数据得：t1=5s⑦。【解析】本题考查机车启动问题中的匀加速启动，明确启动过程的两个过程；

根据匀速运动时功率最大，求解最大功率；根据匀加速过程的最大速度，由v=at求出匀加速的时间。本题为起重机起重问题，在解题时时刻注意P=Fv公式的正确应用，明确F为拉力；只有当拉力等于重力时重物的速度达最大。18.2022年9月28日汕头海湾隧道正式开通，隧道全长约6.

68公里，全段最高限速为60𝑘𝑚/ℎ.海湾隧道中间为盾构段，埋于海底，南北两侧路段以较小的坡度与盾构段连接，全段可简化为下图所示模型.一汽车从南岸由静止开始以1𝑚/𝑠2的加速度沿斜面向下匀加速启动，已知汽车质量为2.0×103𝑘𝑔，汽车所受阻力恒为重力的0.2倍.斜面倾

角的正弦值sin𝜃=0.1，重力加速度𝑔=10𝑚/𝑠2．(1)若汽车发动机的最大功率为𝑃0=5.6×104𝑊，下坡阶段足够长，求汽车下坡阶段做匀加速直线运动的时间．(2)若汽车在上、下坡时

均以最高限速匀速行驶，则上下坡时的汽车发动机功率之比为多少．【答案】(1)汽车下坡时，以恒定加速度启动，有F+mgsinθ−f=ma其中f=0.2mg，汽车加速运动过程中，功率逐渐增加，刚达到P0时，P0=Fv，v=at解得t=14s；(2)汽车下坡过程中以最高时速vm匀速行驶，有

F1+mgsinθ=f此时汽车发动机功率P1，有P1=F1vm汽车上坡过程中以最高时速vm匀速行驶，有F2=mgsinθ+f此时汽车发动机功率P2，有P2=F2vm解得P1P2=13。【解析】(1)根据汽车恒定加速度启动运用牛顿第二定律列式

，然后结合功率公式P=Fv及匀变速运动规律进行求解。(2)汽车匀速运动时，根据上坡和下坡受力特点结合功率公式P=Fv求解。