2025年高考物理人教版必修第2冊第8章1含答案第八章1課后知能作業基礎鞏固練1．某快遞小哥搬運一批總質量為50kg的貨物，以2m/s的速度沿水平方向勻速走了8m，重力加速度g＝10m/s2，則勻速運動過程中此人對貨物做的功為()A．400J B.1000JC．0 D.100J解析：由題意可知，人對貨物的作用力大小等于貨物的重力，方向豎直向上，故人對貨物的作用力與位移相互垂直，因此人對貨物做功為零，故C正確，A、B、D錯誤。故選C。2．如圖所示的三種情況下，物體在力F的作用下水平發生了一段位移l。設這三種情形下力F和位移l的大小都是一樣的。關于這三種情形下力F對物體做的功，下列說法正確的是()A．甲圖中，力F對物體做負功B．乙圖中，力F對物體做功為Flcos30°C．甲圖和丙圖中，力F對物體做功相同D．甲圖和乙圖中，力F對物體做功相同解析：根據功的計算公式W＝Flcosθ，式中θ為力F的方向與位移l方向之間的夾角，因此可知甲、乙、丙圖中力F所做的功分別為W甲＝Flcos30°，W乙＝－Flcos30°，W丙＝Flcos30°，則可知，甲、丙兩種情況力對物體做功相同且都做正功，乙圖中力對物體做負功。故選C。3.春季健身節中，某校男生進行拉輪胎訓練，如圖所示，質量為m的輪胎在與水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向前移動了一段距離l。已知輪胎與地面間的動摩擦因數為μ，重力加速度為g，則以下關于輪胎受到的各力做功說法正確的是()A．重力做功為mglB．支持力做功為mglsinθC．拉力做功為FlcosθD．滑動摩擦力做功為－μmgl解析：重力與水平位移垂直，重力做功為零，A錯誤；支持力與水平位移垂直，支持力做功為零，B錯誤；根據做功公式W＝Flcosθ，C正確；豎直方向Fsinθ＋FN＝mg，摩擦力做功為Wf＝－μFNl，聯立解得Wf＝－μ(mg－Fsinθ)l，D錯誤。故選C。4．物體在兩個相互垂直的力F1、F2作用下運動，力F1對物體做功6J，力F2對物體做功8J，則F1、F2的合力對物體做的功為()A．14J B.10JC．2J D.－2J解析：功是標量，合力對物體做的功為W＝W1＋W2＝6J＋8J＝14J，故選A。5．如圖所示，質量為m的同學在做仰臥起坐運動。若該同學上半身的質量約為全身質量的eq\f(3,5)，她在時間t內做了n個仰臥起坐，每次上半身重心上升的距離均為h，則t時間內該同學克服重力做的功W和相應的功率P約為()A．W＝mgh，P＝eq\f(mgh,t)B．W＝nmgh，P＝eq\f(mgh,t)C．W＝eq\f(3,5)nmgh，P＝eq\f(3nmgh,5t)D．W＝eq\f(3,5)mgh，P＝eq\f(3mgh,5t)解析：由于每次上半身重心上升的距離均為h，上半身的質量約為全身質量的eq\f(3,5)，時間t內做了n個仰臥起坐，所以，由克服重力做功的公式可得W＝eq\f(3,5)nmgh。由功率公式P＝eq\f(W,t)可得P＝eq\f(3nmgh,5t)。故選C。6．如圖為打樁機工作的示意圖。打樁機重錘的質量為m，從距離木樁頂端高h處自由下落擊打木樁，重力加速度為g。則重錘()A．自由下落過程中重力的平均功率為mgeq\r(gh)B．自由下落過程中重力的平均功率為mgeq\r(2gh)C．擊打木樁前瞬間，重力的瞬時功率為mgeq\r(gh)D．擊打木樁前瞬間，重力的瞬時功率為mgeq\r(2gh)解析：物體做自由落體運動，由速度—位移公式得v2＝2gh，落地速度v＝eq\r(2gh)，下落過程重力的平均功率eq\x\to(P)＝mgeq\x\to(v)＝mgeq\f(\r(2gh),2)＝mgeq\r(\f(gh,2))，A、B錯誤；落地時重力的瞬時功率P＝mgv＝mgeq\r(2gh)，C錯誤，D正確。故選D。能力提升練7．如圖，籃球運動員站在廣場上的某一噴泉水柱旁邊，虛線“1”“2”“3”所在水平面分別是地面、運動員的頭頂、該水柱最高點所在的水平面。若噴管管口直徑為6cm。根據圖中信息和生活經驗，估算一個噴管噴水消耗的功率與哪個最接近()A．3kW B.15kWC．30kW D.45kW解析：運動員的身高約為1.8m，根據自由落體運動的特點可知水柱的高度約為人身高的4倍，即7.2m，根據運動學公式有v2＝2gh，解得v＝12m/s，一個噴管噴水消耗的功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f(mgh,t)＝ρghSv＝103×10×7.2×π×0.032×12W≈2441.7W，估算出的一個噴管噴水消耗的功率與3kW最接近。故選A。8．如圖所示，質量為m的物體靜止在傾角為θ的斜面體上，物體與斜面間的動摩擦因數為μ，現使斜面體水平向左勻速運動距離l，物體始終與斜面體保持相對靜止。則在斜面體水平向左勻速運動距離l的過程中()A．摩擦力對物體做的功為－μmglcosθB．斜面體對物體的支持力的功率為mglsinθcos2θC．重力對物體做的功為mglD．斜面體對物體做的功為零解析：物體處于靜止，對物體受力分析可得，在垂直斜面方向：FN＝mgcosθ，沿斜面方向：Ff＝mgsinθ，位移水平向左，故支持力做功WFN＝FN·lsinθ＝mglsinθ·cosθ，B錯誤；摩擦力做功：WFf＝Ff·lcosθ＝－mglsinθ·cosθ，重力做功為零，A、C錯誤；由于勻速運動，所以斜面體對物體作用力的合力與速度方向垂直，則斜面體對物體做的總功為0，D正確。故選D。9．如圖所示，兩個完全相同的小球從水平地面上方同一點O分別以初速度v1、v2水平拋出、落在地面上的位置分別是A、B，O′是O在地面上的豎直投影，且O′A∶AB＝1∶2。若不計空氣阻力，則兩小球()A．初速度大小之比為1∶2B．落地瞬間重力的瞬時功率不相同C．重力做功的平均功率不相同D．重力對兩個小球做功相同解析：根據平拋運動規律h＝eq\f(1,2)gt2則小球運動時間相同，根據x＝vt則eq\f(v1,v2)＝eq\f(O′A,O′B)＝eq\f(1,3)，故A錯誤；落地瞬間vy＝gt，豎直速度相同，根據重力的瞬時功率P＝mgvy則落地瞬間重力的瞬時功率相同，B錯誤；小球下落距離相同，根據W＝mgh則重力做功相同，且運動時間相同，根據P′＝eq\f(W,t)則重力的平均功率相同，故C錯誤，D正確。故選D。10．如圖所示，一恒力F通過一固定在物體上的滑輪拉物體沿光滑水平面前進了位移s，在運動過程中，F與水平方向保持θ角，則拉力對物體所做的功為()A．Fscosθ B.2FscosθC．Fs(1＋cosθ) D.Fscos2eq\f(θ,2)解析：繩上的拉力大小等于F，定滑輪受到兩側繩的拉力作用，其做的總功等于拉力F對物體所做的功，即W＝Fscosθ＋Fs＝Fs(1＋cosθ)，故選C。11．(多選)一物體在水平恒力F的作用下沿水平面運動，撤去F后物體在摩擦力f的作用下減速到靜止，其v-t圖像如圖所示。則下列說法正確的是()A．0～t0內F、f做功大小之比為3∶1B．0～t0內F、f做功大小之比為1∶1C．0～3t0內F、f做功大小之比為3∶1D．0～3t0內F、f做功大小之比為1∶1解析：由圖像可知0～t0內、t0～3t0內的加速度大小之比為eq\f(a1,a2)＝eq\f(2,1)，位移之比為eq\f(x1,x2)＝eq\f(1,2)，由牛頓第二定律可知，0～t0內有F－f＝ma1，t0～3t0內有f＝ma2，可得F＝3f，所以0～t0內F、f做功大小之比eq\f(WF,Wf)＝eq\f(Fx1,fx1)＝eq\f(3,1)，0～3t0內F、f做功大小之比eq\f(WF′,Wf′)＝eq\f(Fx1,fx1＋x2)＝eq\f(1,1)，故選AD。12.如圖所示，質量M＝10kg、長為L＝1.1m的長木板放在光滑的水平面上，可視為質點的質量為m＝4kg的滑塊放在長木板的最左側，t＝0時刻在滑塊上施加水平向右的恒力20N，經過一段時間滑塊到達長木板的最右側，已知滑塊與長木板之間的動摩擦因數μ＝0.2，g＝10m/s2。求：(1)摩擦力對長木板做功為多少？(2)合力對滑塊做功為多少？答案：(1)3.2J(2)18J解析：(1)分別對滑塊、長木板受力分析，滑塊與長木板之間的摩擦力f＝f′＝μmg＝0.2×4×10N＝8N，由牛頓第二定律得對滑塊：F－f＝ma1，解得a1＝eq\f(F－f,m)＝eq\f(20－8,4)m/s2＝3m/s2，對長木板：f′＝Ma2，解得a2＝eq\f(f,M)＝eq\f(8,10)m/s2＝0.8m/s2，設F作用時間t后滑塊到達長木板的最右側，滑塊與長木板之間的位移關系為eq\f(1,2)a1t2＝eq\f(1,2)a2t2＋L，解得t＝1s，長木板的位移為x2＝eq\f(1,2)a2t2＝eq\f(1,2)×0.8×12m＝0.4m，摩擦力對長木板做的功Wf＝f′·x2＝8×0.4J＝3.2J。(2)由第(1)問可知，滑塊的位移為x1＝eq\f(1,2)a1t2＝eq\f(1,2)×3×12m＝1.5m，所以力F對滑塊做的功WF＝F·x1＝20×1.5J＝30J，摩擦力對滑塊做的功Wf＝f·x1cos180°＝－8×1.5J＝－12J，合力對滑塊做功為W＝WF＋Wf＝(30－12)J＝18J。第八章2課后知能作業基礎鞏固練1．關于重力勢能，下列說法正確的是()A．重力勢能僅由重物自身決定B．重力勢能是標量，不可能有正、負值C．重力勢能具有相對性，所以其大小是相對的D．物體克服重力做的功等于物體減少的重力勢能解析：重力勢能是物體和地球組成的系統共同具有的，而不是物體單獨具有的，故A錯誤；重力勢能是標量，在參考平面上方重力勢能為正值，在參考平面下方重力勢能為負值，故B錯誤；重力勢能具有相對性，選擇不同的參考平面，重力勢能具有不同的值，所以其大小具有相對性，故C正確；物體克服重力做功，重力勢能增加，克服重力做的功等于物體增加的重力勢能，故D錯誤。故選C。2．張三同學星期天去爬泰山。他從山腳爬到山頂的過程中()A．重力做正功 B.重力做負功C．重力勢能不變 D.重力勢能減小解析：小華從山腳爬到山頂的過程中，由于高度增加，重力做負功，重力勢能增加，故B正確，A、C、D錯誤。故選B。3．關于重力勢能和彈性勢能，下列說法正確的是()A．發生形變的物體一定具有彈性勢能B．重力勢能的大小與零勢能面的選取有關C．和所有的矢量一樣，重力勢能的正負代表重力勢能的方向D．規定彈簧的長度為原長時彈簧的彈性勢能為0，則彈簧壓縮時彈性勢能是負值，彈簧伸長時彈性勢能為正值解析：物體發生了形變，若是非彈性形變，無彈力作用，則物體就不具有彈性勢能，故A錯誤；重力勢能具有相對性，其大小與零勢能面的選取有關，故B正確；重力勢能有正負之分，但重力勢能是標量，其正負不表示方向，故C錯誤；根據功能關系可知，彈簧壓縮和伸長時，彈簧均要克服外力做功，故彈簧的彈性勢能均增大，故無論是壓縮還是伸長，彈性勢能均為正值，故D錯誤。故選B。4．一個人將質量為2kg的物體由地面提高1m，關于物體運動過程中重力對物體所做的功，有以下幾種說法，其中正確的是(g取10m/s2)()A．重力對物體做功－20JB．重力對物體做功20JC．重力對物體做功2JD．重力對物體做功－2J解析：重力對物體做功為W＝－mgh＝－2×10×1J＝－20J，故選A。5.如圖所示，質量為m的蘋果從距地面高度為H的樹上由靜止開始下落，樹下有一深度為h的坑。若以地面為零勢能參考平面，則蘋果剛要落到坑底時的重力勢能為()A．－mghB．mgHC．mg(H＋h)D．mg(H－h)解析：以地面為零勢能面，坑在地面以下，蘋果落到坑底時的重力勢能為－mgh，故B、C、D錯誤，A正確。故選A。6.宋代詩人蘇軾的名句“會挽雕弓如滿月，西北望，射天狼”中蘊含了一些物理知識。如圖所示，在人將弓拉開的過程中，下列說法正確的是()A．人對弓的拉力做正功，弓的彈性勢能變大B．人對弓的拉力做正功，弓的彈性勢能變小C．人對弓的拉力做負功，弓的彈性勢能變大D．人對弓的拉力做負功，弓的彈性勢能變小解析：由于人的拉力方向與弓的形變方向相同，故人對弓做正功；在拉開過程中由于弓的形變量增大，故彈性勢能增大，故B、C、D錯誤，A正確。故選A。能力提升練7.如圖所示，撐桿跳是運動會中常見的比賽項目。用于撐起運動員的桿要求具有很好的彈性。從桿觸地開始到桿豎直的過程中，下列說法正確的是()A．桿彈性勢能一直增大B．桿彈性勢能先增大后減小C．運動員的重力勢能先增大后減小D．以上說法均錯誤解析：運動員撐桿觸地后，上升到最高點之前某時刻桿形變量最大，此時桿彈性勢能最大，所以桿彈性勢能先增大后減小，故B正確，A錯誤；在該過程中運動員高度越來越高，重力勢能一直增大，故C、D錯誤。故選B。8.如圖所示，小明在玩蹦蹦桿。在小明向下壓縮彈簧的過程中，小明的重力勢能、彈簧的彈性勢能的變化是()A．重力勢能減小，彈性勢能增大B．重力勢能增大，彈性勢能減小C．重力勢能減小，彈性勢能減小D．重力勢能不變，彈性勢能增大解析：在小明將蹦蹦桿中的彈簧向下壓縮的過程中，重力做正功，則小明的重力勢能減少。彈簧的形變量增大，其彈性勢能增加，故A正確，B、C、D錯誤。故選A。9.如圖所示，質量為m的物體，放于水平面上，物體上豎直固定一原長為L、勁度系數為k的輕質彈簧。現用手拉住彈簧上端P緩慢向上提，使物體離開地面上升一段距離，在這一過程中，若P端上移的距離為H。關于物體的重力勢能，下列說法正確的是()A．減少了mgH－eq\f(m2g2,k)B．增加了mgHC．增加了mgH－eq\f(m2g2,k)D．減少了mgH－eq\f(m2g2,2k)解析：手拉著彈簧上端P緩慢向上移動，物體始終處于平衡狀態。根據胡克定律得彈簧的伸長量Δx＝eq\f(mg,k)，在這一過程中，P端上移的距離為H，所以物體上升的高度為h′＝H－eq\f(mg,k)，所以物體重力勢能增加了Ep＝mgh′＝mgH－eq\f(m2g2,k)，故選C。10.如圖所示，一質量為m、長度為l的均勻柔軟細繩PQ豎直懸掛。用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點，M點與繩的上端P相距eq\f(1,3)l。重力加速度大小為g。在此過程中，繩的重力勢能增加()A.eq\f(1,9)mgl B.eq\f(1,6)mglC.eq\f(1,3)mgl D.eq\f(1,2)mgl解析：由題意可知，PM段細繩的重力勢能不變，MQ段細繩的重心升高了eq\f(l,6)，則重力勢能增加ΔEp＝eq\f(2,3)mg·eq\f(l,6)＝eq\f(1,9)mgl，故選A。11.在光滑的桌面上有一根均勻柔軟的質量為m、長為L的繩，其繩長的四分之一懸于桌面下，從繩子開始下滑至繩子剛好全部離開桌面的過程中，繩子的重力做功和重力勢能變化分別為(桌面離地高度大于L)()A.eq\f(15,32)mgL，－eq\f(15,32)mgL B.eq\f(15,32)mgL，eq\f(15,32)mgLC.eq\f(1,2)mgL，－eq\f(1,2)mgL D.eq\f(17,32)mgL，－eq\f(17,32)mgL解析：設桌面為零勢能面，將繩子分成水平部分和豎直部分兩段，水平部分的重力勢能為零，豎直部分的重心在豎直段的中間，初始時高度為－eq\f(1,8)L，而豎直部分的重力為eq\f(1,4)mg，重力勢能Ep1＝eq\f