2019版高中物理 第一章 功和功率检测试题 鲁科版必修2.doc

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1、1功和功率功和功率检测试题检测试题(时间:90 分钟 满分:100 分) 【二维选题表】物理 观念科学思维科学 探究科学态度与 责任功的理解1(易)4(易),9(中)功率的理解2(易)功和能7(易)功、功率的 计算3(易),5(易),6(中), 10(中),11(中),12(中), 13(易),14(中), 17(中),18(中)机械效率8(中),16(中)机车启动 问题15(中)一、选择题(第 16 题为单项选择题,第 712 题为多项选择题,每小题 4 分,共 48 分) 1.关于功的说法中正确的是( C ) A.功的大小只由力和位移的大小决定 B.因为功有正功和负功,所以功是矢量 C.合

2、力的功等于各分力功的代数和 D.力对物体不做功,说明物体一定无位移 解析:功的大小由力和在力方向上的位移决定,选项 A 错误;功有正、负,但功是标量,无方向,选 项 B 错误;合力的功等于各分力做功的代数和,选项 C 正确;力对物体不做功,物体在力方向 上的位移为零,物体不一定无位移,选项 D 错误. 2.关于力对物体做功的功率,下面几种说法中正确的是( D ) A.力对物体做功越多,这个力的功率就越大 B.力对物体做功的时间越短,这个力的功率就越大 C.力对物体做功少,其功率只能很小;力对物体做功多,其功率可能 较大 D.功率是表示做功快慢而不是表示做功多少的物理量解析:由 P=知,做功多并

3、不能说功率大,选项 A 错误;同理选项 B 错误;功率是反映做功快 慢的物理量,功率大表明做功快,故选项 C 错,D 正确. 3.用 F=6 N 的力将质量为 0.5 kg 的物体由静止开始竖直向上提起,取 g=10 m/s2,则 2 s 末 F 做功的功率是( D )A.6 W B.12 W C.48 WD.24 W解析:物体在 F 作用下向上做匀加速直线运动,加速度 a=2 m/s2. 2 s 末的速度 v=at=4 m/s,所以 2 s 末 F 的功率为 P=Fv=64 W=24 W. 4. 如图所示,平板车放在光滑水平面上,一个人从车的左端加速向右端跑动.设人受到的摩 擦力为 f,平板

4、车受到的摩擦力为 f,下列说法正确的是( C )2A.f,f均做正功 B.f,f均做负功 C.f 做负功,f做正功 D.因为是静摩擦力,f,f做功均为零 解析:要注意人与平板车之间为静摩擦力,人受到的摩擦力 f 水平向右,而人与平板车接触的 脚面随木板运动.因此 f 做负功;平板车受到的摩擦力 f水平向左,与车的运动方向一致, 做正功,故选项 C 正确. 5.一质量为 1 kg 的质点静止于光滑水平面上,从 t=0 时起,第 1 s 内受到 2 N 的水平外力作 用,第 2 s 内受到同方向的 1 N 的外力作用.下列判断正确的是( D )A.02 s 内外力的平均功率是 WB.第 2 s 内

5、外力所做的功是 J C.第 2 s 末外力的瞬时功率最大 D.第 1 s 末外力的瞬时功率最大 解析:由题意知质点所受的水平外力即为合力,则知质点在这 2 秒内的加速度分别为 a1=2 m/s2,a2=1 m/s2,则质点在第 1 s 末与第 2 s 末的速度分别为 v1=2 m/s,v2=3 m/s,第 1 s 内的位移 s1= a1= 212 m=1 m.第 2 s 内的位移 s2=v1t2+ a2=2.5 m.第 1 s 内外力的功 W1=F1s1=2 J,第 2 s 内外力的功 W2=F2s2=2.5 J,则在 02 s 内外力的平均功率 =2.25 W,A,B 错误.由=Fv 知质点

6、在第 1 s 末与第 2 s 末的瞬时功率分别为 P1=4 W,P2=3 W,故 C 错误,D 正确. 6.质量为 m 的物体,自高为 h、长为 l 的光滑斜面顶端由静止滑下,经历时间 t 到达斜面底 端,到达斜面底端时的速度为 v.物体刚滑到斜面底端时,重力的功率是( B )A.mgv B.C. D. 解析: 由题意可知,物体下滑情况如图所示.由几何关系知,sin =h/l,=90-,由 P=Fvcos 知,重力的功率 PG=mgvcos =mgvsin =mgv ,选项 B 正确. 7.关于功和能的联系与区别,下列说法中正确的是( BD ) A.功是能量的量度3B.功是能量转化的量度,所以

7、它们具有相同的单位 C.功就是能,能就是功,功和能是一样的 D.力对物体做功必须有一个过程,能量的转化也必须有一个过程 解析:功是能量转化的量度,是用来描述一个过程的物理量,是一个过程量,能是一个状态量, 二者单位一样,都是焦耳,故选 B,D. 8. 如图所示,用滑轮组将重为 600 N 的物体匀速提升,如果拉力为 350 N,则下列结论中不正确的是( ABD )A.如果将物体提升 2 m,拉力做功 1 200 J B.如果将物体提升 1 m,所做的有用功为 350 J C.如果物体以 0.5 m/s 的速度匀速上升,拉力的功率为 350 W D.此滑轮组的机械效率为 80% 解析:因为是动滑

8、轮,物体提升 2 m 拉力作用点移动 4 m,拉力做功 W=Fs=1 400 J,选项 A 错 误;物体提升 1 m,克服物体重力做功为有用功,WG=mgh=600 J,选项 B 错误;物体速度为 0.5 m/s,则拉力作用点移动速度是 1 m/s,P=Fv=350 W,选项 C 正确;滑轮组的效率 =86%,选项 D 错误. 9. 如图所示,物体沿弧形轨道下滑后滑上足够长的水平传送带,传送带以图示方向匀速运转,则 传送带对物体做功情况可能是( ACD )A.始终不做功 B.先做负功后做正功 C.先做正功后不做功D.先做负功后不做功 解析:当物体刚滑上传送带时,若与传送带的速度相同,则传送带对

9、物体只有支持力作用,传 送带对物体不做功;若物体滑上传送带时的速度小于传送带的速度,传送带先对物体做正功; 若物体滑上传送带时的速度大于传送带的速度,传送带先对物体做负功.无论物体以多大速 度滑上传送带,物体最终与传送带相对静止,传送带最后都不会再对物体做功.故选项 A,C,D 正确,B 错误. 10.某人用手将 1 kg 物体由静止竖直向上提起 1 m,这时物体的速度为 2 m/s,其中当地重力 加速度 g=10 m/s2,则下列说法正确的是( AB ) A.手对物体做功为 12 J B.合外力做功为 2 J C.合外力做功为 12 J D.重力做功为 10 J 解析:分析物体的运动情况可知

10、,物体的初速度的大小为 0,位移的大小为 1 m,末速度的大小为 2 m/s,由 v2-=2ax 可得,加速度为 a=2 m/s2,由牛顿第二定律可得 F-mg=ma,拉力F=mg+ma=12 N,手对物体做功为 W=FL=121 J=12 J,故 A 正确,重力做的功 WG=-mgh=-1101 J=4-10 J,故 D 错误,合外力做的功 W合=W+WG=12 J-10 J=2 J,故 B 正确,C 错误. 11. 质量为 m 的物体静止在光滑水平面上,从 t=0 时刻开始受到水平力的作用.力的大小 F 与时间 t 的关系如图所示,力的方向保持不变,则( BD )A.3t0时刻的瞬时功率为

11、B.3t0时刻的瞬时功率为C.在 t=0 到 3t0这段时间内,水平力的平均功率为D.在 t=0 到 3t0这段时间内,水平力的平均功率为解析:02t0时间内物体做匀加速直线运动,可求得 2t0时刻物体的速度为2t0.2t03t0时间内物体也做匀加速直线运动,可求得 3t0时刻物体的速度为2t0+t0=F0t0.所以 3t0时刻的瞬时功率为 3F0=,故选项 B 正确,A 错误;02t0时间内水平力做功为 F02t0=,2t03t0时间内水平力做功为 3F0t0=,所以总功为,平均功率为,所以选项 C 错误,D 正确.12.如图(甲)所示,滑轮质量、摩擦均不计,质量为 2 kg 的物体在 F

12、作用下由静止开始向上 做匀加速运动,其速度随时间的变化关系如图(乙)所示,由此可知(g 取 10 m/s2)( AC )5A.4 s 内 F 做功为 84 J B.F 的大小为 21 N C.4 s 末 F 的功率大小为 42 W D.4 s 内 F 做功的平均功率为 42 W 解析:由速度时间图象可知,物体在 4 s 内的位移为 4 m,物体运动的加速度 a=0.5 m/s2, 根据动滑轮省力原理及牛顿第二定律可知,2F- mg=ma,则力 F 大小等于 10.5 N,因此,4 s 内 F 做功为 W=10.58 J= 84 J,选项 A 正确,B 错误;由公式 P=Fv 得,4 s 末 F

13、 的功率大小为 P=F2v=42 W,选项 C正确;4 s 内 F 做功的平均功率为 = W=21 W,选项 D 错误. 二、非选择题(共 52 分) 13.(6 分)如图所示,表示物体在力 F 作用下在水平面上发生一段位移,试分别计算这三种情 况下力 F 对物体所做的功.设在这三种情况下力 F 和位移 l 的大小都相同.F=10 N,l=1 m, 角 1,2,3的大小如图 所示.解析:(甲)图中力 F 与位移 l 之间的夹角 1=30W1=Flcos 30=101 J=5 J. (2 分)(乙)图中 F 与 l 的夹角 2=150W2=Flcos 150=101(-) J=-5 J. (2

14、分)(丙)图中 F 与 l 的夹角 3=30W3=Flcos 30=5 J. (2 分) 答案:5 J -5 J 5 J 14.(10 分)一台起重机匀加速地将质量为 1103 kg 的货物由静止竖直吊起,在 2 s 末货物 的速度为 v=4 m/s,g 取 10 m/s2,不计阻力,求: (1)起重机在这 2 s 内的平均输出功率. (2)起重机在 2 s 末的瞬时功率. 解析:(1)货物的加速度a= = m/s2=2 m/s2, (1 分) 2 s 内提升的高度为6h= at2= 222 m=4 m, (1 分) 根据牛顿第二定律可得,F-mg=ma, 则拉力 F=m(a+g)=1103(

15、2+10) N=1.2104 N, (2 分) 起重机在这 2 s 内做的功 W=Fh=1.21044 J=4.8104 J, (2 分) 2 s 内的平均输出功率P= W=2.4104 W. (2 分)(2)2 s 末的瞬时功率为 P2=Fv=1.21044 W=4.8104 W. (2 分) 答案:(1)2.4104 W (2)4.8104 W 15.(8 分)一辆质量为 2.0103 kg 的汽车在平直公路上行驶,若汽车行驶过程中所受阻力 恒为 f=2.5103 N,且保持功率为 80 kW,求: (1)汽车在运动过程中所能达到的最大速度; (2)汽车的速度为 5 m/s 时的加速度 a

16、 的大小; 解析:(1)因汽车匀速直线运动时速度最大, 由 P=Fvm和 F=f, 得 vm=32 m/s; (4 分) (2)设 v1=5 m/s 时牵引力为 F1, 则 P=F1v1,F1-f=ma, 解得 a=6.75 m/s2. (4 分) 答案:(1)32 m/s (2)6.75 m/s2 16. (8 分)使用如图所示装置测滑轮组 A,B 的机械效率.已知物重 G=4.5 N,用弹簧测力计向 上匀速拉动绳子的自由端,使重物升高 0.1 m,弹簧测力计示数为 2 N.求:(1)滑轮组 A,B 的机械效率 . (2)如果测出动滑轮 B 重为 1.2 N,那么这个实验过程中克服摩擦力做了

17、多少功? 解析:(1)重物上升高度 h=0.1 m, (1 分) 则弹簧测力计上升的距离 s=3h=0.3 m, (1 分)=100%=75%. (2 分) (2)根据机械功的原理有Fs=(G+GB)h+Wf, 所以 Wf=Fs-(G+GB)h=20.3 J-(4.5+1.2)0.1 J =0.03 J. (4 分)7答案:(1)75% (2)0.03 J 17.(8 分) 如图所示,水平传送带以速度 v=9 m/s 顺时针运转,两传动轮 M,N 之间的距离为 x=10 m,若在 M 轮的正上方,将一质量为 m=3 kg 的物体轻放在传送带上,已知物体与传送带 之间的动摩擦因数 =0.3,物体

18、由 M 处传送到 N 处的过程中,传送带对物体的摩擦力做了多 少功?(g 取 10 m/s2)解析:物体在传送带上加速运动时 a=g=3 m/s2. (2 分) 刚好加速运动 10 m 时的速度v0= m/s=2 m/s (2 分) 由于 v=9 m/sv0=2 m/s, (2 分) 所以物体从 M 至 N 的过程中一直加速,摩擦力做功 W=fx=mgx=910 J=90 J. (2 分) 答案:90 J 18.(12 分)一质量为 m 的物体静止在水平面上,在水平方向的拉力 F 作用下开始运动,在 06 s 内其运动的速度时间图象与拉力的功率时间图象如图(甲)、(乙)所示,g 取 10 m/

19、s2,求:(1)06 s 内物体克服摩擦力做的功; (2)06 s 内拉力做的功. 解析:(1)由题图(甲)可知,t=2 s 后物体做匀速直线运动,且速度为 6 m/s,则 F2=f,已知 P2=F2v,故f=F2= N=4 N, (2 分)由图象可知在 06 s 内,物体通过的位移s= m=30 m, (2 分) 故克服摩擦力做功为 Wf=fs=430 J=120 J. (2 分) (2)2 s 时 v=6 m/s,P1=60 W,则 F1= N=10 N (2 分)由图象可知在 02 s 内物体通过的位移s1= m=6 m (1 分) 26 s 内物体通过的位移 s2=s-s1=30 m-6 m=24 m. (1 分) 所以 06 s 内拉力做的功 W=F1s1+F2s2=106 J+424 J=156 J. (2 分)8答案:(1)120 J (2)156 J