届人教版功和功率单元测试.docx

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届人教版功和功率单元测试

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=6N的力将质量为0.5g的物体由静止开始竖直向上提起,取g=10m/s2,则2s末F做功的功率是（　D　）

A.6WB.12W

C.48WD.24W

解析:

物体在F作用下向上做匀加速直线运动,加速度a==2m/s2.

2s末的速度v=at=4m/s,所以2s末F的功率为P=Fv=6×4W=24W.

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,平板车受到的摩擦力为f′,下列说法正确的是（　C　）

A.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1g的质点静止于光滑水平面上,从t=0时起,第1s内受到2N的水平外力作用,第2s内受到同方向的1N的外力作用.下列判断正确的是（　D　）

A.02s内外力的平均功率是W

B.第2s内外力所做的功是J

C.第2s末外力的瞬时功率最大

D.第1s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=2m/s2,a2=1m/s2,则质点在第1s末与第2s末的速度分别为v1=2m/s,v2=3m/s,第1s内的位移s1=a1=×2×

12m=1m.第2s内的位移s2=v1t2+a2=2.5m.第1s内外力的功W1=F1s1=2J,第2s内外力的功W2=F2s2=2.5J,则在02s内外力的平均功率==2.25W,A,B错误.由=Fv知质点在第1s末与第2s末的瞬时功率分别为P1=4W,P2=3W,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.mgvB.

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,

sinθ=h/l,α=90°-θ,

由P=F·vcosα知,重力的功率PG=mgvcosα=mgvsinθ=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

B.功是能量转化的量度,所以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600N的物体匀速提升,如果拉力为

350N,则下列结论中不正确的是（　ABD　）

A.如果将物体提升2m,拉力做功1200J

B.如果将物体提升1m,所做的有用功为350J

C.如果物体以0.5m/s的速度匀速上升,拉力的功率为350W

D.此滑轮组的机械效率为80

解析:

因为是动滑轮,物体提升2m拉力作用点移动4m,拉力做功W=Fs=1400J,选项A错误;物体提升1m,克服物体重力做功为有用功,WG=mgh=600J,选项B错误;物体速度为0.5m/s,则拉力作用点移动速度是1m/s,P=Fv=350W,选项C正确;滑轮组的效率η==≈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1g物体由静止竖直向上提起1m,这时物体的速度为2m/s,其中当地重力加速度g=10m/s2,则下列说法正确的是（　AB　）

A.手对物体做功为12JB.合外力做功为2J

C.合外力做功为12JD.重力做功为10J

解析:

分析物体的运动情况可知,物体的初速度的大小为0,位移的大小为1m,末速度的大小为2m/s,由v2-=2ax可得,加速度为a=2m/s2,由牛顿第二定律可得F-mg=ma,拉力F=mg+ma=12N,手对物体做功为W=FL=12×1J=12J,故A正确,重力做的功WG=-mgh=-1×10×1J=

-10J,故D错误,合外力做的功W合=W+WG=12J-10J=2J,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

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2g的物体在F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10m/s2）（　AC　）

A.4s内F做功为84J

B.F的大小为21N

C.4s末F的功率大小为42W

D.4s内F做功的平均功率为42W

解析:

由速度—时间图象可知,物体在4s内的位移为4m,物体运动的加速度a=0.5m/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10.5N,因此,4s内F做功为W=10.5×8J=

84J,选项A正确,B错误;由公式P=Fv得,4s末F的功率大小为P′=F·2v=42W,选项C正确;4s内F做功的平均功率为==W=21W,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=10N,l=1m,角θ1,θ2,θ3的大小如图

所示.

解析:

（甲）图中力F与位移l之间的夹角α1=30°

W1=Flcos30°=10×1×J=5J.（2分）

（乙）图中F与l的夹角α2=150°

W2=Flcos150°=10×1×（-）J=-5J.（2分）

（丙）图中F与l的夹角α3=30°

W3=Flcos30°=5J.（2分）

答案:

5J　-5J　5J

14.（10分）一台起重机匀加速地将质量为1×103g的货物由静止竖直吊起,在2s末货物的速度为v=4m/s,g取10m/s2,不计阻力,求:

（1）起重机在这2s内的平均输出功率.

（2）起重机在2s末的瞬时功率.

解析:

（1）货物的加速度

a==m/s2=2m/s2,（1分）

2s内提升的高度为

h=at2=×2×22m=4m,（1分）

根据牛顿第二定律可得,

F-mg=ma,

则拉力F=m（a+g）=1×103×（2+10）N=1.2×104N,（2分）

起重机在这2s内做的功

W=Fh=1.2×104×4J=4.8×104J,（2分）

2s内的平均输出功率

P==W=2.4×104W.（2分）

（2）2s末的瞬时功率为

P2=Fv=1.2×104×4W=4.8×104W.（2分）

答案:

（1）2.4×104W　

（2）4.8×104W

15.（8分）一辆质量为2.0×103g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=2.5×103N,且保持功率为80W,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5m/s时的加速度a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=32m/s;（4分）

（2）设v1=5m/s时牵引力为F1,

则P=F1v1,F1-f=ma,

解得a=6.75m/s2.（4分）

答案:

（1）32m/s　

（2）6.75m/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=4.5N,用弹簧测力计向上匀速拉动绳子的自由端,使重物升高0.1m,弹簧测力计示数为2N.求:

（1）滑轮组A,B的机械效率η.

（2）如果测出动滑轮B重为1.2N,那么这个实验过程中克服摩擦力做了多少功?

解析:

（1）重物上升高度h=0.1m,（1分）

则弹簧测力计上升的距离s=3h=0.3m,（1分）

η==×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

=2×0.3J-（4.5+1.2）×0.1J

=0.03J.（4分）

答案:

（1）75　

（2）0.03J

17.（8分）如图所示,水平传送带以速度v=9m/s顺时针运转,两传动轮M,N之间的距离为x=10m,若在M轮的正上方,将一质量为m=3g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μ=0.3,物体由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10m/s2）

解析:

物体在传送带上加速运动时a=μg=3m/s2.（2分）

刚好加速运动10m时的速度

v0==m/s=2m/s（2分）

由于v=9m/s>v0=2m/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=μmgx=9×10J=90J