高中物理 第1章 功和功率章末检测 鲁科版必修2.docx

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高中物理第1章功和功率章末检测鲁科版必修2

2019-2020年高中物理第1章功和功率章末检测鲁科版必修2

[时间：

90分钟　满分：

100分]

一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分）

1.如图1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（　　）

图1

A．f、f′均做负功

B．f、f′均做正功

C．f做正功，f′做负功

D．因为是静摩擦力，f、f′做功均为零

2．用F＝6N的力将质量为0.5kg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（　　）

A．6WB．12W

C．24WD．48W

3．某人利用机械效率为85%的滑轮组将重物提高0.5m和直接用手将同一物体匀速竖直提高0.5m两种情况下，比较人所做的总功（　　）

A．使用滑轮组时做功多

B．用手直接提高做功多

C．做功一样多

D．做的额外功一样多

4．质量为2kg的物体做自由落体运动，经过2s落地．取g＝10m/s2.关于重力做功的功率，下列说法正确的是（　　）

A．下落过程中重力的平均功率是400W

B．下落过程中重力的平均功率是100W

C．落地前的瞬间重力的瞬时功率是400W

D．落地前的瞬间重力的瞬时功率是200W

5．一个物体在粗糙的水平面上运动，先使物体向右滑动距离s，再使物体向左滑动s，正好回到起点，来回所受摩擦力大小都为f，则整个过程中摩擦力做功为（　　）

A．0B．－2fs

C．－fsD．无法确定

6．一质量为m、发动机额定功率为P的汽车，开上一倾角为α的坡路，设坡路足够长，摩擦阻力是车重的k倍，汽车在上坡过程中的最大速度为（　　）

A.

B.

C.

D.

7．一质量为1kg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（　　）

A．0～2s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

二、多项选择题（本题共5小题，每小题5分，共25分）

8．如图2所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速带至高处，在此过程中，下述说法正确的是（　　）

图2

A．摩擦力对物体做正功

B．摩擦力对物体做负功

C．支持力对物体不做功

D．合外力对物体做正功

9.如图3所示，一个物体放在水平面上，在跟竖直方向成θ角的斜向下的推力F的作用下沿平面移动了位移s，若物体的质量为m，物体与地面之间的摩擦力为f，则在此过程中（　　）

图3

A．摩擦力做的功为－fs

B．力F做的功为W＝Fscosθ

C．力F做的功为W＝Fssinθ

D．重力做的功为mgs

10．一个恒力F作用在正在粗糙水平面上运动着的物体上．如果物体做减速运动，则（　　）

A．F对物体一定做负功

B．F对物体可能做负功

C．F对物体一定做正功

D．F对物体可能做正功

11.如图4所示，在相同的时间里，用力F甲、F乙把等重的物体提升相同的高度，乙的动滑轮比甲重（忽略绳重和摩擦），比较它们的机械效率η甲、η乙和两力做功的功率P甲、P乙，则（　　）

图4

A．η甲＞η乙B．η甲＜η乙

C．P甲＞P乙D．P甲＜P乙

12．如图5甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2kg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）（　　）

图5

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

三、计算题（本题共4小题，共47分，解答时应写出必要的文字说明，方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位）．

13．（10分）一台起重机匀加速地将质量为1×103kg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．

14．（12分）一物体在水平面上沿直线运动，所受的水平拉力F及速度v随时间变化的关系如图6中的甲和乙所示，求0～14s内：

图6

（1）拉力F对物体所做的功；

（2）摩擦力对物体所做的功．

15．（12分）一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数.

规　格

后轮驱动直流永磁体电机

车型：

20″折叠式电动自行车

额定输出功率：

120W

整车质量：

30kg

额定转速：

240r/min

最大载重：

120kg

额定工作电压：

40V

续行里程＞40km

额定工作电流：

3.5A

××电动自行车厂　出厂日期：

xx年10月

设骑车人的质量为70kg，阻力恒为车和人总重的0.02倍，g取10m/s2，当该车电动机在额定输出功率下工作时：

（1）仅在电动机提供动力的情况下，求该车的最大速度．

（2）当该车速度v＝1m/s时，加速度多大？

16.（13分）使用如图7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.

图7

（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？

答案精析

章末检测

1．B　[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，与人的运动方向一致，做正功；平板车受到的摩擦力f′水平向左，与车的运动方向也一致，做正功，故B正确．]

2．C　[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．]

3．A　[用手直接提重物和用机械提重物，两种情况下的有用功相等．而用机械提重物时，由于机械效率为85%，还需做额外功，故此种情况下的总功多，A正确，B、C均错；用手直接提重物时额外功为零，故D错．]

4．C　[物体2s下落的高度为h＝

gt2＝20m，落地的速度为v＝gt＝20m/s，所以下落过程中重力的平均功率是

＝

＝200W，落到地面前的瞬间重力的瞬时功率是P＝mgv＝400W，选项C正确．]

5．B　[由题意可知，物体运动过程可分两段，两段内摩擦力做功均为负功，为W＝－fs；则全程摩擦力所做的功W总＝－2fs.]

6．C　[汽车上坡时所受的总阻力F＝kmg＋mgsinα，由P＝Fv，知汽车的最大速度vmax＝

.]

7．D　[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＝

a1t

＝

×2×12＝1m．第2s内的位移s2＝v1t2＋

a2t

＝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0～2s内外力的平均功率P＝

＝2.25W，A、B错误．由P＝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．]

8．AC　[物体P匀速上升过程中，合外力为零，合外力对物体做功为零，D错误；支持力垂直于运动方向，故支持力做功为零，C正确；摩擦力沿斜面向上，与物体运动方向相同，故摩擦力做正功，A正确，B错误．]

9．AC　[摩擦力水平向左，与物体的位移方向相反，做负功，根据定义式W＝Fscosα可得Wf＝fscos180°＝－fs，选项A正确．力F做的功WF＝Fscos（

－θ）＝Fssinθ，选项C正确，选项B错误．重力方向与位移方向垂直，做功为零，选项D错误．]

10．BD

11．AD　[本题中有用功相同，但乙的动滑轮比甲重，所以乙的额外功大，由η＝

可知η甲＞η乙；又因为在相同的时间内提升相同的高度，即P有用＝

＝

相同，由η＝

⇒P总＝

，而η甲＞η乙，所以P甲＜P乙．]

12．AC　[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，选项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．]

13．

（1）2.4×104W　

（2）4.8×104W

解析　

（1）货物的加速度

a＝

＝

m/s2＝2m/s2

2s内提升的高度为

h＝

at2＝

×2×22m＝4m

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

起重机在这2s内做的功

W＝Fh＝1.2×104×4J＝4.8×104J

2s内的平均输出功率

P＝

＝

W＝2.4×104W

（2）2s末的瞬时功率为

P2＝Fv＝1.2×104×4W＝4.8×104W

14．

（1）256J　

（2）－256J

解析　

（1）虽然F是随时间变化的，但是在一段时间内是恒定的，所以可以用分段法求拉力F对物体做的功．由vt图象可以看出，0～4s内，s1＝0，故0～4s内F做的功W1＝0；4～6s内的位移s2＝

×8×2m＝8m，拉力做的功W2＝F2s2＝64J；6～12s内物体的位移s3＝8×6m＝48m，拉力做的功W3＝F3s3＝192J；12～14s内，F4＝0，W4＝0；故拉力F做的功W＝W1＋W2＋W3＋W4＝256J.

（2）6～12s内，物体的加速度为零，此时受力平衡，

即f＝－F3＝－4N,0～14s内物体的位移

s′＝

×8m＝64m，

故摩擦力对物体做的功W′＝fs′＝－256J.

15．

（1）6m/s　

（2）1m/s2

解析　根据P＝Fv，先求出电动自行车所受的阻力，求出最大速度，再根据牛顿第二定律，求出其加速度．

（1）阻力f＝0.02（m1＋m2）g＝0.02×（30＋70）×10N＝20N

当速度最大时，牵引力大小等于阻力，

即P＝Fvmax，

所以vmax＝

＝

m/s＝6m/s.

（2）当v＝1m/s时，牵引力为

F＝

＝

N＝120N

由牛顿第二定律F－f＝（m1＋m2）a

即a＝

＝

m/s2＝1m/s2.

16．

（1）75%　

（2）0.03J

解析　

（1）重物上升高度h＝0.1m，则弹簧测力计上升的距离s＝3h＝0.3m，

η＝

＝

×100%＝75%.

（3）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.