专题12 功和功率检测卷中考物理一轮复习精品专题解析版.docx
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专题12功和功率检测卷中考物理一轮复习精品专题解析版
专题12功和功率检测卷
(时间40分钟,共100分)
一、选择题(每小题3分,共39分)
1.如图所示,李晶同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央,她针对此过程提出了如下的猜想,你认为合理的是()。
A.文具盒所受重力对它做了功;B.文具盒所受支持力对它做了功;
C.文具盒所受的推力F对它做了功;D.在此过程中没有力对文具盒做功
【答案】C。
【解析】
(1)文具盒在竖直方向受到桌面对它的支持力和重力的作用,但它并没有在竖直方向上通过距离,所以这两个力都没有对文具盒做功,所以AB错误。
(2)在水平方向上,文具盒受到推力的作用,并且在水平方向上通过了距离,所以推力对文具盒做了功;故C正确,D错误。
所以选C。
2.下列实例中,力对物体没有做功的是()。
A.起重机吊起重物;B.马拉车,车未动;C.跳水运动员从跳台跳下;D.举重运动员,将杠铃举起
【答案】B。
【解析】A、起重机吊起重物,重物在拉力作用下提升了一段距离,符合做功的两个必要因素,不符合题意。
B、马拉车,车未动,马对车施加一个拉力,向前没有移动距离,有力没有距离,所以没做功,符合题意。
C、跳水运动员从跳台跳下,是沿重力的方向向下运动,符合做功的两个必要因素,是重力在做功,不符合题意。
D、举重运动员,将杠铃举起,杠铃在运动员的举力作用下,被举高,符合做功的两个必要因素,是举力做功,不符合题意。
故答案为B。
3.如图所示,小宇对箱子施加水平推力,下列说法中错误的是( )。
A.当推力为75N时,箱子不动,此时推力等于地面对箱子的摩擦力;
B.当小宇增大推力,箱子由静止开始运动,说明力可以改变物体的运动状态;
C.当推力为100N时,箱子做匀速直线运动,地面对箱子的摩擦力为100N;
D.箱子做匀速直线运动时,人对箱子的推力不做功
【答案】D。
【解析】A.当推力为75N时,箱子不动,此时推力等于地面对箱子的摩擦力;此说法正确。
箱子不动,说明箱子处于平衡状态,箱子受到平衡力的作用,推力与地面对箱子的摩擦力是一对平衡力,故说法正确。
故,A不符合题意。
B.当小宇增大推力,箱子由静止开始运动,说明力可以改变物体的运动状态;此说法正确。
当力继续增大时,箱子由静止变为运动,说明力是改变物体运动状态的原因。
故,B不符合题意。
C.当推力为100N时,箱子做匀速直线运动,地面对箱子的摩擦力为100N;此说法正确。
箱子做匀速直线运动,箱子处于平衡状态,推力和地面对箱子的摩擦力是一对平衡力,两者相等。
故,C不符合题意。
D.箱子做匀速直线运动时,人对箱子的推力不做功;此说法错误。
推力的方向与箱子运动方向相同,故推力对箱子做功。
故,D符合题意。
此题答案是D。
4.小张用40N的推力将重力为100N的物体沿水平方向匀速推动了10m,则小张对物体所做的功是( )。
A.400J;B.600J;C.1000J;D.1400J
【答案】A。
【解析】小张的推力在水平方向,物体在水平方向移动的路程是10m,根据功的公式
小张对物体所做的功:
W=FS=40N×10m=400J,故应选A。
5.在下图的四种情境中,人对物体做功的是( )。
A.提着水桶在水平地面上匀速前进;B.扛着米袋慢慢爬上楼梯;
C.用力推汽车,汽车没动;D.举着杠铃原地不动
【答案】B。
【解析】功是力与在力的方向上的路程的乘积;有力没有路程,有路程没有力,路程与力方向垂直都没功产生。
提着水桶在水平地面上匀速运动,人提水桶的方向向上,路程方向在水平方向,故人对水桶没有做功;A不符合题意。
扛着米袋爬楼梯,人对米袋的力向上,路程方向向上,故人对米袋做功;B符合题意。
用力推汽车,汽车没动,有力没有路程,故人对汽车不做功;C不符合题意。
举着杠铃原地不动,人对杠铃有力,但没有路程产生,故人没有对杠铃做功;不符合题意。
答案是B。
6.一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动,物体运动的路程S-t时间图象如图所示,根据图象,下列判断正确的是( )。
A.物体10s时的速度大于4s时的速度;
B.0-6s拉力对物体所做的功大于6-12s拉力对物体所做的功;
C.0-6s拉力对物体做功的功率小于6-12s拉力对物体做功的功率;
D.0-6s物体所受的拉力大于6-12s物体所受的拉力
【答案】B。
【解析】从图象上看,0~6s和6s~12s物体以不同的速度做匀速直线运动,而0~6s过程中通过的路程是3m,6~12s的过程中通过路程为1m,因为相同时间内通过的路程越多,速度越大,因此0~6s过程中的速度大于6~12s的过程中的速度,即4s时的速度大于10s时的速度,故A错误。
从图中可以看出,0~6s过程中通过的距离为3m;6~12s的过程中通过的距离为1m;而拉力相同,由W=FS可知,0至6s内钢索拉力做
的功大于6s至12s内钢索拉力做的功;故B正确。
由于速度发生了改变,根据P=Fv可知,由0~6s过程中的速度大于6~12s的过程中的速度,0-6s拉力对物体做功的功率大于6-12s拉力对物体做功的功率,故C错误。
因为物体做匀速直线运动,拉力等于阻力,0~6s物体所受的拉力等于6-12s物体所受的拉力,故D错误。
故应选B。
7.如图所示,聪明爱玩的小亮将一个滑轮固定在竖直墙壁上,另一个固定在自己的滑板车上,用绳子将两个滑轮组装成滑轮组。
小亮站在滑板车上拉动手中的绳子,他用10N的拉力在3s内,使自己和滑板车一起沿水平地面匀速向墙运动了1.2m。
滑轮重、轴摩擦和绳重均忽略不计。
下列说法中正确的是()。
A.竖直墙壁受到的拉力为20N;B.滑板车受到地面的阻力为30N;
C.在3s内小亮的拉力做功为36J;D.动滑轮对滑板车拉力的功率为12W
【答案】BC。
【解析】A、读图可知,竖直墙壁受到的拉力由三段绳子承担,每一段的拉力等于小亮作用在绳子自由端的拉力,因此,墙壁所受拉力为10N×3=30N,故A错误。
B、读图可知,滑板车受到的阻力同样由三段绳子承担,每一段的拉力也等于小亮作用在绳子自由端的拉力,当滑板车作均速运动时,受到平衡力的作用,由车与地面的摩擦阻力与总的拉力相等,即10N×3=30N,故B正确。
C、3s内绳子自由端移动的距离s=3×1.2m=3.6m,则拉力所做的功为W=Fs=10N×3.6m=36J,故C正确。
D、动滑轮对滑板车的拉力为两段绳子的拉力,即10N×2=20N,距离为1.2m,则所做的功W′=F′s′=20N×1.2m=24J,功率P=W′t="24J"3s=8W,故D错误。
故选BC。
8.平直公路上的甲、乙两辆汽车,在相同牵引力作用下匀速行驶,如果在相同的时间内通过的路程之比为3∶2,则甲与乙()。
A.牵引力做功之比为2∶3;B.牵引力做功之比为3∶2;
C.牵引力的功率之比为1∶1;D.汽车所受的阻力之比为3∶2
【答案】B。
【解析】平直公路上的甲、乙两辆汽车,在相同牵引力作用下匀速行驶,由W=Fs可知,路程之比为3∶3,它们所做的功之比为3∶2。
因汽车匀速行驶,所以汽车所受的阻力之比为1∶1。
由P=W/t可知,牵引力的功率之比为3∶2。
9.如图是某建筑工地要将同一个箱子从地面搬上二楼,如果分别采用如图所示的两种方式来搬运,则关于F1和F2做功的情况,以下判断正确的是( )。
A.两种方式机械效率一定相等;B.两种方式功率一定相等;
C.两种方式所做的总功一定相等;D.两种方式所做的有用功一定相等
【答案】D。
【解析】甲图使用的是动滑轮,所做的总功较大,效率较低;乙图用吊车直接把货物搬上二楼,总功等于有用功,效率是1;但无论采用哪种方式,有用功是相同的;故此题正确答案是D。
10.如图是测量斜面机械效率的实验装置,已知物重G为8N,弹簧测力计的示数如图所示,下列有关实验过程的说法中不正确的是()。
A.图中所示拉力对物体做的有用功为2.4J;
B.实验过程中要求沿斜面向上匀速直线拉动弹簧测力计;
C.此时斜面的机械效率为62.5%;
D.实验中物体受到的摩擦力为1.8N
【答案】A。
【解析】
(1)物体在斜面上的路程是80cm,即0.8m;故拉力的功为:
;故A得说法错误。
(2)在实验过程中,必须匀速拉动弹簧测力计,使物体沿斜面匀速上升,故B的说法正确。
(3)物体上升的高度是30cm,物体受到的重力为8N,故物体克服重力所做的功为:
,故斜面的机械效率为:
,故C的说法正确。
(4)物体克服摩擦力的功是:
,根据公式求得摩擦力为:
,故D的说法正确。
此题答案是A。
11.粗糙斜面高度为0.4m,长为lm,用沿斜面向上的10N的力把重为20N的物体由斜面底端匀速拉到斜面顶端,耗时10s。
则()。
A.拉力的功率为100W;B.拉力的效率为75%;C.总功为10J;D.有用功为4J
【答案】C。
【解析】
(1)拉力的功为:
,此为总功;
(2)拉力的功率为:
;(3)把物体拉到斜面顶端,物体克服重力所做的有用功为:
;(4)拉力的效率为:
。
由以上分析可知,正确答案是C。
12.如图所示,小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼,用甲滑轮所做的总功为W1,机械效率为η1;用乙滑轮所做的总功为W2,机械效率为η2。
若不计绳重与摩擦,则()。
A.W1=W2,η1=η2;B.W1=W2,η1<η2;C.W1η2;D.W1>W2,η1>η2
【答案】C。
【解析】甲是定滑轮,乙是动滑轮,货物质量相同,上升高度相同,故有用功相同;甲滑轮提升货物过程中有一功与总功相同,效率为1;所以应有W2>W1,η1>η2。
正确答案是C。
13.如图所示,用24N的水平拉力F拉滑轮,可以使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动;物体B重10N,弹簧测力计的示数为5N且不变。
若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦,则下列说法中正确是()。
A.地面受到的摩擦力为12N;B.滑轮移动的速度为0.4m/s;
C.水平拉力F的功率为4.8W;D.在2s内绳子对物体A所做的功为4.8J
【答案】B。
【解析】
(1)物体A以0.2m/s的速度向左做匀速运动,那么滑轮移动的速度也是0.4m/s;
(2)根据
,可求得滑轮上拉力F所做的功为:
;(3)F为24N,那么绳子对A的拉力为12N,2s内移动的距离为:
2s×0.2m/s=0.4m,故绳子的功为:
,功率为:
;(4)物体A做匀速运动,在水平方向上A受到的力是平衡力,即:
,所以物体A受到地面对它的摩擦力:
,故物体A对地面的摩擦力也是19N(作用力与反作用力的关系)。
从以上分析可知,正确答案是B。
二、填空题(每空2分,共32分)
14.青少年在安静思考问题的时候,心脏推动血液流动的功率约为1.5W,则你在考试的100min内,心脏做功约为_______J,用这些功可以让一个质量为50kg的物体匀速升高______m。
(g取10N/kg)
【答案】9000;18。
【解析】
(1)由题意可知,P=1.5W,t=100min=6000s,
则在100min内心脏做功为:
W=Pt=1.5W×6000s=9000J。
(2)人的质量m=50kg,由公式W=Gh=mgh可得,这些功可把物体举高的高度:
。
故答案为:
9000;18。
15.如图所示,在50s的时间内,男孩提着重15N的小提琴水平向左匀速走了100m,女孩用5N的水平拉力拉箱子向右匀速走了100m,他们中,对物体做功的是_______________(选填“男孩”或“女孩”),做功的功率是_______________。
【答案】女孩、10W。
【解析】男孩提着小提琴沿水平向左匀速行走,手提力的方向竖直向上,而移动的距离沿水平方向,手的提力对小提琴没有做功;女孩用5N的水平拉力拉箱子向右匀速行走,箱子沿水平拉力移动了一段距离,所以女孩的拉力对箱子做了功,W=Fs=5N×100m=500J。
她做功的功率是P=W/t=500J/50s=10W。
答案:
女孩、10W。
16.判断下列说法的正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)物体做的功多,功率一定大。
()
(2)物体做功时间短,功率一定大。
()
(3)物体做功多,需要的时间不一定多。
()
【答案】
(1)×
(2)×(3)√。
【解析】此题考查学生对功率的计算公式的理解,正确理解功率、功和时间三者间关系是学好功率的基础。
根据P=W/t可得,功率的大小是由功和时间的大小共同反映的,只根据功或时间的大小不能确定功率的大小,所以说法
(1)、
(2)是错误的。
把P=W/t变形得t=W/P,对同一机械来说,它的功率一定,做的功多,当然所用的时间就长;但对于不同机械来说,它们的功率不同,做的功多所用时间就不一定多,所以说法(3)是正确的。
答案:
(1)×
(2)×(3)√。
17.图中是中国科学家正在建造的世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”。
在组装时,需要用如图所示的滑轮把重为1000N的物体匀速提升12m,则作用在滑轮上的拉力F为___________N,绳子对重物所做的功为____________J。
若提升重物所用的时间为1min,则绳子对重物做功的功率为__________W。
【答案】1000、1.2×104、200。
【解析】题中所使用的滑轮是定滑轮,其特点是不省力,但可以改变用力方向。
则作用在滑轮上的拉力F=G=1000N,绳子对重物所做的功为W=Gh=1000N×12m=1.2×104J,绳子对重物做功的功率是P=W/t=1.2×104J/60s=200W。
本题是对新课程“会运用功的公式、功率的公式进行简单的计算”目标的落实,将物理知识与科技信息结合,设置情景新颖,同时引导学生灵活运用基本知识去分析问题与解决问题。
答案:
1000、1.2×104、200。
18.小红每天都练习跳绳,跳绳时她所穿鞋的总质量为0.4kg,平均每分钟她跳绳120次,假定每次双脚抬离地面的高度均为5cm,则每上升一次她对鞋做的功为____________J;她跳绳时对鞋做功的平均功率为____________W。
(g取10N/kg)
【答案】0.2、0.4。
【解析】本题是利用W=Gh和P=W/t求功和功率的计算题。
根据G=mg,可求出小红对鞋用的力。
根据W=Gh=0.4×10×0.05J=0.2J上升一次小红对鞋做的功,再乘以次数就是她1分钟所做的功;
她的平均功率P=
s=0.4W。
答案:
0.2、0.4。
19.如图所示,一物体在水平向右的拉力F1作用下以1m/s速度在水平地面上匀速运动了10m,拉力F1所做的功为W1,功率为P1,若该物体在水平向右的拉力F2作用下以2m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10m,拉力F2所做的功为W2,功率为P2,则W1 W2,P1 P2(选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】=、<。
【解析】由题可知,同一物体先后以不同的速度在同一水平地面上匀速运动,则物体对水平地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,因此两次物体受到的滑动摩擦力不变;又因为物体在水平地面上匀速运动,根据二力平衡条件可知,水平拉力F和滑动摩擦力f是一对平衡力,大小相等,即F1=F2=f;物体运动的距离都为10m,且F1=F2,由W=FS可知W1=W2;因为v1<v2,且F1=F2,由
可知,P1<P2。
故,答案是:
=、<。
20.如图,质量为m=2千克的物体,在力F的作用下,以0.5米/秒的速度沿水平面作匀速直线运动(滑轮重及绳间的摩擦不计),此时弹簧秤的示数为2N,则物体与水平面之间的摩擦力是N,拉力F做功的功率为瓦。
【答案】2;1。
【解析】
(1)物体A受绳子拉力F绳子=F弹簧测力计=2N与滑动摩擦力f作用,物体做匀速直线运动,由平衡条件得:
f=F绳子=2N。
(2)由题知,物体在重力的方向上没有移动距离,根据做功的两个必要条件可知,重力做功为0J。
作用在动滑轮轴上的拉力:
F=2F弹簧测力计=2×2N=4N;
拉力的功率
。
故答案为:
2;1。
三、计算题(共29分)
21.(8分)小华和妈妈去超市购物,她们将17kg物品放在小推车中推行,小推车在某段时间内速度v随时间t化的关系图像如图所示;已知小推车重130N,所受阻力是总重的0.15倍。
(g取10N/kg)
(1)在0~l0s内,水平推力(大于/小于/等于)阻力,阻力大小为N。
(2)10~20s内水平推力做了多少功?
(3)10~20s内水平推力的功率多大?
【答案】
(1)大于、45;
(2)360J;(3)36W。
【解析】
(1)由图像可知,在0-10s时间内小车加速运动,所以水平推力大于阻力;阻力大小是
;
(2)10s-20s内,小车匀速运动,则
小车速度是0.8m/s,所以小车运动距离为:
,水平推力所做的功为:
(3)10s-20s内,水平推力的功率:
。
故,答案是:
(1)大于、45;
(2)360J;(3)36W。
22.(6分)如图所示的装置中,使重40N的重物向右做匀速直线运动,水平拉力F=4N。
若物体移动的速度为2m/s,求:
(1)拉力F在2s内做的功;
(2)拉力的功率。
【解析】从题图中可以看出,图中的滑轮为动滑轮,根据动滑轮的使用方法可知,当拉力F向右移动距离s时,相同时间内物体向右移动2s的距离,物体向右移动的速度也是拉力F移动速度的2倍。
根据速度公式v=s/t,可以求出F移动的距离s,然后再根据W=Fs、P=W/t求出功和功率。
也可以利用P=W/t=Fs/t=Fv求拉力F的功率。
滑轮为动滑轮:
v=2m/s÷2=1m/s,所以s=vt=1m/s×2s=2m;
所以W=Fs=4N×2m=8J,所以P=W/t=8J/2s=4W或P=Fv=4N×1m/s=4W。
答案:
(1)拉力F在2s内做的功为8J;
(2)拉力的功率为4W。
23.(8分)如图为某款擦窗机器人,它凭借其底部的真空泵在机身和玻璃之间形成低气压,牢牢地吸附在竖直玻璃上。
请回答:
(1)当它静止在竖直玻璃上时,受到的摩擦力方向是 。
(2)擦窗机器人的擦试速度是4分钟/米2,要擦完总面积为3米2的窗玻璃需要 分钟。
(3)工作时擦窗机器人对玻璃的压力为28牛,内外气压差达到800帕,求擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为多少平方米?
(4)擦窗机器人的总质量为1.2千克,工作时的实际功率为80瓦,它在竖直向上擦窗过程中有0.25%的电能用于克服重力做功;若窗户足够高,持续竖直向上擦窗20分钟,擦窗机器人可上升的最大高度为多少米?
(取g=10牛/千克)
【解析】
(1)擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,处于平衡状态,竖直方向受到的重力和摩擦力是一对平衡力,故摩擦力的方向是竖直向上的。
(2)擦窗机器人的擦试速度是4分钟/米2,要擦完总面积为3米2的窗玻璃需要的时间为:
t=4分钟/米2×3米2=12分钟。
(3)由
得,擦窗机器人与玻璃的接触面积为:
;
(4)机器人消耗的电能为:
W电=P电t=80W×1200s=96000J;克服重力所做的功:
W´=W电η=96000J×0.25%=240J;机器人的重力为:
G=mg=1.2kg×10N/kg=12N;由W=Gh得上升的高度为:
。
答:
(1)竖直向上;
(2)12;(3)擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为0.035m2;(4)擦窗机器人可上升的最大高度为20m。
24.(7分)常用机器人潜入水下打捞沉船上的物体,(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。
(1)某时候机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.03m3、密度为2.5×103kg/m3的实心物体静止不动,该力的大小是多少?
(2)若机器人在水下30m处将该物体匀速竖直向上运至水面需时间150s,物体竖直上升所需要的动力F与物体运动速度v的关系如题图所示,求:
①物体上升的速度是多少?
②这个过程动力F对物体做了多少功?
【答案】
(1)450N;
(2)①0.2m/s,15000J。
【解析】由图像和物体运动规律的有关计算可以求得,具体解答如下:
(1)
,
物体的重力:
,
拉力为:
;
(2)上升速度:
,由图像可得F=500N,
功为:
。
故,答案为:
(1)450N;
(2)①0.2m/s,15000J。