2022版高中物理 第一章 功和功率檢測(cè)試題 魯科版必修2【二維選題表】物理觀念科學(xué)思維科學(xué)探究科學(xué)態(tài)度與責(zé)任功的理解1(易)4(易),9(中)功率的理解2(易)功和能7(易)功、功率的計(jì)算3(易),5(易),6(中),10(中),11(中),12(中),13(易),14(中),17(中),18(中)機(jī)械效率8(中),16(中)機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題15(中)一、選擇題(第16題為單項(xiàng)選擇題,第712題為多項(xiàng)選擇題,每小題4分,共48分)1.關(guān)于功的說(shuō)法中正確的是(C)A.功的大小只由力和位移的大小決定B.因?yàn)楣τ姓拓?fù)功,所以功是矢量C.合力的功等于各分力功的代數(shù)和D.力對(duì)物體不做功,說(shuō)明物體一定無(wú)位移解析:功的大小由力和在力方向上的位移決定,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;功有正、負(fù),但功是標(biāo)量,無(wú)方向,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;合力的功等于各分力做功的代數(shù)和,選項(xiàng)C正確;力對(duì)物體不做功,物體在力方向上的位移為零,物體不一定無(wú)位移,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.2.關(guān)于力對(duì)物體做功的功率,下面幾種說(shuō)法中正確的是(D)A.力對(duì)物體做功越多,這個(gè)力的功率就越大B.力對(duì)物體做功的時(shí)間越短,這個(gè)力的功率就越大C.力對(duì)物體做功少,其功率只能很小;力對(duì)物體做功多,其功率可能較大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,做功多并不能說(shuō)功率大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;同理選項(xiàng)B錯(cuò)誤;功率是反映做功快慢的物理量,功率大表明做功快,故選項(xiàng)C錯(cuò),D正確.3.用F=6 N的力將質(zhì)量為0.5 kg的物體由靜止開始豎直向上提起,取g=10 m/s2,則2 s末F做功的功率是(D)A.6 W B.12 WC.48 WD.24 W解析:物體在F作用下向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度a=2 m/s2.2 s末的速度v=at=4 m/s,所以2 s末F的功率為P=Fv=6×4 W=24 W.4. 如圖所示,平板車放在光滑水平面上,一個(gè)人從車的左端加速向右端跑動(dòng).設(shè)人受到的摩擦力為f,平板車受到的摩擦力為f,下列說(shuō)法正確的是(C)A.f,f均做正功B.f,f均做負(fù)功C.f做負(fù)功,f做正功D.因?yàn)槭庆o摩擦力,f,f做功均為零解析:要注意人與平板車之間為靜摩擦力,人受到的摩擦力f水平向右,而人與平板車接觸的腳面隨木板運(yùn)動(dòng).因此f做負(fù)功;平板車受到的摩擦力f水平向左,與車的運(yùn)動(dòng)方向一致,做正功,故選項(xiàng)C正確.5.一質(zhì)量為1 kg的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑水平面上,從t=0時(shí)起,第1 s內(nèi)受到2 N的水平外力作用,第2 s內(nèi)受到同方向的1 N的外力作用.下列判斷正確的是(D)A.02 s內(nèi)外力的平均功率是 WB.第2 s內(nèi)外力所做的功是 JC.第2 s末外力的瞬時(shí)功率最大D.第1 s末外力的瞬時(shí)功率最大解析:由題意知質(zhì)點(diǎn)所受的水平外力即為合力,則知質(zhì)點(diǎn)在這2秒內(nèi)的加速度分別為a1=2 m/s2,a2=1 m/s2,則質(zhì)點(diǎn)在第1 s末與第2 s末的速度分別為v1=2 m/s,v2=3 m/s,第1 s內(nèi)的位移s1=a1=×2×12 m=1 m.第2 s內(nèi)的位移s2=v1t2+a2=2.5 m.第1 s內(nèi)外力的功W1=F1s1=2 J,第2 s內(nèi)外力的功W2=F2s2=2.5 J,則在02 s內(nèi)外力的平均功率=2.25 W,A,B錯(cuò)誤.由=Fv知質(zhì)點(diǎn)在第1 s末與第2 s末的瞬時(shí)功率分別為P1=4 W,P2=3 W,故C錯(cuò)誤,D正確.6.質(zhì)量為m的物體,自高為h、長(zhǎng)為l的光滑斜面頂端由靜止滑下,經(jīng)歷時(shí)間t到達(dá)斜面底端,到達(dá)斜面底端時(shí)的速度為v.物體剛滑到斜面底端時(shí),重力的功率是(B)A.mgv B.C. D.解析: 由題意可知,物體下滑情況如圖所示.由幾何關(guān)系知,sin =h/l,=90°-,由P=F·vcos 知,重力的功率PG=mgvcos =mgvsin =mgv·,選項(xiàng)B正確.7.關(guān)于功和能的聯(lián)系與區(qū)別,下列說(shuō)法中正確的是(BD)A.功是能量的量度B.功是能量轉(zhuǎn)化的量度,所以它們具有相同的單位C.功就是能,能就是功,功和能是一樣的D.力對(duì)物體做功必須有一個(gè)過(guò)程,能量的轉(zhuǎn)化也必須有一個(gè)過(guò)程解析:功是能量轉(zhuǎn)化的量度,是用來(lái)描述一個(gè)過(guò)程的物理量,是一個(gè)過(guò)程量,能是一個(gè)狀態(tài)量,二者單位一樣,都是焦耳,故選B,D.8. 如圖所示,用滑輪組將重為600 N的物體勻速提升,如果拉力為350 N,則下列結(jié)論中不正確的是(ABD)A.如果將物體提升2 m,拉力做功1 200 JB.如果將物體提升1 m,所做的有用功為350 JC.如果物體以0.5 m/s的速度勻速上升,拉力的功率為350 WD.此滑輪組的機(jī)械效率為80%解析:因?yàn)槭莿?dòng)滑輪,物體提升2 m拉力作用點(diǎn)移動(dòng)4 m,拉力做功W=Fs=1 400 J,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;物體提升1 m,克服物體重力做功為有用功,WG=mgh=600 J,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;物體速度為0.5 m/s,則拉力作用點(diǎn)移動(dòng)速度是1 m/s,P=Fv=350 W,選項(xiàng)C正確;滑輪組的效率=86%,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.9. 如圖所示,物體沿弧形軌道下滑后滑上足夠長(zhǎng)的水平傳送帶,傳送帶以圖示方向勻速運(yùn)轉(zhuǎn),則傳送帶對(duì)物體做功情況可能是(ACD)A.始終不做功 B.先做負(fù)功后做正功C.先做正功后不做功D.先做負(fù)功后不做功解析:當(dāng)物體剛滑上傳送帶時(shí),若與傳送帶的速度相同,則傳送帶對(duì)物體只有支持力作用,傳送帶對(duì)物體不做功;若物體滑上傳送帶時(shí)的速度小于傳送帶的速度,傳送帶先對(duì)物體做正功;若物體滑上傳送帶時(shí)的速度大于傳送帶的速度,傳送帶先對(duì)物體做負(fù)功.無(wú)論物體以多大速度滑上傳送帶,物體最終與傳送帶相對(duì)靜止,傳送帶最后都不會(huì)再對(duì)物體做功.故選項(xiàng)A,C,D正確,B錯(cuò)誤.10.某人用手將1 kg物體由靜止豎直向上提起1 m,這時(shí)物體的速度為2 m/s,其中當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=10 m/s2,則下列說(shuō)法正確的是(AB)A.手對(duì)物體做功為12 J B.合外力做功為2 JC.合外力做功為12 J D.重力做功為10 J解析:分析物體的運(yùn)動(dòng)情況可知,物體的初速度的大小為0,位移的大小為1 m,末速度的大小為2 m/s,由v2-=2ax可得,加速度為a=2 m/s2,由牛頓第二定律可得F-mg=ma,拉力F=mg+ma=12 N,手對(duì)物體做功為W=FL=12×1 J=12 J,故A正確,重力做的功WG=-mgh=-1×10×1 J=-10 J,故D錯(cuò)誤,合外力做的功W合=W+WG=12 J-10 J=2 J,故B正確,C錯(cuò)誤. 11. 質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上,從t=0時(shí)刻開始受到水平力的作用.力的大小F與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示,力的方向保持不變,則(BD)A.3t0時(shí)刻的瞬時(shí)功率為B.3t0時(shí)刻的瞬時(shí)功率為C.在t=0到3t0這段時(shí)間內(nèi),水平力的平均功率為D.在t=0到3t0這段時(shí)間內(nèi),水平力的平均功率為解析:02t0時(shí)間內(nèi)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),可求得2t0時(shí)刻物體的速度為2t0.2t03t0時(shí)間內(nèi)物體也做勻加速直線運(yùn)動(dòng),可求得3t0時(shí)刻物體的速度為2t0+t0=F0t0.所以3t0時(shí)刻的瞬時(shí)功率為3F0·=,故選項(xiàng)B正確,A錯(cuò)誤;02t0時(shí)間內(nèi)水平力做功為F02t0=,2t03t0時(shí)間內(nèi)水平力做功為3F0t0=,所以總功為,平均功率為,所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確.12.如圖(甲)所示,滑輪質(zhì)量、摩擦均不計(jì),質(zhì)量為2 kg的物體在F作用下由靜止開始向上做勻加速運(yùn)動(dòng),其速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖(乙)所示,由此可知(g取10 m/s2)(AC)A.4 s內(nèi)F做功為84 JB.F的大小為21 NC.4 s末F的功率大小為42 WD.4 s內(nèi)F做功的平均功率為42 W解析:由速度時(shí)間圖象可知,物體在4 s內(nèi)的位移為4 m,物體運(yùn)動(dòng)的加速度a=0.5 m/s2,根據(jù)動(dòng)滑輪省力原理及牛頓第二定律可知,2F-mg=ma,則力F大小等于10.5 N,因此,4 s內(nèi)F做功為W=10.5×8 J=84 J,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;由公式P=Fv得,4 s末F的功率大小為P=F·2v=42 W,選項(xiàng)C正確;4 s內(nèi)F做功的平均功率為= W=21 W,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.二、非選擇題(共52分)13.(6分)如圖所示,表示物體在力F作用下在水平面上發(fā)生一段位移,試分別計(jì)算這三種情況下力F對(duì)物體所做的功.設(shè)在這三種情況下力F和位移l的大小都相同.F=10 N,l=1 m,角1,2,3的大小如圖所示.解析:(甲)圖中力F與位移l之間的夾角1=30°W1=Flcos 30°=10×1× J=5 J. (2分)(乙)圖中F與l的夾角2=150°W2=Flcos 150°=10×1×(-) J=-5 J. (2分)(丙)圖中F與l的夾角3=30°W3=Flcos 30°=5 J. (2分)答案:5 J-5 J5 J14.(10分)一臺(tái)起重機(jī)勻加速地將質(zhì)量為1×103 kg的貨物由靜止豎直吊起,在2 s末貨物的速度為v=4 m/s,g取10 m/s2,不計(jì)阻力,求:(1)起重機(jī)在這2 s內(nèi)的平均輸出功率.(2)起重機(jī)在2 s末的瞬時(shí)功率.解析:(1)貨物的加速度a= m/s2=2 m/s2, (1分)2 s內(nèi)提升的高度為h=at2=×2×22 m=4 m, (1分)根據(jù)牛頓第二定律可得,F-mg=ma,則拉力F=m(a+g)=1×103×(2+10) N=1.2×104 N, (2分)起重機(jī)在這2 s內(nèi)做的功W=Fh=1.2×104×4 J=4.8×104 J, (2分)2 s內(nèi)的平均輸出功率P= W=2.4×104 W. (2分)(2)2 s末的瞬時(shí)功率為P2=Fv=1.2×104×4 W=4.8×104 W. (2分)答案:(1)2.4×104 W(2)4.8×104 W15.(8分)一輛質(zhì)量為2.0×103 kg的汽車在平直公路上行駛,若汽車行駛過(guò)程中所受阻力恒為f=2.5×103 N,且保持功率為80 kW,求:(1)汽車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所能達(dá)到的最大速度;(2)汽車的速度為5 m/s時(shí)的加速度a的大小;解析:(1)因汽車勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)速度最大,由P=Fvm和F=f,得vm=32 m/s; (4分)(2)設(shè)v1=5 m/s時(shí)牽引力為F1,則P=F1v1,F1-f=ma,解得a=6.75 m/s2. (4分)答案:(1)32 m/s(2)6.75 m/s216. (8分)使用如圖所示裝置測(cè)滑輪組A,B的機(jī)械效率.已知物重G=4.5 N,用彈簧測(cè)力計(jì)向上勻速拉動(dòng)繩子的自由端,使重物升高0.1 m,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為2 N.求:(1)滑輪組A,B的機(jī)械效率.(2)如果測(cè)出動(dòng)滑輪B重為1.2 N,那么這個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中克服摩擦力做了多少功?解析:(1)重物上升高度h=0.1 m, (1分)則彈簧測(cè)力計(jì)上升的距離s=3h=0.3 m, (1分)=×100%=75%. (2分)(2)根據(jù)機(jī)械功的原理有Fs=(G+GB)h+Wf,所以Wf=Fs-(G+GB)h=2×0.3 J-(4.5+1.2)×0.1 J=0.03 J. (4分)答案:(1)75%(2)0.03 J17.(8分) 如圖所示,水平傳送帶以速度v=9 m/s順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn),兩傳動(dòng)輪M,N之間的距離為x=10 m,若在M輪的正上方,將一質(zhì)量為m=3 kg的物體輕放在傳送帶上,已知物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.3,物體由M處傳送到N處的過(guò)程中,傳送帶對(duì)物體的摩擦力做了多少功?(g取10 m/s2)解析:物體在傳送帶上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)a=g=3 m/s2. (2分)剛好加速運(yùn)動(dòng)10 m時(shí)的速度v0= m/s=2 m/s (2分)由于v=9 m/s>v0=2 m/s, (2分)所以物體從M至N的過(guò)程中一直加速,摩擦力做功W=fx=mgx=9×10 J=90 J. (2分)答案:90 J18.(12分)一質(zhì)量為m的物體靜止在水平面上,在水平方向的拉力F作用下開始運(yùn)動(dòng),在06 s內(nèi)其運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象與拉力的功率時(shí)間圖象如圖(甲)、(乙)所示,g取10 m/s2,求:(1)06 s內(nèi)物體克服摩擦力做的功;(2)06 s內(nèi)拉力做的功.解析:(1)由題圖(甲)可知,t=2 s后物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),且速度為6 m/s,則F2=f,已知P2=F2v,故f=F2= N=4 N, (2分)由圖象可知在06 s內(nèi),物體通過(guò)的位移s= m=30 m, (2分)故克服摩擦力做功為Wf=fs=4×30 J=120 J. (2分)(2)2 s時(shí)v=6 m/s,P1=60 W,則F1= N=10 N (2分)由圖象可知在02 s內(nèi)物體通過(guò)的位移s1= m=6 m (1分)26 s內(nèi)物體通過(guò)的位移s2=s-s1=30 m-6 m=24 m. (1分)所以06 s內(nèi)拉力做的功W=F1s1+F2s2=10×6 J+4×24 J=156 J. (2分)答案:(1)120 J(2)156 J