2018-2019学年高中物理 第1章 功和功率章末检测 鲁科版必修2.doc

第1章 功和功率章末检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(共9小题，每小题6分，共54分。17题为单项选择题，89题为多项选择题。)1.关于功，下列说法中正确的是()A.因为功有正负，所以功是矢量B.力对物体不做功，说明物体一定无位移C.功的多少是由力的大小和物体在力的方向上的位移的大小确定的D.力对物体做功少，说明物体的受力一定小解析功的正负表示外力对物体做功还是克服外力做功，不代表方向，功是标量，A错误；如果力的方向和运动方向垂直，即使位移不为零力对物体也不做功，B错误；功等于力和物体在力的方向上的位移的乘积，C正确；力对物体做功少，说明力小或物体在力的方向上的位移小，D错误。答案C2.如图所示，力F大小相等，A、B、C、D中物体运动的位移s也相同，下列哪种情况F做功最小()解析力F做功多少与接触面粗糙程度无关，由功的定义式WFscos ，可知D中cos 最小，所以F做功最小。答案D3.关于摩擦力做功，下列说法中正确的是()A.静摩擦力一定不做功B.滑动摩擦力一定做负功C.静摩擦力和滑动摩擦力都可能做正功D.静摩擦力和滑动摩擦力一定做功解析滑动摩擦力、静摩擦力可以是动力也可以是阻力，则滑动摩擦力、静摩擦力都可以做正功，也都可以做负功，也可以不做功，故C正确，A、B、D错误。答案C4.在举重比赛中，一名运动员在抓举比赛时，将质量为127.5 kg的杠铃举起历时约2 s，再停留3 s后放下杠铃，那么，该运动员在举起杠铃过程中的平均功率为()A.几十瓦左右 B.一千瓦左右C.几十千瓦左右 D.几百千瓦左右解析运动员举起杠铃的高度大约是h2 m，平均功率 W1 275 W，所以其平均功率为一千瓦左右，B正确。答案B5.某人利用机械效率为85%的滑轮组将重物提高0.5 m和直接用手将同一物体匀速竖直提高0.5 m的两种情况下，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.做的额外功一样多解析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均错误；用手直接提重物时额外功为零，故D错误。答案A6.一辆小车在水平面上做匀速直线运动，从某时刻起，小车所受牵引力和阻力随时间变化的规律如图1所示，则作用在小车上的牵引力F的功率随时间变化的规律是下图中的()图1解析车所受的牵引力和阻力恒定，所以车做匀加速直线运动，牵引力的功率PFvF(v0at)，故选项D正确。答案D7.(2018无锡高一检测)新中国成立前后，机械化生产水平较低，人们经常通过“驴拉磨”的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用，如图2所示，假设驴拉磨的平均用力大小为500 N，运动的半径为1 m，则驴拉磨转动一周所做的功为()图2A.0 B.500 JC.500 J D.1 000 J解析由于F的方向保持与作用点的速度方向一致，因此F做功不为零，可把圆周划分成很多小段研究，如图所示，当各小段的弧长si足够小(si0)时，在这si内F的方向几乎与该小段的位移方向重合。故WFFs1Fs2Fs3F2R1 000 J。(这等效于把曲线拉直) 答案D8.如图3所示，稳站在商店自动扶梯的水平踏板上的人，随扶梯斜向上做加速运动，则在此过程中()图3A.人只受到重力和踏板的支持力作用B.除受重力和支持力外，人还受摩擦力，并且摩擦力做正功C.支持力对人做正功D.人所受的合外力对人做功为零解析人随扶梯斜向上加速时，人受到竖直向上的支持力、竖直向下的重力、水平向右的静摩擦力的作用，所以支持力和摩擦力都做正功，A错误，B、C正确；人受的合外力与位移同向，所以合外力做正功，D错误。答案BC9.(2018衡水高一检测)质量为m2 kg的物体沿水平面向右做直线运动，t0时刻受到一个水平向左的恒力F，如图4甲所示，此后物体的vt图象如图乙所示，取水平向右为正方向，g取10 m/s2，则()图4A.物体与水平面间的动摩擦因数为0.5B.10 s末恒力F的瞬时功率为6 WC.10 s末物体在计时起点左侧2 m处D.10 s内物体克服摩擦力做功34 J解析由vt图象得两段时间的加速度大小分别为a12 m/s2、a21 m/s2。根据牛顿第二定律有Fmgma1，Fmgma2。解得F3 N，0.05，故A错误；10 s末恒力F的瞬时功率PFv18 W，B错误；10 s内物体的位移s 4 m6 m2 m，说明物体10 s末在计时起点左侧2 m处，C正确；整个过程的路程x4 m6 m34 m，所以10 s内物体克服摩擦力做功Wmgx34 J，D正确。答案CD二、非选择题(本题共3小题，共46分)10.(14分)电梯载着一名750 N的乘客，以2.0 m/s的速度匀速上升时，电机的输出功率为1.5104 W。求：(1)此时该电梯的有用功率；(2)此时该电梯的效率；(3)将这名乘客提升3 m时，该电梯做的有用功。解析(1)该电梯所做的有用功是电梯克服乘客的重力所做的功，所以电梯的有用功率P有用Gv解得P有用1 500 W(2)此时电梯的总功率为电机的输出功率即P总P输出电梯效率解得10%(3)该电梯做的有用功W有用Gh解得W有用2 250 J答案(1)1 500 W(2)10%(3)2 250 J11.(16分)如图5所示，质量为5 kg的物块放在倾角53的斜面上由静止开始下滑，物块与斜面间的动摩擦因数为0.5，g取10 m/s2，斜面足够长且固定不动，求：图5(1)前4 s内，重力、支持力、摩擦力做的功；(2)前4 s内，重力的平均功率；(3)第4 s末，重力的瞬时功率。(sin 530.8，cos 530.6)解析以物块为研究对象，物块受到重力mg、弹力N和摩擦力f的作用。把重力正交分解建立如图所示的坐标系，列动力学方程mgsin mgcos ma解得a5 m/s24 s内物块通过的位移大小sat2542 m40 m4 s末物块的速度vat54 m/s20 m/s(1)前4 s内重力做的功WGmgssin 510400.8 J1 600 J由于支持力N与速度v的方向垂直，所以支持力做功为零。摩擦力做功Wfmgscos 0.5510400.6 J600 J(2)前4 s内重力的平均功率G W400 W(3)第4 s末重力的瞬时功率PGmgvsin 510200.8 W800 W答案(1)1 600 J0600 J(2)400 W(3)800 W12.(16分)有一辆氢燃料汽车重6 t，阻力是车重的0.05倍，最大输出功率为60 kW(g取10 m/s2)，求：(1)车以a0.5 m/s2从静止匀加速启动，能有多长时间维持匀加速运动？(2)最大行驶速度为多少？(3)若此车以最大速度从上海驶往南京(约300 km)，发动机的效率为50%，则需要多少氢作燃料(每摩尔氢气燃烧放出的热量为285.8 kJ)?解析(1)设车匀加速启动时间为t，fkmg，k0.05则有Ffma，PFv，又vat联立以上三式解得t20 s(2)当速度继续增大时，F减小，a减小，当Ff时，a0，速度最大，所以vm20 m/s(3)当汽车以最大速度行驶时，牵引力等于汽车所受的阻力，所以Ff0.05610310 N3103 N汽车牵引力所做的功为WFs3103300103 J9108 J汽车发动机做的总功为W总 J1.8109 J因为每摩尔氢气燃烧放出的热量为285.8 kJ，所以发动机做功所需氢气的质量为mH g1.26104 g12.6 kg答案见解析