新课标高中同步辅导高中物理鲁科必修2课时作业 第1章 功和功率 1单元综合评估 含答案

(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
一、选择题
1．将相同质量的砖块搬到高处和用吊车吊到同一高处的不同过程中，肯定相同的物理量是()
A．总功B．有用功
C．额外功D．机械效率
解析：有用功都是克服相同质量的砖的重力所做的功．
答案： B
2．斜面是一种简单的机械，生活中经常用到它．工人师傅小波和小新分别用如图所示的甲、乙两种方法，将同样的物体搬上车，下列说法正确的是()
A．甲方法不省力，但能省功
B．甲方法可以省力，也能省功
C．乙方法可以省力，但不能省功
D．乙方法可以省力，也能省功
答案： C
3．有下列几种运动情况
a．用水平推力F推一质量为m的物体在光滑水平面上前进位移s
b．用水平推力F推一质量为2m的物体在粗糙水平面上前进位移s
c．用与水平方向成60°角斜向上的拉力F拉一质量为m的物体在光滑水平地面上前进位移2s
d．用与斜面平行的力F拉一质量为3m的物体在光滑斜面上前进位移s
关于以上四种情况下拉力F做功多少的判断正确的是()
A．b情况做功最多B．a情况做功最多
C．d情况做功最少D．四种情况做功一样多
解析：根据功的计算公式找出每一具体的物理情景中计算功的各个量，然后代入W＝Fl cos α中计算，可得到正确的判断．
答案： D
4．水平地面上放一个重4 N 的足球，一个小孩用10 N 的力踢球，使球向前运动了2 m ．关于小孩对球做功的下列说法中，正确的是( )
A ．小孩对球做功20 J
B ．小孩对球做功8 J
C ．小孩对球做功28 J
D ．题中条件不足，无法算出小孩对球做了多少功
解析： 做功的两个必要因素是力和在力的方向上发生的位移．解答本题关键要抓住做功的两个必要因素．小孩用10 N 的力踢球，对球施加了一个作用力(踢力)，但在本题中并没有告诉球在踢力的作用下发生了多大的位移，在球向前运动2 m 的位移时踢力已经不存在．所以小孩对球做的功没有充足的条件，无法算出．
答案： D
5．某机械的效率是80%，它对外做了1 000 J 的有用功，这台机械消耗的能量是( ) A ．1 000 J B ．800 J C ．1 200 J
D ．1 250 J
解析： 由η＝W 有用W 总
可得，该机械消耗的总能量W 总＝W 有用η＝1 0000.80 J ＝1 250 J ，故D 正
确．
答案： D 6.
建筑工地上，工人用动滑轮来提升货物，如图所示．其目的是为了( ) A ．减少拉力的大小 B ．减少做功的多少 C ．改变拉力的方向 D ．减少物体移动的距离 答案： A
7．假设汽车以额定功率在水平路面上行驶，所受阻力大小不变，则它不可能做( )
A．匀加速直线运动B．匀减速直线运动
C．匀速直线运动D．变加速直线运动
解析：汽车以额定功率行驶，P不变，若汽车做匀加速直线运动，则F＝f＋ma不变，但v变大，则要求P＝F v变大，这与P不变矛盾，故A不可能，同理B项也不可能；只要F ＝f，则汽车即可做匀速直线运动且P不变，C可能；由P＝F v知，汽车以额定功率起动时，随着v的变大，F变小，加速度变小，汽车做变加速直线运动，D可能．
答案：AB
8．在2008年北京奥运会的举重比赛中，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0.5 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约为()
A．几百瓦B．几千瓦
C．几十千瓦D．几百千瓦
解析：运动员举起杠铃的高度大约是h＝2 m，平均功率为P＝W
t
＝mgh
t
＝127.5×10×2
0.5
W＝5 100 W，所以其平均功率为几千瓦，故B正确．
答案： B
9．质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t＝0开始将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在t＝t1时刻F的功率是()
A．F2t1/2m B．F2t21/2m
C．F2t1/m D．F2t21/m
解析：木块的加速度a＝F/m；t1时刻的速度v＝at1＝F
m t1；P F＝F v＝
F2
m t1.
答案： C
10.
如图所示，质量为m的物体P放在光滑的倾角为θ的直角劈上，同时用力F向右推劈，使P与劈保持相对静止，当前进的水平位移为l时，劈对P做的功为() A．Fl B．mg sin 2θ·l/2
C．mg cos θ·l D．mg tan θ·l
解析：由于物体P和劈相对静止，故P和劈均在水平方向发生位移，位移为l，P受力情况如图所示，根据牛顿第二定律：
在竖直方向：N cos θ＝mg 在水平方向：N sin θ＝ma 所以N ＝mg
cos θ
劈对P 所做的功即为劈对P 的支持力N 所做的功，力N 对P 所做的功为W ＝N ·l cos(90°－ θ)＝mg cos θ
·l ·sin θ＝mgl tan θ.
答案： D 二、非选择题 11.
如图所示是一学生骑车爬坡的情形．假如他骑车时的最大功率是1 200 W ，车和学生的总质量是75 kg ，斜坡倾角为20°，运动过程中受到的摩擦等阻力恒为60 N ，则此学生骑车上坡的最大速度是多少？假如他在水平路面上骑车，最大速度可达到多少？(g 取10 m/s 2)
解析： v 1＝P F ＝P
mg sin 20°＋f
＝
1 200
75×10×sin 20°＋60
m/s ＝3.79 m/s
v 2＝P f ＝1 20060 m/s ＝20 m/s.
答案： 3.79 m/s 20 m/s
12．由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，把一重为40 N 的物体匀速提升1 m 时，人站在地面上所用的向下的拉力为25 N.
(1)若绳重及摩擦不计，则滑轮机械效率为多大？滑轮多重？ (2)若提升的重物变为90 N ，则滑轮组的机械效率又为多大？ 解析： 有2段绳子承受物体和动滑轮的重力．
(1)W 总＝Fs ＝F ×2h ＝25×2×1 J ＝50 J ，W 有用＝Gh ＝40×1 J ＝40 J 所以机械效率η＝W 有用W 总
×100%＝80%；
W 额外＝W 总－W 有用＝10 J ，G 动滑轮＝W 额外
h ＝10 N.
(2)W ′有用＝G ′h ＝90 J ，W ′总＝W ′额外＋W ′有用＝100 J η＝W ′有用W ′总
×100%＝90%.
答案： (1)80% 10 N (2)90%
13．如图所示，在光滑的水平面上，质量m ＝3 kg 的物体，在水平拉力F ＝6 N 的作用下，从静止开始运动，运动时间t ＝3 s ．求：
(1)力F 在3 s 内对物体所做的功； (2)力F 在3 s 内对物体做功的平均功率； (3)在3 s 末，力F 对物体做功的瞬时功率． 解析： 物体的加速度a ＝F m ＝6
3 m/s 2＝2 m/s 2
物体在3 s 内的位移s ＝12at 2＝1
2×2×32 m ＝9 m
物体在3 s 末的速度v ＝at ＝2×3 m/s ＝6 m/s
(1)力F 在3 s 内对物体所做的功为W ＝Fs ＝6×9 J ＝54 J. (2)力F 在3 s 内对物体做功的平均功率为 P ＝W t ＝54
3
W ＝18 W.
(3)在3 s 末，力F 对物体做功的瞬时功率为 P ＝F v ＝6×6 W ＝36 W.
答案： (1)54 J (2)18 W (3)36 W
14．某市计划每日增加供水180万吨，在市郊修建了一座水库，为了将水送入水库，需要将水渠的水提高30 m ．设每根输水管水泵功率为100 kW ，且水泵昼夜不停地工作，如果不计机械能的损耗，至少需要安装多少根输水管？每根输水管每秒流过的水量为多少吨？(取g ＝10 m/s 2)
解析： 将180万吨水提高30 m 需做的功为 W ＝mgh ＝180×104×103×10×30 J 每台水泵每昼夜所做的功为
W0＝Pt＝100×103×24×3 600 J
＝62.5
两者相除得W
W0
由于每台水泵配一根输水管，故至少需要63根输水管．每根输水管每秒流过的水量m0＝180×104
t＝0.33 t.
63×24×3 600
答案：63根0.33 t。