高中物理 基础知识篇 第一章 功和功率本章检测 鲁科版必修2

第1章 功和功率
建议用时 实际用时
满分 实际得分
90分钟
100分
一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共
40分）
1.下列哪些情况中力对物体做的功为零( ) A.向上抛出一物体,上升过程中,重力对物体做的功
B.物体下落时,空气阻力对物体做的功
C.汽车匀速上坡时,车厢底部支持力对货物所做的功
D.汽车匀速上坡时,车厢底部摩擦力对货物所做的功
2.一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图1所示．设该物体在和时刻相对于出发点的位移分别是和，速度分别是和，合外力从开始至时刻做的功是，从至时刻做的功是， 则 ( )
B ．
C ．
D ．
图1
3.如图2所示，分别用、、将质量为的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，物体到达斜面顶端时，力、、的功率关系为 ( )
图2
A ．
B ．
C ．
D ．
4.下列说法中正确的是( )
A.只要物体受力的同时又有位移发生,则一定有力对物体做功
B.力很大,位移很大,这个力所做的功可能等于0
C.机器做功越多,其功率越大
D.汽车上坡的时候,司机必须换挡,其目的是减
小速度,得到较大的牵引力
5.质量为m 的汽车以恒定的功率在平直的公路上行驶，汽车匀速行驶时的速率为，则当汽车的速率为 ()时，汽车的加速度为 ( ) A. B. C. D.
6.质量为2 kg 的物体放在动摩擦因数的水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，水平拉力做的功W 和物体发生的位移s 之间的关系如
图3所示，重力加速度g 取10 m/s 2
，则( )
图5
图3
A ．此物体在A
B 段做匀加速直线运动 B ．此物体在AB 段做匀速直线运动
C ．此物体在OA 段做匀加速直线运动
D ．此物体在OA
段做匀速直线运动
7.提高物体(例如汽车)运动速率的有效途径是增大发动机的功率和减小阻力因数(设阻力与物体运动速率的二次方成正比，即，是阻力因数)．当发动机的额定功率为时，物体运动的最大速率为，如果要使物体运动的速率增大到，则下列办法可行的是( )
A ．阻力因数不变，使发动机额定功率增大到
B ．发动机额定功率不变，使阻力因数减小到
C ．阻力因数不变，使发动机额定功率增大到
D ．发动机额定功率不变，使阻力因数减小到 8.用一个机械将货箱全部吊上离地面12 m 高的平台，现有30个货箱，总质量为150 kg ，这个机械在吊箱子时所能提供的功率取决于所吊物体质量的多少，如图4所示．(不计放下吊钩、搬起和放下箱子等时间)根据图线可得出下列结论，其中正确的是( )
A ．每次吊起3个货箱，吊起货箱所需时间最短
B ．吊完所有货箱至少需要12 min
C ．每次吊起的货箱越多，上升速度越小
D ．一次吊起3个货箱时，上升速度最大
图4
9.如图5所示，质量为的物体放在光滑的倾角为的直角劈上，同时用力向右推劈，使物体与劈保持相对静止，在前进的水平位移为的过程中，劈对物体做的功为(
)
图5
A ．
B ．
C ．
D ．
10.静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力的作用，该力随时间变化的关系如图6所示，则下列结论正确的是（ ） A.拉力在2 s 内的功不为零 B.物体在2 s 内的位移不为零 C.物体在2 s 末的速度为零 D.以上说法都不正确
图6
二、填空题（本题共3小题，每空6分，共18分.请将正确的答案填到横线上）
11.如图7所示，木板质量为，长为，放在光滑水平面上，一细绳通过定滑轮将木板与质量为的小木块相连，与之间的动摩擦因数为，现用水平向右的力将小木块从木板的最左端拉到最右端，拉力至少要做的功是______．
图7
12.如图8示，人拉着细绳的一端由A 走到B ，使质量为m 的物体匀速上升.已知A 、B 两点间的水平距离为s ，细线与水平方向的夹角已在图中标出，不计滑轮的摩擦，人的拉力所做的功为______．
图8
13.用水平拉力拉着滑块沿半径为r 的水平圆轨道
匀速运动一周，已知滑块的质量为m ，滑块与轨道间的动摩擦因数为μ.此过程中拉力所做的功为______．
三、计算题（本题共3小题，每小题14分，共42分.解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
14.在一次抗洪抢险活动中，解放军某部利用直升机抢救一重要落水物体，静止在空中的直升机上的电动机通过悬绳将物体从离飞机90 m 处的洪水中吊到机舱里．已知物体的质量为80 kg ，吊绳的拉力不能超过1 200 N ，电动机的最大输出功率为12 kW.为尽快把物体安全救起，操作人员采取的办法是：先让吊绳以最大的拉力工作一段时间，达到最大功率后电动机就以最大功率工作，当物体到达机舱时恰好达到最大
速度．(g 取10 m/s 2
)求：
(1)落水物体刚到达机舱时的速度； (2)匀加速上升的高度和时间．
15.如图9所示，斜面倾角为，从斜面上方点处由静止释放一个质量为的弹性小球，在点处和斜
s
A B
面碰撞，碰撞后速度大小不变，方向变为水平，经过一段时间在C点再次与斜面碰撞．已知两点的高度差为，重力加速度为，不考虑空气阻力．求：小球在段运动过程中重力做功的平均功率.
图9 16．一辆汽车质量为1×103kg，最大功率为2×104 W，在水平路面上由静止开始做直线运动，最大速度为，运动中汽车所受阻力恒定．发动机的最大牵引力为3×103 N，其行驶过程中牵引力F与车速的倒数的关系如图10所示．试求：
(1)根据图线ABC判断汽车做什么运动？
(2)v2的大小；
(3)整个运动过程中的最大加速度；
(4)匀加速运动过程的最大速度是多大？当汽
车的速度为10 m/s时发动机的功率为多大？
图10
第1章功和功率
得分：
一、选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案
二、填空题
11. 12. 13.
三、计算题
14.
15.
16.
第1章功和功率参考答案
一、选择题
1.C 解析：据功的计算式,重物上升过程中,重力对物体做负功,故A项错误;物体下落时,空气阻力对物体
做负功,故B错;汽车上坡时车厢底部对货物的支持力垂直于位移的方向,不做功,二者间的摩擦力沿位移方向,做正功,故C项正确,D项错误.
2.AC 解析：设时刻前后的加速度分别为、，则，所以，；，；，，故选项A、C对，B、D错．
3.A 解析：设物体的质量为，三种情况下物体的加速度相同，据牛顿第二定律得，，.所以，在速度方向
上的分量都相同，又因加速度相同，斜面长度相同，所以三种情况下到达斜面顶端时的速度相等，所以据功率公式可知，故选A.
4.BD 解析：功的大小既与力、位移有关,还与两者夹角有关,若夹角为90°,则功为零,所以A错,B对,由
功率知C项错,由,得,所以D项正确.
5.C 解析：汽车所受阻力为，汽车速度为时的牵引力为，所以，应选C.
6.BC 解析：由题中图象得：此物体在OA段所受的水平拉力为，在AB段所受的水平拉力为；物体所受滑动摩擦力为，所以此物体在AB段做匀速直线运动，选项B正确；此物体在OA段做匀加速直线运动，选项C正确．
7.CD 解析：物体运动的最大速度为匀速运动时的速度，此时牵引力与阻力相等，由公式，若速率增大到，
则牵引力的功率的表达式为，则当阻力因数不变时，即时，则，A错C对；当发动机额定功率不变时，即时，则，，D对B错．
8.ABC 解析：根据题意可知每个箱子的质量为5 kg，再根据图象可得，当吊起一个箱子时，上升的最大
速度约为，当吊起两个箱子时，上升的最大速度约为，当吊起三个箱子时，机械提供的功率最大，此时上升的最大速度约为，随着功率减小及重物的增加，货箱上升的速度越来越小，故C正确，D错误．因提3个货箱时机械的功率最大，由可知以最大功率提升货箱用的时间最少，是12 min，故A、B正确．9. D 解析：物体只受重力和支持力作用，它们的合力沿水平方向，如图12所示，且，斜劈对做功．
图12
10.BC 解析：由图象可知在0～1 s时间内，物体做加速运动，设位移为，1 s末的速度为，则物体在1 s ～
2 s内的位移也为，2 s末的速度为零，则拉力在2 s内的功，2 s内的位移为，故B、C正确，A、D
错.
二、填空题
11.解析：匀速运动时拉力做功最小．把木块拉至木板最右端过程中，前进的位移是，故拉力至少要做
的功为．
12．解析：人的拉力所做的功等于细绳对物体拉力的功.在物体匀速上升的过程中，细线对物体的拉力
，
物体上升的高度，
从而细线对物体拉力的功.
所以，人的拉力所做的功为.
13．
解析：滑块沿水平圆轨道匀速运动，故拉力的大小.
把圆轨道分成、、、……很多个小段，每一段小到可以看成直线段，从而拉力在每一小段上的方向可认为不变，则拉力在每一小段上所做的功分别为，，，…….
所以，在滑块沿水平圆轨道匀速运动一周的过程中，拉力所做的功为
.
三、计算题
14.（1）（2）
解析：（1）由，，
得
即此物体刚到达机舱时的速度为.
（2）匀加速上升的加速度为：
匀加速阶段的末速度：
匀加速上升时间为
匀加速上升的高度
15. 解析：由，，得.
16.（1）见解析（2）（3）（4）
解析：（1）题图中图线AB段牵引力不变，阻力不变，汽车做匀加速直线运动，图线BC的斜率表示汽车的功率，不变，则汽车做加速度减小的加速运动，直至达到最大速度，此后汽车做匀速直线运动．（2）当汽车的速度为时，牵引力为，
.
（3）汽车做匀加速直线运动时的加速度最大
阻力
.
（4）与B点对应的速度为
当汽车的速度为时处于图线BC段，故此时的功率最大为.。