2020高中物理 第1章 功和功率 2單元測試 魯科版必修2

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1、第1章《功和功率》單元試卷 1．在斯著名撐桿跳運動員伊辛巴耶娃以5.05 m的成績第24次 打破世界紀(jì)錄．如圖1所示為她在比賽中的幾個畫面的 示意圖．下列說法中正確的是 (　　) A．運動員過最高點時的速度為零 B．撐桿恢復(fù)形變時，彈性勢能完全轉(zhuǎn)化為動能 C．運動員要成功躍過橫桿，其重心必須高于橫桿 D．運動員在上升過程中對桿先做正功后做負(fù)功 解析：運動員在最高點要有一個向前的速度，A錯誤；撐桿恢復(fù)形變時，彈性勢能 轉(zhuǎn)化為運動員的動能和重力勢能，故B錯誤；運動員在成功躍過的過程中，一般使 用背越式，重心可以在橫桿的下方，C錯誤

2、；運動員奔跑一段后，桿的一端觸地， 運動員開始上升，在此過程中，運動員的動能先轉(zhuǎn)化為桿的彈性勢能和她本身的重 力勢能，當(dāng)上升到一定高度時，桿的彈性勢能再轉(zhuǎn)化為運動員的動能和重力勢能， 故D正確． 答案：D 2．一物體在外力的作用下從靜止開始做直線 運動，合外力方向不變，大小隨時間的變化如圖2所示． 設(shè)該物體在t0和2t0時刻相對于出發(fā)點的位移分別是s1和 s2，速度分別是v1和v2，合外力從開始至t0時刻做的功是 W1，從t0至2t0時刻做的功是W2，則 (　　) A．s2＝5s1　v2＝3v1 B．s2＝9s1　

3、v2＝5v1 C．s2＝5s1　W2＝8W1 D．v2＝3v1　W2＝9W1 解析：設(shè)t0時刻前后的加速度分別為a1、a2，則a2＝2a1，所以v1＝a1t0，v2＝v1＋ a2t0＝3v1；s1＝a1t02，s2＝s1＋v1t0＋a2t02＝5s1；W1＝F0s1，W2＝2F0(s2－s1)＝8W1， 故選項A、C對，B、D錯． 答案：AC 3．如圖3所示，分別用F1、F2、F3將質(zhì)量為m的物體由靜止沿同一 光滑斜面以相同的加速度從斜面底端拉到斜面的頂端，物體到達(dá)斜面頂端時，力 F1、F2、F3的功率關(guān)系為

4、 (　　) 圖3 A．P1＝P2＝P3 B．P1＞P2＝P3 C．P3＞P2＞P1 D．P1＞P2＞P3 解析：設(shè)物體的質(zhì)量為m，三種情況下物體的加速度a相同，據(jù)牛頓第二定律得 F1－mgsinα＝ma，F(xiàn)2cosα－mgsinα＝ma，F(xiàn)3cosθ－mgsinα＝ma.所以F1＝F2cosα＝ F3cosθ，在速度方向上的分量都相同，又因加速度相同，斜面長度相同，所以三種 情況下到達(dá)斜面頂端時的速度相等，所以據(jù)功率公式可知P1＝P2＝P3，故選A. 答案：A 4．如圖4所示，長為L的長木板水平放置，

5、在木板的A端放置一個質(zhì)量為m的小物塊，現(xiàn)緩慢地抬高A 端，使木板以左端為軸轉(zhuǎn)動，當(dāng)木板轉(zhuǎn)到與水平面的夾角為 α?xí)r小物塊開始滑動，此時停止轉(zhuǎn)動木板，小物塊滑到底端的 速度為v，則在整個過程中 (　　) A．支持力對物塊做功為0 B．支持力對小物塊做功為mgLsinα C．摩擦力對小物塊做功為mgLsinα D．滑動摩擦力對小物塊做功為mv2－mgLsinα 解析：在緩慢抬高A端的過程中，支持力對物塊做功為W，摩擦力不做功，由動能 定理可得W＋WG＝W－mgLsinα＝0，即W＝mgLsinα；物塊下滑過程中支持力不做 功，滑動摩擦力做負(fù)功，由動

6、能定理可得mgLsinα＋Wf＝mv2－0，故Wf＝mv2－ mgLsinα，因此B、D正確． 答案：BD 5．質(zhì)量為m的汽車以恒定的功率P在平直的公路上行駛，汽車勻速行 駛時的速率為v1，則當(dāng)汽車的速率為v2(v2

7、力做的功W和物體發(fā)生的位移s之間的關(guān)系如 圖5 圖5所示，重力加速度g取10 m/s2，則 (　　) A．此物體在AB段做勻加速直線運動 B．此物體在AB段做勻速直線運動 C．此物體在OA段做勻加速直線運動 D．此物體在OA段做勻速直線運動 解析：由題中圖象得：此物體在OA段所受的水平拉力為F1＝＝5 N，在AB段所 受的水平拉力為F2＝＝2 N；物體所受滑動摩擦力為Ff＝μmg＝2 N，所以此物體 在AB段做勻速直線運動，選項B正確；此物體在OA段做勻加速直線運動，選項C 正確． 答案：BC 7．提高物體(例如汽車)運動速率的有效途徑是增大發(fā)動機(jī)

8、的功率和減 小阻力因數(shù)(設(shè)阻力與物體運動速率的平方成正比，即Ff＝kv2，k是阻力因數(shù))．當(dāng) 發(fā)動機(jī)的額定功率為P0時，物體運動的最大速率為vm，如果要使物體運動的速率增 大到2vm，則下列辦法可行的是 (　　) A．阻力因數(shù)不變，使發(fā)動機(jī)額定功率增大到2P0 B．發(fā)動機(jī)額定功率不變，使阻力因數(shù)減小到 C．阻力因數(shù)不變，使發(fā)動機(jī)額定功率增大到8P0 D．發(fā)動機(jī)額定功率不變，使阻力因數(shù)減小到 解析：物體運動的最大速度為勻速運動時的速度，此時牽引力與阻力相等，由公式 P0＝Fvm＝Ffvm＝kvm2·vm

9、＝kvm3，若速率增大到2vm，則牽引力的功率的表達(dá)式為P′ ＝8k′vm3，則當(dāng)阻力因數(shù)不變時，即k＝k′時，則P′＝8P0，A錯C對；當(dāng)發(fā)動 機(jī)額定功率不變時，即P0＝P′時，則k＝8k′，k′＝，D對B錯． 答案：CD 8．用一個機(jī)械將貨箱全部吊上離 地12 m高的平臺，現(xiàn)有30個貨箱，總質(zhì)量為150 kg， 這個機(jī)械在吊箱子時所能提供的功率取決于所吊物體質(zhì) 量的多少，如圖6所示．(不計放下吊鉤、搬起和放下箱 子等時間)根據(jù)圖線可得出下列結(jié)論，其中正確的是 (　　) A．每次吊起3個貨箱，吊起貨箱所需時間最短 B

10、．吊完所有貨箱至少需要12 min C．每次吊起的貨箱越多，上升速度越小 D．一次吊起3個貨箱時，上升速度最大 解析：根據(jù)題意可知每個箱子的質(zhì)量為5 kg，再根據(jù)圖象可得，當(dāng)?shù)跗鹨粋€箱子時， 上升的最大速度約為v1＝ m/s，當(dāng)?shù)跗饍蓚€箱子時，上升的最大速度約為v2＝ m/s，當(dāng)?shù)跗鹑齻€箱子時，機(jī)械提供的功率最大，此時上升的最大速度約為v3＝ m/s，隨著功率減小及重物的增加，貨箱上升的速度越來越小，故C正確，D錯誤．因 提3個貨箱時機(jī)械的功率最大，由Pt＝W可知以最大功率提升貨箱用的時間最少， 是12 min，故A、B正確． 答案：ABC 9．兩臺機(jī)械所做的總功之比為

11、2∶1,它們的機(jī)械效率之比為3∶4,則它們所做的有用功之比為( ) A.2∶1 B.3∶4 C.4∶1 D.3∶2 答案：D 10． 在一次抗洪搶險活動中，解放軍某部利用直升機(jī)搶 救一重要落水物體，靜止在空中的直升機(jī)上的電動機(jī)通過懸繩將物體從離飛機(jī)90 m 處的洪水中吊到機(jī)艙里．已知物體的質(zhì)量為80 kg，吊繩的拉力不能超過1 200 N， 電動機(jī)的最大輸出功率為12 kW.為盡快把物體安全救起，操作人員采取的辦法是： 先讓吊繩以最大的拉力工作一段時間，達(dá)到最大功率后電動機(jī)就以最大功率工作， 當(dāng)物體到達(dá)機(jī)艙時恰好達(dá)到最大速度．(g＝10 m/s2)求

12、： (1)落水物體剛到達(dá)機(jī)艙時的速度； (2) 勻加速上升的高度和時間． 解析：(1)由Pmax＝Fvmax，F(xiàn)＝G， 得vmax＝＝ m/s＝15 m/s 即此物體剛到達(dá)機(jī)艙時的速度為15 m/s. (2)勻加速上升的加速度為： a1＝＝ m/s2＝5 m/s2 勻加速階段的末速度： v1＝＝ m/s＝10 m/s 勻加速上升時間為t1＝＝ s＝2 s 勻加速上升的高度h1＝t1＝(×2) m＝ 答案：(1)15 m/s　(2) 10 m， 2 s 11.如圖8所示，斜面傾角為45°，從斜面 上方A點處由靜止釋放一個質(zhì)量為m的彈性小球，在 B點處和斜面碰

13、撞，碰撞后速度大小不變，方向變?yōu)樗? 平，經(jīng)過一段時間在C點再次與斜面碰撞．已知AB兩 點的高度差為h，重力加速度為g，不考慮空氣阻力．求： 小球在AB段運動過程中重力做功的平均功率P； 解析：由W＝mgh，P＝，h＝gt2 得P＝＝mg 12．一輛汽車質(zhì)量為1×103 kg， 最大功率為2×104 W，在水平路面上由靜止開始 做直線運動，最大速度為v2，運動中汽車所受阻 力恒定．發(fā)動機(jī)的最大牽引力為3×103 N，其行駛 過程中牽引力F與車速的倒數(shù)的關(guān)系如圖9所示． 試求： (1)根據(jù)圖線ABC判斷汽車做什么運動？ (2)v2的大??； (

14、3)整個運動過程中的最大加速度； (4)勻加速運動過程的最大速度是多大？當(dāng)汽車的速度為10 m/s時發(fā)動機(jī)的功率為多 大？ 解析：(1)題圖中圖線AB段牽引力F不變，阻力Ff不變，汽車做勻加速直線運動， 圖線BC的斜率表示汽車的功率P，P不變，則汽車做加速度減小的加速運動，直至 達(dá)到最大速度v2，此后汽車做勻速直線運動． (2)當(dāng)汽車的速度為v2時，牽引力為F1＝1×103 N， v2＝＝ m/s＝20 m/s. (3)汽車做勻加速直線運動時的加速度最大 阻力Ff＝＝ N＝1000 N a＝＝ m/s2＝2 m/s2. (4)與B點對應(yīng)的速度為v1＝＝ m/s ≈6.67 m/s 當(dāng)汽車的速度為10 m/s時處于圖線BC段，故此時的功率最大為Pm＝2×104 W. 答案：(1)見解析　(2)20 m/s　(3)2 m/s2 (4)6.67 m/s　2×104 W