2012高中物理 第1、2章 功和功率 能的轉(zhuǎn)化和守恒單元測(cè)試3 魯科版必修2

用心 愛心 專心1 第第 1 1 2 2 章章 功和功率功和功率 能的轉(zhuǎn)化和守恒能的轉(zhuǎn)化和守恒 單元測(cè)試單元測(cè)試 一 選擇題 本題共 10 小題 在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中 至少有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要 求 全選對(duì)的得 7 分 選對(duì)但不全的得 4 分 有選錯(cuò)的得 0 分 1 關(guān)于摩擦力做功的下列說法不正確的是 A 滑動(dòng)摩擦力阻礙物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 一定做負(fù)功 B 靜摩擦力起著阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的作用 一定不做功 C 靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力一定都做負(fù)功 D 系統(tǒng)內(nèi)兩物體間的相互作用的一對(duì)摩擦力做功的總和恒等于 0 解析 功的計(jì)算公式W Flcos 中的l是指相對(duì)于地面的位移 滑動(dòng)摩擦力和靜 摩擦力僅起阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 的作用 它們和物體對(duì)地 絕 對(duì)位移 的方向既可能相同也可能相反 說它們一定做負(fù)功是錯(cuò)誤的 物體間有靜 摩擦力作用時(shí)兩物體相對(duì)靜止 物體可以對(duì)地移動(dòng) 所以靜摩擦力也可能做功 物 體間有相對(duì)滑動(dòng)時(shí) 伴隨機(jī)械能的損耗 轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 所以一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功的 總和恒為負(fù)值 四個(gè)選項(xiàng)均錯(cuò) 答案 ABCD 2 如圖 5 1 14 所示 用恒力F拉著質(zhì)量為m的物體沿水平面從A移到B的過程中 下列說法正確的是 圖 5 1 14 A 有摩擦力時(shí)比無摩擦力時(shí)F做的功多 B 有摩擦力時(shí)與無摩擦力時(shí)F做功一樣多 C 物體加速運(yùn)動(dòng)時(shí)F做的功比減速運(yùn)動(dòng)時(shí)F做的功多 D 物體無論是加速 減速還是勻速 力F做的功一樣多 解析 由功的公式W Flcos 可得力F對(duì)物體m做的功W F l 與有無摩擦無關(guān) 與物體是加速 減速還是勻速也無關(guān) 因此 B D 正確 答案 BD 3 設(shè)勻速行駛的汽車 發(fā)動(dòng)機(jī)功率保持不變 則 A 路面越粗糙 汽車行駛得越慢 B 路面越粗糙 汽車行駛得越快 C 在同一路面上 汽車不載貨比載貨時(shí)行駛得快 D 在同一路面上 汽車不載貨比載貨時(shí)行駛得慢 解析 汽車行駛過程中 若發(fā)動(dòng)機(jī)功率保持不變 且勻速行駛 則由牛頓第二定律 用心 愛心 專心2 得F Ff 0 又P Fv 解得v P Ff 又由Ff FN可知 當(dāng)路面越粗糙或載貨越 多時(shí) 阻力Ff越大 則v越小 故 A C 正確 B D 錯(cuò)誤 答案 AC 4 2010 年 7 月臺(tái)風(fēng) 燦都 登陸我國(guó)東南沿海 水平風(fēng)速達(dá)到 40 m s 一塊質(zhì)量為 2 kg 的石塊從山頂無初速地被吹下懸崖 假設(shè)山高 2 000 m 若風(fēng)速不變 不計(jì)空氣 阻力 g 10 m s2 則下列說法中正確的是 A 石塊做平拋運(yùn)動(dòng) B 石塊下落過程中加速度恒定不變 C 石塊落到地面時(shí)與初始位置的水平距離小于 800 m D 石塊落地時(shí)的重力的瞬時(shí)功率為 4 000 W 解析 石塊水平方向做加速運(yùn)動(dòng) 故不屬于平拋運(yùn)動(dòng) A 項(xiàng)錯(cuò) 豎直方向加速度恒為 g 水平方向加速度不斷變化 隨物體和風(fēng)速在水平方向的速度差變化而變化 B 項(xiàng) 錯(cuò) 根據(jù)t 20 s 水平方向最大速度為 40 m s 平均速度小于 40 m s 水 2h g 平位移s t 800 m C 項(xiàng)對(duì) 落地時(shí)豎直方向vy gt 200 m s 石塊落地時(shí)的重 v 力的瞬時(shí)功率P mgvy 4 000 W D 項(xiàng)對(duì) 答案 CD 5 如圖 5 1 15 2009 年國(guó)慶大閱兵檢閱了我國(guó)的空中加 受油機(jī)梯隊(duì) 加 受油機(jī)梯 隊(duì)將模擬空中加油 如圖 5 1 15 所示 空中加油的過程大致如下 首先是加油機(jī) 和受油機(jī)必須按照預(yù)定時(shí)間在預(yù)定地點(diǎn)匯合 然后受油機(jī)和加油機(jī)實(shí)施對(duì)接 對(duì)接 成功后 加油系統(tǒng)根據(jù)信號(hào)自動(dòng)接通油路 加油完畢后 受油機(jī)根據(jù)加油機(jī)的指揮 進(jìn)行脫離 整個(gè)加油過程便完成了 在加 受油機(jī)加油過程中 若加油機(jī)和受油機(jī) 均保持勻速運(yùn)動(dòng) 且運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力與重力成正比 則 圖 5 1 15 A 加油機(jī)和受油機(jī)一定相對(duì)運(yùn)動(dòng) B 加油機(jī)和受油機(jī)的速度可能不相等 C 加油機(jī)向受油機(jī)供油 受油機(jī)質(zhì)量增大 必須減小發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率 D 加油機(jī)向受油機(jī)供油 加油機(jī)質(zhì)量減小 必須減小發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率 解析 在加油過程中 加油機(jī)和受油機(jī)必須相對(duì)靜止 速度一定相等 加油機(jī)向受 用心 愛心 專心3 油機(jī)供油 受油機(jī)質(zhì)量增大 運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力Ff增大 由P Ffv可知 要保持勻速 運(yùn)動(dòng) 必須增大發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率P 加油機(jī)向受油機(jī)供油 加油機(jī)質(zhì)量減小 運(yùn)動(dòng) 時(shí)所受阻力Ff減小 由P Ffv可知 要保持勻速運(yùn)動(dòng) 必須減小發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率P 答案 D 6 我國(guó)武廣高速鐵路在 2009 年年底全線通車 這樣大大減緩了現(xiàn)有京廣線的運(yùn)輸壓 力 若在水平直軌道上以額定功率行駛的列車 所受阻力與質(zhì)量成正比 由于發(fā)生 緊急情況 使最后幾節(jié)車廂與車體分離 分離后車頭保持額定功率運(yùn)行 則 A 脫離部分做勻減速運(yùn)動(dòng) 車頭部分做勻加速運(yùn)動(dòng) B 分離出的車廂越多 車頭能獲得的最大速度越大 C 車頭部分所受牽引力減小 但是速度增大 D 車頭部分所受牽引力增大 所以速度增大 解析 因脫離部分只受阻力作用 故該部分做勻減速運(yùn)動(dòng) 但車頭受牽引力作用 且牽引力因車頭的加速而減小 故車頭做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng) A D 錯(cuò) C 正確 若分離出的車廂越多 則剩余部分的質(zhì)量越小 所受的阻力越小 由vmax 可得 P Ff 車頭能獲得的最大速度越大 B 正確 答案 BC 7 質(zhì)點(diǎn)在一恒力作用下從靜止開始運(yùn)動(dòng) 恒力所做的功與力的作用時(shí)間的關(guān)系圖線可 能是圖 5 1 16 中的 圖 5 1 16 A 直線A B 曲線B C 曲線C D 直線D 解析 由W Fl及l(fā) at2得 W Fat2 t2 所以曲線B正確 1 2 1 2 答案 B 8 如圖 5 1 17 所示 一水平傳送帶以速度v1向右勻速傳動(dòng) 某時(shí)刻有一物塊以水平 速度v2從右端滑上傳送帶 物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 下列說法正確的是 用心 愛心 專心4 圖 5 1 17 A 如果物塊能從左端離開傳送帶 它在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定比傳送帶不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng) B 如果物塊還從右端離開傳送帶 則整個(gè)過程中 傳送帶對(duì)物塊所做的總功一定不 會(huì)為正值 C 如果物塊還從右端離開傳送帶 則物塊的速度為零時(shí) 傳送帶上產(chǎn)生的滑痕長(zhǎng)度 達(dá)到最長(zhǎng) D 物塊在離開傳送帶之前 一定不會(huì)做勻速直線運(yùn)動(dòng) 答案 B 9 一物體在外力的作用下從靜止開始做直線運(yùn)動(dòng) 合外力方向不變 大小隨時(shí)間的變 化如圖 5 1 18 所示 設(shè)該物體在t0和 2t0時(shí)刻相對(duì)于出發(fā)點(diǎn)的位移分別是x1和 x2 速度分別是v1和v2 合外力從開始至t0時(shí)刻做的功是W1 從t0至 2t0時(shí)刻做的 功是W2 則 圖 5 1 18 A x2 5x1 v2 3v1 B x2 9x1 v2 5v1 C x2 5x1 W2 8W1 D v2 3v1 W2 9W1 解析 設(shè)t0時(shí)刻前后的加速度分別為a1 a2 則a2 2a1 所以 v1 a1t0 v2 v1 a2t0 3v1 x1 a1t x2 x1 v1t0 a2t 5x1 W1 F0 x1 W2 1 22 0 1 22 0 2F0 x2 x1 8W1 故選項(xiàng) A C 對(duì) B D 錯(cuò) 答案 AC 10 質(zhì)量為m 20 kg 的物體 在大小恒定的水平外力F的作用下 沿水平面做直線運(yùn)動(dòng) 0 2 0 s 內(nèi)F與運(yùn)動(dòng)方向相反 2 0 s 4 0 s 內(nèi)F與運(yùn)動(dòng)方向相同 物體的速度 時(shí)間圖象如圖 5 1 19 所示 已知g取 10 m s2 則 圖 5 1 19 用心 愛心 專心5 A 物體在 0 4 s 內(nèi)通過的位移為 8 m B 拉力F的大小為 100 N C 物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0 2 D 物體克服摩擦力做的功為 480 J 解析 根據(jù)v t圖象的特點(diǎn)可知 物體在 0 4 s 內(nèi)通過的位移為 8 m A 正確 0 2 s 內(nèi)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng) 加速度為a1 5 m s2 a1 F Ff m 2 s 4 s 內(nèi)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 加速度為a2 1 m s2 a2 F Ff m 又Ff mg 解 得 F 60 N 0 2 B 錯(cuò)誤 C 正確 由于摩擦力始終對(duì)物體做負(fù)功 根據(jù)圖象 可求得物體通過的路程為 12 m 由Wf mgx可得物體克服摩擦力做的功為 480 J D 正確 答案 ACD 二 非選擇題 第 11 題 15 分 第 12 題 15 分 11 如圖 5 1 20 所示 質(zhì)量為M的拖拉機(jī)拉著耙來耙地 由靜止開始做勻加速直線運(yùn) 動(dòng) 在時(shí)間t內(nèi)前進(jìn)的距離為x 耙地時(shí) 拖拉機(jī)受到的牽引力恒為F 受到地面的 阻力為自重的k倍 耙所受阻力恒定 連接桿質(zhì)量不計(jì)且與水平面的夾角 保持不 變 求 圖 5 1 20 1 拖拉機(jī)的加速度大小 2 拖拉機(jī)對(duì)連接桿的拉力大小 3 時(shí)間t內(nèi)拖拉機(jī)對(duì)耙做的功 解析 1 由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式 x at2 1 2 得 a 2x t2 2 設(shè)連接桿對(duì)拖拉機(jī)的拉力為f 由牛頓第二定律得 F kMg fcos Ma 根據(jù)牛頓第三定律 聯(lián)立 式 解得拖拉機(jī)對(duì)連接桿的拉力大小為 f f 1 cos F M kg 2x t2 3 拖拉機(jī)對(duì)耙做的功 W f xcos 聯(lián)立 式 解得 用心 愛心 專心6 W x F M kg 2x t2 答案 1 2 2x t2 1 cos F M kg 2x t2 3 x F M kg 2x t2 12 如圖 5 1 21 所示為修建高層建筑常用的塔式起重機(jī) 在起重機(jī)將質(zhì)量m 5 103 kg 的重物豎直吊起的過程中 重物由靜止開始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 加速度 a 0 2 m s2 當(dāng)起重機(jī)輸出功率達(dá)到其允許的最大值時(shí) 保持該功率直到重物做 vm 1 02 m s 的勻速運(yùn)動(dòng) 取g 10 m s2 不計(jì)額外功 求 圖 5 1 21 1 起重機(jī)允許輸出的最大功率 2 重物做勻加速運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間和起重機(jī)在第 2 秒末的輸出功率 解析 1 設(shè)起重機(jī)允許輸出的最大功率為P0 重物達(dá)到最大速度時(shí) 拉力F0等于重 力 P0 F0vm F0 mg 代入數(shù)據(jù) 有 P0 5 1 104 W 2