2023年度高一物理期末復習單元檢測

第6頁單元測試功和功率1．一端固定的輕質彈簧處于原長，現(xiàn)用互成角度的兩個力F1、F2拉彈簧的另一端至O點，如圖，在此過程F1、F2分別做了6J、8J的功；換用另一個力F仍使彈簧重復上述過程，該過程F所做的功是()A．14JB．10JC．2JD．－2J2．放在地面上的木塊與一水平輕彈簧相連，彈簧處于自由伸長狀態(tài)?，F(xiàn)用手水平拉彈簧，拉力F的作用點移動x1=0．2m時，木塊開始運動，繼續(xù)拉彈簧，木塊又緩慢移動了x2=0．4m的位移，其F-x圖象如下圖，那么上述過程中拉力所做的功為()A．12JB．16JC．20JD．24J3．質量為m的物體靜止在傾角為θ的斜面上，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，當物體與斜面一起沿水平方向向右勻速移動了距離s時，如下圖，那么以下說法中正確的選項是()A．支持力對物體m不做功B．重力對物體m做功為mgsC．摩擦力對物體m做功為-μmgscos2θD．斜面對物體m做功為零4．某同學以一定的初速度v0=10m/s豎直向上拋出質量為m=1kg的物體，物體上升到最高點后又返回拋出點。假設運動中空氣阻力的大小恒為f=2．5N，g取10m/s2，那么()A．全程重力做的功不為零B．全程物體克服空氣阻力做的功為20JC．上升過程中物體重力勢能增加了50JD．上升過程空氣阻力的平均功率小于下降過程空氣阻力的平均功率5．如下圖，白色傳送帶A、B兩端距離L=24m，以速度v0=8m/s逆時針勻速轉動，并且傳送帶與水平面的夾角為θ=30°，現(xiàn)將一質量為m=2kg的煤塊輕放在傳送帶的A端，煤塊與傳送帶間動摩擦因數(shù)，取g=10m/s2，那么以下表達正確的選項是()A．煤塊從A端運動到B端所經歷時間為3．5sB．煤塊從A端運動到B端重力的平均功率為120WC．煤塊從A端運動到B端留下的黑色痕跡為4mD．煤塊從A端運動到B端因摩擦產生的熱量為24J6．如下圖，分別用力F1、F2、F3將質量為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，在此過程中，F(xiàn)1、F2、F3的做功及功率大小關系是()A．P1=P2=P3B．P1>P2=P3C．W3>W2>W1D．W1=W2=W37．如圖為牽引力F和車速倒數(shù)1/v的關系圖象。假設一汽車質量為kg，它由靜止開始沿平直公路行駛，且行駛中阻力恒定，設其最大車速為30m/s，那么以下說法中正確的選項是()A．汽車所受阻力為NB．汽車車速為15m/s時，功率為WC．汽車勻加速的加速度為3m/s2D．汽車勻加速所需時間為5s8．某興趣小組對一輛自制遙控小車的性能進行研究。他們讓這輛小車在水平的直軌道上由靜止開始運動，并將小車運動的全過程記錄下來，通過處理轉化為v-t圖象，如下圖(除2s～10s時間段圖象為曲線外，其余時間段圖象均為直線)。在小車運動的過程中，2s～14s時間段內小車的功率保持不變，在14s末停止遙控而讓小車自由滑行，小車的質量為1kg，可認為在整個運動過程中小車所受到的阻力大小不變，那么()

A．小車所受到的阻力為1．5NB．小車額定功率為6WC．小車在全過程牽引力所做的功為117JD．0～2s內汽車的牽引力為4．5N9．如下圖，一直角斜面體固定在水平地面上，左側斜面傾角為60°，右側斜面傾角為30°，A、B兩個物體分別系于一根跨過定滑輪的輕繩兩端且分別置于斜面上，兩物體下邊緣位于同一高度且處于平衡狀態(tài)，不考慮所有的摩擦，滑輪兩邊的輕繩都平行于斜面，假設剪斷輕繩，讓物體從靜止開始沿斜面滑下，那么以下說法正確的選項是()

A．兩物體的質量比為B．著地瞬間物體的速度相同C．著地瞬間兩物體的動能相等D．著地瞬間兩物體的重力的功率相等10．物體放在水平地面上，如圖1所示，物體所受水平拉力F隨時間t的變化情況如圖2所示，物體相應的速度v隨時間t的變化關系如圖3所示。求：(1)物體與地面間的動摩擦因數(shù)；(2)0~10s時間內，物體克服摩擦力所做的功。11．如下圖為修建高層建筑常用的塔式起重機。在起重機將質量m＝5×103kg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動，加速度a＝0．2m/s2，當起重機輸出功率到達其允許的最大值時，保持該功率直到重物做vm＝1．02m/s的勻速運動。取g＝10m/s2，不計額外功。求：(1)起重機允許輸出的最大功率；(2)重物做勻加速運動所經歷的時間和起重機在第2秒末的輸出功率；(3)假設起重機以最大功率起吊重物，先加速運動緊接著勻速運動，經歷的總時間為12秒，求整個過程中起重機所做的功。參考答案1．【答案】A【解析】F1、F2拉彈簧的作用效果與力F拉彈簧的作用效果相同，故力F拉彈簧做的功等于力F1、F2拉彈簧做功之和，故W=6J+8J=14J，應選A。2．【答案】C【解析】根據功的公式可知，那么類比于v-t圖象可知，圖象與橫坐標所圍成的面積表示拉力的功，那么可知，C正確。3．【答案】D【解析】分析物體的受力情況：重力mg、彈力FN和摩擦力f，作出力圖如圖。由圖看出，彈力FN與位移s的夾角小于90°，那么彈力對物體m做正功，故A錯誤；物體在水平方向移動，在重力方向上沒有位移，所以重力對物體m做功為零，故B錯誤；摩擦力f與位移的夾角為鈍角，所以摩擦力對物體m做負功Wf=μmgscos(θ+90°)，故C錯誤；物體勻速運動時，合力為零，合力對物體m做功為零，所以斜面對物體m做功為零，故D正確。4．【答案】B【解析】回到出發(fā)點，物體整個運動過程中始末位置相同，故重力做功為0，所以A錯誤；物體上升過程中由牛頓第二定律可知：mg+f=ma，v02-0=2ah，解得h=4m，上升和下降過程中阻力始終做負功，所以克服阻力做功為W=2fh=20J，故B正確；上升過程中物體重力勢能增加了mgh=40J，故C錯誤；由于上升時的加速度大于下降時的加速度，所以上升時的時間小于下降時的時間，但上升和下降過程重力做功相等，所以上升過程空氣阻力的平均功率大于下降過程空氣阻力的平均功率，故D錯誤。5．【答案】C【解析】煤塊放在傳送帶后受到沿斜面向下的滑動摩擦力作用，一定先向下做勻加速直線運動。設經過時間t1，煤塊的速度與傳送帶相同，勻加速運動的加速度大小為a1，那么根據牛頓第二定律得mgsinθ+μmgcosθ=ma1，解得a1=8m/s2；由v0=a1t1得t1=1s；此過程通過的位移大小=4m＜L，由于mgsinθ＞μmgcosθ，故煤塊速度大小等于傳送帶速度大小后，繼續(xù)勻加速向下運動，受到的滑動摩擦力沿斜面向上。設煤塊接著做勻加速運動的加速度為a2，運動的時間為t2，那么mgsinθ-μmgcosθ=ma2，可得a2=2m/s2；由，解得t2=2s。故煤塊從A到B的運動時間是t=t1+t2=3s，故A錯誤；煤塊從A端運動到B端時速度v=v0+a2t2=12m/s，此時重力的瞬時功率P=mgvsinθ=120W，故B錯誤；由于兩個過程煤塊與傳送帶間的相對位移大小相等：v0t1-x1=L-x1-v0t2，所以煤塊從A端運動到B端留下的黑色痕跡長度s=v0t1-x1=4m。故C正確；煤塊從A端運動到B端因摩擦產生的熱量Q=μmgcosθ{(v0t1-x1)+[(L-x1)-v0t2]}，代入數(shù)據解得Q=48J，故D錯誤。6．【答案】AD【解析】三個物體的加速度相同，那么到達斜面頂端時的速度和時間均相同，動能也相同，由于重力勢能相同，那么力F做功W也相同；根據P=W/t可知，F(xiàn)做功的功率也相同。7．【答案】BD【解析】由題圖可知，汽車到達最大速度v=30m/s時對應的牽引力等于阻力為2×103N，故A錯誤；在v＜10m/s的過程中，汽車勻加速運動，根據牛頓第二定律可得F-f=ma，代入數(shù)據解得：a=2m/s2，勻加速運動的時間，故D正確，C錯誤；在速度由10m/s增至30m/s的過程中，功率不變，所8．【答案】AC【解析】汽車在14～18s時間段加速度大小，F(xiàn)f=ma=1.5N，故A正確；在10～14s內小車做勻速運動，牽引力F=Ff，P=Fv=9W，故B錯誤；在0～2s內的位移，2~10s內，根據動能定理得，解得x2=39m，即小車在變加速運動過程中位移為39m，10～18s內位移x3=36m，那么整個過程中總位移x=x1+x2+x3=78m；根據動能定理，小車在全過程牽引力所做的功等于克服摩擦力的功，即WF=Wf=Ffx=117J，選項C正確；0～2s內汽車的加速度a=1.5m/s2，根據牛頓第二定律得：F-Ff=ma，得牽引力F=3N，故D錯誤。9．【答案】AD【解析】兩物體均處于平衡狀態(tài)，受力分析如下圖，繩子對A、B的拉力大小相等，對A有，對B有，解得，故A正確；繩子剪斷后，兩個物體都是機械能守恒，有，解得，由于初末位置高度差相等，故速度大小相等，但方向不同，故速度不相同，故B錯誤；繩子剪斷后，兩個物體都是機械能守恒，由于質量不同，故初位置的重力勢能不等，故落地時機械能不等，即動能不相等，故C錯誤；著地瞬間兩物體所受重力的功率之比為，故D正確。10．【解析】(1)在8~10s內在摩擦力作用下做減速運動加速度大小為根據牛頓第二定律得：解得。(2)在0~2s物體不動，受到的靜摩擦力不做功；在2~10s受到的滑動摩擦力做負功，f=2N0~10s內通過的位移故克服摩擦力做功。11．【解析】(1)設起重機允許輸出的最大功率為Pmax，重物到達最大速度時，拉力F0等于重力Pmax=F0vm，F(xiàn)0=mg代入數(shù)據，有：Pmax=5.1×104W。(2)勻加速運動結束