第八章 功和能單元測(cè)試基礎(chǔ)卷（解析版）-高一物理同步講義（人教版）

功和能單元測(cè)試（基礎(chǔ)）卷一、單項(xiàng)選擇題（本題共8小題，每小題3分，共24分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意．請(qǐng)將解答填涂在答題卡的相應(yīng)位置上。）1.以下關(guān)于做功的判斷，正確的是()A.大小相等的力，在相同的時(shí)間里對(duì)物體所做的功一定相等B.大小相等的力，在相同的位移上對(duì)物體所做的功一定相等C.大小相等、方向相同的力，在相同的位移上對(duì)物體所做的功一定相等D.相同的力作用在不同的物體上，發(fā)生相同的位移做的功不相等【答案】C【解析】【詳解】A．沿力的方向的位移不一定相同，則對(duì)物體所做的功不一定相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．大小相等的力，但是如果力的方向不同，即使有相同的位移，則對(duì)物體所做的功也不相等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．大小相等、方向相同的力，在相同的位移上對(duì)物體所做的功一定相等，選項(xiàng)C正確；D．相同的力作用在不同的物體上，發(fā)生相同的位移做的功相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.2.關(guān)于功率，下列說(shuō)法正確的是（）A.不同物體做相同的功，它們的功率一定相同B.物體做功越多，它的功率就越大C.功率大說(shuō)明物體做功多D.發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率與實(shí)際功率可能相等，也可能不相等【答案】D【解析】【詳解】ABC．功率是表示做功快慢的物理量，不僅與做功的多少有關(guān)，而且跟做功所需的時(shí)間有關(guān)，故ABC錯(cuò)誤；D．發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率可能等于額定功率，也可能不等于額定功率，故D正確。故選D。3.按壓式圓珠筆內(nèi)裝有一根小彈簧，尾部有一個(gè)小帽，壓一下小帽，筆尖就伸出來(lái)。如圖所示，使筆的尾部朝下，將筆向下按到最低點(diǎn)，使小帽縮進(jìn)，然后放手，筆將向上彈起至一定的高度。忽略摩擦和空氣阻力。筆從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)的過(guò)程中A.筆的動(dòng)能一直增大B.筆的重力勢(shì)能與彈簧的彈性勢(shì)能總和一直減小C.彈簧的彈性勢(shì)能減少量等于筆的動(dòng)能增加量D.彈簧的彈性勢(shì)能減少量等于筆的重力勢(shì)能增加量【答案】D【解析】【詳解】開(kāi)始時(shí)彈力大于筆的重力，則筆向上做加速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)彈力等于重力時(shí)加速度為零，速度最大；然后彈力小于重力，筆向上做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)筆離開(kāi)桌面時(shí)將做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，直到速度減為零到達(dá)最高點(diǎn)；A．筆的動(dòng)能先增大后減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．因只有彈力和重力做功，則筆的重力勢(shì)能、動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能守恒；因動(dòng)能先增加后減小，則筆的重力勢(shì)能與彈簧的彈性勢(shì)能總和先減小后增加，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；CD．因整個(gè)過(guò)程中動(dòng)能不變，則彈簧的彈性勢(shì)能減少量等于筆的重力勢(shì)能的增加量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確；故選D.4.質(zhì)量為m的小球，從離桌面H高處由靜止下落，桌面離地面高度為h，如圖所示，若以下落點(diǎn)為參考平面，那么小球落地時(shí)的重力勢(shì)能為（）A.-mgh B.mg(H+h) C.-mg(H+h) D.mgH【答案】C【解析】【詳解】以下落點(diǎn)為參考平面，那么小球落地時(shí)的重力勢(shì)能為-mg(H+h)。故選C。5.如圖甲所示，一滑塊沿光滑的水平面向左運(yùn)動(dòng)，與輕彈簧接觸后將彈簧壓縮到最短，然后反向彈回，彈簧始終處在彈性限度以內(nèi)，圖乙為測(cè)得的彈簧的彈力與彈簧壓縮量之間的關(guān)系圖像，則彈簧的壓縮量由8cm變?yōu)?cm時(shí)，彈簧所做的功以及彈性勢(shì)能的改變量分別為（）A.、 B.、C.、 D.、【答案】C【解析】【詳解】圖線與橫軸圍成的面積表示彈力做的功，則根據(jù)知，彈性勢(shì)能減少1.8J，故C正確。6.下列實(shí)例中，不計(jì)空氣阻力，機(jī)械能守恒的有()A.行駛中汽車制動(dòng)后滑行一段距離，最后停下B.流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的光焰C.降落傘在空中勻速下降D.物體從高處沿光滑固定的曲面下滑【答案】D【解析】【詳解】A．行駛中汽車制動(dòng)后滑行一段距離，最后停下，則機(jī)械能減小，選項(xiàng)A不符合題意；B．流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的光焰，受阻力作用，且機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則機(jī)械能減小，選項(xiàng)B不符合題意；C．降落傘在空中勻速下降，則動(dòng)能不變，勢(shì)能減小，機(jī)械能減小，選項(xiàng)C不符合題意；D．物體從高處沿光滑固定的曲面下滑，只有重力做功，則機(jī)械能守恒，選項(xiàng)D正確.7.（如圖，一很長(zhǎng)的、不可伸長(zhǎng)的柔軟輕繩跨過(guò)光滑定滑輪，繩兩端各系一小球a和b．a(chǎn)球質(zhì)量為m，靜置于地面；b球質(zhì)量為3m，用手托往，高度為h，此時(shí)輕繩剛好拉緊．從靜止開(kāi)始釋放b后，a可能達(dá)到的最大高度為（）A.h B.2h C.1.5h D.2.5h【答案】C【解析】【詳解】設(shè)a球上升高度h時(shí)，兩球的速度大小為v，根據(jù)ab系統(tǒng)的機(jī)械能守恒得：3mgh=mgh+?（3m+m）v2，解得：，此后繩子恰好松弛，a球開(kāi)始做初速為的豎直上拋運(yùn)動(dòng)，再對(duì)a球，根據(jù)機(jī)械能守恒：mgh+=mgH，解得a球能達(dá)到的最大高度：H=1.5h，故C正確，ABD錯(cuò)誤。8.如圖所示，一質(zhì)量為m，長(zhǎng)度為l的均勻柔軟細(xì)繩PQ豎直懸掛。用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點(diǎn)，M點(diǎn)與繩的上端P相距。重力加速度大小為g。在此過(guò)程中，外力做的功為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】以均勻柔軟細(xì)繩MQ段為研究對(duì)象，其質(zhì)量為。取M點(diǎn)所在的水平面為零勢(shì)能面，開(kāi)始時(shí)，細(xì)繩MQ段的重力勢(shì)能當(dāng)用外力將繩下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點(diǎn)時(shí)，細(xì)繩MQ段的重力勢(shì)能則外力做的功即克服重力做的功等于細(xì)繩MQ段的重力勢(shì)能的變化，即故BCD錯(cuò)誤，A正確。故選A。二、多項(xiàng)選擇題（本題共4小題，每小題4分，共16分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中有多個(gè)選項(xiàng)符合題意．全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分．請(qǐng)將解答填涂在答題卡的相應(yīng)位置上。）9.質(zhì)量為5×103kg的汽車在水平公路上行駛，阻力是車重的0.1倍，當(dāng)汽車在額定功率為60kW的條件下從靜止開(kāi)始行駛時(shí)，g取10m/s2，下列說(shuō)中正確的是（）A.車速為2m/s時(shí)的加速度大于車速為6m/s時(shí)的加速度B.車速達(dá)到最大時(shí)，汽車的加速度最大C車速達(dá)到最大后將做勻速直線運(yùn)動(dòng)D.若車從靜止到達(dá)到最大速度歷時(shí)30s，則這段時(shí)間汽車行駛的路程為288m【答案】ACD【解析】【詳解】A．汽車能達(dá)到的最大速度為根據(jù)可知，車速為2m/s時(shí)的牽引力大于車速為6m/s時(shí)的牽引力，則車速為2m/s時(shí)的加速度大于車速為6m/s時(shí)的加速度，選項(xiàng)A正確；B．車速達(dá)到最大時(shí)，汽車的加速度為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．車速達(dá)到最大后，牽引力等于阻力，功率達(dá)到最大，此時(shí)汽車將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；D．若車從靜止到達(dá)到最大速度歷時(shí)30s，則根據(jù)動(dòng)能定理解得x＝288m選項(xiàng)D正確。故選ACD。10.跳水運(yùn)動(dòng)員從高H的跳臺(tái)以速度v1水平跳出，落水時(shí)速度為v2，運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量為m，若起跳時(shí)，運(yùn)動(dòng)員所做的功為W1,在空氣中克服阻力所做的功為W2,則A. B.C. D.【答案】AC【解析】試題分析：起跳過(guò)程由動(dòng)能定理可知，A正確，B錯(cuò)誤；起跳后至落水前由動(dòng)能定理可知，整理可得，C正確，D錯(cuò)誤．考點(diǎn)：本題考查了多過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理問(wèn)題．11.蕩秋千是小朋友們喜愛(ài)的一種戶外活動(dòng)，大人在推動(dòng)小孩后讓小孩自由晃動(dòng)。若將此模型簡(jiǎn)化為一用繩子懸掛的物體，并忽略空氣阻力，已知O點(diǎn)為最低點(diǎn)，a、b兩點(diǎn)分別為最高點(diǎn)，則小孩在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（）A.從a到O的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中重力的瞬時(shí)功率在先增大后減小B.從a到O運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重力與繩子拉力的合力就是向心力C.從a到O的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重力與繩子拉力做的總功等于小球在此過(guò)程中獲得的動(dòng)能D.從a到O的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，拉力向上有分量，位移向下有分量，所以繩子拉力做了負(fù)功【答案】AC【解析】【詳解】A．由題可知，a、b兩點(diǎn)分別為最高點(diǎn)，所以在a、b兩點(diǎn)人是速度是0，所以此時(shí)重力的瞬時(shí)功率為0；在最低點(diǎn)O時(shí)，速度方向與重力方向垂直，所以此時(shí)重力的瞬時(shí)功率為0，所以從a到O的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中重力的瞬時(shí)功率在先增大后減小，故A正確；B．從a到O的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，將重力分解為速度方向的分力和背離半徑方向的分力，所以提供向心力的是重力背離半徑方向的分力和繩子的拉力的合力共同提供的，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)動(dòng)能定理可知，從a到O的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重力與繩子拉力做的總功等于小球在此過(guò)程中獲得的動(dòng)能，故C正確；D．從a到O的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，繩子的拉力與人運(yùn)動(dòng)的速度方向垂直，所以拉力不做功，故D錯(cuò)誤。故選AC。12.如圖，傾角為θ，高為h的斜面體，底面光滑、斜面粗糙。把它置于光滑的水平面上，再將一質(zhì)量為m的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在斜面體上，讓它自頂端沿由靜止開(kāi)始下滑到底端，則重物m（）A.下滑時(shí)，只有重力和摩擦力做功B.到達(dá)底端時(shí)，動(dòng)能Ek＜mghC.下滑時(shí)，重力對(duì)物體做功，物體克服斜面的摩擦力和彈力做功D.到達(dá)底端時(shí)，機(jī)械能的減少等于克服摩擦力所做的功【答案】BC【解析】【詳解】AC．由于斜面體與地面接觸光滑，可知當(dāng)物體下滑時(shí)，斜面體向右運(yùn)動(dòng)，則對(duì)物體除有重力和摩擦力做功之外，斜面的支持力也對(duì)物體做功，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；B．由能量關(guān)系可知，物體到達(dá)底端時(shí)，物體的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為物體和斜面體的動(dòng)能以及摩擦生熱，則物體滑到底端時(shí)的動(dòng)能Ek＜mgh，選項(xiàng)B正確；D．到達(dá)底端時(shí)，物體機(jī)械能的減少等于克服摩擦力和彈力做的功的和，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選BC。三、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共15分．）13.某興趣小組用如題1圖所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)能定理．（1）有兩種工作頻率均為50Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器供實(shí)驗(yàn)選用：A．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B．電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器為使紙帶在運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力較小，應(yīng)選擇_______（選填“A”或“B”）．（2）保持長(zhǎng)木板水平，將紙帶固定在小車后端，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔．實(shí)驗(yàn)中，為消除摩擦力的影響，在砝碼盤(pán)中慢慢加入沙子，直到小車開(kāi)始運(yùn)動(dòng)．同學(xué)甲認(rèn)為此時(shí)摩擦力的影響已得到消除．同學(xué)乙認(rèn)為還應(yīng)從盤(pán)中取出適量沙子，直至輕推小車觀察到小車做勻速運(yùn)動(dòng)．看法正確的同學(xué)是_____（選填“甲”或“乙”）．（3）消除摩擦力的影響后，在砝碼盤(pán)中加入砝碼．接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，松開(kāi)小車，小車運(yùn)動(dòng)．紙帶被打出一系列點(diǎn)，其中的一段如題2圖所示．圖中紙帶按實(shí)際尺寸畫(huà)出，紙帶上A點(diǎn)的速度vA=______m/s．（4）測(cè)出小車的質(zhì)量為M，再測(cè)出紙帶上起點(diǎn)到A點(diǎn)的距離為L(zhǎng)．小車動(dòng)能的變化量可用ΔEk=算出．砝碼盤(pán)中砝碼的質(zhì)量為m，重力加速度為g；實(shí)驗(yàn)中，小車的質(zhì)量應(yīng)______（選填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“接近”）砝碼、砝碼盤(pán)和沙子的總質(zhì)量，小車所受合力做的功可用W=mgL算出．多次測(cè)量，若W與ΔEk均基本相等則驗(yàn)證了動(dòng)能定理．【答案】(1).B(2).乙(3).0.31（0.30~0.33都算對(duì)）(4).遠(yuǎn)大于【解析】【分析】【詳解】(1)為使紙帶在運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力較小，應(yīng)選電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器即B；(2)當(dāng)小車開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)有小車與木板間的摩擦為最大靜摩擦力，由于最大靜摩擦力大于滑動(dòng)摩擦力，所以甲同學(xué)的看法錯(cuò)誤，乙同學(xué)的看法正確；(3)由圖可知，相鄰兩點(diǎn)間的距離約為0.62cm，打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，所以速度為；(4)對(duì)小車由牛頓第二定律有：，對(duì)砝碼盤(pán)由牛頓第二定律有：聯(lián)立解得：，當(dāng)時(shí)有：，所以應(yīng)滿足：．14.如圖所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開(kāi)始自由下落，利用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．對(duì)于該實(shí)驗(yàn)，下列操作中對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差有利的是______．A.重物選用質(zhì)量和密度較大金屬錘B.兩限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對(duì)正C.精確測(cè)量出重物的質(zhì)量D.用手托穩(wěn)重物，接通電源后，撒手釋放重物某實(shí)驗(yàn)小組利用上述裝置將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到50Hz的交流電源上，按正確操作得到了一條完整的紙帶，由于紙帶較長(zhǎng)，圖中有部分未畫(huà)出，如圖所示．紙帶上各點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的計(jì)時(shí)點(diǎn)，其中O點(diǎn)為紙帶上打出的第一個(gè)點(diǎn)．重物下落高度應(yīng)從紙帶上計(jì)時(shí)點(diǎn)間的距離直接測(cè)出，利用下列測(cè)量值能完成驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的選項(xiàng)有______．A.OA、AD和EG的長(zhǎng)度B、OC、BC和CD的長(zhǎng)度C.BD、CF和EG的長(zhǎng)度D、AC、BD和EG的長(zhǎng)度【答案】(1).AB;(2).BC;【解析】【分析】【詳解】（1）A．實(shí)驗(yàn)供選擇的重物應(yīng)該相對(duì)質(zhì)量較大、體積較小的物體，這樣能減少摩擦阻力的影響，從而減小實(shí)驗(yàn)誤差，故A正確;B．為了減小紙帶與限位孔之間的摩擦圖甲中兩限位孔必須在同一豎直線，這樣可以減小紙帶與限位孔的摩擦，從而減小實(shí)驗(yàn)誤差，故B正確;C．因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中比較的是mgh與的大小關(guān)系，故m可約去，不需要測(cè)量重錘的質(zhì)量，對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差沒(méi)有影響，故C錯(cuò)誤;D．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源再放手松開(kāi)紙帶，對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差沒(méi)有影響，故D錯(cuò)誤.（2）根據(jù)這段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中時(shí)刻瞬時(shí)速度，結(jié)合動(dòng)能與重力勢(shì)能表達(dá)式.:A．當(dāng)知道OA、AD和EG的長(zhǎng)度時(shí)，只有求得F點(diǎn)與AD的中點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從而確定兩者的動(dòng)能變化，卻無(wú)法求解重力勢(shì)能的變化，故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)知道OC、BC和CD的長(zhǎng)度時(shí)，同理，依據(jù)BC和CD的長(zhǎng)度，可求得C點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從而求得O到C點(diǎn)的動(dòng)能變化，因知道OC間距，則可求得重力勢(shì)能的變化，可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒，故B正確；C．當(dāng)知道BD、CF和EG的長(zhǎng)度時(shí)，依據(jù)BD和EG的長(zhǎng)度，可分別求得C點(diǎn)與F點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從而求得動(dòng)能的變化，再由CF確定重力勢(shì)能的變化，進(jìn)而得以驗(yàn)證機(jī)械能守恒，故C正確；D．當(dāng)AC、BD和EG的長(zhǎng)度時(shí)，依據(jù)AC和EG長(zhǎng)度，只能求得B點(diǎn)與F點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從而求得動(dòng)能的變化，而B(niǎo)F間距不知道，則無(wú)法驗(yàn)證機(jī)械能守恒，故D錯(cuò)誤；四、計(jì)算題（本題共4小題，共45分．）15.如圖所示，用大小為8.0N的水平拉力F，使物體由靜止開(kāi)始沿光滑水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在2.0s內(nèi)通過(guò)的位移為8.0m，在此過(guò)程中，求：（1）水平拉力F做的功；（2）水平拉力F平均功率。【答案】（1）64J；（2）32W【解析】【詳解】（1）拉力F做的功為W=Fx=64J（2）拉力F的平均功率為16.汽車質(zhì)量為2000kg，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為80kW，它在平直公路上行駛的最大速度可達(dá)20m/s?，F(xiàn)在汽車在該公路上由靜止開(kāi)始以2m/s2的加速度作勻加速直線運(yùn)動(dòng)若汽車運(yùn)動(dòng)中所受的阻力是恒定的，求：(1)汽車所受阻力多大？(2)這個(gè)勻加速過(guò)程可以維持多長(zhǎng)時(shí)間？(3)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后第3s末，汽車的瞬時(shí)功率多大？(4)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后第6s末，汽車的瞬時(shí)功率多大？【答案】（1）4000N；（2）5s；（3）48000W；（4）80000W【解析】【詳解】汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率P=80kW=80000W（1）當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，汽車速度最大，所以阻力（2）根據(jù)牛頓第二定律有則牽引力所以勻加速運(yùn)動(dòng)的最大速度為勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為（3）t1=3s<t=5s，所以3s末時(shí)汽車的實(shí)際功率小于額定功率，汽車還在勻加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以3s末汽車速度，3s末汽車的瞬