高中物理 第1章 功和功率章末检测 鲁科版必修2.docx
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高中物理 第1章 功和功率章末检测 鲁科版必修2.docx
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高中物理第1章功和功率章末检测鲁科版必修2
2019-2020年高中物理第1章功和功率章末检测鲁科版必修2
[时间:
90分钟 满分:
100分]
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分)
1.如图1所示,平板车放在光滑水平面上,一个人从车的左端加速向右端跑动.设人受到的摩擦力为f,平板车受到的摩擦力为f′,下列说法正确的是( )
图1
A.f、f′均做负功
B.f、f′均做正功
C.f做正功,f′做负功
D.因为是静摩擦力,f、f′做功均为零
2.用F=6N的力将质量为0.5kg的物体由静止开始竖直向上提起,取g=10m/s2,则2s末F做功的功率是( )
A.6WB.12W
C.24WD.48W
3.某人利用机械效率为85%的滑轮组将重物提高0.5m和直接用手将同一物体匀速竖直提高0.5m两种情况下,比较人所做的总功( )
A.使用滑轮组时做功多
B.用手直接提高做功多
C.做功一样多
D.做的额外功一样多
4.质量为2kg的物体做自由落体运动,经过2s落地.取g=10m/s2.关于重力做功的功率,下列说法正确的是( )
A.下落过程中重力的平均功率是400W
B.下落过程中重力的平均功率是100W
C.落地前的瞬间重力的瞬时功率是400W
D.落地前的瞬间重力的瞬时功率是200W
5.一个物体在粗糙的水平面上运动,先使物体向右滑动距离s,再使物体向左滑动s,正好回到起点,来回所受摩擦力大小都为f,则整个过程中摩擦力做功为( )
A.0B.-2fs
C.-fsD.无法确定
6.一质量为m、发动机额定功率为P的汽车,开上一倾角为α的坡路,设坡路足够长,摩擦阻力是车重的k倍,汽车在上坡过程中的最大速度为( )
A.
B.
C.
D.
7.一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上,从t=0时起,第1s内受到2N的水平外力作用,第2s内受到同方向的1N的外力作用.下列判断正确的是( )
A.0~2s内外力的平均功率是
W
B.第2s内外力所做的功是
J
C.第2s末外力的瞬时功率最大
D.第1s末外力的瞬时功率最大
二、多项选择题(本题共5小题,每小题5分,共25分)
8.如图2所示,在皮带传送装置中,皮带把物体P匀速带至高处,在此过程中,下述说法正确的是( )
图2
A.摩擦力对物体做正功
B.摩擦力对物体做负功
C.支持力对物体不做功
D.合外力对物体做正功
9.如图3所示,一个物体放在水平面上,在跟竖直方向成θ角的斜向下的推力F的作用下沿平面移动了位移s,若物体的质量为m,物体与地面之间的摩擦力为f,则在此过程中( )
图3
A.摩擦力做的功为-fs
B.力F做的功为W=Fscosθ
C.力F做的功为W=Fssinθ
D.重力做的功为mgs
10.一个恒力F作用在正在粗糙水平面上运动着的物体上.如果物体做减速运动,则( )
A.F对物体一定做负功
B.F对物体可能做负功
C.F对物体一定做正功
D.F对物体可能做正功
11.如图4所示,在相同的时间里,用力F甲、F乙把等重的物体提升相同的高度,乙的动滑轮比甲重(忽略绳重和摩擦),比较它们的机械效率η甲、η乙和两力做功的功率P甲、P乙,则( )
图4
A.η甲>η乙B.η甲<η乙
C.P甲>P乙D.P甲<P乙
12.如图5甲所示,滑轮质量、摩擦均不计,质量为2kg的物体在F作用下由静止开始向上做匀加速运动,其速度随时间的变化关系如图乙所示,由此可知(g取10m/s2)( )
图5
A.4s内F做功为84J
B.F的大小为21N
C.4s末F的功率大小为42W
D.4s内F做功的平均功率为42W
三、计算题(本题共4小题,共47分,解答时应写出必要的文字说明,方程式和演算步骤,有数值计算的要注明单位).
13.(10分)一台起重机匀加速地将质量为1×103kg的货物由静止竖直吊起,在2s末货物的速度为v=4m/s,g取10m/s2,不计阻力,求:
(1)起重机在这2s内的平均输出功率.
(2)起重机在2s末的瞬时功率.
14.(12分)一物体在水平面上沿直线运动,所受的水平拉力F及速度v随时间变化的关系如图6中的甲和乙所示,求0~14s内:
图6
(1)拉力F对物体所做的功;
(2)摩擦力对物体所做的功.
15.(12分)一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数.
规 格
后轮驱动直流永磁体电机
车型:
20″折叠式电动自行车
额定输出功率:
120W
整车质量:
30kg
额定转速:
240r/min
最大载重:
120kg
额定工作电压:
40V
续行里程>40km
额定工作电流:
3.5A
××电动自行车厂 出厂日期:
xx年10月
设骑车人的质量为70kg,阻力恒为车和人总重的0.02倍,g取10m/s2,当该车电动机在额定输出功率下工作时:
(1)仅在电动机提供动力的情况下,求该车的最大速度.
(2)当该车速度v=1m/s时,加速度多大?
16.(13分)使用如图7所示装置测滑轮组A、B的机械效率.已知物重G=4.5N,用弹簧测力计向上匀速拉动绳子的自由端,使重物升高0.1m,弹簧测力计示数为2N.求:
(1)滑轮组A、B的机械效率η.
图7
(2)如果测出动滑轮B重为1.2N,那么这个实验过程中克服摩擦力做了多少功?
答案精析
章末检测
1.B [要注意人与平板车之间为静摩擦力,人受到的摩擦力f水平向右,与人的运动方向一致,做正功;平板车受到的摩擦力f′水平向左,与车的运动方向也一致,做正功,故B正确.]
2.C [物体在F作用下向上做匀加速直线运动,加速度a=
=2m/s2.2s末的速度v=at=4m/s,所以2s末F的功率为P=Fv=6×4W=24W.]
3.A [用手直接提重物和用机械提重物,两种情况下的有用功相等.而用机械提重物时,由于机械效率为85%,还需做额外功,故此种情况下的总功多,A正确,B、C均错;用手直接提重物时额外功为零,故D错.]
4.C [物体2s下落的高度为h=
gt2=20m,落地的速度为v=gt=20m/s,所以下落过程中重力的平均功率是
=
=200W,落到地面前的瞬间重力的瞬时功率是P=mgv=400W,选项C正确.]
5.B [由题意可知,物体运动过程可分两段,两段内摩擦力做功均为负功,为W=-fs;则全程摩擦力所做的功W总=-2fs.]
6.C [汽车上坡时所受的总阻力F=kmg+mgsinα,由P=Fv,知汽车的最大速度vmax=
.]
7.D [由题意知质点所受的水平外力即为合力,则知质点在这2秒内的加速度分别为a1=2m/s2、a2=1m/s2,则质点在第1s末与第2s末的速度分别为v1=2m/s、v2=3m/s,第1s内的位移s1=
a1t
=
×2×12=1m.第2s内的位移s2=v1t2+
a2t
=2.5m.第1s内外力的功W1=F1s1=2J,第2s内外力的功W2=F2s2=2.5J,则在0~2s内外力的平均功率P=
=2.25W,A、B错误.由P=Fv知质点在第1s末与第2s末的瞬时功率分别为P1=4W、P2=3W,故C错误,D正确.]
8.AC [物体P匀速上升过程中,合外力为零,合外力对物体做功为零,D错误;支持力垂直于运动方向,故支持力做功为零,C正确;摩擦力沿斜面向上,与物体运动方向相同,故摩擦力做正功,A正确,B错误.]
9.AC [摩擦力水平向左,与物体的位移方向相反,做负功,根据定义式W=Fscosα可得Wf=fscos180°=-fs,选项A正确.力F做的功WF=Fscos(
-θ)=Fssinθ,选项C正确,选项B错误.重力方向与位移方向垂直,做功为零,选项D错误.]
10.BD
11.AD [本题中有用功相同,但乙的动滑轮比甲重,所以乙的额外功大,由η=
可知η甲>η乙;又因为在相同的时间内提升相同的高度,即P有用=
=
相同,由η=
⇒P总=
,而η甲>η乙,所以P甲<P乙.]
12.AC [由速度-时间图象可知,物体在4s内的位移为4m,物体运动的加速度a=0.5m/s2,根据动滑轮省力原理及牛顿第二定律可知,2F-mg=ma,则力F大小等于10.5N,因此,4s内F做功为W=10.5×8J=84J,选项A正确,选项B错误;由公式P=Fv得,4s末F的功率大小为P=F·2v=42W,选项C正确;4s内F做功的平均功率为
=
=
W=21W,选项D错误.]
13.
(1)2.4×104W
(2)4.8×104W
解析
(1)货物的加速度
a=
=
m/s2=2m/s2
2s内提升的高度为
h=
at2=
×2×22m=4m
根据牛顿第二定律可得,
F-mg=ma
则拉力F=m(a+g)=1×103×(2+10)N=1.2×104N
起重机在这2s内做的功
W=Fh=1.2×104×4J=4.8×104J
2s内的平均输出功率
P=
=
W=2.4×104W
(2)2s末的瞬时功率为
P2=Fv=1.2×104×4W=4.8×104W
14.
(1)256J
(2)-256J
解析
(1)虽然F是随时间变化的,但是在一段时间内是恒定的,所以可以用分段法求拉力F对物体做的功.由vt图象可以看出,0~4s内,s1=0,故0~4s内F做的功W1=0;4~6s内的位移s2=
×8×2m=8m,拉力做的功W2=F2s2=64J;6~12s内物体的位移s3=8×6m=48m,拉力做的功W3=F3s3=192J;12~14s内,F4=0,W4=0;故拉力F做的功W=W1+W2+W3+W4=256J.
(2)6~12s内,物体的加速度为零,此时受力平衡,
即f=-F3=-4N,0~14s内物体的位移
s′=
×8m=64m,
故摩擦力对物体做的功W′=fs′=-256J.
15.
(1)6m/s
(2)1m/s2
解析 根据P=Fv,先求出电动自行车所受的阻力,求出最大速度,再根据牛顿第二定律,求出其加速度.
(1)阻力f=0.02(m1+m2)g=0.02×(30+70)×10N=20N
当速度最大时,牵引力大小等于阻力,
即P=Fvmax,
所以vmax=
=
m/s=6m/s.
(2)当v=1m/s时,牵引力为
F=
=
N=120N
由牛顿第二定律F-f=(m1+m2)a
即a=
=
m/s2=1m/s2.
16.
(1)75%
(2)0.03J
解析
(1)重物上升高度h=0.1m,则弹簧测力计上升的距离s=3h=0.3m,
η=
=
×100%=75%.
(3)根据机械功的原理有
Fs=(G+GB)h+Wf,
所以Wf=Fs-(G+GB)h=2×0.3J-(4.5+1.2)×0.1J=0.03J.
2019-2020年高中物理第1章抛体运动章末测试粤教版必修2
一、单项选择题(本题共6个小题,每小题5分,共30分)
1.如图1所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图,且质点运动
到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直,则质点从A点运动到E点的过程中,下列说法中正确的是( )
A.质点经过C点的速率比D点的大
B.质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°图1
C.质点经过D点时的加速度比B点的大
D.质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小
2.做匀变速曲线运动的物体,随着时间的延续,其加速度与速度方向间的夹角将( )
A.可能增大B.一定减小
C.一定增大D.先减小后增大
3.在同一高度处,分别以相等的速率竖直上抛物体甲、竖直下抛物体乙,最后都落到地面.下列说法错误的是( )
A.它们在空中运动的时间t甲>t乙
B.它们落地时的速度v甲=v乙
C.它们的速度增量Δv甲=Δv乙
D.它们的位移s甲=s乙
4.如图2所示,三名滑雪运动员从同一平台上的O点先后以速度vA、vB、vC沿水平方向跃出并分别落在A、B、C三点,如图2所示,所用时间分别为tA、tB、tC,则以下关系正确的是( )
A.vA>vB>vC,tA>tB>tC图2
B.跃出时的速度关系无法确定,tA C.跃出时的速度关系无法确定,tA>tB>tC D.vA>vB>vC,tA 5.如图3所示,在一次军事演习中,离地H高处的飞机以水平速度v1发射一枚炮弹欲轰炸地面目标P,反应灵敏的地面拦截系统同时以速度v2竖直向上发射炮弹拦截,设拦截系统与炮弹的水平距离为s,不计空气阻力,若拦截成功,则( ) A.v1=v2B.v1= v2图3 C.v1= v2D.v1= v2 6.如图4所示,质量为m=0.10kg的小钢球以v0=10m/s的水平速度抛出,下落h=5.0m时撞击一钢板,撞后速度恰好反向,g取10m/s2,则钢板与水平面的夹角θ是( ) A.30°B.45°图4 C.60°D.90° 二、双项选择题(本题共4个小题,每小题6分,共24分) 7.机械运动按轨迹分为直线运动和曲线运动,按运动的性质(加速度)又分为匀速和变速运动.下列判断正确的是( ) A.匀速运动都是直线运动 B.匀变速运动都是直线运动 C.曲线运动都是变速运动 D.曲线运动不可能是匀变速运动 8.关于运动的合成与分解,以下说法正确的是( ) A.由两个分运动求合运动,合运动是唯一确定的 B.由合运动分解为两个分运动,只有一种分解方法 C.物体做曲线运动时,才能将这个运动分解为两个分运动 D.任何形式的运动,都可以用几个分运动代替 9.在交通事故中,测定碰撞瞬间汽车的速度对于事故责任的认定具有重要的作用.《中国汽车驾驶员》杂志曾给出一个估算碰撞瞬间车辆速度的公式: v= · ,其中ΔL是被水平抛出的散落在事故现场路面上的两物体A、B沿公路方向的水平距离,h1、h2分别是散落物A、B在车上时的离地高度.只要用米尺测量出事故现场的ΔL、h1、h2三个量,根据上述公式就能够估算出碰撞瞬间车辆的速度.则下列叙述正确的是( ) A.A、B落地时间相同 B.A、B落地时间差与车辆速度无关 C.A、B落地时间差与车辆速度成正比 D.A、B落地时间差和车辆碰撞瞬间速度的乘积等于ΔL 10.在高度为h的同一位置沿同一方向同时水平抛出A、B两个小球,若A球的初速度vA大于B球的初速度vB,则下列说法中正确的是( ) A.A球比B球先落地 B.在飞行过程中的任一段时间内,A球的水平位移总是大于B球的水平位移 C.若两球在飞行中遇到一堵墙,A球击中墙的高度小于B球击中墙的高度 D.在空中飞行的任意时刻,A球总在B球的水平正前方,且A球的速率总是大于B球的速率 三、填空题(本题共8分) 11.如图5所示,在高15m的平台上,有一个小球被细线拴在墙 上(细线未画出),球与墙之间有一被压缩的轻弹簧,细线烧断后,小球被弹出,小球在空中运动的时间是________s.已知小球落地时速度方向与水平成60°角,不计一切阻力,则小球被弹簧弹出时的速度大小为______m/s.(g取10m/s2)图5 四、计算题(本题共4个小题,共38分) 12.(8分)如图6所示,船从A处出发,横渡一条河,如果船头保持沿 与河岸垂直的方向匀速航行,那么出发后经10min到达对岸C处,C位于A的正对岸B处下游100m处.如果保持船速不变,船头沿与AB连线成α角匀速航行,那么经过12.5min到达B处.求: (1)船在静水中的速度;图6 (2)河宽. 13.(8分)从地面上竖直上抛一物体,通过楼上1.58m高的窗口所用时间为0.1s,当物体回落时,从窗口底落到地面的时间为0.2s,求物体能到达的最大高度.(取g=10m/s2) 14.(10分)在某次篮球比赛中,球打到篮板上后垂直反弹,运动员甲 跳起来去抢篮板,刚好没有碰到球,球从站在他身后的乙的头顶擦过,落到了地面上(如图7所示).已知甲跳起的摸高是h1,起跳时距篮板的水平距离为s1,乙的身高是h2,站立处距离甲的水平距离为s2,请根据这些数据求出篮球垂直反弹的速度v0.图7 15.(12分)如图8所示,一个小球从楼梯顶部以v0=2m/s的水平速度抛 出,所有的台阶都是高h=0.2m、宽L=0.25m.问小球从楼梯顶部水平抛出后首先撞到哪一级台阶上? (g取10m/s2) 图8 1.A 2.B 3.C4.A 5.D 6.B 7.AC 8.AD 9.BD 10.BD 11. 10 12. (1)16.7m/min (2)166.7m 13.16.7m 14.v0= 15.第三级
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