2016-2017学年高一物理鲁科版必修2过关检测：第1章 功和功率（含解析）

(时间：60分钟，满分：100分)
一、单项选择题(本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)
1．(2014·福州文博中学期中)下列说法正确的是(　　)
A．因为功有正负，所以功是矢量
B．功的大小只由力和位移决定
C．做功的过程就是物体能量的转化过程
D．把重1
N的物体匀速举高1
m，克服重力做功为－1
J
解析：选C.功是标量，功的正、负只表示是动力做功还是阻力做功，故A错误；功的大小由力、位移及力和位移方向的夹角决定，故B错误；功是能量转化的量度，做功过程是能量转化的过程，故C正确；D项中克服重力做功为1
J，故D错．
2．(2014·福建四地六校月考)篮球比赛是人们比较喜欢且普遍开展的一项体育运动，在一次篮球比赛中，运动员甲通过空中将篮球传给运动员乙，运动员乙接住篮球后扣篮得分，在传球过程中，以下说法正确的是(　　)
A．运动员甲对篮球做正功，运动员乙对篮球做负功
B．运动员甲对篮球做负功，运动员乙对篮球做正功
C．运动员甲对篮球做正功，运动员乙对篮球做正功
D．运动员甲对篮球做负功，运动员乙对篮球做负功
解析：选A.在传球过程中，甲将球抛出，甲对球做正功，乙接球过程中，乙对球的力是阻力做负功，故选项A正确．3．在建筑工地上，需要把一车水泥运到楼顶，如果工人用手搬运，需要8名工人连续工作4小时才能搬完，但如果采用吊车搬运，只需1名工人工作1小时就能搬完，这件事说明了(　　)
A．使用机械能够省功
B．使用机械可以提高工作效率
C．工人用手搬运时，克服水泥重力做功多
D．吊车克服水泥重力做功多
解析：选B.搬运相同的重物时，使用机械与不使用机械克服重力做功相同，所以C、D均错；使用机械时要多做额外功，故A错；使用机械可以在较短的时间内做较多的功，即工作效率提高，故B正确．
4．(2014·福建康桥月考)世界大力士比赛中，某选手先用4
000
N
的力将一辆卡车在冰面上拖行100
m，再用4
000
N的力将一辆货车在粗糙的水泥地上拖行100
m．该选手前后两次做功的大小(　　)
A．该选手对卡车做的功多
B．该选手对货车做的功多
C．该选手对卡车和货车做的功一样多
D．条件不足，无法比较
解析：选C.由功的定义W＝F·s可知，两种情况下力和沿力的方向的位移相等，故做功一样多．
5.如图所示，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(　　)
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
解析：选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．
6．我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭将“嫦娥三号”卫星发射升空，并成功落月．已知火箭飞行过程中产生的推力为3.4×106
N，火箭与卫星的总重力为1.7×106
N，求当飞行速度达到10.9
km/s时，火箭发动机的功率为多大(　　)A．1.85×1010
W
B．3.7×1010
W
C．3.7×107
W
D．1.85×107
W
解析：选B.发动机的功率P＝Fv＝3.4×106×10.9×103
W＝3.7×1010
W，故选项B正确．
二、多项选择题(本题共4小题，每小题7分，共28分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确．全选对的得7分，选对但不全的得4分，有错选或不答的得0分)
7．如图所示，物体放在粗糙的水平桌面上，当对它施加如图甲所示的拉力F，使它由静止发生位移s，对它施加如图乙所示的拉力F，使它由静止发生位移s，F与水平方向夹角均为α，则关于做功的下述说法中正确的是(　　)
A．图乙中F做功多
B．两图中F做功一样多
C．图乙中克服摩擦力做功多
D．甲、乙中克服摩擦力做功相同
解析：选BC.力F做功WF＝Fscos
α，两图中F做功相同，A错、B对；由于摩擦力f甲＝μ(mg－Fsin
α)，f乙＝μ(mg＋Fsin
α)，所以克服摩擦力做功W甲＝f甲s＝μ(mg－Fsin
α)s，W乙＝f乙s＝μ(mg＋Fsin
α)s，C对、D错．
8．如图所示是健身用的“跑步机”，质量为m的运动员踩在与水平面成α角的静止皮带上，运动员用力向后蹬皮带，皮带运动过程中受到的阻力恒为f，使皮带以速度v匀速向后运动．则在运动过程中，下列说法正确的是(　　)
A．人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力B．人对皮带不做功
C．人对皮带做功的功率为mgv
D．人对皮带做功的功率为fv
解析：选AD.皮带之所以能运动起来，是人对皮带的摩擦力充当了动力，故A正确；摩擦力的大小与阻力相等，故人对皮带做功的功率为fv，故D正确．
9.质量为2
kg的物体置于水平面上，在运动方向上受到水平拉力F的作用，沿水平方向做匀加速直线运动，2
s后撤去F，其运动的速度图象如图所示，取g＝10
m/s2，则下列说法中正确的是(　　)
A．拉力F对物体做功150
J
B．拉力F对物体做功500
J
C．物体克服摩擦力做功100
J
D．物体克服摩擦力做功175
J
解析：选AD.设摩擦力大小为f，在0～2
s内，a1＝2.5
m/s2，F－f＝ma1，位移s1＝
m＝15
m，
在2～6
s内，a2＝－2.5
m/s2，s2＝
m＝20
m，只受摩擦力f作用，故f＝－ma2＝5
N，代入上式得F＝10
N，则拉力F做功为WF＝F·s1＝150
J，摩擦力做功Wf＝－f(s1＋s2)＝－5×(15＋20)
J＝－175
J，即物体克服摩擦力做功175
J.
10.如图所示，质量相同的两物体处于同一高度，A沿固定在地面上的光滑斜面下滑，B自由下落，最后到达同一水平面，则(　　)
A．重力对两物体做功相同
B．重力的平均功率相同
C．到达底端时重力的瞬时功率PAD．到达底端时两物体的速度相同
解析：选AC.B物体自由下落，下落时间tB＝，末速度vB＝，方向竖直向下，重力做功WB＝Gh，所以平均功率B＝＝G
到达底端的瞬时功率
PB＝G·vB＝G·
A物体沿斜面下滑，a＝gsin
θ，
下滑时间tA＝＝
末速度vA＝＝，方向沿斜面向下
重力做功WA＝Gssin
θ＝Gh
平均功率A＝＝Gsin
θ
到达底端的瞬时功率
PA＝G·vAsin
θ＝Gsin
θ
所以选项A、C正确，选项B错误．
又A、B物体到达底端时速度方向不同，选项D错．
三、非选择题(本题共3小题，共42分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
11．(12分)如图所示，在倾角为θ的斜面的底端放着一个质量是m的物体，它与斜面间的动摩擦因数是μ，一个人用平行于斜面的力将此物体沿斜面匀速上推距离l，试求：
(1)推力对物体做的功；
(2)物体克服摩擦力做的功；
(3)物体克服重力做的功；
(4)合外力对物体做的总功．
解析：(1)物体沿斜面匀速向上运动，有
F＝mgsin
θ＋μmgcos
θ(2分)
故WF＝Fl＝(mgsin
θ＋μmgcos
θ)l.(1分)
(2)Wf＝－μmgcos
θ×l(2分)
故物体克服摩擦力做功μmglcos
θ.(1分)
(3)WG＝mglcos＝－mglsin
θ(2分)
故物体克服重力做功mglsin
θ.(1分)
(4)W总＝WF＋Wf＋WG＝0.(3分)
答案：(1)(mgsin
θ＋μmgcos
θ)l　(2)μmglcos
θ
(3)mglsin
θ　(4)0
12．(14分)使用如图所示装置测滑轮组A、B的机械效率．已知物重G＝4.5
N，用弹簧秤向上匀速拉动绳子的自由端，使重物升高0.1
m，弹簧秤示数为2
N．求：
(1)这个滑轮组的机械效率η多大？
(2)如果测出动滑轮B重为1.2
N，那么这个实验过程中克服摩擦力做了多少功？
解析：(1)滑轮组的有用功
W有＝Gh＝4.5×0.1
J＝0.45
J(3分)
总功W总＝F×3h＝2×3×0.1
J＝0.6
J(3分)
机械效率η＝×100%＝×100%＝75%.(3分)
(2)根据功的原理得
W总＝W输出＋W损失(2分)
即0.6＝0.45＋1.2×0.1＋W摩
所以W摩＝0.03
J．(3分)
答案：(1)75%　(2)0.03
J
13．(16分)如图所示，为修建高层建筑常用的塔式起重机．在起重机将质量m＝5×103
kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a＝0.2
m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm＝1.02
m/s的匀速直线运动．g取10
m/s2，不计额外功．求：
(1)起重机允许输出的最大功率；
(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2
s末的输出功率．
解析：(1)重物做匀速直线运动，牵引力F等于重物重力，即F＝mg时，v＝vm＝1.02
m/s，此时功率最大，(2分)
Pm＝Fv＝mgvm
＝5×104×1.02
W＝5.1×104
W．(2分)
(2)匀加速运动的末状态P＝Pm，(3分)
由F′－mg＝ma，知F′＝m(g＋a)，(2分)
此时速度v0＝＝＝1.0
m/s，(2分)
匀加速运动的时间为t＝＝5
s．(2分)
所以第2
s末的瞬时功率
P′＝F′v＝m(g＋a)at1＝2.04×104
W．(3分)
答案：(1)5.1×104
W　(2)5
s　2.04×104
W