2018-2019学年高中鲁科版物理必修二 阶段验收评估（一）+功和功率+Word版含解析

阶段验收评估（一） 功和功率
(时间：50分钟　满分：100分)
一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分。第1～5小题只有一个选项正确，第6～8小题有多个选项正确，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
1.如图1是小孩滑滑梯的情景，在小孩下滑过程中，关于各力做功的说法，正确的是(　　)
图1
A．重力不做功
B．支持力做负功
C．支持力做正功
D．摩擦力做负功
解析：选D　下滑过程，位移方向斜向下，重力竖直向下，重力做正功；支持力始终与运动方向垂直，支持力不做功；摩擦力始终与运动方向相反，摩擦力做负功。
2．关于力对物体做功，以下说法正确的是(　　)
A．一对作用力和反作用力在相同时间内做的功一定大小相等，正负相反
B．不论怎样的力对物体做功，都可以用W＝Fscos α计算
C．合外力对物体不做功，物体必定做匀速直线运动
D．滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做正功或负功
解析：选D　一对相互作用力做功，可以出现都做正功，都做负功，一正一负，或一个做功、一个不做功等各种情况，A错误。只有恒力做功才可用W＝Fscos α计算，B错误。合外力对物体不做功，物体可能处于静止，当合外力与物体的运动方向垂直时，物体的运动方向改变，故C项错误。摩擦力对物体可做正功也可做负功，D项正确。
3．2015年亚洲田径锦标赛在湖北省武汉市举行，中国选手发挥出高水平，将八项决赛里产生的四枚金牌收入囊中。谢文骏夺得男子110米栏冠军，谢文骏在比赛中，主要有起跑加速、途中匀速跨栏和加速冲刺三个阶段，他的脚与地面间不会发生相对滑动，下列说法正确的是(　　)
A．加速阶段地面对人的摩擦力做正功
B．匀速阶段地面对人的摩擦力做负功
C．由于人的脚与地面间不发生相对滑动，所以不论加速还是匀速，地面对人的摩擦力始终不对人做功
D．无论加速还是匀速阶段，地面对人的摩擦力始终做负功
解析：选C　由于脚与地面间不发生相对滑动，地面对人产生摩擦力的瞬间，力的作用点位移为零，所以地面对人的摩擦力不做功，C正确。
4．如图2所示，分别用力F1、F2、F3将质量为m的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，在此过程中，F1、F2、F3做功的功率大小关系是(　　)

图2
A．P1＝P2＝P3　　　　 　B．P1＞P2＝P3
C．P3＞P2＞P1 D．P1＞P2＞P3
解析：选A　因为加速度a相同，所以沿斜面方向上F的分力相等，又时间相等，所以速度v也相等，据P＝Fvcos α知，选项A正确。
5．质量为m的汽车行驶在平直公路上，在运动中所受阻力不变。当汽车加速度为a，速度为v时发动机的功率为P1；当功率为P2时，汽车行驶的最大速度应为(　　)
A. B.
C. D.
解析：选B　由牛顿第二定律－f＝ma，vm＝，由两式可得vm＝。
6．如图3所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离l。已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，雪橇受到的(　　)
图3
A．支持力做功为mgl B.重力做功为0
C．拉力做功为Flcos θ D．滑动摩擦力做功为－μmgl
解析：选BC　根据受力分析知N＝mg－Fsin θ，f＝μN＝μ(mg－Fsin θ)，由于支持力、重力与雪橇的位移垂直，故这两个力不做功，A错，B对。由功的计算式得拉力做功WF＝Flcos θ，C对。摩擦力做功Wf＝－fl＝－μ(mg－Fsin θ)l，D错。
7．质量为m的物体沿直线运动，只受到一个力F的作用。物体的位移s、速度v、加速度a和F对物体做功功率P随时间变化的图像如图所示，其中不可能的是(　　)
解析：选AB　在力F作用下物体做匀变速运动，所以C正确；v应该均匀增加，所以B错；s增加越来越快，所以A错；P＝Fv＝t，所以D正确。
8．质量为m＝2 kg的物体沿水平面向右做直线运动，t＝0时刻受到一个水平向左的恒力F，如图4甲所示，此后物体的v-t图像如图乙所示，取水平向右为正方向，g取10 m/s2，则(　　)
图4
A．物体与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.5
B．10 s末恒力F的瞬时功率为6 W
C．10 s末物体在计时起点左侧2 m处
D．10 s内物体克服摩擦力做功34 J
解析：选CD　由v -t图像得两段时间的加速度大小分别为a1＝2 m/s2、a2＝1 m/s2。根据牛顿第二定律：有F＋μmg＝ma1，F－μmg＝ma2。解得：F＝3 N，μ＝0.05，故A错。10 s末恒力F的瞬时功率P＝Fv＝18 W，B错。10 s内物体的位移s＝ ×4 m－ ×6 m＝－2 m，说明物体10 s末在计时起点左侧2 m处，C对。整个过程的路程x＝×4 m＋×6 m＝34 m，所以10 s内物体克服摩擦力做功W＝μmgx＝34 J，D对。
二、计算题(本题共3小题，共52分)
9. (16分)如图5所示，一质量m＝4.0 kg的物体，由高h＝2.0 m，倾角θ＝53°的固定斜面顶端滑到底端。物体与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.2。(g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)求：
图5
(1)物体的重力做的功。
(2)物体所受外力对它做的总功。
解析：(1)物体从斜面顶端滑到底端的过程中，位移为：l＝＝2.5 m，
位移l与重力方向的夹角为90°－θ，
故重力做功：W1＝mglcos(90°－θ)＝80 J。
(2)物体受力如图所示，摩擦力为：
f＝μmgcos θ＝0.2×4.0×10×cos 53° N＝4.8 N
故物体所受摩擦力做的功为：
W2＝－fl＝－4.8×2.5 J＝－12 J
由于支持力与位移l垂直，故支持力不做功。
所以物体所受外力对它做的总功：W＝W1＋W2＝68 J。
答案：(1)80 J　(2)68 J
10．(16分)已知解放牌汽车发动机的额定功率为60 kW，汽车的质量为4 t，它在水平路面上行驶时所受的阻力为车重的0.1倍，g取10 m/s2，求：
(1)解放牌汽车以额定功率从静止启动后，能达到的最大速度。
(2)若解放牌汽车以0.5 m/s2的加速度匀加速启动，其匀加速运动的时间多长。
解析：(1)f＝kmg＝4 000 N
以额定功率启动，达到最大速度时，P＝Fvm＝fvm
由此：vm＝＝ m/s＝15 m/s。
(2)由F－f＝ma得F＝ma＋f＝6 000 N
由P＝Fv得v＝10 m/s，故t＝＝20 s。
答案：(1)15 m/s　(2)20 s
11．(20分)如图6所示，位于水平面上的物体A，在斜向上的恒定拉力作用下，由静止开始向右做匀加速直线运动。已知物体质量为10 kg，F的大小为100 N，方向与速度v的夹角为37°，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，g取10 m/s2。求：　
图6
(1)第2 s末，拉力F对物体做功的功率是多大？
(2)从运动开始，物体前进12 m过程中拉力对物体做功的功率？(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
解析：(1)物体对水平面的压力
N＝mg－Fsin 37°＝100 N－100×0.6 N＝40 N
由牛顿第二定律得Fcos 37°－μN＝ma，代入数据解得物体的加速度
a＝6 m/s2
第2 s末，物体的速度v＝at＝12 m/s
拉力F对物体做功的功率P＝Fvcos 37°＝960 W。
(2)从运动开始，前进12 m用时
t′＝ ＝2 s
该过程中拉力对物体做功
W＝Flcos 37°＝100×12×0.8 J＝960 J
拉力对物体做功的平均功率P′＝＝480 W。
答案：(1)960 W　(2)480 W