鲁教版物理高中必修2第1章《功和功率》测试卷Word版含答案

第1章《功和功率》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.如图所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一起沿斜面加速上升，在这个过程中，人脚所受的静摩擦力(　　)




A． 等于零，对人不做功
B． 水平向左，对人做负功
C． 水平向右，对人做正功
D． 沿斜面向上，对人做正功



2.如图所示，物体A和B叠放在光滑水平面上，它们的质量分别为mA＝1 kg，mB＝2 kg，在物体B上作用一个大小等于3 N的水平拉力F后，A和B一起前进了4 m，在这一过程中，物体B对物体A做的功是(　　)




A． 0
B． 4 J
C． 8 J
D． 12 J



3.下列关于做功的说法正确的是(　　)
A． 凡是受力作用的物体，一定有力对物体做功
B． 凡是发生了位移的物体，一定有力对物体做功
C． 只要物体受力的同时又有位移发生，则一定有力对物体做功
D． 只要物体受力，又在力的方向上发生了位移，则一定有力对物体做功
4.关于功的概念，下列说法中正确的是(　　)



A． 力对物体做功多，说明物体的位移一定大
B． 力对物体做功少，说明物体的受力一定小
C． 力对物体不做功，说明物体一定没有移动
D． 物体发生了位移，不一定有力对它做功



5.如图所示，光滑的斜劈放在水平面上，斜面上用固定的竖直板挡住一个光滑球，当整个装置沿水平面以速度v匀速运动时， 以下说法中正确的是 (　　　)




A． 小球的重力不做功
B． 斜面对球的弹力不做功
C． 挡板对球的弹力不做功
D． 以上三种说法都正确



6.如图所示，卡车通过定滑轮以恒定的功率P0拉绳，牵引河中的小船沿水面运动，已知小船的质量为m，沿水面运动时所受的阻力为Ff且保持不变，当绳AO段与水平面夹角为θ时，小船的速度为v，不计绳子与滑轮的摩擦，则此时小船的加速度等于(　 )




A．－
B．cos2θ－
C．
D．



7.在射箭比赛中，如图所示，运动员右手向后拉弓弦的过程中，她对弓弦的做功情况是(　　)




A． 一直做正功
B． 一直做负功
C． 先做正功，后做负功
D． 先做负功，后做正功



8.一物体做匀速直线运动，某时刻起受到两个互相垂直、大小分别为F1和F2的恒力作用，经一段时间后，在这两个力的方向上发生的位移大小分别为s1和s2，则在这段时间内这两个力对物体做的总功为(　　)



A． (F1＋F2)(s1＋s2)
B．F1s1＋F2s2
C．
D．



9.如图所示，质量为M、倾角为θ的斜面体A放于水平地面上，把质量为m的小滑块B放在斜面体A的顶端，顶端的高度为h.开始时两者均静止，然后放手，B由A的顶端沿着斜面滑至地面．若以地面为参考系，且忽略一切摩擦力，在此过程中，斜面的支持力对B所做的功为W.下面给出的W的四个表达式中，只有一个是合理的，你可能不会求解，但是你可以通过分析，对下列表达式做出合理的判断．根据你的判断，W的合理表达式应为(　　)




A．W＝0
B．W＝－g
C．W＝g
D．W＝－g



10.关于功率，下列说法中正确的是(　　)



A． 物体做功越快，其功率越大
B． 物体做功越多，其功率越大
C． 实际功率一定等于额定功率
D． 由P＝可知，功率与时间成反比



11.大扫除时，某同学将一张课桌向上搬起后再缓慢放下，此过程中该同学对课桌做功的情况是(　　)



A． 一直做正功
B． 先做正功，再做负功
C． 一直做负功
D． 先做负功，再做正功



12.下列关于静摩擦力的叙述中，正确的是(　　)
A． 静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反且做负功
B． 静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同而做正功
C． 静摩擦力的方向可能与物体的运动方向垂直而不做功
D． 静止物体所受静摩擦力一定为零而不做功
13.飞机在飞行时受到的空气阻力与速率的平方成正比，若飞机以速率v匀速飞行时，发动机的功率为P，则当飞机以速率nv匀速飞行时，发动机的功率为(　　)



A． 2nP
B．n3P
C．n2P
D．nP



14.质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为时，汽车的瞬时加速度大小为



A．
B．
C．
D．



15.质量为M的物体从高处由静止下落，若不计空气阻力，在第2 s内和第3 s内重力做的功的功率之比为(物体未落到地面，g取10 m/s2)(　　)



A． 3∶5
B． 1∶1
C． 1∶3
D． 2∶3



二、计算题(共3小题)
16.如图所示，摆球质量为m，悬线的长为l，把悬线拉到水平位置后放手．设在摆球运动过程中空气阻力Ff的大小不变，求摆球从A运动到竖直位置B时，重力mg、绳的拉力FT、空气阻力Ff各做了多少功？

17.某种型号的汽车发动机的最大功率为Pm＝60 kW，汽车满载质量为m＝1 500 kg，最高车速是vm＝180 km/h，汽车在平直路面上行驶，g取10 m/s2.问：
(1)汽车所受阻力Ff与车的重力G的比值是多少；
(2)若汽车从静止开始，以a＝1.2 m/s2的加速度做匀加速运动，则这一过程能维持的时间t有多长．
18.质量为2 000 kg、额定功率为80 kW的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为20 m/s.若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2 m/s2，运动中的阻力不变．求：
(1)汽车所受阻力的大小；
(2)3 s末汽车的瞬时功率；
(3)汽车做匀加速运动的时间；
(4)汽车在匀加速运动中牵引力所做的功；
三、简答题(共3小题)
19.在历届奥运会上，我国射箭运动员在比赛中屡屡获胜．如图所示，请你分析一下在射箭过程中能量是如何转化的？

20.全自动手表不用人工上发条，分析它是如何获得能量而不停地走动的．如果让它长时间静止不动它还能走动吗？为什么？
21.如图所示，由细线拴一小钢球悬挂起来组成单摆，把小球从某一点释放，观察小球摆动的高度可以发现：在最初的几次摆动中，小球在左、右两侧的摆高基本不变，一段时间后，小球摆高明显降低．试解释这一现象，并指出其中的守恒量．




答案解析
1.【答案】C
【解析】人向右上方加速，则摩擦力水平向右，对人做正功．
2.【答案】B
【解析】
3.【答案】D
【解析】力和在力的方向上的位移是做功的两个不可缺少的因素，故只有选项D正确．
4.【答案】D
【解析】
5.【答案】A
【解析】
6.【答案】A
【解析】假设卡车速度是v0，对小船的运动分解，小船的速度v的沿绳分量与卡车速度相同，如图：

由几何关系可知，v0＝vcosθ，此时卡车的牵引力为F＝＝，再对小船受力分析如图：

由牛顿第二定律可知，小船加速度为a＝＝－，A正确．
7.【答案】A
【解析】在运动员向后拉弓弦的过程，人对弓弦的作用力和其运动位移方向相同，故人一直做正功．
8.【答案】B
【解析】功是标量，求总功为各个力做功的代数和．根据W＝Fs得：W1＝F1s，W2＝F2s所以W1＋W2＝F1s＋F2s，故B正确．
9.【答案】D
【解析】忽略一切摩擦力，斜面放在光滑的水平面上，物体对斜面有压力，所以在物体下滑有过程中斜面将后退，由于斜面后退，物体沿着斜面下滑路线与地面夹角大于θ，此时斜面对物体的支持力与B相对于地的位移方向成钝角，所以斜面的支持力对B做负功．故A，C错误．功的单位为1 J＝1 N·m，按照单位制，可得g的单位是N·m，而的单位是m，故D正确，B错误．
10.【答案】A
【解析】功率是表示物体做功快慢的物理量，物体做功越快，其功率越大，故A正确；根据P＝可知，物体做功多，功率不一定大，还跟时间有关，当做功一定时，功率与时间才成反比，故B、D错误；实际功率是实际过程中的功率，可以小于额定功率，故C错误．
11.【答案】B
【解析】将课桌向上搬起过程中，人对课桌的有向上的作用力，课桌向上运动，故人对课桌做正功；放下过程，人对课桌的力仍然向上，但运动方向向下，故人对课桌做负功，故B正确，A、C、D错误．
12.【答案】C
【解析】
13.【答案】B
【解析】当飞机以速率v匀速飞行时有＝Ff＝kv2，同理当飞机以nv匀速飞行时有＝k(nv)2，联立解得P′＝n3P，选项B正确．
14.【答案】C
【解析】当汽车速度最大时有P＝Ffv解得Ff＝，当速度为时，有P＝F解得F＝，由牛顿第二定律可得F－Ff＝ma，解得a＝，故选项C正确．
15.【答案】A
【解析】物体第2 s内的位移h1＝(g×22－g×12) m＝×10×(4－1) m＝15 m，第2 s内的功率P＝＝＝150M，同理第3 s内的功率P＝250M，所以第2 s内和第3 s内重力做功的功率之比为3∶5，A正确．
16.【答案】WG＝mgl　WT＝0　Wf＝－Ffπl
【解析】因为拉力FT在运动过程中始终与运动方向垂直，故不做功，即WT＝0.
重力在整个运动过程中始终不变，小球在重力方向上的位移为AB在竖直方向上的投影OB，且OB＝l，所以重力做功WG＝mgl.空气阻力虽然大小不变，但方向不断改变，且任何时刻都与运动方向相反，即沿圆弧的切线方向，因此属于变力做功问题．如果将分成许多小段弧，使每一小段弧小到可以看成直线，在每一小段弧上Ff的大小、方向可以认为是不变的(即为恒力)，这样就把变力做功的问题转化为了恒力做功的问题，如图所示．因此Ff所做的总功等于每一小段弧上Ff所做功的代数和．即Wf＝－(FfΔl1＋FfΔl2＋…)＝－Ffπl，故重力mg做的功为mgl，绳子拉力FT做的功为零，空气阻力Ff做的功为－Ffπl.

17.【答案】(1)＝　(2)s
【解析】(1)汽车速度最大时，牵引力跟阻力平衡，则：Pm＝Ffvm，Ff＝1 200 N
则，比值＝
即：＝
(2)汽车匀加速运动时，由牛顿第二定律：F－Ff＝ma
即F＝3 000 N
当汽车的功率达到Pm时，就不能继续维持匀加速运动，此时：Pm＝Fv
其中：v＝at
则匀加速运动的时间t＝s或约为16.7 s.
18.【答案】(1)4 000 N　 (2)4.8×104W　 (3)5 s　 (4)2×105J
【解析】(1)以最大速度行驶时，根据P＝Fv，得F＝4 000 N．而此时牵引力和阻力大小相等．
(2)3 s时的速度v＝at＝6 m/s，而牵引力由F－Ff＝ma得F＝8 000 N，故此时的功率为P＝Fv＝4.8×104W.
(3)设匀加速运动的时间为t，则t时刻的速度为v＝at，这时汽车的功率为额定功率．由P＝Fv，将F＝8 000 N和v＝at代入得t＝5 s.
(4)匀加速运动阶段牵引力为恒力，牵引力所做的功W＝Fl＝Fat2＝8 000××2×52J＝2×105J
19.【答案】在射箭过程中，运动员将弓拉开的过程，是把人体的生物能转化为弓的弹性势能．把箭射出的过程，是将弓的弹性势能转化为箭的动能．
【解析】
20.【答案】全自动手表靠手臂摆动上发条，产生弹性形变，然后由机械装置，控制其弹性形变的恢复量，即秒针的走动．齿轮间的相互咬合，构成了时针和分针及秒针的相对位置，就可以显示时间．也就是说发条通过上链动作，聚集能量，然后通过传动系统把能量输送到指针上显示时间．
不能，如果长时间静止，发条上储存的能量消耗完毕后，它就会停止走动．
【解析】
21.【答案】由于空气阻力对小球的持续作用，使小球在左、右两侧的摆高逐渐降低，在最初的几次摆动中这一影响不明显，小球的摆高基本不变．因此在最初的几次摆动中可以忽略空气阻力的影响，小球在摆动过程中势能和动能互相转换，随着时间的推移，小球的摆高降低，小球在运动过程中一部分机械能转化成了内能，但总能量依然守恒．
【解析】