2023年度高一物理期末復(fù)習(xí)單元檢測(cè)

第6頁(yè)單元測(cè)試功和功率1．一端固定的輕質(zhì)彈簧處于原長(zhǎng)，現(xiàn)用互成角度的兩個(gè)力F1、F2拉彈簧的另一端至O點(diǎn)，如圖，在此過(guò)程F1、F2分別做了6J、8J的功；換用另一個(gè)力F仍使彈簧重復(fù)上述過(guò)程，該過(guò)程F所做的功是()A．14JB．10JC．2JD．－2J2．放在地面上的木塊與一水平輕彈簧相連，彈簧處于自由伸長(zhǎng)狀態(tài)?，F(xiàn)用手水平拉彈簧，拉力F的作用點(diǎn)移動(dòng)x1=0．2m時(shí)，木塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，繼續(xù)拉彈簧，木塊又緩慢移動(dòng)了x2=0．4m的位移，其F-x圖象如下圖，那么上述過(guò)程中拉力所做的功為()A．12JB．16JC．20JD．24J3．質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為θ的斜面上，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，當(dāng)物體與斜面一起沿水平方向向右勻速移動(dòng)了距離s時(shí)，如下圖，那么以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．支持力對(duì)物體m不做功B．重力對(duì)物體m做功為mgsC．摩擦力對(duì)物體m做功為-μmgscos2θD．斜面對(duì)物體m做功為零4．某同學(xué)以一定的初速度v0=10m/s豎直向上拋出質(zhì)量為m=1kg的物體，物體上升到最高點(diǎn)后又返回拋出點(diǎn)。假設(shè)運(yùn)動(dòng)中空氣阻力的大小恒為f=2．5N，g取10m/s2，那么()A．全程重力做的功不為零B．全程物體克服空氣阻力做的功為20JC．上升過(guò)程中物體重力勢(shì)能增加了50JD．上升過(guò)程空氣阻力的平均功率小于下降過(guò)程空氣阻力的平均功率5．如下圖，白色傳送帶A、B兩端距離L=24m，以速度v0=8m/s逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并且傳送帶與水平面的夾角為θ=30°，現(xiàn)將一質(zhì)量為m=2kg的煤塊輕放在傳送帶的A端，煤塊與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)，取g=10m/s2，那么以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是()A．煤塊從A端運(yùn)動(dòng)到B端所經(jīng)歷時(shí)間為3．5sB．煤塊從A端運(yùn)動(dòng)到B端重力的平均功率為120WC．煤塊從A端運(yùn)動(dòng)到B端留下的黑色痕跡為4mD．煤塊從A端運(yùn)動(dòng)到B端因摩擦產(chǎn)生的熱量為24J6．如下圖，分別用力F1、F2、F3將質(zhì)量為m的物體由靜止沿同一光滑斜面以相同的加速度從斜面底端拉到斜面的頂端，在此過(guò)程中，F(xiàn)1、F2、F3的做功及功率大小關(guān)系是()A．P1=P2=P3B．P1>P2=P3C．W3>W2>W1D．W1=W2=W37．如圖為牽引力F和車速倒數(shù)1/v的關(guān)系圖象。假設(shè)一汽車質(zhì)量為kg，它由靜止開(kāi)始沿平直公路行駛，且行駛中阻力恒定，設(shè)其最大車速為30m/s，那么以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．汽車所受阻力為NB．汽車車速為15m/s時(shí)，功率為WC．汽車勻加速的加速度為3m/s2D．汽車勻加速所需時(shí)間為5s8．某興趣小組對(duì)一輛自制遙控小車的性能進(jìn)行研究。他們讓這輛小車在水平的直軌道上由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，并將小車運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程記錄下來(lái)，通過(guò)處理轉(zhuǎn)化為v-t圖象，如下圖(除2s～10s時(shí)間段圖象為曲線外，其余時(shí)間段圖象均為直線)。在小車運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，2s～14s時(shí)間段內(nèi)小車的功率保持不變，在14s末停止遙控而讓小車自由滑行，小車的質(zhì)量為1kg，可認(rèn)為在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小車所受到的阻力大小不變，那么()

A．小車所受到的阻力為1．5NB．小車額定功率為6WC．小車在全過(guò)程牽引力所做的功為117JD．0～2s內(nèi)汽車的牽引力為4．5N9．如下圖，一直角斜面體固定在水平地面上，左側(cè)斜面傾角為60°，右側(cè)斜面傾角為30°，A、B兩個(gè)物體分別系于一根跨過(guò)定滑輪的輕繩兩端且分別置于斜面上，兩物體下邊緣位于同一高度且處于平衡狀態(tài)，不考慮所有的摩擦，滑輪兩邊的輕繩都平行于斜面，假設(shè)剪斷輕繩，讓物體從靜止開(kāi)始沿斜面滑下，那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()

A．兩物體的質(zhì)量比為B．著地瞬間物體的速度相同C．著地瞬間兩物體的動(dòng)能相等D．著地瞬間兩物體的重力的功率相等10．物體放在水平地面上，如圖1所示，物體所受水平拉力F隨時(shí)間t的變化情況如圖2所示，物體相應(yīng)的速度v隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖3所示。求：(1)物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)0~10s時(shí)間內(nèi)，物體克服摩擦力所做的功。11．如下圖為修建高層建筑常用的塔式起重機(jī)。在起重機(jī)將質(zhì)量m＝5×103kg的重物豎直吊起的過(guò)程中，重物由靜止開(kāi)始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a＝0．2m/s2，當(dāng)起重機(jī)輸出功率到達(dá)其允許的最大值時(shí)，保持該功率直到重物做vm＝1．02m/s的勻速運(yùn)動(dòng)。取g＝10m/s2，不計(jì)額外功。求：(1)起重機(jī)允許輸出的最大功率；(2)重物做勻加速運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間和起重機(jī)在第2秒末的輸出功率；(3)假設(shè)起重機(jī)以最大功率起吊重物，先加速運(yùn)動(dòng)緊接著勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)歷的總時(shí)間為12秒，求整個(gè)過(guò)程中起重機(jī)所做的功。參考答案1．【答案】A【解析】F1、F2拉彈簧的作用效果與力F拉彈簧的作用效果相同，故力F拉彈簧做的功等于力F1、F2拉彈簧做功之和，故W=6J+8J=14J，應(yīng)選A。2．【答案】C【解析】根據(jù)功的公式可知，那么類比于v-t圖象可知，圖象與橫坐標(biāo)所圍成的面積表示拉力的功，那么可知，C正確。3．【答案】D【解析】分析物體的受力情況：重力mg、彈力FN和摩擦力f，作出力圖如圖。由圖看出，彈力FN與位移s的夾角小于90°，那么彈力對(duì)物體m做正功，故A錯(cuò)誤；物體在水平方向移動(dòng)，在重力方向上沒(méi)有位移，所以重力對(duì)物體m做功為零，故B錯(cuò)誤；摩擦力f與位移的夾角為鈍角，所以摩擦力對(duì)物體m做負(fù)功Wf=μmgscos(θ+90°)，故C錯(cuò)誤；物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力為零，合力對(duì)物體m做功為零，所以斜面對(duì)物體m做功為零，故D正確。4．【答案】B【解析】回到出發(fā)點(diǎn)，物體整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始末位置相同，故重力做功為0，所以A錯(cuò)誤；物體上升過(guò)程中由牛頓第二定律可知：mg+f=ma，v02-0=2ah，解得h=4m，上升和下降過(guò)程中阻力始終做負(fù)功，所以克服阻力做功為W=2fh=20J，故B正確；上升過(guò)程中物體重力勢(shì)能增加了mgh=40J，故C錯(cuò)誤；由于上升時(shí)的加速度大于下降時(shí)的加速度，所以上升時(shí)的時(shí)間小于下降時(shí)的時(shí)間，但上升和下降過(guò)程重力做功相等，所以上升過(guò)程空氣阻力的平均功率大于下降過(guò)程空氣阻力的平均功率，故D錯(cuò)誤。5．【答案】C【解析】煤塊放在傳送帶后受到沿斜面向下的滑動(dòng)摩擦力作用，一定先向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t1，煤塊的速度與傳送帶相同，勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a1，那么根據(jù)牛頓第二定律得mgsinθ+μmgcosθ=ma1，解得a1=8m/s2；由v0=a1t1得t1=1s；此過(guò)程通過(guò)的位移大小=4m＜L，由于mgsinθ＞μmgcosθ，故煤塊速度大小等于傳送帶速度大小后，繼續(xù)勻加速向下運(yùn)動(dòng)，受到的滑動(dòng)摩擦力沿斜面向上。設(shè)煤塊接著做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為a2，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2，那么mgsinθ-μmgcosθ=ma2，可得a2=2m/s2；由，解得t2=2s。故煤塊從A到B的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是t=t1+t2=3s，故A錯(cuò)誤；煤塊從A端運(yùn)動(dòng)到B端時(shí)速度v=v0+a2t2=12m/s，此時(shí)重力的瞬時(shí)功率P=mgvsinθ=120W，故B錯(cuò)誤；由于兩個(gè)過(guò)程煤塊與傳送帶間的相對(duì)位移大小相等：v0t1-x1=L-x1-v0t2，所以煤塊從A端運(yùn)動(dòng)到B端留下的黑色痕跡長(zhǎng)度s=v0t1-x1=4m。故C正確；煤塊從A端運(yùn)動(dòng)到B端因摩擦產(chǎn)生的熱量Q=μmgcosθ{(v0t1-x1)+[(L-x1)-v0t2]}，代入數(shù)據(jù)解得Q=48J，故D錯(cuò)誤。6．【答案】AD【解析】三個(gè)物體的加速度相同，那么到達(dá)斜面頂端時(shí)的速度和時(shí)間均相同，動(dòng)能也相同，由于重力勢(shì)能相同，那么力F做功W也相同；根據(jù)P=W/t可知，F(xiàn)做功的功率也相同。7．【答案】BD【解析】由題圖可知，汽車到達(dá)最大速度v=30m/s時(shí)對(duì)應(yīng)的牽引力等于阻力為2×103N，故A錯(cuò)誤；在v＜10m/s的過(guò)程中，汽車勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律可得F-f=ma，代入數(shù)據(jù)解得：a=2m/s2，勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，故D正確，C錯(cuò)誤；在速度由10m/s增至30m/s的過(guò)程中，功率不變，所8．【答案】AC【解析】汽車在14～18s時(shí)間段加速度大小，F(xiàn)f=ma=1.5N，故A正確；在10～14s內(nèi)小車做勻速運(yùn)動(dòng)，牽引力F=Ff，P=Fv=9W，故B錯(cuò)誤；在0～2s內(nèi)的位移，2~10s內(nèi)，根據(jù)動(dòng)能定理得，解得x2=39m，即小車在變加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中位移為39m，10～18s內(nèi)位移x3=36m，那么整個(gè)過(guò)程中總位移x=x1+x2+x3=78m；根據(jù)動(dòng)能定理，小車在全過(guò)程牽引力所做的功等于克服摩擦力的功，即WF=Wf=Ffx=117J，選項(xiàng)C正確；0～2s內(nèi)汽車的加速度a=1.5m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得：F-Ff=ma，得牽引力F=3N，故D錯(cuò)誤。9．【答案】AD【解析】?jī)晌矬w均處于平衡狀態(tài)，受力分析如下圖，繩子對(duì)A、B的拉力大小相等，對(duì)A有，對(duì)B有，解得，故A正確；繩子剪斷后，兩個(gè)物體都是機(jī)械能守恒，有，解得，由于初末位置高度差相等，故速度大小相等，但方向不同，故速度不相同，故B錯(cuò)誤；繩子剪斷后，兩個(gè)物體都是機(jī)械能守恒，由于質(zhì)量不同，故初位置的重力勢(shì)能不等，故落地時(shí)機(jī)械能不等，即動(dòng)能不相等，故C錯(cuò)誤；著地瞬間兩物體所受重力的功率之比為，故D正確。10．【解析】(1)在8~10s內(nèi)在摩擦力作用下做減速運(yùn)動(dòng)加速度大小為根據(jù)牛頓第二定律得：解得。(2)在0~2s物體不動(dòng)，受到的靜摩擦力不做功；在2~10s受到的滑動(dòng)摩擦力做負(fù)功，f=2N0~10s內(nèi)通過(guò)的位移故克服摩擦力做功。11．【解析】(1)設(shè)起重機(jī)允許輸出的最大功率為Pmax，重物到達(dá)最大速度時(shí)，拉力F0等于重力Pmax=F0vm，F(xiàn)0=mg代入數(shù)據(jù)，有：Pmax=5.1×104W。(2)勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束