2019-2020年高中物理第四章机械能和能源第一节功检测粤教版

2019-2020年高中物理第四章机械能和能源第一节功检测粤教版1．(多选)下面列举的几种情况中做功为零的是( )A．卫星做匀速圆周运动，地球引力对卫星做的功B．平抛运动中，重力对物体做的功C．举重运动员，扛着杠铃在头的上方停留10 s，运动员对杠铃做的功D．木块在粗糙水平面上滑动，支持力对木块做的功解析：地球引力是卫星做圆周运动的向心力，向心力与卫星运动速度方向垂直，所以，这个力不做功．停留10 s时间内，杠铃的位移为零，运动员对杠铃的支持力不做功．木块的支持力与位移方向垂直，所以支持力不做功．故A、C、D正确．答案：ACD2．如图所示，物体在大小相等的恒力作用下，在水平方向上的位移相等，则( ) A．情况①中，力F做的功最少B．情况②中，力F做的功最少C．情况③中，力F做的功最少D．情况④中，力F做的功最少解析：由功的一般计算公式W＝Fs cos α，F与s相同，夹角越大，F做的功越少．答案：D3．(多选)一物体在两个力F1、F2的共同作用下发生了一段位移，做功分别为W1＝6 J、W2＝－6 J，下列说法正确的是( )A．这两个力一定大小相等、方向相反B．F1是动力，F2是阻力C．这两个力做的总功为0D．F1比F2做的功多解析：由W1＝6 J，W2＝－6 J，W＝Fs cos α，得F1cos α1＝－F2cos α，因此不能得出F1与F2大小相等、方向相反的结论，选项A错误；功的正负只表示是动力做功还是阻力做功，并不表示功的大小，选项B正确，选项D错误；合力做的功等于各个分力做功的代数和，选项C正确．答案：BC4.如图所示，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法．如果某受训练者拖着轮胎在水平直道前行，那么下列说法正确的是( )A．轮胎受到地面的摩擦力对轮胎做了负功B．轮胎受到的重力对轮胎做了正功C．轮胎受到的拉力对轮胎不做功D．轮胎受到地面的支持力对轮胎做了正功解析：根据力做功的条件，轮胎受到的重力和地面的支持力都与位移垂直，这两个力均不做功，B、D错误；轮胎受到地面的摩擦力与位移反向，做负功，A正确；轮胎受到的拉力与位移夹角小于90°，做正功，C错误．答案：A5.如图所示，扶梯水平台阶上的人随扶梯一起斜向上匀速运动，下列说法中不正确的是( )A．重力对人做负功B．支持力对人做正功C．摩擦力对人做正功D．合外力对人做功为零解析：因为人站在扶梯上匀速上升，而重力的方向是向下的，所以重力对人做负功，选项A正确；支持力的方向是向上的，故支持力对人做正功，选项B正确；而因为人做匀速直线运动，故他不受摩擦力的作用，所以摩擦力对人不做功，选项C错误，所以C符合题意；因为人的合外力为零，所以合外力对人做功为零，选项D正确．答案：CB级提能力6.如图所示，物块A、B在外力F的作用下一起沿水平地面做匀速直线运动的过程中，关于A与地面间的滑动摩擦力和A、B间的静摩擦力做功的说法，正确的是( )A．静摩擦力都做正功，滑动摩擦力都做负功B．静摩擦力都不做功，滑动摩擦力都做负功C．有静摩擦力做正功，有滑动摩擦力不做功D．有静摩擦力做负功，有滑动摩擦力做正功解析：物块A、B在外力F的作用下一起沿水平地面做匀速直线运动，根据平衡条件得知，A对B的静摩擦力与拉力F平衡，地面对A的滑动摩擦力与B对A的静摩擦力平衡，则地面对A的滑动摩擦力方向向左，对A做负功，物块A对地面的滑动摩擦力不做功，A对B 的静摩擦力做负功，B对A的静摩擦力做正功，因此，选项C正确，其他选项均错．答案：C7．如图所示，三个固定的斜面底边长度都相等，斜面倾角分别为30°、45°、60°，斜面的表面情况都一样．完全相同的物体(可视为质点)A、B、C分别从三斜面的顶部滑到底部的过程中( )A ．物体A 克服摩擦力做的功最多B ．物体B 克服摩擦力做的功最多C ．物体C 克服摩擦力做的功最多D ．三物体克服摩擦力做的功一样多解析：设底边长度为b ，则W f ＝－μmg cos θ·bcos θ＝－μmgb ，即克服摩擦力做功为定值，选项D 正确．答案：D8．如图所示，在水平面上，有一弯曲的槽道弧AB ，槽道由半径分别为R2和R 的两个半圆构成，现用大小恒为F 的拉力将一光滑小球从A 点沿滑槽道拉至B 点，若拉力F 的方向时时刻刻均与小球运动方向一致，则此过程中拉力所做的功为( )A ．0B ．FR C.32πFR D ．2πFR解析：虽然拉力方向时刻改变，但力与运动方向始终一致，用微元法，在很小的一段位移内可以看成恒力，小球的路程为πR ＋πR 2，则拉力做的功为32πFR ，故C 正确．答案：C9.如图所示，平行于斜面向上的拉力F 使质量为m 的物体匀速地沿着长为L 、倾角为α的斜面的一端向上运动到另一端，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，分别求作用在物体上各力对物体所做的功．解析：选物体为研究对象，其受力如图所示：(1)拉力F 对物体所做的功为W F ＝FL ，由于物体做匀速运动，故F ＝mg sin α＋F f ＝mg sin α＋μmg cos α，所以W F ＝mgL (sin α＋μcos α)， 拉力F 对物体做正功． (2)重力mg 对物体所做的功为：W G ＝mgL cos(90°＋α)＝－mgL sin α，物体克服重力所做的功为mgL sin α. (3)摩擦力对物体所做的功为WF f ＝F f L cos 180°＝－F f L ＝－μmgL cos α，物体克服摩擦力做功μmgL cos α. (4)弹力F 1对物体所做的功为W 1＝F 1L cos 90°＝0，弹力对物体不做功．答案：拉力做功mgL (sin α＋μcos α)，重力做功－mgL sin α，摩擦力做功－μmgL cos α，斜面弹力对物体不做功10.如图所示，水平传送带以速度v ＝6 m/s 顺时针运转，两传动轮M 、N 之间的距离为L ＝10 m ．若在M 轮的正上方，将一质量为m ＝3 kg 的物体轻放在传送带上，已知物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.3，在物体由M 处传送到N 处的过程中，传送带对物体的摩擦力做了多少功(g 取10 m/s 2)?解析：物体放在传送带上后的加速度a ＝F m＝μmg m＝μg ＝0.3×10 m/s 2＝3 m/s 2.设一段时间后物体的速度增大到v ＝6 m/s ，此后物体与传送带速度相同，二者之间不再相对滑动，滑动摩擦力随之消失，可见滑动摩擦力的作用时间为t ＝v a ＝63s ＝2 s ．在这2 s 内物体水平向右运动的位移为l ＝12at 2＝12×3×22m ＝6 m ＜L ＝10 m ，滑动摩擦力对物体所做的功为W＝Fl ＝μmgl ＝0.3×3×10×6 J ＝54 J.答案：54 J2019-2020年高中物理第四章机械能和能源第七节功率检测粤教版1．关于功率的概念，下列说法中正确的是( ) A ．功率是描述力对物体做功多少的物理量B ．力做功时间越长，力的功率一定越小C ．由P ＝W t知，功率等于单位时间内力做的功 D ．由P ＝Fv 知，力越大，做功越快解析：功率是描述力对物体做功快慢的物理量，做功越快，功率越大，A 错．力对物体做功少，或者做功用时长，功率未必小，B 错．由P ＝W t知，功率就等于力在1秒内做的功，C 对．由P ＝Fv 知，力越大，且在力的方向上的速度越大，功率才越大，做功越快，D 错．答案：C2．如图所示是甲、乙两物体做功与所用时间的关系图象，那么甲物体的功率P 甲与乙物体的功率P 乙相比( )A ．P 甲＞P 乙B ．P 甲＜P 乙C ．P 甲＝P 乙D ．无法判定解析：根据功率的定义式P ＝W t可知，在功与所用时间的关系图象中，直线的斜率表示时刻的功率．因此，由图线斜率可知P 甲<P 乙，选项B 正确．答案：B3．一辆汽车在水平公路上行驶，设汽车在行驶过程中所受阻力不变，汽车的发动机始终以额定功率输出．关于牵引力和汽车速度，下列说法中正确的是( )A ．汽车加速行驶时，牵引力不变，速度增大B ．汽车加速行驶时，牵引力增大，速度增大C ．汽车加速行驶时，牵引力减小，速度增大D ．当牵引力等于零时，速度达到最大值解析：汽车的发动机输出功率恒定，即P 一定，则由公式P ＝Fv 可得出v 增大，此时F 减小，但由于合外力方向与汽车运动方向一致，因此汽车速度仍在增大；当汽车受到的牵引力和阻力相等时，汽车速度达到最大值，而后做匀速直线运动，故C 正确．答案：C4．某人用同一水平力F 先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进l 距离，第二次使此物体沿粗糙水平面也前进l 距离，若先后两次拉力做的功为W 1和W 2，拉力做功的功率是P 1和P 2，则( )A ．W 1＝W 2，P 1＝P 2B ．W 1＝W 2，P 1>P 2C ．W 1>W 2，P 1>P 2D ．W 1>W 2，P 1＝P 2解析：由于拉力相同而又通过相同的位移，根据W ＝Fl 可知拉力对物体做的功一样多，但由于沿光滑水平面前进时间短，所以P 1>P 2，故B 正确．答案：B5．飞机在飞行时受到与速度平方成正比的空气阻力，若飞机以速度v 匀速飞行时，发动机的功率为P ，则当飞机以速度nv 匀速飞行时，发动机的功率为( )A ．nPB ．2nPC ．n 2PD ．n 3P解析：由题意知P ＝fv ＝kv 3，P ′＝f ′nv ＝kn 3v 3＝n 3P ，D 正确． 答案：D6．一位同学在二楼教室窗口把一个篮球用力水平抛出，篮球落地时重力的瞬时功率约为( )A ．5 WB ．50 WC ．500 WD ．5 000 W解析：此题为估算题，二楼教室窗口到地面的高度大约为4 m 左右，一个篮球的质量大约有0.6 kg 左右，篮球落地时的竖直分速度v 1＝2gh ＝2×10×4 m/s ＝9 m/s.重力的瞬时功率P ＝mgv 1＝54 W ，故本题选B.答案：BB 级 提能力7．自由下落的物体，在第1 s 内、第2 s 内、第3 s 内重力的平均功率之比为( ) A ．1∶1∶1 B ．1∶2∶3 C ．1∶3∶5D ．1∶4∶9解析：做自由落体运动的物体，第1 s 末、2 s 末、3 s 末的速度分别为v 1＝gt 1＝g ，v 2＝gt 2＝2g ，v 3＝gt 3＝3g ，则第1 s 、2 s 、3 s 内重力的平均功率分别为P －1＝mg v 12＝12mg 2，P －2＝mg v 1＋v 22＝32mg 2，P －3＝mg ·v 2＋v 32＝52mg 2，所以P －1∶P －2∶P －3＝1∶3∶5，故C 选项正确．答案：C8．(多选)如图所示，在天花板上的O 点系一根细绳，细绳的下端系一小球．将小球拉至细绳处于水平的位置，由静止释放小球，小球从位置A 开始沿圆弧下落到悬点的正下方的B 点的运动过程中，下面说法正确的是( )A ．小球受到的向心力在逐渐变大B ．重力对小球做功的平均功率为零C ．重力对小球做功的瞬时功率逐渐增大D ．由于细线的拉力方向始终与小球的速度方向垂直，所以拉力对小球做的功为零解析：小球下落时，速度越来越大，由F 向＝m v 2r可知向心力逐渐增大，A 对；重力做功不为零，所以重力做功的平均功率不为零，B 错；A 点时，小球速度为零，所以重力的瞬时功率为零，B 点时，重力与速度方向垂直，所以重力的瞬时功率为零，所以，重力的瞬时功率先增大后减小，C 错；由W ＝Fl cos α可知，D 对．答案：AD9.如图所示，将质量为m 的小球以初速度v 0从A 点水平抛出，正好垂直于斜面落在斜面上B 点，已知斜面的倾角为α.(1)小球落到斜面上B 点时重力做功的瞬时功率是多少？ (2)小球从A 到B 过程中重力做功的平均功率是多少？解析：(1)将小车落在斜面上时的速度进行正交分解，如图所示． 小球在竖直方向上的分速度为v y ＝v 0cot α， 所以小球落到斜面上B 点时重力做功的瞬时功率为P ＝mgv y ＝mgv 0cot α.(2)小球从A 到B 过程中重力做功的平均功率为 P －＝mg v －y ＝mg ×12(0＋v y )＝12mgv 0cot α.答案：(1)mgv 0cot α (2)12mgv 0cot α10．如图所示是一学生骑车爬坡的情形．假如他骑车时的最大功率是1 200 W ，车和学生的总质量是75 kg ，斜坡倾角为20°，运动过程中受到的摩擦阻力恒为60 N ，则此学生骑车上坡的最大速度是多少？假如他在水平路面上骑车，最大速度可达到多少(g 取10 m/s 2)?解析：如图所示，学生骑车上坡的过程受到总的阻力是F 阻＝mg sin θ＋f ，其中f ＝60 N.当学生骑车达到最大速度时，一定做匀速运动，此时它受到的合力为零，即F 引－F 阻＝0.学生和车前进的动力F 引＝F 阻，且发挥出最大功率P max ＝1 200 W ．由P ＝Fv 得学生骑车上坡的最大速度v max ＝P max F 阻＝ 1 20075×10×sin 20°＋60m/s ≈3.8 m/s.若自行车在平直的公路上行驶，他受到的阻力仅是f ＝60 N ，达到最大速度时匀速运动，必有F ′引＝f 且P ＝P max ，所以最大车速可达到v ′max ＝P max f ＝1 20060m/s ＝20 m/s. 答案：3.8 m/s 20 m/s。