【同步备课】2020年高中物理人教版必修2-章末检测卷-第7章机械能守恒定律4

滚动检测(五)功和功率(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(共10小题，每小题7分，共70分)1．一物体静止在升降机的地板上，在升降机加速上升的过程中，下列说法正确的是()．A．合外力对物体不做功B．地板对物体的支持力做正功C．地板对物体的支持力做负功D．重力对物体做负功解析升降机加速上升时，物体所受支持力方向向上与位移同向做正功；物体所受重力方向向下与位移反向做负功；物体所受合力方向向上与位移同向做正功．选项B、D正确．答案BD2．如图1所示，重物P放在粗糙的水平板OM上，将水平板绕O端缓慢抬高，在重物P没有滑动之前，下列说法中正确的是()．图1A．P受到的支持力不做功B．P受到的支持力做正功C．P受到的摩擦力不做功D．P受到的摩擦力做负功解析摩擦力时刻都与运动方向垂直，不做功，支持力时刻都与运动方向相同，做正功．B、C正确．答案BC3．自由下落的物体，在第1秒内、第2秒内、第3秒内重力的平均功率之比为()．A．1∶1∶1 B．1∶2∶3C．1∶3∶5 D．1∶4∶9解析依据初速度为零的匀变速直线运动的规律可知，自由下落的物体在第1s内、第2s内、第3s内的位移之比为x1∶x2∶x3＝1∶3∶5.重力在这三段时间内所做的功之比为W1∶W2∶W3＝mgx1∶mgx2∶mgx3＝1∶3∶5，所以在这相等的三段时间内重力的平均功率之比P1∶P2∶P3＝1∶3∶5.答案C4．物体在水平方向上受到两个相互垂直大小分别为3N和4N的恒力，从静止开头运动10m()．A．30J、40J、70J B．30J、40J、50JC．18J、32J、50J D．18J、32J、36.7J解析合力大小为5N，合力方向即合位移方向与3N的力夹角α1＝53°，与4N的力夹角α2＝37°，各个力及合力做功分别为W1＝F1lcosα1＝18J，W2＝F2lcosα2＝32J，W合＝50J，C对．答案C5．如图2所示，在光滑的水平面上放着一个质量为10kg的木箱，拉力F与水平方向成60°角，F＝2N．木箱从静止开头运动，4()．图2A．0.2WB．0.4WC．0.8WD．1.6W解析木箱的加速度a＝eq\f(F·cosα,m)＝0.1m/s2，4s末的速度v＝at＝0.4m/s，则瞬时功率P＝Fvcosα＝0.4W，B正确．答案B6．一辆小车在水平面上做匀速直线运动，从某时刻起，小车所受牵引力和阻力随时间变化的规律如图3所示，则作用在小车上的牵引力F的功率随时间变化的规律是下图中的()．图3解析车所受的牵引力和阻力恒定，所以车做匀加速直线运动，牵引力的功率P＝Fv＝F(v0＋at)，故选项D正确．答案D7．放在水平地面上的物体在水平力F作用下沿着力F的作用线匀速通过地面上的A、B两点，在这一过程中，下列推断正确的是()．A．通过A、B两点时的速度越大，力F做的功也越多B．通过A、B两点时的速度增大，但力F做功不变C．通过A、B两点时的速度越大，力F的功率也越大D．通过A、B两点时的速度增大，但力F的功率不变解析由W＝F·l知，力F做功多少与速度大小无关，所以B选项正确．由P＝Fv知，在力F不变的状况下，v越大，P越大，所以C选项正确．答案BC8．质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，假如发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小肯定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么，当汽车的速度为eq\f(v,4)时，汽车的瞬时加速度的大小为()．A.eq\f(P,mv) B.eq\f(2P,mv) C.eq\f(3P,mv) D.eq\f(4P,mv)解析功率恒定，阻力不变，则F阻＝eq\f(P,v)，当车速为eq\f(v,4)时，F＝eq\f(P,\f(v,4))，又F－F阻＝ma，a＝eq\f(3P,mv)，所以C正确．答案C9．足球运动员飞起一脚用60N的力将足球踢出，足球沿草地运动了40m()．A．运动员对足球做功2400JB．运动员对足球没有做功C．运动员对足球做了功，但无法确定其大小D．以上说法都不对解析足球运动员对足球做功，足球发生运动，但60N的力与40m的位移不是对应同一过程，故无法确定功的大小，选答案C10．质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t＝0时刻开头受到水平力的作用．力的大小F与时间t的关系如图4所示，力的方向保持不变，则()．图4A．3t0时刻的瞬时功率为eq\f(5F02t0,m)B．3t0时刻的瞬时功率为eq\f(15F02t0,m)C．在t＝0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为eq\f(23F02t0,4m)D．在t＝0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为eq\f(25F02t0,6m)解析0～2t0时间内，物体的加速度a1＝eq\f(F0,m)，2t0时刻的速度v1＝a1·2t0＝eq\f(2F0t0,m)，位移x1＝eq\f(2F0t02,m)；2t0～3t0时间内，加速度a2＝eq\f(3F0,m)，3t0时刻的速度v2＝v1＋a2t0＝eq\f(5F0t0,m)，2t0～3t0时间内的位移x2＝eq\f(7F0t02,2m).所以3t0时刻的瞬时功率P＝3F0v2＝eq\f(15F02t0,m)，B项对、A项错；3t0内的平均功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f(F0x1＋3F0x2,3t0)＝eq\f(25F02t0,6m)，D项对、C项错．答案BD二、非选择题(本题共2小题，共30分)11．(15分)从空中以10m/s的初速度水平抛出一质量为1kg的物体，物体在空中运动了3s后落地，不计空气阻力，g取10m/s2解析设物体从抛出到落地的竖直位移为h则3s内重力的平均功率＝eq\f(W,t)＝eq\f(mgh,t)，又由于h＝eq\f(1,2)gt2，由以上两式可解得＝eq\f(1,2)mg2t＝150W.设物体在3s末的瞬时速度为v3，则重力在3s末的瞬时功率P＝mgv3cosα＝mgv3y，又由于v3y＝gt，所以P＝mg2t＝300W.答案150W300W12．(15分)有一艘质量为1.0×107kg的轮船，发动机的额定功率是1.8×108W，假设轮船所受的阻力为1.2×(1)当发动机以额定功率工作、航行速度为9m/s(2)这艘轮船长时间能保持的最大航行速度．解析由P＝Fv可知，当轮船发动机的功率肯定时，v越大，牵引力F越小，又由于在轮船前进的方向上，F－F阻＝ma，所以当轮船以恒定功率启动时，随着v的增大，F减小，a减小，即轮船做加速度渐渐减小的变加速运动，当F＝F阻时，a＝0，轮船速度达到最大，此后轮船将保持这一速度做匀速运动．(1)由P＝Fv可知，当v＝9m/s时，F＝eq\f(P,v)＝eq\f(1.8×108,9)N＝2×107N，又F－F阻＝ma，故a＝eq\f(F－F阻,m)