高一物理必修2《功和功率》测试题

同学们，这份测试卷旨在检验大家对《功和功率》这一章节基础知识的掌握程度以及运用所学解决实际问题的初步能力。希望大家认真审题，仔细作答，展现出自己真实的学习水平。本卷满分100分，考试时间为90分钟。一、选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1.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.物体做功越快，其功率一定越大C.摩擦力一定对物体做负功D.作用力和反作用力做功的代数和一定为零2.一个力F作用在物体上，使物体在光滑水平面上沿力的方向移动了一段距离l。下列说法正确的是（）A.只有当物体做匀速直线运动时，F才对物体做功B.物体的运动状态发生改变，F一定对物体做了功C.力F和位移l都是矢量，所以功也是矢量D.如果力F与位移l之间的夹角为θ，则力F做的功为Flsinθ3.质量为m的物体，在水平恒力F的作用下，在粗糙的水平面上移动了距离l，物体与水平面间的动摩擦因数为μ。在此过程中，恒力F对物体做的功为（）A.μmglB.FlC.Fl-μmglD.04.关于功率，下列说法正确的是（）A.功率大的机械做功一定多B.功率小的机械做功一定慢C.做功时间越长，功率一定越小D.做功越多，功率一定越大5.汽车在平直公路上行驶，若汽车发动机的输出功率保持不变，下列说法正确的是（）A.汽车加速行驶时，牵引力不变B.汽车速度增大时，牵引力减小C.汽车速度为零时，牵引力也为零D.汽车上坡时，若要保持速度不变，需减小牵引力6.质量为2kg的物体，在大小为10N、方向与水平方向成30°角斜向上的拉力作用下，沿水平地面匀速前进了5m。在此过程中，拉力做的功为（）A.25JB.25√3JC.50JD.50√3J7.某同学用20N的水平力将一个重为10N的物体在水平桌面上推动了2m，用时4s。则在此过程中，该同学对物体做功的功率为（）A.5WB.10WC.15WD.20W8.一物体在水平拉力F的作用下，沿粗糙水平地面由静止开始运动，其v-t图像如图所示（图略，假设为一段倾斜直线，表示物体做匀加速直线运动）。则在0~t时间内，水平拉力F对物体做功的平均功率与t时刻拉力的瞬时功率之比为（）A.1:1B.1:2C.2:1D.无法确定二、填空题（本题共4小题，每空3分，共24分）9.一个恒力F作用在物体上，使物体沿力的方向移动了位移l。当力F的大小变为原来的2倍，位移l变为原来的一半时，力做的功是原来的______倍。若力F与位移l的夹角从0°变为60°，其他条件不变，则力做的功是原来的______倍。10.质量为m的物体从高处自由下落，在下落时间t内，重力对物体做的功为______（重力加速度为g），重力做功的平均功率为______。11.某型号汽车发动机的额定功率为P。若汽车在水平路面上以额定功率行驶，当牵引力为F时，汽车的行驶速度v=______。若汽车以速度v匀速行驶时，受到的阻力大小为f，则汽车发动机的实际输出功率P'=______。12.质量为50kg的人，从一楼登上三楼，每层楼的高度约为3m。他克服重力做的功约为______J，若所用时间为20s，则他克服重力做功的平均功率约为______W（g取10m/s²）。三、计算题（本题共3小题，共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分）13.（12分）质量为10kg的物体，在大小为30N的水平拉力作用下，从静止开始沿水平地面运动，物体与地面间的动摩擦因数为0.2。求：（1）物体受到的摩擦力大小；（2）物体运动的加速度大小；（3）前5s内拉力对物体做的功。（g取10m/s²）14.（14分）一辆汽车的质量为m，在平直公路上行驶时，其发动机的输出功率P保持不变。汽车在水平路面上行驶时受到的阻力f为恒力。（1）汽车在行驶过程中所能达到的最大速度vₘ是多少？（2）当汽车的速度为v（v<vₘ）时，其加速度a是多大？（3）若汽车在该水平路面上从静止开始以恒定的加速度a'启动，当汽车的实际功率达到额定功率P后，保持功率不变继续加速。请简述在这个启动过程中，汽车的加速度和速度的变化情况。15.（18分）如图所示（图略，假设有一个倾角为θ的固定光滑斜面，斜面底端有一挡板，一个小物块从斜面顶端A点由静止释放，滑到底端B点与挡板碰撞后原速率弹回，沿斜面向上运动），一固定光滑斜面的倾角θ=30°，斜面顶端A点到低端B点的距离为l。一质量为m的小物块从A点由静止开始下滑，不计空气阻力，重力加速度为g。求：（1）物块从A点滑到B点的过程中，重力做的功；（2）物块滑到B点时的速度大小；（3）物块从A点滑到B点的过程中，重力做功的平均功率；（4）物块滑到B点时，重力的瞬时功率。---参考答案与解析一、选择题1.B解析：功的大小取决于力、位移及二者夹角，A错；功率是描述做功快慢的物理量，B对；摩擦力可以做正功、负功或不做功，C错；作用力与反作用力作用在不同物体上，做功情况不确定，D错。2.B解析：只要有力且在力的方向上有位移，力就做功，与是否匀速无关，A错；力是改变运动状态的原因，运动状态改变，必有力做功，B对；功是标量，C错；功的公式为W=Flcosθ，D错。3.B解析：恒力做功W=Fl，与其他力无关，B对。4.B解析：功率是描述做功快慢的物理量，B对；做功多少还与时间有关，A、D错；功率大小由功和时间共同决定，C错。5.B解析：由P=Fv，P不变，v增大则F减小，B对，A错；v=0时，F=P/v（极限情况，启动瞬间F很大），C错；上坡需要更大牵引力，D错。6.B解析：拉力的水平分力为Fcos30°=10×(√3/2)=5√3N，W=Fl=5√3×5=25√3J，B对。7.B解析：W=Fl=20×2=40J，P=W/t=40/4=10W，B对。8.B解析：匀加速运动，平均速度为v/2，平均功率P平=F×(v/2)；瞬时功率P瞬=Fv，故P平:P瞬=1:2，B对。二、填空题9.1；0.5（或1/2）解析：W1=F1l1=2F×(l/2)=Fl=W0；W2=Flcos60°=0.5Fl=0.5W0。10.(1/2)mg²t²；(1/2)mg²t解析：下落高度h=(1/2)gt²，W=mgh=(1/2)mg²t²；平均功率P=W/t=(1/2)mg²t。11.P/F；fv解析：由P=Fv得v=P/F；匀速时F=f，故P'=fv。12.3000；150解析：克服重力做功W=mgh=50×10×(3×2)=3000J；平均功率P=W/t=3000/20=150W。三、计算题13.解：（1）物体受到的摩擦力f=μN=μmg=0.2×10×10=20N（2）根据牛顿第二定律F-f=ma，得a=(F-f)/m=(30-20)/10=1m/s²（3）前5s内的位移l=(1/2)at²=(1/2)×1×5²=12.5m拉力做功W=Fl=30×12.5=375J14.解：（1）当汽车速度最大时，牵引力F=f，故最大速度vₘ=P/F=P/f（2）当速度为v时，牵引力F=P/v，根据牛顿第二定律F-f=ma得加速度a=(F-f)/m=(P/v-f)/m（3）汽车以恒定加速度a'启动时，牵引力F'=f+ma'恒定，由v=at，P=F'v，随着v增大，输出功率P增大，当P达到额定功率后，F'开始减小，加速度a'=(F'-f)/m开始减小，但速度继续增大，直到F'=f时，加速度为零，速度达到最大vₘ并保持匀速。15.解：（1）重力做功W=mg·h，h=lsinθ，故W=mglsin30°=mgl/2（2）根据动能定理W=ΔEk，即mgl/2=(1/2)mv²，解得v=√(gl)（3）物块下滑过程做匀加速直线运动，平均速度v平=v/2=√(gl)/2