2023年度高一物理期末复习单元检测

第6页单元测试功和功率1．一端固定的轻质弹簧处于原长，现用互成角度的两个力F1、F2拉弹簧的另一端至O点，如图，在此过程F1、F2分别做了6J、8J的功；换用另一个力F仍使弹簧重复上述过程，该过程F所做的功是()A．14JB．10JC．2JD．－2J2．放在地面上的木块与一水平轻弹簧相连，弹簧处于自由伸长状态。现用手水平拉弹簧，拉力F的作用点移动x1=0．2m时，木块开始运动，继续拉弹簧，木块又缓慢移动了x2=0．4m的位移，其F-x图象如下图，那么上述过程中拉力所做的功为()A．12JB．16JC．20JD．24J3．质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，当物体与斜面一起沿水平方向向右匀速移动了距离s时，如下图，那么以下说法中正确的选项是()A．支持力对物体m不做功B．重力对物体m做功为mgsC．摩擦力对物体m做功为-μmgscos2θD．斜面对物体m做功为零4．某同学以一定的初速度v0=10m/s竖直向上抛出质量为m=1kg的物体，物体上升到最高点后又返回抛出点。假设运动中空气阻力的大小恒为f=2．5N，g取10m/s2，那么()A．全程重力做的功不为零B．全程物体克服空气阻力做的功为20JC．上升过程中物体重力势能增加了50JD．上升过程空气阻力的平均功率小于下降过程空气阻力的平均功率5．如下图，白色传送带A、B两端距离L=24m，以速度v0=8m/s逆时针匀速转动，并且传送带与水平面的夹角为θ=30°，现将一质量为m=2kg的煤块轻放在传送带的A端，煤块与传送带间动摩擦因数，取g=10m/s2，那么以下表达正确的选项是()A．煤块从A端运动到B端所经历时间为3．5sB．煤块从A端运动到B端重力的平均功率为120WC．煤块从A端运动到B端留下的黑色痕迹为4mD．煤块从A端运动到B端因摩擦产生的热量为24J6．如下图，分别用力F1、F2、F3将质量为m的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，在此过程中，F1、F2、F3的做功及功率大小关系是()A．P1=P2=P3B．P1>P2=P3C．W3>W2>W1D．W1=W2=W37．如图为牵引力F和车速倒数1/v的关系图象。假设一汽车质量为kg，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，设其最大车速为30m/s，那么以下说法中正确的选项是()A．汽车所受阻力为NB．汽车车速为15m/s时，功率为WC．汽车匀加速的加速度为3m/s2D．汽车匀加速所需时间为5s8．某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为v-t图象，如下图(除2s～10s时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直线)。在小车运动的过程中，2s～14s时间段内小车的功率保持不变，在14s末停止遥控而让小车自由滑行，小车的质量为1kg，可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变，那么()

A．小车所受到的阻力为1．5NB．小车额定功率为6WC．小车在全过程牵引力所做的功为117JD．0～2s内汽车的牵引力为4．5N9．如下图，一直角斜面体固定在水平地面上，左侧斜面倾角为60°，右侧斜面倾角为30°，A、B两个物体分别系于一根跨过定滑轮的轻绳两端且分别置于斜面上，两物体下边缘位于同一高度且处于平衡状态，不考虑所有的摩擦，滑轮两边的轻绳都平行于斜面，假设剪断轻绳，让物体从静止开始沿斜面滑下，那么以下说法正确的选项是()

A．两物体的质量比为B．着地瞬间物体的速度相同C．着地瞬间两物体的动能相等D．着地瞬间两物体的重力的功率相等10．物体放在水平地面上，如图1所示，物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示。求：(1)物体与地面间的动摩擦因数；(2)0~10s时间内，物体克服摩擦力所做的功。11．如下图为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m＝5×103kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a＝0．2m/s2，当起重机输出功率到达其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm＝1．02m/s的匀速运动。取g＝10m/s2，不计额外功。求：(1)起重机允许输出的最大功率；(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率；(3)假设起重机以最大功率起吊重物，先加速运动紧接着匀速运动，经历的总时间为12秒，求整个过程中起重机所做的功。参考答案1．【答案】A【解析】F1、F2拉弹簧的作用效果与力F拉弹簧的作用效果相同，故力F拉弹簧做的功等于力F1、F2拉弹簧做功之和，故W=6J+8J=14J，应选A。2．【答案】C【解析】根据功的公式可知，那么类比于v-t图象可知，图象与横坐标所围成的面积表示拉力的功，那么可知，C正确。3．【答案】D【解析】分析物体的受力情况：重力mg、弹力FN和摩擦力f，作出力图如图。由图看出，弹力FN与位移s的夹角小于90°，那么弹力对物体m做正功，故A错误；物体在水平方向移动，在重力方向上没有位移，所以重力对物体m做功为零，故B错误；摩擦力f与位移的夹角为钝角，所以摩擦力对物体m做负功Wf=μmgscos(θ+90°)，故C错误；物体匀速运动时，合力为零，合力对物体m做功为零，所以斜面对物体m做功为零，故D正确。4．【答案】B【解析】回到出发点，物体整个运动过程中始末位置相同，故重力做功为0，所以A错误；物体上升过程中由牛顿第二定律可知：mg+f=ma，v02-0=2ah，解得h=4m，上升和下降过程中阻力始终做负功，所以克服阻力做功为W=2fh=20J，故B正确；上升过程中物体重力势能增加了mgh=40J，故C错误；由于上升时的加速度大于下降时的加速度，所以上升时的时间小于下降时的时间，但上升和下降过程重力做功相等，所以上升过程空气阻力的平均功率大于下降过程空气阻力的平均功率，故D错误。5．【答案】C【解析】煤块放在传送带后受到沿斜面向下的滑动摩擦力作用，一定先向下做匀加速直线运动。设经过时间t1，煤块的速度与传送带相同，匀加速运动的加速度大小为a1，那么根据牛顿第二定律得mgsinθ+μmgcosθ=ma1，解得a1=8m/s2；由v0=a1t1得t1=1s；此过程通过的位移大小=4m＜L，由于mgsinθ＞μmgcosθ，故煤块速度大小等于传送带速度大小后，继续匀加速向下运动，受到的滑动摩擦力沿斜面向上。设煤块接着做匀加速运动的加速度为a2，运动的时间为t2，那么mgsinθ-μmgcosθ=ma2，可得a2=2m/s2；由，解得t2=2s。故煤块从A到B的运动时间是t=t1+t2=3s，故A错误；煤块从A端运动到B端时速度v=v0+a2t2=12m/s，此时重力的瞬时功率P=mgvsinθ=120W，故B错误；由于两个过程煤块与传送带间的相对位移大小相等：v0t1-x1=L-x1-v0t2，所以煤块从A端运动到B端留下的黑色痕迹长度s=v0t1-x1=4m。故C正确；煤块从A端运动到B端因摩擦产生的热量Q=μmgcosθ{(v0t1-x1)+[(L-x1)-v0t2]}，代入数据解得Q=48J，故D错误。6．【答案】AD【解析】三个物体的加速度相同，那么到达斜面顶端时的速度和时间均相同，动能也相同，由于重力势能相同，那么力F做功W也相同；根据P=W/t可知，F做功的功率也相同。7．【答案】BD【解析】由题图可知，汽车到达最大速度v=30m/s时对应的牵引力等于阻力为2×103N，故A错误；在v＜10m/s的过程中，汽车匀加速运动，根据牛顿第二定律可得F-f=ma，代入数据解得：a=2m/s2，匀加速运动的时间，故D正确，C错误；在速度由10m/s增至30m/s的过程中，功率不变，所8．【答案】AC【解析】汽车在14～18s时间段加速度大小，Ff=ma=1.5N，故A正确；在10～14s内小车做匀速运动，牵引力F=Ff，P=Fv=9W，故B错误；在0～2s内的位移，2~10s内，根据动能定理得，解得x2=39m，即小车在变加速运动过程中位移为39m，10～18s内位移x3=36m，那么整个过程中总位移x=x1+x2+x3=78m；根据动能定理，小车在全过程牵引力所做的功等于克服摩擦力的功，即WF=Wf=Ffx=117J，选项C正确；0～2s内汽车的加速度a=1.5m/s2，根据牛顿第二定律得：F-Ff=ma，得牵引力F=3N，故D错误。9．【答案】AD【解析】两物体均处于平衡状态，受力分析如下图，绳子对A、B的拉力大小相等，对A有，对B有，解得，故A正确；绳子剪断后，两个物体都是机械能守恒，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错误；绳子剪断后，两个物体都是机械能守恒，由于质量不同，故初位置的重力势能不等，故落地时机械能不等，即动能不相等，故C错误；着地瞬间两物体所受重力的功率之比为，故D正确。10．【解析】(1)在8~10s内在摩擦力作用下做减速运动加速度大小为根据牛顿第二定律得：解得。(2)在0~2s物体不动，受到的静摩擦力不做功；在2~10s受到的滑动摩擦力做负功，f=2N0~10s内通过的位移故克服摩擦力做功。11．【解析】(1)设起重机允许输出的最大功率为Pmax，重物到达最大速度时，拉力F0等于重力Pmax=F0vm，F0=mg代入数据，有：Pmax=5.1×104W。(2)匀加速运动结束