高中物理人教版第七章机械能守恒定律（省一等奖）

人教版必修2《第7章机械能守恒定律》单元测试卷（1）一、选择题1．关于力对物体做功的功率，下面几种说法中正确的是（）A．力对物体做功越多，这个力的功率就越大B．力对物体做功的时间越短，这个力的功率就越大C．力对物体做功少，其功率只能很小；力对物体做功多，其功率可能较大D．功率是表示做功快慢而不是表示做功多少的物理量2．一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t=0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在t=t1时刻力F的瞬时功率是（）A．t1 B．t12 C．t1 D．t123．飞行员进行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态开始下摆，到达竖直状态的过程中如图，飞行员受重力的即时功率变化情况是（）A．一直增大 B．一直减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大4．对于自由落体运动，下列说法正确的是（）A．在第1s内、第2s内、第3s内的位移之比是1：3：5B．在1s末、2s末、3s末的速度之比是1：3：5C．在第1s内、第2s内、第3s内的平均速度之比是1：3：5D．在第1s内、第2s内、第3s内的平均功率之比是1：3：55．质量为m的汽车以恒定的功率P在平直的公路上行驶，汽车匀速行驶时的速率为v1，则当汽车的速率为v2（v2＜v1）时，汽车的加速度为（）A． B．C． D．6．某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的k1和k2倍，最大速率分别为v1和v2，则（）A．v2=k1v1 B．v2=v1 C．v2=v1 D．v2=k2v17．如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则（）A．沿轨道1滑下重力做功多B．沿轨道2滑下重力做功多C．沿轨道3滑下重力做功多D．沿三条轨道滑下重力做的功一样多8．如图所示，质量为m的小球从高为h处的斜面上的A点滚下，经过水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达高为的D点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为（）A． B． C．mgh D．09．质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地高度为h，如图所示，若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中小球重力势能的变化分别为（）A．mgh，减少mg（H﹣h） B．mgh，增加mg（H+h）C．﹣mgh，增加mg（H﹣h） D．﹣mgh，减少mg（H+h）10．一质量为m的物体被人用手由静止竖直以加速度a匀加速提升h，关于此过程下列说法中不正确的是（）A．提升过程中物体的动能增加m（a+g）hB．提高过程中合外力对物体做功mghC．提高过程中手对物体做功m（a+g）hD．提高过程中物体克服重力做功mgh二、计算题11．起重机的钢丝在10s内将4t重的货物向上吊起15米高（1）如果货物时匀速上升，求起重机对货物做功的功率；（2）如果货物是从静止开始匀加速上升，求起重机对货物做功的平均功率是多少以及该起重机的额定功率最小是多少？12．汽车发动机的额定功率为60kW，其质量为5×103kg，在水平路面上行驶时受阻力恒定为×103N，试求：（1）汽车所能达到的最大速度；（2）若汽车以s2的加速度由静止开始做匀加速运动，则汽车受到的牵引力多大？（3）汽车匀加速运动的时间多长？13．在离地80m处无初速释放一小球，小球质量为m=200g，不计空气阻力，g取10m/s2，取最高点所在水平面为零势能参考面．求：（1）在第2s末小球的重力势能；（2）在第3s内重力所做的功，重力势能的变化．14．如图所示，在水平地面上平铺n块砖，每块砖的质量为m，厚度为h，如将砖一块一块地叠放起来，至少需要做多少功？15．如图所示，一条铁链长为2m，质量为10kg，放在水平地面上，拿住一端提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间，物体克服重力做功多少？物体的重力势能变化了多少？

人教版必修2《第7章机械能守恒定律》单元测试卷（1）参考答案与试题解析一、选择题1．关于力对物体做功的功率，下面几种说法中正确的是（）A．力对物体做功越多，这个力的功率就越大B．力对物体做功的时间越短，这个力的功率就越大C．力对物体做功少，其功率只能很小；力对物体做功多，其功率可能较大D．功率是表示做功快慢而不是表示做功多少的物理量【考点】功率、平均功率和瞬时功率．【分析】功率的定义式为P=，是用比值法定义的，与时间和做功多少无关，表示做功的快慢；公式P=Fv反映了功率的决定因素．【解答】解：A、功率表示做功的快慢，力对物体做功多，时间不一定小，故这个力的功率不一定大，故A错误；B、功率表示做功的快慢，力对物体做功的时间短，但功不一定大，故这个力的功率不一定大，故B错误；C、功率表示做功的快慢，是用比值法定义的，与做功的大小无直接关，故C错误；D、功率是表示做功快慢而不是表示做功多少的物理量，故D正确；故选：D．2．一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t=0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在t=t1时刻力F的瞬时功率是（）A．t1 B．t12 C．t1 D．t12【考点】功率、平均功率和瞬时功率．【分析】物体做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可以求得物体的加速度的大小，再由速度公式可以求得物体的速度的大小，由P=FV来求得瞬时功率．【解答】解：由牛顿第二定律可以得到，F=ma，所以a=t1时刻的速度为V=at=t1，所以t1时刻F的功率为P=FV=F•t1=t1故选：C3．飞行员进行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态开始下摆，到达竖直状态的过程中如图，飞行员受重力的即时功率变化情况是（）A．一直增大 B．一直减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大【考点】功率、平均功率和瞬时功率．【分析】重力是竖直方向的，重力的瞬时功率只与人在竖直方向上的速度有关，根据人做的是圆周运动，可以知道人的速度的变化的情况．【解答】解：由于重力是竖直向下的，重力的瞬时功率只与人在竖直方向上的速度有关，在刚开始运动的时候，人的速度为零，所以此时人的重力的瞬时功率为零，当运动到最低点时，人的速度为水平方向的，与重力的方向垂直，此时的人重力的功率为零，所以重力的功率是先增大后或减小，所以C正确．故选：C．4．对于自由落体运动，下列说法正确的是（）A．在第1s内、第2s内、第3s内的位移之比是1：3：5B．在1s末、2s末、3s末的速度之比是1：3：5C．在第1s内、第2s内、第3s内的平均速度之比是1：3：5D．在第1s内、第2s内、第3s内的平均功率之比是1：3：5【考点】匀变速直线运动规律的综合运用；自由落体运动．【分析】自由落体运动做初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，结合匀变速直线运动的推论分析判断．【解答】解：自由落体运动初速度为零，做匀加速直线运动，A、根据推论知，在第1s内、第2s内、第3s内的位移之比为1：3：5，则平均速度之比为1：3：5．故A正确．B、根据v=at知，在1s末、2s末、3s末的速度之比为1：2：3，故B错误；C、由A分析知，第1s内、第2s内、第3s内的位移之比为1：3：5，故平均速度之比为1：3：5，故C正确；D、平均功率P=可知，平均功率之比等于平均速度之比，故D正确．故选：ACD．5．质量为m的汽车以恒定的功率P在平直的公路上行驶，汽车匀速行驶时的速率为v1，则当汽车的速率为v2（v2＜v1）时，汽车的加速度为（）A． B．C． D．【考点】功率、平均功率和瞬时功率；牛顿第二定律．【分析】汽车以恒定的功率匀速运动时，汽车受到的阻力的大小和汽车的牵引力的大小相等，由此可以求得汽车受到的阻力的大小，当速度为v2时，在由P=Fv可以求得此时的牵引力的大小，根据牛顿第二定律求得汽车的加速度的大小．【解答】解：汽车以速度v1匀速运动时，根据P=Fv1=fv1可得汽车受到的阻力的大小为f=，汽车以速度v2匀速运动时，根据P=F′v2，所以此时的牵引力F′=，由牛顿第二定律可得，F′﹣f=ma，所以加速度为a===，所以C正确．故选C．6．某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的k1和k2倍，最大速率分别为v1和v2，则（）A．v2=k1v1 B．v2=v1 C．v2=v1 D．v2=k2v1【考点】功率、平均功率和瞬时功率．【分析】汽车在水平路面上行驶时，当牵引力等于阻力时，速度最大．根据功率与速度的关系，结合汽车阻力与车重的关系求解．【解答】解：设汽车的功率为P，质量为m，则有：P=K1mgV1=K2mgV2，所以v2=v1故选：B．7．如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则（）A．沿轨道1滑下重力做功多B．沿轨道2滑下重力做功多C．沿轨道3滑下重力做功多D．沿三条轨道滑下重力做的功一样多【考点】重力势能的变化与重力做功的关系．【分析】重力做功W=mgh，h是物体初末位置的高度差．根据这个公式进行分析．【解答】解：物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上，重力做功都是W=mgh，所以沿三条轨道滑下重力做的功一样多，故D正确．ABC错误．故选：D8．如图所示，质量为m的小球从高为h处的斜面上的A点滚下，经过水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达高为的D点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为（）A． B． C．mgh D．0【考点】功的计算．【分析】重力做功与路经无关，高度差h有关w=mgh．【解答】解：AD间的高度差为，则重力做功为．则B正确，ACD错误，故选：B9．质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地高度为h，如图所示，若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中小球重力势能的变化分别为（）A．mgh，减少mg（H﹣h） B．mgh，增加mg（H+h）C．﹣mgh，增加mg（H﹣h） D．﹣mgh，减少mg（H+h）【考点】功能关系；机械能守恒定律．【分析】物体由于被举高而具有的能叫做重力势能．对于重力势能，其大小由地球和地面上物体的相对位置决定．物体质量越大、位置越高、做功本领越大，物体具有的重力势能就越大，其表达式为：Ep=mgh．【解答】解：以桌面为零势能参考平面，那么小球落地时的重力势能为Ep1=﹣mgh；整个过程中小球高度降低，重力势能减少，重力势能的减少量为：△Ep=mg•△h=mg（H+h）；故选：D．10．一质量为m的物体被人用手由静止竖直以加速度a匀加速提升h，关于此过程下列说法中不正确的是（）A．提升过程中物体的动能增加m（a+g）hB．提高过程中合外力对物体做功mghC．提高过程中手对物体做功m（a+g）hD．提高过程中物体克服重力做功mgh【考点】动能定理的应用；重力势能的变化与重力做功的关系；功能关系．【分析】由牛顿第二定律求得物体受到的合力与人对物体的拉力，然后利用恒力做功的公式分别求出重力和拉力做的功，应用动能定理或功能关系解决各种能量的增量．【解答】解：A、由动能定理得：w合=△EK物体被人用手由静止竖直以加速度a匀加速提升h，所以w合=mah即提升过程中物体的动能增mah，故A错误．B、提高过程中合外力对物体做功w合=mah，故B错误．C、设人对物体的拉力F，由牛顿第二定律得F﹣mg=ma，即F=m（g+a），提高过程中手对物体做功为m（a+g）h，故C正确．D、提高过程中物体克服重力做功mgh，故D正确．本题选不正确的，故选：AB．二、计算题11．起重机的钢丝在10s内将4t重的货物向上吊起15米高（1）如果货物时匀速上升，求起重机对货物做功的功率；（2）如果货物是从静止开始匀加速上升，求起重机对货物做功的平均功率是多少以及该起重机的额定功率最小是多少？【考点】功率、平均功率和瞬时功率．【分析】（1）货物匀速上升时，牵引力等于重力，结合牵引力做功，根据平均功率的公式求出起重机对货物做功的功率．（2）根据位移时间公式求出货物的加速度，结合牛顿第二定律求出牵引力的大小，根据牵引力做功的大小，结合平均功率的公式求出起重机对货物做功的平均功率．根据速度时间公式求出匀加速直线运动的末速度，再根据P=Fv求出起重机的最小额定功率．【解答】解：（1）货物匀速上升时，F=mg=40000N，起重机对货物做功的大小W=Fh=40000×15J=600000J，则起重机对货物做功的功率P=．（2）若货物做匀加速上升，根据h=得，a=，根据牛顿第二定律得，F′﹣mg=ma，解得牵引力F′=mg+ma=40000+4000×=41200N，则起重机对货物做功的平均功率=61800W．匀加速直线运动的末速度v=at=×10m/s=3m/s，可知起重机的额定功率最小值P=F′v=41200×3W=123600W．答：（1）起重机对货物做功的功率为60000W；（2）起重机对货物做功的平均功率为61800W，起重机的额定功率最小值为123600W．12．汽车发动机的额定功率为60kW，其质量为5×103kg，在水平路面上行驶时受阻力恒定为×103N，试求：（1）汽车所能达到的最大速度；（2）若汽车以s2的加速度由静止开始做匀加速运动，则汽车受到的牵引力多大？（3）汽车匀加速运动的时间多长？【考点】功率、平均功率和瞬时功率；匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿第二定律．【分析】（1）当汽车牵引力等于阻力时，汽车的速度最大，根据P=Fv=fv求出最大速度的大小．（2）根据牛顿第二定律求出汽车所受的牵引力．（3）根据P=Fv求出匀加速直线运动的最大速度，结合速度时间公式求出匀加速直线运动的时间．【解答】解：（1）当汽车以最大速度行驶时，F=f=×103N．由P=Fv得，最大速度．（2）由牛顿第二定律F﹣f=ma代入数据得F=7500N．（3）汽车做匀加速运动到最大速度时，达到额定功率，此时速度v′=．则汽车做匀加速直线运动的时间t=．答：（1）汽车所能达到的最大速度为12m/s．（2）汽车受到的牵引力为7500N．（3）汽车匀加速运动的时间为16s．13．在离地80m处无初速释放一小球，小球质量为m=200g，不计空气阻力，g取10m/s2，取最高点所在水平面为零势能参考面．求：（1）在第2s末小球的重力势能；（2）在第3s内重力所做的功，重力势能的变化．【考点】机械能守恒定律．【分析】（1）小球做自由落体运动，根据h=求出下落的高度，再根据Ep=mgh求解重力势能．（2）根据自由落体运动的规律求出在第3s内小球下落的高度△h，重力做功为：WG=mg•△h．【解答】解：选取零势能参考平面．（1）在第2s末小球所处的高度为：h=﹣gt2=﹣×10×22m=﹣20m重力势能为：Ep=mgh=×10×（﹣20）J=﹣40JEp＜0，说明重力势能减少．（2）在第3s末小球所处的高度为h′=﹣g×t′2=﹣×10×32