高中物理人教版第七章机械能守恒定律 全市获奖

第七章第1单元《能量、功和功率》测试题（提高篇）一、选择题（本题共13小题，每小题5分，共65分．每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求）1.（2023·江苏省南通中学月考）伽利略曾设计如图所示的实验，将摆球拉至M点放开，摆球会达到同一水平高度上的N点．如果在E或F处钉钉子，摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点；反过来，如果让摆球从这些点下落，它同样会达到原水平高度上的M点．这个实验可以说明，物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时，其末速度的大小()只与斜面的倾角有关 B．只与斜面的长度有关C．只与下滑的高度有关 D．只与物体的质量有关2.（2023·山东省济南市高一检测）以下关于功和能的说法正确的是()A.功是矢量,能是标量B.功和能都是标量C.功是能量转化的量度D.因为功和能的单位都是焦耳,所以功就是能3.（2023·湖南省长沙市长郡中学月考）如图小物块位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平地面上,从地面上看,在小物块沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块的作用力()A.垂直于接触面,做功为零B.垂直于接触面,做功不为零C.不垂直于接触面,做功为零D.不垂直于接触面,做功不为零4.（2023·重庆市渝中区巴蜀中学月考）如图所示,绳的一端通过滑轮沿与水平方向成θ角施一恒力F,使木块水平向右移动s距离,在此过程中,恒力F做功为()θ (1+cosθ) θ5.(2023·江西省宜春市高一检测)如图所示,一端可绕O点在竖直面内自由转动的，长木板上方放一个物块,手持木板的另一端,使木板从水平位置沿顺时针方向缓慢旋转,则在物块相对于木板滑动前的过程中()A.重力做正功 B.摩擦力做负功C.摩擦力不做功 D.支持力不做功6.（2023·江苏省如皋市期末质检）如图所示，物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带，传送带以图示方向匀速运转，则传送带对物体做功情况可能是（）A.始终不做功 B.先做负功后做正功C.先做正功后不做功 D.先做负功后不做功7.（2023·广东省中山市纪念中学月考）如图所示是健身用的“跑步机”示意图。质量为QUOTEm的运动员踩在与水平面成QUOTE角的静止皮带上，用力向后蹬皮带。皮带运动过程中受到的阻力恒为QUOTE，使皮带以速度QUOTE匀速向右运动。则在运动过程中，下列说法正确的是（）A.人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力B.人对皮带不做功C.人对皮带做功的功率为QUOTED.人对皮带做功的功率为QUOTE8.（2023·安徽省江南十校联考）水平面上一质量为m的物体，在水平力F作用下开始加速运动，力F的功率P保持恒定，运动过程所受的阻力f大小不变，物体速度最终达到稳定值vm，F作用过程物体的速度v的倒数与加速度a的关系图象如图所示，仅在已知功率P的情况下，根据图象所给的信息（）A．可求出m，f和vm

B．不能求出mC．不能求出f

D．可求出加速运动时间9.（2023·重庆市七校期末联考）物体放在水平地面上,在水平拉力的作用下,沿水平方向运动,在0—6s内其速度与时间关系的图象和拉力的功率与时间关系的图象如下图所示,由图象可以求得物体的质量为：3kg9kg5kg10kg10.（2023·河南省豫南九校联考）用一水平拉力使质量为m的物体从静止开始沿水平面运动，物体的v-t图象如图所示。若t

2

=2t

1

，则下列表述正确的是()A．在0-t1时间内物体做曲线运动B．在0-t1时间内物体受到的合外力逐惭变小C．物体在0-t1时间位移小于在t1-t2时间内位移D．在t1-t2时间内合外力做功11.（2023·山东省泰安市期末联考）如图所示，一个表面光滑的斜面体M置于在水平地面上，它的两个斜面与水平面的夹角分别为α、β，且α＜β，M的顶端装有一定滑轮，一轻质细绳跨过定滑轮后连接A、B两个小滑块，细绳与各自的斜面平行，不计绳与滑轮间的摩擦，A、B恰好在同一高度处于静止状态．剪断细绳后，A、B滑至斜面底端，M始终保持静止．则（）A．滑块A的质量大于滑块B的质量B．两滑块到达斜面底端时的速度相同C．两滑块到达斜面底端时，A滑块重力的瞬时功率较大D．在滑块A、B下滑的过程中，斜面体受到水平向左的摩擦力12.（2023·辽宁师大附中月考）如图所示，水平路面上有一辆质量为Μ的汽车，车厢中有一质量为m的人正用恒力F向前推车厢，在车以加速度a向前加速行驶距离L的过程中，下列说法正确的是（）A．人对车的推力F做的功为FLB．人对车做的功为maLC．车对人的摩擦力做的功为（F+ma）LD．车对人的作用力大小为ma13.（2023·河南省焦作市期中考试）在平直的公路上,汽车由静止开始做匀加速运动。当速度达到vm后,立即关闭发动机而滑行直到停止。v-t图线如图所示,汽车的牵引力大小为F1,摩擦力大小为F2。全过程中,牵引力做的功为W1,克服摩擦阻力做功为W2。以下有关F1、F2及W1、W2间关系的说法正确的是()①F1∶F2=1∶3 ②F1∶F2=4∶3③W1∶W2=1∶1 ④W1∶W2=1∶3A.②③B.②④C.①③D.①④二、计算题（本题共3小题，共45分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）14．（2023·江西省师大附中期中）如图所示，某人用大小不变的力F拉着放在光滑水平面上的物体，开始时与物体相连接的绳与水平面间的夹角为α，当拉力F作用一段时间后，绳与水平面间的夹角为β.已知图中的高度为h，求绳的拉力FT对物体所做的功．假定绳的质量、滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦不计．15.(2023·重庆一中高一检测)一辆重5t的汽车，发动机的额定功率为80kW。汽车从静止开始以加速度a=1m/s2做匀加速直线运动，车受的阻力为车重的倍。(g取10m/s2)求：(1)汽车做匀加速直线运动的最长时间。(2)汽车开始运动后5s末和15s末的瞬时功率。16.（2023·山西省山大附中月考）一辆汽车质量为QUOTEkg，最大功率为QUOTEW，在水平路面由静止开始做直线运动，最大速度为QUOTE，运动中汽车所受阻力恒定。发动机的最大牵引力为QUOTEN，其行驶过程中牵引力QUOTE与车速的倒数QUOTE的关系如图所示。试求：（1）根据图线QUOTEABC判断汽车做什么运动？（2）最大速度QUOTE的大小；（3）匀加速直线运动中的加速度；（4）当汽车的速度为10m/s时发动机的功率为多大？参考答案1.【解析】在伽利略的理想斜面和摆球实验中，斜面上的小球和摆线上的小球好像“记得”起自己的起始高度，实质是动能与势能的转化过程中，总能量不变．物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时，高度越大，初始的势能越大，转化后的末动能也就越大，速度越大，选项C正确．[答案]C2.【解析】选B、C。功和能都没有方向,都是标量,A错,B对。功与能只是单位相同,两者是不同的概念。做功必然伴随着能量的改变,能量改变的多少可以由做功多少来量度,C对,D错。3.【解析】选B。小物块下滑的过程中,斜面向右运动,所以小物块沿斜面向下运动的同时会向右运动,它的位移如图中虚线所示。小物块受支持力的作用,方向是垂直斜面向上的,小物块的运动方向与力的方向不垂直,支持力做功,故B正确。4.【解析】选B。绳子在F方向上运动的位移为x=s(1+cosθ),根据恒力做功公式得:W=Fx=Fs(1+cosθ),B正确。5.【解析】选A、C。重力与速度方向成锐角,重力做正功;摩擦力与速度方向垂直,摩擦力不做功;支持力与速度方向成钝角,支持力做负功。综上所述,A、C项正确。6.【解析】：设传送带速度大小为QUOTE，物体刚滑上传送带时的速度大小为QUOTE。①当QUOTE时，物体随传送带一起做匀速直线运动，故物体与传送带之间不存在摩擦力，即传送带对物体始终不做功，选项A正确。②当QUOTE时，物体相对传送带向左运动，物体受到的滑动摩擦力方向向右，则物体先做匀加速直线运动直到速度达到QUOTE再做匀速直线运动，故传送带对物体先做正功后不做功，选项C正确。③当QUOTE时，物体相对传送带向右运动，物体受到的滑动摩擦力方向向左，则物体先做匀减速直线运动直到速度减为QUOTE再做匀速直线运动，故传送带对物体先做负功后不做功，选项D正确。[答案]ACD7.【解析】：摩擦力使皮带运动，对皮带做功，做功的功率为QUOTE故选AD。8.【解析】：选A由F－f＝ma，P＝Fv可得eq\f(1,v)＝m/p·a+f/p，对应图线可知，m/p＝k＝1/30，可求出汽车的质量m，由a＝0时，eq\f(1,vm)＝可得vm＝10m/s，再由vm＝eq\f(P,f)，可求出汽车受到的阻力f，但无法求出汽车加速运动时间，A正确。9.【解析】：在2s时刻汽车的功率增大到最大，由P=Fv可知此时牵引力F=P/v=5N，之后以10W的功率，6m/s的速度匀速运动，此时牵引力等于阻力，由P=Fv和F=f可知阻力为，在匀加速阶段加速度为3m/s2，由牛顿第二定律，B对；点评：明确本题的考查对象，结合两个图判断加速阶段和匀速阶段牵引力和阻力的关系是本题的重点依据【解析】：速度时间图像中速度只有两个方向即正方向和负方向，不可能是曲线，曲线速度方向时刻变化，选项A错。速度时间图像斜率代表加速度，在0-t1

时间内斜率逐渐减小，即加速度变小，根据

，加速度逐渐变小，合力逐渐变小，选项B对。速度时间图像的面积代表位移，在0-t

1

时间位移小于在t1

-t2

时间内位移选项C对。在t1

-t2

时间内速度不变，物体做匀速直线运动，合力为0，做功为0，选项D错。【答案】：BC11.【解析】：A、滑块A和滑块B沿着斜面方向的分力等大，故：mAgsinα=mBgsinβ；由于α＜β，故mA＞mB，故A正确；B、滑块下滑过程机械能守恒，有：mgh=1/2mv2，故v=，由于两个滑块的高度差相等，故落地速度相等，故B错误；C、滑块到达斜面底端时，滑块重力的瞬时功率：PA=mAgsinα·v，PB=mBgsinα·v；由于mAgsinα=mBgsinβ，故PA=PB，故C错误；D、滑块A对斜面体压力等于重力的垂直分力mAgcosα，滑块B对斜面体压力也等于重力的垂直分力mBgcosβ，如图所示NAsinα-NBsinβ=mAgcosαsinα-mAgcosαsinβ＞0，故静摩擦力向左，故D正确；故选AD．12.【解析】：A、人对车做功为W=FL，故A正确；B、在水平方向上，由可知车对人的作用力为F′=ma，人对车的作用力为-ma，故做功为W=-maL，同时车对人还有支持力，故车对人的作用力为N=，故D错误C、对人由可以f-F=ma,f=ma+F，车对人的摩擦力做功为W=fL=（F+ma）L，故C正确，故选：13.【解析】选A。由v-t图线知,汽车在前后两阶段的加速度大小之比为a1∶a2=1∶3。由于F1-F2=ma1,F2=ma2,所以F1∶F2=4∶3,②正确;汽车存在牵引力时前进的位移为x1,牵引力做的功W1=F1·x1,汽车整个过程前进的位移为x2,整个过程汽车克服摩擦力做功W2=F2·x2。又由v-t图线知x1∶x2=3∶4,故W1∶W2=1∶1,③正确。故选项A正确。14.[答案]Fh(eq\f(1,sinα)－eq\f(1,sinβ))【解析】本题中，显然F与FT的大小相等，且FT在对物体做功的过程中，大小不变，但方向时刻在改变，因此本题是个变力做功的问题．但在题设条件下，人的拉力F对绳的端点做的功就等于绳的拉力FT对物体做的功．而F的大小和方向都不变，因此只要计算恒力F对绳做的功就能解决问题．设绳的拉力为FT、对物体做的功为WT，由题图可知，在绳与水平面的夹角由α变到β的过程中，拉力F作用的绳端的位移的大小为Δl＝l1－l2＝h(eq\f(1,sinα)－eq\f(1,sinβ))由W＝Fl可知WT＝WF＝FΔl＝Fh(eq\f(1,sinα)－eq\f(1,sinβ))15.【解析】(1)设汽车做匀加速运动所能达到的最大速度为v对汽车由牛顿第二定律得F-Ff=ma即QUOTE-kmg=ma，代入数据得v=10m/s所以汽车做匀加速直线运动的时间t=QUOTE=QUOTEs=10s(2)由于10s末汽车达到了额定功率5s末汽车还处于匀加速运动阶段P=Fv=(kmg+ma)at=×5000×10+5000×1)×1×5W=4×104W=40kW15s末汽车已经达到了额定功率P′=80kW答案：(1)10s(2)40kW80kW16.【解析】：（1）图线QUOTEAB牵引力QUOTE不变，阻力QUOTE不变，汽车做匀加