1、第3章测评A(基础过关卷)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分)1.下面列举的情况中所做的功不为零的是()A.举重运动员,举着杠铃在头上方停留3s,运动员对杠铃做的功B.木块在粗糙的水平面上滑动,支持力对木块做的功C.一个人用力推一个笨重的物体,但没推动,人的推力对物体做的功D.自由落体运动中,重力对物体做的功解析:A选项,举重运动员举着杠铃在头上方停留3s的时间内,运动员对杠铃施加了竖直向上的支持力,但杠铃在支持力方向上没有位移,所以运动员对杠铃没有做功;B选项,木块滑动过程中,在支持力方向上没位移,故支持力对木块没有做功;C选项,推而不动,只有力而没有位移,做的功等于零;D选项
2、,重力竖直向下,物体的位移也竖直向下,故重力对物体做了功,D选项正确。答案:D2.关于做功和物体动能变化的关系,不正确的是()A.只有动力对物体做功,物体的动能才增加B.只有物体克服阻力做功,物体的动能才减少C.外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差D.动力和阻力都对物体做功时,物体的动能一定变化解析:只有动力对物体做功,合力才做正功,物体的动能才增加,A对,同理B对;外力对物体做功的代数和等于合力对物体做的功,等于物体的动能变化量,C对;动力和阻力都对物体做功时,若做的总功为正值,物体的动能增加;若做的总功为负值,物体的动能减少,D错。答案:D3.如图所示,人站在电动扶梯的水平台
3、阶上,假定人与扶梯一起沿斜面加速上升,在这个过程中,人脚所受的静摩擦力()A.等于零,对人不做功B.水平向左,对人做负功C.水平向右,对人做正功D.斜向上,对人做正功解析:人随扶梯沿斜面加速上升,人受到重力、支持力和水平向右的静摩擦力。且静摩擦力方向与运动方向的夹角小于90,故静摩擦力对人做正功。答案:C4.设飞机在飞行中所受空气阻力与它的速度的二次方成正比,当飞机以水平速度v水平匀速飞行时,发动机的功率为P。若飞机以3v水平飞行时,发动机的功率为()A.3PB.9PC.18PD.27P解析:当飞机以速度v水平匀速飞行时,受到的牵引力F和阻力f作用,两者相等,即F=f=kv2,则有P=Fv=k
4、v3当飞机速度变为3v水平飞行时,P=k(3v)3=27kv3=27P。答案:D5.汽车的额定功率为90kW,路面的阻力为f,汽车行驶的最大速度为v。则()A.如果阻力为2f,汽车最大速度为v2B.如果汽车牵引力为原来的2倍,汽车的最大速度为2vC.如果汽车的牵引力变为原来的12,汽车的额定功率就变为45kWD.如果汽车做匀速直线运动,汽车发动机的输出功率就是90kW解析:汽车速度达到最大时,做匀速运动,此时汽车的牵引力等于阻力,根据P=fv,当阻力加倍时,最大速度减半,选项A正确;牵引力加倍,只要阻力不变,最大速度也不变,选项B错误;汽车的额定功率是不变的,选项C错误;汽车可以以某一恒定功率
5、做匀速运动,不一定以额定功率运动,选项D错误。答案:A6.汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P。快进入闹市区时,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶。下面四个图像中,哪个图像正确表示了从司机减小油门开始,汽车的速度与时间的关系()解析:汽车最初做匀速直线运动,牵引力和阻力相等。减小油门即减小功率后,根据P=Fv可知,牵引力要减小,汽车开始做减速运动。随着速度的减小,牵引力又恢复到原来的数值,最终做匀速运动。答案:C7.(多选)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
6、越大C.力对物体做功少,其功率也可能很大;力对物体做功多,其功率也可能较小D.功率是表示做功快慢的物理量,而不是表示做功大小的物理量解析:功率P=Wt,表示单位时间内所做的功,当t一定时,W越大,P越大;当W一定时,t越小,P越大。单纯只强调两个因素中的一个,而不说另一个因素情况的说法是错误的,故A、B错误;如果W小,但当t很小时,P也可能很大,如果W较大,但t很大时,P也可能较小,所以C正确;由P=Wt可知P是表示做功快慢的物理量,P越大反映的是单位时间内做功越多,也就是做功越快。答案:CD8.(多选)如图所示,在加速向左运动的车厢中,一人用力向前推车厢(人与车厢始终保持相对静止),则下列说
7、法正确的是()A.人对车厢做正功B.车厢对人做负功C.人对车厢做负功D.车厢对人做正功解析:先确定人对车的作用力方向和力的作用点的位移方向,这里人对车除有手对车的推力F1外,还有个容易被疏忽的力:脚对车厢地板的水平作用力F2,受力分析如图所示。其中F1做正功,F2做负功。由于车厢水平方向除这两个力外还受其他力的作用,因此这两个力的合力做功正负难以确定。于是将研究对象转换为受力情况较简单的人,在水平方向上只受到车厢壁向后的推力F1和车厢地板对人向前的作用力F2。这两个力的合力使人产生加速运动的加速度,合力对人做正功,表示车对人做正功,所以人对车做负功,故选项C、D正确。答案:CD9.(多选)如图
8、所示,中国目前最大的无人直升机V750无人直升机2011年5月首飞成功,填补了中国中型无人直升机的空白。已知直升机的总质量为m,若直升机以恒定功率P由静止开始沿平直跑道加速,经时间t行驶距离为s时其速度达到该功率下最大速度vmax,已知直升机所受跑道和空气阻力之和始终为f,则此过程中直升机发动机所做的功为()A.PtB.12mvmax2+fsC.fvmaxtD.P2vmax2s解析:由于直升机以恒定功率P运行,所以时间t内发动机所做的功等于Pt,A正确;对此过程应用动能定理有W-fs=12mvmax2,B正确;达到最大速度时牵引力等于阻力,所以有W=Pt=fvmaxt,C正确。答案:ABC10
9、.(多选)如图所示,在光滑四分之一圆弧轨道的顶端A点,质量为m的物块(可视为质点)由静止开始下滑,经圆弧最低点B滑上粗糙水平面,圆弧轨道在B点与水平轨道平滑相接,物块最终滑至C点停止。若圆弧轨道半径为R,物块与水平面间的动摩擦因数为,下列说法正确的是()A.物块滑到B点时的速度为gRB.物块滑到B点时对B点的压力是3mgC.整个过程中物块克服摩擦力做功为12mgRD.C点与B点的距离为R解析:物块滑到B点时,mgR=12mv2-0,v=2gR,A错误;在B点,F-mg=mv2R,F=3mg,B正确;从A点到C点,mgR-W=0,故W=mgR,C错误;mgR-mgs=0-0,s=R,D正确。答案
10、:BD二、填空题(本题共2小题,每小题8分,共16分)11.某同学在探究功与物体速度变化的关系实验中,设计了如图甲所示的实验。将纸带固定在重物上,让纸带穿过电火花计时器,先用手提着纸带,使重物静止在靠近计时器的地方。然后接通电源,松开纸带,让重物自由下落,计时器就在纸带上打下一系列小点。得到的纸带如图乙所示,O点为计时器打下的第1个点,该同学对数据进行了下列处理:取OA=AB=BC,并根据纸带算出了A、B、C三点的速度分别为vA=0.12m/s,vB=0.17m/s,vC=0.21m/s,根据以上数据可以得出结论:。解析:本题考查了实验探究的过程。设由O到A的过程中,重力对重物所做的功为W,那
11、么由O到B的过程中,重力对重物所做的功为2W,由O到C的过程中,重力对重物所做的功为3W。由计算可知,vA2=1.4410-2m2/s2,vB2=2.8910-2m2/s2,vC2=4.41102m2/s2,vB2vA22,vC2vA23,即vB22vA2,vC23vA2。由以上数据可以得出Wv2,也可以根据Wv2图线来判定,如图所示。答案:重力对物体所做的功Wv212.某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙。当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止
12、状态。若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:(1)你认为还需要的实验器材有。(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是。实验时首先要做的是。(3)在(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量为M。往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量为m。让沙桶带动滑块加速运动。用打点计时器记录运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1v2)。则本实验最终要验证的数学表达式为。(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)解析:该实验中的研究对象是滑块,目的是比较合外力对滑块所做的功与滑
13、块动能增量的关系。因为合外力不等于滑块的重力,两端质量不可能“抵消”,所以要分别测出沙、滑块的质量,还要测出滑块移动的距离,便于计算做的功和速度。实验时应注意平衡摩擦力,以减小误差,从实验方便性上考虑要把沙的重力看做滑块的合外力,故m远远小于M,故实验表达式为mgL=12Mv22-12Mv12。答案:(1)天平、刻度尺(2)沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量平衡摩擦力(3)mgL=12Mv22-12Mv12三、计算题(本题共3小题,共34分。解题时要有必要的步骤和文字说明)13.(10分)如图所示,在光滑水平面上,物体受两个相互垂直的大小分别为F1=3N和F2=4N的恒力,其合力在水平方向上,从
14、静止开始运动10m,求:(1)F1和F2分别对物体做的功是多少?代数和为多大?(2)F1和F2合力为多大?合力做功是多少?解析:(1)力F1做的功W1=F1lcos1=310332+42J=18 J力F2做的功W2=F2lcos2=410432+42J=32 JW1与W2的代数和W=W1+W2=18J+32 J=50 J(2)F1与F2的合力F=F12+F22=32+42N=5 N合力F做的功W=Fl=510J=50 J答案:(1)18J32 J50 J(2)5 N50 J14.(12分)1.3L夏利N3轿车发动机的最大功率为63kW,汽车满载时,质量为1225kg,最高车速是165km/h,
15、汽车在水平路面上行驶。(g取10m/s2)(1)问汽车所受阻力与车重的比值是多少?(2)若汽车从静止开始,以1.0m/s2的加速度做匀加速运动,这一过程能维持多长时间?解析:(1)汽车达最大速度vmax时,加速度a=0,则牵引力F与阻力f的关系是F=f,又P=Fvmax,则f=Pvmax=631031653.6 N1.37103N,则比值k=fmg=1.371031225100.11。(2)当汽车以恒定的加速度启动时,其功率一直在增大,在功率达额定功率之前一直做匀加速直线运动。有a=F-kmgm,P额=Fv,v=at,联立以上三式得t=P额ma(a+kg)=6310312251.0(1.0+0
16、.1110)s=24.5s答案:(1)0.11(2)24.5s15.(12分)质量M=6.0103kg的客机,从静止开始沿平直的跑道滑行,当滑行距离s=7.2102m时,达到起飞速度v=60m/s。(1)起飞时飞机的动能多大?(2)若不计滑行过程中所受的阻力,则飞机受到的牵引力为多大?(3)若滑行过程中受到的平均阻力大小为F=3.0103N,牵引力与第(2)问中求得的值相等,则要达到上述起飞速度,飞机的滑行距离应为多大?解析:(1)飞机起飞的动能为Ek=12Mv2,代入数值得Ek=1.08107J。(2)设牵引力为F1,由动能定理,得F1s=Ek-0,代入数值解得F1=1.5104 N。(3)设滑行距离为s,由动能定理,得(F1-F)s=Ek-0,整理得s=EkF1-F,代入数值得s=9.0102 m。答案:(1)1.08107J(2)1.5104N(3)9.0102m