2014鲁科高考物理《第1章第2节功和能》达标测试 5页

第2节 功和能 知识点 基础 中档 稍难 做功和能的转化 ‎1、2‎ ‎3、4‎ 机械功的原理 ‎5、6‎ ‎7‎ 综合提升 ‎8、9‎ ‎10、11‎ ‎12‎ 知识点一　做功和能的转化 ‎1．关于功和能，下列说法中正确的是 (　　)．‎ A．功和能是两个相同的概念，所以它们的单位相同 B．做功的过程就是能量从一种形式转化为其他形式的过程 C．各种不同形式的能量在相互转化的过程中，其总量保持不变 D．功是物体能量多少的量度 解析　功和能虽然单位相同，但是是两个不同的概念，故A错误；能量的转化过程是通过做功实现的，故B正确；不同形式的能在相互转化的过程中总量保持不变，故C正确；功是能量转化多少的量度，但不是物体具有能量多少的量度，故D错误．‎ 答案　BC 图1－2－3‎ ‎2. 如图1－2－3所示，在水平地面上安放一竖直轻弹簧，弹簧上端与一木块m相连，在木块上加一竖直向下的力F，使木块缓慢下移‎0.1 m，力F做功2.5 J，此时木块刚好再次处于平衡状态，则在木块下移过程中，弹簧弹性势能的增加量 (　　)．‎ A．等于2.5 J B．大于2.5 J C．小于2.5 J D．无法确定 解析　力F对木块做功2.5 J．木块和弹簧组成的系统的机械能增加2.5 J，由于木块缓慢下移，动能并未增加，而重力势能减少，故根据能量转化和守恒定律知，弹簧弹性势能必大于2.5 J(木块减少的重力势能也转化为弹簧的弹性势能)．‎ 答案　B ‎ 图1－2－4‎ ‎3．一质量均匀不可伸长的绳索，重为G，A、B两端固定在天花板上，如图1－2－4所示．今在最低点C 施加一竖直向下的力将绳缓慢拉至D点，在此过程中，绳索AB的重心位置 (　　)．‎ A．逐渐升高 B．逐渐降低 C．先降低后升高 D．始终不变 解析　物体的重心不一定在物体上，对于一些不规则的物体要确定其重心是比较困难的．本题绳子的重心是不容易标出的，因此，要确定重心的变化，只有通过别的途径．当用力将绳上某点C拉到D，外力在不断地做功，而物体的动能不增加，因此外力做的功必定转化为物体的重力势能，重力势能增加了，则说明物体的重心升高了．‎ 答案　A ‎4．力对物体做功100 J，下列说法正确的是 (　　)．‎ A．物体具有的能量增加100 J B．物体具有的能量减少100 J C．有100 J的能量发生了转化 D．产生了100 J的能量 解析　由于物体是否对外做功未知，因此无法判断物体具有的能量的变化，A、B错误；功是能量转化的量度，故C正确、D错误．‎ 答案　C 知识点二　机械功的原理 图1－2－5‎ ‎5．如图1－2－5所示，一上端固定的直杆下挂一重物．为了提高重物，用一个始终跟直杆垂直、作用点在杆中心的力F使直杆由竖直位置慢慢转动到水平位置．则下列判断正确的是(　　)．‎ A．始终是省力杠杆，同时省功 B．始终是费力杠杆，但是省功 C．先是省力杠杆，后是费力杠杆，但不省功 D．先是费力杠杆，后是省力杠杆，但不省功 解析　力F的力臂大小不变，重力G的力臂由零逐渐增大到力F的力臂大小的2倍，再结合杠杆原理和功的原理可得选项C正确．‎ 答案　C ‎ 图1－2－6‎ ‎6. 如图1－2－6所示，把同一物体分别沿BA、CA、DA三个光滑斜面匀速推到同一高度的A点，下列说法中正确的是 (　　)．‎ A．沿BA斜面最费力，做的功最多 B．沿DA斜面最费力，做的功最少 C．沿三个斜面推力大小都一样，沿DA斜面最省功 D．沿三个斜面做的功一样多，沿BA斜面最省力 解析　由功的原理知道，使用任何机械都不省功，由于不计摩擦，无论沿哪个斜面将物体推上A点，都与不用斜面直接将物体从E点匀速推到A点做的功一样多．若推力为F，坡长为L，则有FL＝Gh，L越长，F越小，所以选项D正确，选项A、B、C错误．‎ 答案　D ‎7．同一个物体，分别沿两个光滑斜面由B、C匀速提升到A.如图1－2－7所示，若沿两个斜面的拉力分别为FB、FC.两个过程中拉力做的功分别为WB、WC.则 (　　)．‎ 图1－2－7‎ A．WB＞WC　FB＜FC B．WB＝WC　FB＜FC C．WB＞WC　FB＝FC D．WB＝WC　FB＝FC 解析　根据功的原理可知，任何机械均不省功，故WB＝WC.由斜面的特点：F＝G知，FB＜FC.‎ 答案　B ‎8．水流从高处落下，对水轮机做了3×108 J的功，这句话的正确理解为(　　)．‎ A．水流在对水轮机做功前，具有3×108 J的能量 B．水流在对水轮机做功时，具有3×108 J的能量 C．水流在对水轮机做功后，具有3×108 J的能量 D．水流在对水轮机做功的过程中，能量减少了3×108 J 解析　根据功与能的关系，水对水轮机做了3×108 J的功，说明有3×108 J的能量发生了转化，水对外做功，能量减少．故D正确．‎ 答案　D ‎9．用杠杆撬石头，若加在杠杆上的动力是200 N，杠杆在动力方向上移动的距离是‎50 cm，则：‎ ‎(1)动力做的功是多少？‎ ‎(2)杠杆克服阻力做的功是多少？‎ 解析　(1)W动＝200×0.5 J＝100 J.‎ ‎(2)W阻＝W动＝100 J.‎ 答案　(1)100 J　(2)100 J ‎10．一条水平传送带始终匀速运动，将一个质量为m＝‎20 kg的货物无初速度地放在传送带上，货物从放上到跟传送带一起匀速运动，经过的时间是0.8 s，滑行距离是‎1.2 m，(取g＝‎10 m/s2)求：‎ ‎(1)货物与传送带间动摩擦因数μ的值；‎ ‎(2)这个过程中，动力对传送带做的功是多少？‎ 解析　(1)货物刚放到传送带上时滑动摩擦力产生加速度，做匀加速运动，即μmg＝ma ①‎ 货物做匀加速运动经过的位移s1＝at2 ②‎ 由①②式代入数据解得μ＝0.375.‎ ‎(2)上述过程中，因传送带始终匀速运动，设它的速度为v，则v＝at ③‎ 对传送带来说它受的动力F和摩擦力f是平衡的，即F＝f＝μmg＝75 N ④‎ 此过程中传送带的位移为s2＝vt ⑤‎ 由①③⑤并代入数据解得s2＝‎2.4 m.‎ 则动力对传送带做的功是W＝Fs2＝180 J.‎ 答案　(1)0.375　(2)180 J 图1－2－8‎ ‎11.如图1－2－8所示，用滑轮组提升一质量为m＝‎20 kg的物体，‎ 若匀速升高h＝‎3 m，不计滑轮的质量和一切摩擦，则力F做多少功？若直接用手把物体匀速提高‎3 m，人做功为多少？比较以上两种情况得到什么结论？(g＝‎10 m/s2)‎ 解析　不计滑轮质量及摩擦时F＝mg，F作用点的位移s＝3h，则力F做功 W＝Fs＝mg·3h＝mgh＝20×10×3 J＝600 J W人＝WG＝mgh＝20×10×3 J＝600 J 由此可以看出，①使用机械与直接用手所做的功是相等的．②使用机械可以省力但费位移．‎ 答案　600 J　600 J　结论见解析 ‎12.‎ 图1－2－9‎ 如图1－2－9所示，斜面长‎5 m，高‎3 m，倾角θ为37°，一工人现借用这一斜面用力F把质量为‎25 kg的木箱匀速推到斜面顶端，木箱与斜面的动摩擦因数为0.2，(g＝‎10 m/s2)求：‎ ‎(1)这一过程中人所做的总功；‎ ‎(2)克服阻力所做的功；‎ ‎(3)克服阻力所做的有用功；‎ ‎(4)克服额外阻力所做的额外功．‎ 解析　(1)由于木箱是匀速运动，推力F大小即等于斜面对木箱的摩擦力和重力沿斜面向下分力之和，即 F＝mgsin θ＋μmgcos θ＝mg(sin θ＋μcos θ)＝190 N W总＝Fs＝190×5 J＝950 J.‎ ‎(2)由功的原理WF＝W阻＝W总＝950 J.‎ ‎(3)W有用＝mgh＝250×3 J＝750 J.‎ ‎(4)W额外＝μmgcos θ·s＝0.2×250××5 J＝200 J.‎ 答案　(1)950 J　(2)950 J　(3)750 J　(4)200 J