2021-2022学年 沪教版 必修2 第三章 功能的变化与机械功 单元测试卷（word版含答案）

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2021-2022学年   沪教版 必修2 第三章  功能的变化与机械功  单元测试卷学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题(每题4分，共8各小题，共计32分) 1.在光滑水平面上，质量为2 kg的物体以2 m/s的速度向东运动，若对它施加一向西的力使它停下来，则该外力对物体做的功是(   )A.16 J B.8 J C. D.0 J2.人走路时，其重心一定会发生上下位置的变化。当身体的重力作用线通过着地的一只脚的底面时，重心最高；当跨出一步双脚着地时，重心最低。某人的质量为60 kg，腿长约为1 m，步距0.8 m，他在水平路面上匀速地走完3000 m用时30 min，。此人在30 min内克服重力做的功和克服重力做功的平均功率大约是(   )A.19 kJ，10 W B.190 kJ，100 W C.190 kJ，10 W D.1900 kJ，100 W3.一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定的牵引功率，其加速度a和速度的倒数的关系图像如图所示。若已知汽车的质量，汽车所受的阻力恒定，则根据图像所给的信息，不能求出的物理量是(   )
 A.汽车的牵引功率 B.汽车行驶的最大速度C.汽车所受到的阻力 D.汽车运动到最大速度所需的时间4.某司机为了确定汽车上货物的质量，让汽车以额定功率P由静止启动，沿着平直公路运行，从速度表上读出最大速度为。根据平时积累总结的规律，汽车运行时所受阻力与其总重力成正比，比例系数为k，若汽车与司机的总质量为M，重力加速度为g，则汽车上所装货物的质量为(   )A. B. C. D.5.如图甲所示,滑轮质量、摩擦均不计,质量为2kg的物体在F作用下由静止开始向上做匀加速运动,其速度随时间的变化关系如图乙所示,由此可知(g取)(   )A.物体加速度大小为 B.4s末F的功率大小为42W
C.F的大小为21N  D.4s内F做功的平均功率为42W6.起重机吊钩下挂一质量为m的水泥袋，如果水泥袋以加速度a匀减速下降了距离h，则水泥袋克服钢索拉力做的功为(   )A. B. C. D.7.一滑块在水平地面上沿直线滑行,时其速度为3.0 m/s.从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平拉力F,力F和滑块的速度v随时间t的变化规律分别如图甲和乙所示.设在第1 s内、第2 s内、第3 s内力F对滑块做功的平均功率分别为,则(   )A.  B.C.0~2 s内力F对滑块做功为4 J D.0~2 s内摩擦力对滑块做功为4 J8.如图所示,质量为M的物体放在光滑水平地面上,在与水平方向成α角的恒力F作用下,从静止开始运动,在时间t内,F对物体所做的功为.仅单独改变下列某一物理量(设该物理量改变后物体仍在水平地面上运动),可使恒力所做的功为的是(   )A.使恒力的大小增大为 B.使物体质量减小为C.做功时间增长为  D.α角从60°变为0°二、多选题(每题4分，共6各小题，共计24分) 9.将两个物块甲和乙放置在一表面光滑且固定在水平面上的三角形斜劈上,如图所示,现将甲、乙两物块由斜劈的顶端无初速释放,使两物块无相对滑动地沿斜劈向下运动,在物块甲和乙下滑的过程中,物块乙对物块甲的支持力大小为,摩擦力大小为,合外力为F,则下列说法正确的是(   )
 A.对物块甲不做功 B.F对物块甲不做功 C.对物块甲做正功 D.对物块甲做负功10.两实心小球甲和乙由同一种材料制成，甲球质量大于乙球质量。两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关。若它们下落相同的距离，则(   )A.甲球用的时间比乙球长 B.甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小C.甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小 D.甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功11.用起重机提升货物，货物上升过程中的图像如图所示。在到内，重力对货物做的功为、绳索拉力对货物做的功为、货物所受合力做的功为，则(   )A. B. C. D.12.如图所示,劲度系数为的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上的质量为的物体接触(未连接),弹簧水平且无形变。用水平力缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩了，此时物体静止。撤去后,物体开始向左运动,运动的最大距离为4。物体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为。则(   )‍A.撤去后,物体先做匀加速运动,再做匀减速运动
B.撤去后,物体刚运动时的加速度大小为
C.物体做匀减速运动的时间为
D.物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为13.“蹦极”是一项非常刺激的体育运动.某人身系弹性绳自高空点自由下落,图中点是弹性绳的原长位置,是人所到达的最低点,是人静止悬吊着时的平衡位置,人在从点下落到最低点点的过程中(   )A.人在段做自由落体运动,处于完全失重状态B.在段绳的拉力小于人的重力,人处于失重状态C.在段绳的拉力大于人的重力,人处于超重状态D.在点,人的速度为零,处于平衡状态14.如图，质量为m的小球用轻绳悬挂在O点，在水平恒力F=mgtanθ作用下，小球从静止开始由A经B向C运动。则小球（   ）
 A. 先加速后减速   B. 在B点加速度为零
C. 在C点速度为零   D. 在C点加速度为gtanθ三、填空题(每题4分，共4各小题，共计16分) 15.如图所示,固定在地面上的斜面高h=6m,水平底边长s=8m,用F=20N的水平力将G=10N的木块由底端推上顶端,木块受到的摩擦力Ff=5N,在此过程中,力F对木块做功为J,重力对木块做功为J,支持力对木块做功为,摩擦力对木块做功为J,合力对木块做功为J。 16.质量是的汽车,由静止开始沿平直道路行驶,当速度达到一定值后,关闭发动机滑行,其速度图象如图所示.则在汽车行驶的整个过程中,发动机做功__________,汽车克服阻力做功__________,其能量转化的情况是__________.17.质量为的汽车,由静止开始沿平直公路行驶,当速度达到一定值后,关闭发动机滑行, 图像如图所示,在汽车行驶的整个过程中摩擦力不变, 则整个过程中汽车克服摩擦力做功为__________.18.自行车运动员在水平路面上以的加速度做匀加速运动。运动员连同自行车的总质量,行驶过程中所受阻力,从自行车启动开始计时,启动后时运动员的功率__________。四、计算题(每题14分，共2各小题，共计28分) 19.某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意如图，皮带在电动机的带动下保持的恒定速度向右运动，现将一质量为的邮件轻放在皮带上，邮件和皮带间的动摩擦因数。设皮带足够长，取，在邮件与皮带发生相对滑动的过程中，求
 （1）邮件滑动的时间t；（2）邮件对地的位移大小x；（3）邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功W。20.如图所示,质量为的木块在倾角的斜面上由静止开始下滑,木块与斜面间的动摩擦因数为0.5,已知,g取,求:‍(1)前2s内重力做的功;(2)前2s内重力的平均功率;(3)2s末重力的瞬时功率.
参考答案1.答案：C解析：根据功的原理可知，外力对物体做的功等于物体动能的改变量，因为物体的动能大小为，动能的改变量为，故外力对物体做的功也是，选项C正确。2.答案：B解析：此人每走一步中重心最高点与重心最低点的高度差为，其中l为腿长，x为步距，整个过程中此人克服重力做功为，代入数据解得，克服重力做功的平均功率，代入数据解得，选项B正确。 3.答案：D解析：由及可得，对应题图可求得，进而求出汽车的牵引功率P，由时，，可得，再由，可求出汽车受到的阻力，但无法求出汽车运动到最大速度所需的时间，故D符合题意。 4.答案：A解析：设所装货物的质量为m，汽车速度达到最大时，牵引力等于阻力，可得，依题意有，解得，选项A正确。 5.答案：B解析：由速度一时间图象可得加速度,A错误;由牛顿第二定律得,则,C错误;4s末F的瞬时功率,B正确;4s内F的平均功率为,D错误。6.答案：C解析：以水泥袋为研究对象，在确立减速下降的过程中，加速度方向向上，由牛顿第二定律知，钢索拉力，泥袋克服钢索拉力做正功，大小为。7.答案：B解析：由匀变速直线运动规律知,滑块在第1 s内的平均速度为,第2 s内的平均速度为,第3 s内的平均速度为,则滑块在第1 s内的平均功率为,第2 s内的平均功率为,第3 s内的平均功率为,则,B正确,A错误;由题图乙知,滑块在第1 s、2 s内的位移均为1.5 m,由题图甲及知,第1 s内拉力做功为，第2 s内拉力做功为,故0~2 s内拉力对滑块做功为6 J,C错误;由题图乙知,2~3 s内滑块做匀速直线运动,由平衡条件得摩擦力大小为,0~2 s内摩擦力对滑块做功为,D错误.8.答案：B解析：恒力增大为时,物体的加速度变为原来的2倍,由知,在相同时间内物体通过的位移为原来的2倍,由可知,恒力做功为,故A错误;物体质量减小为,则物体的加速度变为原来的2倍,由知,在相同时间内物体通过的位移为原来的2倍,由可知,拉力做功为,故B正确;做功时间增长为,由知,物体通过的位移为原来的4倍,由可知,拉力做功为,故C错误;角从60°变为0°,则拉力做功变为,故D错误.9.答案：BC解析：设斜劈的倾角为θ,以甲、乙整体为研究对象,应用牛顿第二定律得;如图所示,隔离甲分析,有,得,所以与的合力沿+y方向,由功的公式可判定物块乙对物块甲的支持力做负功,物块乙对物块甲的摩擦力做正功,物块乙对物块甲的合力不做功,BC正确,AD错误。
 10.答案：BD解析：甲、乙下落的时间与加速度有关，应先求加速度，由得，阻力，由牛顿第二定律知，同理，因，所以，故C项错误；再由位移公式可知，故A项错误；再由速度位移公式得，B项正确；甲球受到的阻力大，甲、乙下落距离相等，故甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功，D项正确。11.答案：CD解析：在到内，由图像得物体向上做减速运动，位移向上，重力方向向下对货物做负功，，A错；绳索拉力方向向上，对货物做的功为正功，，B错，C对；货物的加速度向下，合力向下，所以货物所受合力做负功，，D对。12.答案：BD解析：撤去后的一段时间内,由于运动过程中弹力不断变化,物体先做变加速运动,后做变减速运动,再做匀减速运动,A错误;撤去后,物体在水平方向上受弹簧向左的弹力和水平面的滑动摩擦力作用,因此根据牛顿第二定律可知,在撤去瞬间,物体的加速度为,B正确;物体做匀减速直线运动的位移为,根据匀变速直线运动位移公式可知,物体做匀减速运动的时间为,C错误;当弹力与摩擦力大小相等时,速度最大,此时,克服摩擦力做的功,D正确。13.答案：ABC解析：据题意,在段人只受到重力,人做自由落体运动,故A选项正确;由于位置重力和弹力相等,有:,则在段重力大于弹力,加速度向下,人处于失重状态,则B选项正确;而段重力小于弹力,加速度向上,人处于超重状态,故C选项正确;在位置合力向上,速度为0 ,人处于超重状态,故D选项错误。14.答案：ACD解析：根据动能定理: ,解得,所以小球先加速,后减速运动,故A、C正确;小球做圆周运动在点有向心加速度,故B错误;在点时,因为速度为0,所以向心力为零,即指向圆心方向的合力为0,沿切线方向的合力,所以在点的加速度为,故D正确。
考点:牛顿第二定律
点评:本题考查了牛顿第二定律和动能定理的基本运用,知道小球速度为零时,径向的合力为零,本题对数学三角函数要求较高,需加强这方面的训练15.答案 160; -60; 0; -50; 50
解析 由给出的h及s可知,斜面长l=10m,设斜面倾角为α,则sinα=0.6,cosα=0.8,F做功WF=Flcosα=160J,重力做功WG=-mgh=-60J,支持力做功W支=0,摩擦力做功,合力做功。16.答案：1.5×106; 1.5×106; 发动机的内能转化为汽车的机械能（动能），再转化为内能解析：17.答案：1.5×106J解析： 由图像可得后40内汽车做匀减速运动,其加速度大小,由牛顿第二定律求得汽车所受摩擦力.又由图像可得整个过程中汽车通过的位移,所以汽车克服摩擦力做功.18.答案：480解析：自行车启动后末的速度,根据牛顿第二定律有,解得则。19.答案：（1）0.2 s（2）0.1 m（3）解析：（1）设邮件放到皮带上与皮带发生相对滑动过程中受到的滑动摩擦力为F，则
①
取向右为正方向，对邮件应用动量定理，有
②
由①②式并代入数据得
③
（2）邮件与皮带发生相对滑动的过程中，对邮件应用动能定理，有
④
由①④式并代入数据得
⑤
（3）邮件与皮带发生相对滑动的过程中，设皮带相对地面的位移为s，则
⑥
摩擦力对皮带做的功
⑦
由①③⑥⑦式并代入数据得
⑧20.答案：(1)对物体受力分析如图所示,木块所受的合外力为,物体的加速度为,前2s内木块的位移,所以,重力在前2s内做的功为.
(2)重力在前2s内的平均功率为.
(3)由得.解析：