11.4功率 同步练习 2021-2022学年苏科版九年级物理 上册（含答案）

11.4
功率
一．选择题（共10小题）
1．关于功率的说法正确的是（　　）
A．做功多的机械，功率一定大
B．功率大的机械，做功一定多
C．做功快的机械，功率一定大
D．做功时间短的机械，功率一定大
2．几位同学进行爬楼比赛，规定功率最大的人获胜，那么冠军是（　　）
A．体重最大的人
B．用时最短的人
C．做功最快的人
D．速度最大的人
3．学习了功率的知识后，小明和几位同学准备做“比一比谁的功率大”的活动。以下是他们设计的三套方案，其中可行的是（　　）
①控制爬楼的时间相同，测量出各自的体重、爬上楼的高度，即可比较功率大小
②控制爬楼的高度相同，测量出各自的体重、爬楼用的时间，即可比较功率大小
③测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度，算出功率进行比较
A．只有①
B．只有①②
C．只有②③
D．①②③
4．五一假期，小冯和爸爸一起去登茅山，小冯用了60min登到山顶，爸爸用了80min登上了山顶，爸爸的体重是小冯的1.5倍，则小冯与爸爸的登山功率之比为（　　）
A．9：8
B．8：9
C．1：2
D．2：1
5．一辆汽车在平直路面上匀速行驶，在t＝0时刻将汽车发动机的输出功率调大为另一个恒定值，设汽车行驶过程中受到的阻力恒定不变。从t＝0时刻开始，下列描述汽车运动的v﹣t图像和牵引力做功的W﹣t图像中，正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
6．汽车驶上陡坡时，司机通常要进行调换挡位操作，以减小汽车的行驶速度。这样做的目的是（　　）
A．增大爬坡的牵引力
B．安全
C．增大摩擦力
D．省油
7．甲、乙两辆功率相等的汽车，如果在相等的时间内匀速通过的路程之比为2：1，那么（　　）
A．它们的牵引力之比为1：2
B．它们的牵引力之比为2：1
C．它们做的功之比为1：2
D．它们做的功之比为2：1
8．学习了功率知识后，几位同学想比一比谁的功率大，以下是他们设计的四套方案，其中不可行的是（　　）
A．控制爬楼时间相同，通过控制负重（背沙袋）使总重相同，爬楼高度大的功率大
B．控制爬楼高度相同，测出各自体重，测出各自爬楼时间，算出功率进行比较
C．控制爬楼高度相同，比较爬楼时间，就可以比较功率大小
D．测出各自体重，爬楼时间和爬楼高度，算出功率进行比较
9．如图1所示，水平路面由三段长度相等的粗糙区域组成。在2N水平拉力F的作用下，物块（体积忽略不计）从区域①的最左端从静止开始运动，在刚进入区域③时撤去拉力，物块最终停在区域③的最右端。图2为物块在区域①和②上运动的v﹣t图象。则（　　）
A．拉力在区域①中做功的功率比②的小
B．物块在区域①上所受的摩擦力等于2N
C．物块在区域③上运动的时间可能为1s
D．区域①路面的粗糙程度比②的大
10．如图所示，用28N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重100N的物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。物体B重30N，弹簧测力计的示数恒为5N（不计滑轮、测力计、绳子的重量，滑轮的转轴光滑）。下列说法正确的是（　　）
A．滑轮移动的速度是0.4m/s
B．物体A受到地面的摩擦力是9N
C．水平拉力F的功率是5.6W
D．在10s内绳子对物体A做的功为18J
二．填空题（共6小题）
11．功率是用来表示物体做功　
　（多少/快慢）的物理量。某万吨远洋货轮的功率是60kW，物理意义是　
　。
12．一小球重2N从水平台面上滚落到地面的过程中，经历了A、B、C三个位置，它们的位置关系如图所示。设小球在AB段重力做功为W1，重力的平均功率为P1；在BC段重力做功为W2，重力的平均功率为P2，则：W1＝　
　J，P1　
　P2（选填：＞/＜/＝）。
13．物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图像如图甲时，受到的水平推力为F1；当物体运动的速度和时间图像如图乙时，受到的水平推力为F2，两次推力的功率分别为P1、P2，则F1　
　F2，P1　
　P2（填“＞”、“＜”、或“＝”）。
14．小明从如图甲所示的位置，开始练习操作无人机的起飞和悬停，无人机获得的升力F与时间t的关系如图乙所示，5s后悬停在4m高度.若整个过程不计空气阻力.（g取10N/kg）
（1）无人机上升途中突然断电，无人机
　
　（选填“会”或“不会”）立即下落.第3﹣3.5s内，无人机做
　
　运动（选填“加速上升”、“减速上升”、“加速下降”或“减速下降”）。
（2）无人机从开始上升到悬停的过程中，克服重力做功的功率为
　
　W.
15．某汽车发动机输出功率为30kW，恰能以15m/s的速度在水平路面匀速行驶4.5km，其间发动机共做功　
　J，汽车行驶时受到的阻力为　
　N．当汽车上坡时，只能保持36km/h的速度匀速行驶时，此时汽车发动机的牵引力为　
　N。
16．某班级组织课外活动，从一楼登上三楼，看谁的功率最大，为此，小明列出了以下需要测量的一些物理量：①一楼地面到三楼地面的高度h；
②从一楼到达三楼所用的时间t；
③每个同学的质量m；
④一楼到三楼楼梯的总长度L问：
（1）小明的计划中必须要测的物理量是：　
　（填序号）。
（2）小明还想测出自己准确的上楼功率，需要的器材：　
　、　
　、　
　、
（3）若用小明计划中所列的物理量的符号进行计算，那他登楼的功率表达式为：　
　。
三．实验探究题（共3小题）
17．跳绳是初中毕业生体育测试的项目之一，小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力做功的平均功率（不计绳重）。
（1）用体重计测量自己的质量m；
（2）估测自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度）；
（3）用　
　（填测量器材）记录跳n次所用的　
　（填物理量及对应的字母）。
（4）计算出跳绳时克服重力的平均功率P＝　
　（用物理量的字母表示）。
（5）若要比较跳绳的平均功率（假设两人跳起的平均高度相同），则　
　。
A.频率相同，体重大的功率大
B.频率相同，跳的时间长的功率大
C.体重相同，频率高的功率小
D.体重相同，跳的时间长的功率大
18．某班级课外活动，从一楼登上三楼，看谁的功率最大．为此，小明列出了以下需要测量的一些物理量：①一楼到三楼楼梯的总长度L；②一楼地面到三楼地面的高度h，③从一楼到达三楼所用的时间t；④每个同学的质量m．问：
（1）小明的计划中必须要测的物理量是：　
　（填序号）．
（2）小明还想测出自己准确的上楼功率，需要的器材有：体重计、　
　、　
　．
（3）请帮小明完成测功率时记录数据的表格．
自身的质量m/kg
　
　
　
　
上楼的功率P/W
/
/
/
/
（4）小明测出自己准确的上楼功率的表达式为　
　．
19．一天，小军、小丽和小华在大润发里面买学习用品，小军同学乘自动扶梯从一楼来到二楼（如图所示），小丽同学想测量自动扶梯对小军同学做功的功率。
（1）他们测量功率的原理是　
　。
（2）测量所需要的器材有：　
　、秒表和　
　。
（3）小丽同学设计的测量步骤如下，其中多余的是　
　。
A．测出小军同学的质量
B．测出自动扶梯的总长度
C．测出一楼到二楼的竖直高度
D．测出小军乘自动扶梯从一楼来到二楼所用的时间
E．算出自动扶梯对小军同学做功的功率
（4）请你帮小丽设计一个实验记录表格。
四．计算题（共3小题）
20．如图，一卡车车厢底板距地面h＝1m，小明把一块2m长的钢板搭在车厢底板上，构成一个斜面。他通过这个斜面，用平行于斜面大小为500N的力，把一个大木箱由斜面的底端推到顶端（忽略木箱的宽度），已知木箱重为700N。
（1）把木箱由底端推到顶端，用了5s，求推力的功率。
（2）木箱受到斜面的摩擦力是多少？
21．“沙场点兵，扬我军威”，习近平总书记在朱日和军事基地乘坐检阅车对三军将士进行检阅。检阅车质量为2400kg，在5min内沿水平方向匀速前进了1500m，检阅车受到牵引力为2000N．求：
（1）检阅车的速度；
（2）牵引力对检阅车做的功；
（3）牵引力的功率。
22．步行是一种简易方便的健身运动，人正常步行时，步距（指步行一步的距离）变化不大，步距还可作为身体上的一把“尺子”。小东测出自己的步距为0.5m，他正常步行1min走了180步。小东根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步行示意图，对步行时重心的变化进行了分析，当两脚一前一后着地时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。
（已知小东的腿长是65cm，质量是50kg）（g取10N/kg）求：
（1）小东正常步行的速度是多少？
（2）小东每走一步克服重力所做的功是多少？
（3）小东正常步行克服重力做功的功率是多少？
一．选择题（共10小题）
1．【解答】解：A.功率与做功多少和时间都有关系，不知道做功时间，无法确定功率大小，故A错误；
B.由W＝Pt可知，物体做功多少与功率和时间都有关系。功率大，时间不确定，做功多少不能确定，故B错误；
C.功率是表示做功快慢的物理量，故做功快的机械，功率一定大，故C正确；
D.做功的多少不能确定，由公式可知，做功时间短的机械，功率不一定大，故D错误。
故选：C。
2．【解答】解：ABD、根据功率的计算公式：P＝＝，只比较体重、时间或速度，无法确定功率的大小，故ABD错误；
C、由功率的物理意义可知，功率大的物体，做功快；功率小的物体，做功慢。所以最后胜出者为做功最快的一个，故C正确。
故选：C。
3．【解答】解：爬楼是克服自身的重力做功，功率P＝＝＝，若做功时间t一定，测出各自的质量m和爬楼的高度h，mgh越大，功率越大；
控制爬楼高度一定，测出各自的质量m和爬楼时间t，若的比值越大，功率就越大；
测出各自的质量、爬楼时间和爬楼的高度，根据P＝，求出功率，比较功率的大小。
所以三种方法都是可以的。
故选：D。
4．【解答】解：由题意可知，登山的高度h相同，t小冯：t爸爸＝60min：80min＝3：4，G小冯：G爸爸＝2：3，
由P＝＝得，小冯与爸爸的登山功率之比：
＝＝×＝×＝8：9。
故选：B。
5．【解答】解：AB、由题意知，汽车发动机的输出功率恒定，行驶过程中受到的阻力恒定不变，由P＝Fv可知汽车开始速度较小，牵引力较大，随着速度的增大，牵引力会减小，当牵引力减小与汽车所受阻力相等时，汽车做匀速直线运动，由v﹣t的图像可知，AB错误；
CD、由题意知，汽车发动机的输出功率恒定，由W＝Pt可知，牵引力做功W与时间t成正比，C图表示W与t是正比例图像，D图表示W随t的变化而变化，故C符合题意，D不符合题意。
故选：C。
6．【解答】解：
根据P＝＝＝Fv可知，
汽车牵引力F＝，由于汽车的最大功率是一定的，当减小行驶速度时，可以获得更大的牵引力。
故选：A。
7．【解答】解：两车在相等的时间内匀速通过路程之比2：1，则由v＝得：；
由P＝FV得：＝
因两车功率和运动时间均相同，由W＝pt得：做功之比为1：1。
故选：A。
8．【解答】解：A、控制爬楼时间相同，通过控制负重（背沙袋）使总重相同，爬楼高度越大，做的功越多，功率越大，可以比较功率大小，不符合题意；
B、控制爬楼高度相同，测出各自体重，测出各自爬楼时间，算出功率进行比较，可以比较功率大小，不符合题意；
C、控制爬楼高度相同，比较爬楼时间，不知道他们的重力，不能比较做功多少，无法比较功率大小，符合题意；
D、测出各自体重，爬楼时间和爬楼高度，算出功率进行比较，可以比较功率大小，不符合题意；
故选：C。
9．【解答】解：由图知：物块在0～2s内做加速运动，在2s～3s内做匀速运动，且物块在0～2s内图象与2s～3s内图象与坐标轴围成的面积相同，说明物块在0∽2s内与2s～3s内运动的路程相同。又因为区域①、②是长度相等的粗糙区域，故物块在0～2s内在区域①上做加速运动，在2s～3s内在区域②上做匀速直线运动，区域①表面上受到的摩擦力小于拉力F，在区域②表面上受到的摩擦力等于拉力F。
A、拉力在两个区域上运动的距离相等，做功大小相等，作用时间不同，在区域①上运动时间长，根据公式，做功相等时，所用时间长，功率小，所以拉力在区域①中做功的功率比②的小，故A正确；
B、物体在区域①上受到的摩擦力小于F＝2N．故B错误；
C、物块进入区域3时的速度为2m/s，做减速运动，在区域③的平均速度一定小于2m/s，所以运动时间一定大于1秒。故C错误；
D、因为滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，所以区域①路面的粗糙程度比区域②的粗糙程度小，故D错误。
故选：A。
10．【解答】解：
A、A移动的速度即绳端移动的速度为0.2m/s，所以滑轮的移动速度为×0.2m/s＝0.1m/s，所以A错误；
B、因为F＝28N，所以对A的拉力为：×28N＝14N，弹簧测力计的示数恒为5N，则物体B对A的摩擦力为5N，方向向右，所以地面对A的摩擦力为14N﹣5N＝9N，所以B正确；
C、水平拉力F的功率：P＝＝＝Fv＝28N×0.1m/s＝2.8W，所以C错误；
D、绳子对物体A的拉力是14N，10s物体A移动的距离为s＝vt＝0.2m/s×10s＝2m，所以W＝Fs＝14N×2m＝28J，所以D错误。
故选：B。
二．填空题（共6小题）
11．【解答】解：
功率是单位时间内做的功，功率是表示物体做功快慢的物理量；
60kW＝6×104J/s，表示远洋货轮1s内做功6×104J。
故答案为：快慢；远洋货轮1s内做功6×104J。
12．【解答】解：
由图可知，AB段，小球在重力的方向上通过的距离为0.8m﹣0.6m＝0.2m；BC段，小球在重力的方向上通过的距离为0.6m﹣0.4m＝0.2m；
故小球在AB段重力做功为W1＝Gh1＝2N×0.2m＝0.4J。
在AB段和BC段小球在重力的方向上通过的距离相等，同一小球的重力一定，
所以由W＝Gh可知，重力做功W1＝W2；
由于小球在下落时做加速运动，
根据v＝可知，小球在BC段运动的时间短，
根据P＝可知，小球在BC段重力做功的功率较大，即P1＜P2。
故答案为：0.4；＜。
13．【解答】解：由图像甲可知，物体做匀速直线运动，速度大小为v甲＝＝＝2m/s；
由v﹣t图像乙可知，物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动，速度大小为v乙＝4m/s；
因为两次都是匀速直线运动，根据二力平衡条件可知，推力都等于摩擦力，摩擦力没变，故受到的水平推力为F1＝F2；
已知v甲＜v乙，由P＝＝＝Fv可得，两次推力的功率P1＜P2。
故答案为：＝；＜。
14．【解答】解：无人机上升途中突然断电后，由于惯性，不会立即下落；
5s后悬停在4m高度，飞机悬停在空中时，升力等于重力，由图乙可知，F＝G＝2N，
由图乙可知，3﹣3.5s时，升力F＞G，所以无人机加速上升；
克服重力做功W＝Gh＝2N×4m＝8J，
克服重力做功的功率P＝＝＝2W。
故答案为：不会；加速上升；2。
15．【解答】解：
汽车功率P＝30kW＝3×104W，速度v1＝15m/s，v2＝36km/h＝10m/s；
根据v＝可知行驶的时间：
t＝＝＝300s，
汽车发动机做功：
W＝Pt＝3×104W×300s＝9×106J，
根据P＝＝＝Fv可知汽车的牵引力：
F1＝＝＝2000N，
汽车做匀速运动，处于平衡状态，
阻力等于牵引力，则阻力f＝F1＝2000N，
根据P＝Fv可知当汽车以36km/h的速度匀速上坡时，汽车的牵引力：
F2＝＝＝3000N。
故答案为：9×106；2000；3000。
16．【解答】解：
（1）比较从一楼登上三楼的功率大小时，上升的高度h相同，根据P＝＝＝，故要测量②从一楼到达三楼所用的时间t；③每个同学的质量m；
（2）根据P＝＝＝，要准确测量自己上楼的功率，必须要的器材是磅秤（测出自己的质量m）、刻度尺（测从一楼地面到三楼地面的高度h）和秒表（测量时间t）；
（3）小明登楼的功率表达式为：P＝＝＝。
故答案为：（1）②③；（2）磅秤；刻度尺；秒表；（3）。
三．实验探究题（共3小题）
17．【解答】解：
（3）用秒表记录跳n次所用的时间t；
（4）计算出跳绳时克服重力的平均功率P＝＝；
（5）AB、频率相同，体重大的，在相同时间里做的功多，功率大，所以A正确、B错误。
C、体重相同，频率高，在相同时间里做的功多，所以功率大，故C错误。
D、体重相同，只要频率相同，功率与跳的时间长短无关，故D错误。
故答案为：
（3）秒表；时间t；（4）P＝＝；（5）A。
18．【解答】解：
（1）比较从一楼登上三楼的功率大小时，上升的高度h相同，根据P＝＝＝，故必须测量从一楼到达三楼所用的时间t、每个同学的质量m；即必测的物理量为：③④；
（2）根据P＝＝＝，要准确测量自己上楼的功率，必须要的器材是体重计（测出自己的质量m）、秒表（测量时间t）和卷尺（测从一楼地面到三楼地面的高度h）；
（3）根据测量的物理量，设计的实验表格如下：
自身的质量m/kg
一楼地面到三楼地面的高度h/m
从一楼到达三楼所用的时间t/s
上楼功率P/W
（4）小明登楼的功率表达式为：P＝＝＝。
故答案为：
（1）③④；（2）秒表、卷尺；（3）如上表所示：（4）P＝。
19．【解答】解：（1）该实验的原理是P＝。
（2）测量自动扶梯对小军同学做功的功率，需结合公式P＝＝＝，其中m为小军的质量，h为一楼到二楼的竖直高度，t为上楼所用的时间。
所以需要用磅秤测量小军的质量m、用刻度尺测量一楼到二楼的竖直高度h，用秒表测量上楼所用的时间t。
（3）由以上分析可知并不需要测量楼梯的总长度，故选B。
（4）将实验中所要测量的这些物理量：小军的质量、楼梯高度、上楼时间，以及功率这四个内容逐一写在表格中，如下表所示。
小军质量（m/kg）
楼梯高度（h/m）
上楼时间（t/s）
功率（P/W）
故答案为：（1）P＝；（2）磅秤；刻度尺；（3）B；（4）如上表。
四．计算题（共3小题）
20．【解答】解；（1）由题知，F＝500N，L＝2m，t＝5s，
推力做的总功为：W总＝FL＝500N×2m＝1000J，
推力的功率：
P＝＝＝200W；
（2）由题知，G＝700N，h＝1m，
克服重力做的有用功为：W有用＝Gh＝700N×1m＝700J，
则小明做的额外功为：W额＝W总﹣W有用＝1000J﹣700J＝300J，
由W额＝fs得摩擦力的大小：
f＝＝＝150N。
答：（1）把木箱由底端推到顶端，用了5s，推力的功率为200W。
（2）木箱受到斜面的摩擦力是150N。
21．【解答】解：
（1）t＝5min＝300s，则检阅车的速度：
v＝＝＝5m/s；
（2）牵引力对检阅车做的功；
W＝Fs＝2000N×1500m＝3×106J；
（3）牵引力的功率：
P＝＝＝1×104W。
答：（1）检阅车的速度为5m/s；
（2）牵引力对检阅车做的功为3×106J；
（3）牵引力的功率为1×104W。
22．【解答】解：
（1）小东1min经过的路程为：s＝0.5m×180＝90m，
他的步行速度为：v＝＝＝1.5m/s；
（2）重心升高的高度h＝65cm﹣＝5cm＝0.05m；
小东每走一步克服重力所做的功：W＝Gh＝mgh＝50kg×10N/kg×0.05m＝25J；
（3）1min做的总功：
W总＝180W＝180×25J＝4500J，
功率：P＝＝＝75W。
答：（1）小东正常步行的速度是1.5m/s；
（2）小东每走一步克服重力所做的功为25J。
（3）小东正常步行克服重力做功的功率是75W。