4.2功率 课时练习（Word版含解析）

2021-2022学年教科版（2019）必修第二册
4.2功率 课时练习（解析版）
1．时刻，一质量为的物块从距离水平地面高处，以大小为的速度水平抛出，不计空气阻力，重力加速度，则在时，物块重力的瞬时功率为（　　）
A． B． C． D．
2．下列关于功率的描述正确的是（　　）
A．功率是描述力做功多少的物理量
B．由可知：功率与时间成反比，与功成正比
C．平均功率是过程量，其大小等于力做的功与所用时间的比值
D．瞬时功率是状态量，其大小始终等于力的大小与瞬时速度大小的乘积
3．假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的（　　）
A．4倍 B．2倍 C．2倍 D．倍
4．如图所示，一辆质量为4t的汽车，发动机额定功率为80kW，在足够长的斜面上由静止开始以0.5m/s2的加速度沿斜面向下匀加速启动，已知汽车所受阻力恒为重力的0.2倍，斜面倾角的正弦值sinα=0.1，g=10m/s2，则（　　）
A．汽车匀加速过程中的牵引力为1×104N
B．汽车能达到的最大速度为20m/s
C．汽车匀加速过程能持续的时间为16s
D．若汽车匀加速过程加速度增大，则匀加速过程的末速度增大
5．如图，轴在水平地面内，轴沿竖直方向。图中画出了从轴上沿轴正向抛出的质量相等的三个小球、和的运动轨迹。已知三个小球同时抛出，且和是从同一点抛出的，若不计空气阻力，球落地后不反弹，则（　　）
A．球抛出的动能最小
B．、两球同时落地
C．落地前瞬间、两球重力的功率可能相等
D．若球抛出动能合适，可能在空中与或相遇
6．有关功、功率和机械效率的说法中，正确的是（　　）
A．机械的功率越大，做的功就越多
B．功率不同的机械，做的功可能相等
C．机械做功的时间越少，功率就越大
D．机械的功率越大，机械效率就越高
7．一质量为1 kg的质点静止于光滑水平面上，从t＝0时刻开始，受到水平外力F作用，如图所示。下列判断正确的是（　　）
A．0~2 s内外力的平均功率是4 W
B．第2 s内外力所做的功是4 J
C．第2 s末外力的瞬时功率最大
D．第1 s末与第2 s末外力的瞬时功率之比为9∶5
8．以下说法中正确的是（　　）
A．力对物体做功越快，力的功率一定越大
B．合外力不做功，物体必定做匀速直线运动
C．在相同的时间内作用力与反作用力做的功一定是绝对值相等，一正一负
D．由P＝可知，只要知道W和t的值就可以计算出任意时刻的功率
9．直升飞机通过绳索打捞掉入海里质量为m的物体，启动后发动机以额定功率P沿竖直方向带动物体上升，经过一段时间后物体会以速度v匀速上升。若上升中受到的阻力大小不变，则在加速过程中速度为时，物体的加速度为（　　）
A． B． C． D．
10．汽车的发动机的额定输出功率为P1，它在水平路面上行驶时受到的摩擦阻力大小恒定。汽车在水平路面上由静止开始运动，直到车速达到最大速度vm，汽车发动机的输出功率P随时间变化的图象如图所示。若在0~t1时间内，汽车发动机的牵引力是恒定的，则汽车的速度v和加速度a随时间变化的图象可能是（　　）
A． B． C． D．
11．如图所示，质量为m的物体从倾角为θ、高为h的斜面顶端由静止滑下，经时间t到达斜面底端时速度大小为v，此时重力的瞬时功率为（　　）
A． B．
C． D．
12．汽车在平直的公路上以恒定功率启动，设阻力恒定，下图为汽车运动过程中加速度、速度随时间变化的关系，下列说法中正确的是（　　）
A．汽车的加速度—时间图象可用图甲描述B．汽车的加速度—时间图象可用图乙描述
C．汽车的速度—时间图象可用图丙描述 D．汽车的速度—时间图象可用图丁描述
13．某遥控玩具车在足够大的水平路面上做直线运动，在内的图像如图所示，1s末达到额定功率。已知玩具车的质量为，整个过程中玩具车所受阻力大小为2N，则下列分析正确的是（　　）
A．内玩具车受到的牵引力大小为5N
B．玩具车的额定功率为10W
C．玩具车能达到的最大速度为7.5m/s
D．玩具车能达到的最大速度为5m/s
14．如图所示，滑梯左、右滑道与水平面的夹角分别为、，质量相等的甲、乙两个小孩从滑梯顶端由静止开始分别沿左、右滑道下滑到底端（不计一切阻力），则甲、乙两小孩在该过程中（　　）
A．到达底端时的速度相同 B．到达底端时的动能相同
C．重力的平均功率相同 D．到达底端时重力的瞬时功率不同
15． 如图所示，质量为m=2kg的物体在F=10N的水平作用力作用下，由静止开始在水平地面上加速运动，如果物体与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.1，g取10m/s2。求：
(1)10.0s内，力F所做的功。
(2)10.0s末，力F的瞬时功率。
(3)10.0s内，外力对物体做的总功。
16．质量的木箱放在粗糙水平面上，箱子与水平面间的动摩擦因数。一小孩用的水平力推动木箱从静止始运动，使木箱发生的位移，求该过程中：（取）
（1）小孩推力做的功；
（2）小孩推力的平均功率。
参考答案
1．A
【详解】
由题知，物块重力的瞬时功率为
故选A。
2．C
【详解】
A．功率是描述力做功快慢的物理量，选项A错误；
B．由
可知功率用功与时间的比值来量度，但是功率与时间和功无关，选项B错误；
C．平均功率是过程量，其大小等于力做的功与所用时间的比值，选项C正确；
D．瞬时功率是状态量，其大小等于力的大小与力的方向上的瞬时速度大小的乘积，选项D错误。
故选C。
3．D
【详解】
设阻力为f，由题知
速度最大时，牵引力等于阻力，则有
所以摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的倍。
故选D。
4．B
【详解】
A．匀加速过程满足
解得
F=6×103N
选项A错误；
B．达到最大速度时
选项B正确；
C．匀加速的末速度
时间
选项C错误；
D．该过程加速度增大，则F增大，匀加速末尾速度减小，选项D错误。
故选B。
5．B
【详解】
AB．由可判断，tb=tc>ta，再结合可判断，，故球抛出的动能最大，、两球同时落地，A错误，B正确；
C．落地前瞬间重力得功率为
由于tb>ta，故、两球重力的功率不可能相等，C错误；
D．由于三球同时抛出，在竖直方向同时开始自由下落，由于a出发点较低，始终在b、c下方，不可能在空中与或相遇，D错误。
故选B。
6．B
【详解】
AB．功率是表示做功快慢的物理量，机械的功率越大，说明做功越快，但由于时间不同，做的功不一定越多，功率不同的机械，做的功可能相等，选项A错误，B正确；
C．由于做功多少未知，根据可知机械做功的时间越少，则功率不一定就越大，选项C错误；
D．机械效率，与功率没有直接关系，选项D错误。
故选B。
7．A
【详解】
A．0-1s内，物体的加速度
则质点在0-1s内的位移
1s末的速度
第2s内物体的加速度
第2s内的位移
物体在0-2s内外力F做功的大小
可知0-2s内外力的平均功率
A正确；
B．第2s内外力做功的大小
B错误；
CD．第1s末外力的功率
第2s末的速度
则外力的功率
可知第2s末功率不是最大，第1s末和第2s末外力的瞬时功率之比为9：4，CD错误。
故选A。
8．A
【详解】
A．功率是表示力对物体做功快慢的物理量， 力对物体做功越快，力的功率一定越大，故A正确；
B．合外力不做功，物体速度大小不变，方向可能变化，物体不一定做匀速直线运动，故B错误；
C．作用力与反作用力分别作用在两个物体上，两个物体的运动状态不一定相同，所以在相同的时间内做的功不一定是绝对值相等，一正一负的，故C错误；
D．由计算出的功率时平均功率，故D错误。
故选A。
9．C
【详解】
物体匀速上升时，有
速度为时，根据牛顿第二定律得
解得
故选C。
10．D
【详解】
0~t1时间内牵引力是恒定的，故合力也是恒定的,输出功率一直增大，当达到额定功率后，即t>t1时，功率保持不变，速度继续增大，牵引力开始减小，一直到等于摩擦力，故合力也一直减小直到等于零，ABC错误， D正确。
故选D.
11．D
【详解】
重力的瞬时功率
故选D。
【点睛】
12．BD
【详解】
由
功率恒定，随着速度的增大，牵引力减小，加速度减小，汽车做加速度减小的加速运动，达到最大速度时加速度为零，加速度、速度均不会发生突变，故汽车的加速度—时间图象可用图乙描述，汽车的速度—时间图象可用图丁描述，BD正确。
故选BD。
13．AC
【详解】
A．由图可知，内玩具车做匀加速运动，加速度为3m/s2，整个过程中玩具车所受阻力大小为2N，由牛顿第二定律，可得
F-f=ma
解得内玩具车受到的牵引力大小为5N，A正确；
B．玩具车1s末达到额定功率，由P=Fv,可得P=15W，B错误；
CD．玩具车到达最大速度时，P=fvm，解得vm=7.5m/s，C正确，D错误。
故选AC。
14．BD
【详解】
A．两位小孩达到底端的速度方向不同，所以速度不一样，故A错误；
B．两个小孩从顶端滑到底端的过程中，根据动能定理
即末动能为
两个小孩的质量相同，始末高度差相同，所以动能相同，故B正确；
C．甲的下滑加速度
位移
根据
联立可得甲的下滑时间
同理可得乙的下滑时间
有
可知，甲乙下滑所需时间不同，所以重力的平均功率不同，故C错误；
D．根据
可知甲乙末速度大小相等，即
重力的瞬时功率为
因，所以甲乙的重力的瞬时功率肯定不同。故D正确。
故选BD。
15．(1)2000J；(2)400W；(3)1600J
【详解】
(1) 根据牛顿第二定律可得物体运动的加速度大小为
根据运动学公式可得10.0s内物体运动的位移大小为
10.0s内，力F所做的功为
W=Fx =2000J
(2) 10.0s末物体的速度大小为
v=at=40m/s
力F的瞬时功率为
P=Fv=400W
(3) 10.0s内，外力对物体做的总功为
16．（1）160J；（2）80W
【详解】
（1）根据功的计算公式有
W = Fx = 160J
（2）小孩推动木箱，由牛顿第二定律有
a = = 2m/s2
则物体运动的时间为
t = = 2s
小孩推力的平均功率为
P = = 80W