1.3功率同步练习题（Word版含答案）

1.3功率同步练习题2021-2022学年鲁科版高中必修二物理
一、单选题
关于功率以下说法正确的是
A. 据可知，机器做功越多，其功率就越大
B. 据可知，汽车牵引力一定与速度成反比
C. 据可知，只要知道在时间内机器所做的功，就可求得这段时间内任一时刻机器做功的功率
D. 根据可知，发动机功率一定时，汽车的牵引力与运动速度成反比
汽车匀速驶上山坡，下列说法中错误的是
A. 汽车所受合外力对汽车所做的功为零
B. 如发动机输出功率为，汽车上坡摩擦力为，则汽车上坡的最大速度
C. 摩擦力与重力对汽车做负功，支持力对汽车不做功
D. 当发动机输出功率为恒定时，车速越大，牵引力越小
汽车爬坡时，驾驶员的操作是：加大油门，同时将变速器换成低速档．加大油门是使发动机发挥最大的功率，换用低速档是为了减速．那么，在爬坡时，减少汽车的速度是为了
A. 保证安全 B. 获取更大的动力
C. 省油 D. 增大惯性
质量为的物体做自由落体运动，经过落地．取关于重力做功、功率，下列说法正确的是
A. 下落过程中重力做功是
B. 下落过程中重力的平均功率是
C. 落地前的瞬间重力的瞬时功率是
D. 落地前的瞬间重力的瞬时功率是
某景区环保观光车电瓶车的若干参数如下表：
项目 电机额定输出功率 电源块电池 最大总重满载 满载最大速度 充满电满载续航里程运行的最大距离
参数
设观光车运动过程中受到的阻力大小恒定，重力加速度取。下列判断正确的是
A. 电瓶充满电后，储存的电能为
B. 观光车满载运动过程中受到的阻力大小为
C. 电瓶充满电后，观光车满载，若电机以额定输出功率启动，则可持续运行的时间为
D. 若观光车满载以的加速度匀加速启动，达到额定功率后以恒定功率继续运动，则经过达到最大速度
“复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质量为的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为，若动车组所受的阻力与其速率成正比为常量，动车组能达到的最大速度为。下列说法正确的是
A. 动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变
B. 若四节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动
C. 若四节动力车厢输出的总功率为，则动车组匀速行驶的速度为
D. 若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间达到最大速度，则这一过程中该动车组克服阻力做的功为
在抢险救灾工作中常见到直升机的身影．如图为直升机抢救伤员的情景，直升机悬停在空中，用绳索将伤员由静止向上吊起，绳索对伤员做功的功率恒定．则在伤员加速上升的过程中不计空气阻力
A. 绳索对伤员的拉力越来越大
B. 伤员克服重力做功的功率恒定
C. 伤员运动的速度变化越来越慢
D. 合力对伤员做功的功率越来越大
关于功和功率的概念，下列说法正确的是
A. 功有正、负之分，说明功有方向
B. 由可知，功率一定时，牵引力与速度成反比
C. 由可知，机器做功越多，其功率就越大
D. 由可知，只要知道时间内机器做的功，可以求这段时间内任意时刻机器做功的功率
关于功率，下列说法正确的是
A. 功率是描述力对物体做功多少的物理量
B. 力做功时间越长，力的功率一定越小
C. 力对物体做功越快，力的功率一定越大
D. 力越大，速度越大，瞬时功率就越大
汽车发动机的额定功率为，汽车的质量为，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的倍，下列说法错误的是
A. 若汽车保持额定功率不变从静止启动，当汽车的速度为时，加速度为
B. 汽车的最大速度为
C. 若汽车以的加速度从静止开始做匀加速启动，经过汽车功率达到额定值
D. 若汽车保持额定功率不变从静止启动，经到达最大行驶速度汽车从静止到开始到匀速运动时所通过的路程为
二、填空题
某次网球训练，运动员在的高度将球沿水平方向击出，球落地时飞过的水平距离为，不考虑网球的旋转和空气阻力，取，则网球在空中运动的时间为______________，网球被击出时的速度大小为______________．
某微型汽车发动机的额定功率为，在水平路面上行驶时受到的阻力是，则该汽车在规定功率下匀速行驶的速度为______________。
如图所示，在水平面上有宽度为的光滑金属导轨，其左端接有电源，一导体棒垂直于导轨放置，图中匀强磁场的磁感应强度大小，方向如图。闭合开关，测得导体棒中的电流，此时导体棒受到的安培力_______，方向________。
将质量为的物体从静止开始以的加速度竖直提升，则在整个运动过程中，拉力做功的平均功率为_________，物体上升到高处的瞬间，拉力的瞬时功率为_________取
某汽车发动机的额定功率为，汽车质量为，汽车在运动中所受阻力的大小恒为车重的倍。取若汽车以额定功率启动，则汽车所能达到的最大速度是_______________；若汽车以恒定加速度启动，则其匀加速过程能维持的时间为______。
一起重机的钢绳由静止开始匀加速竖直提起质量为的重物，当重物速度为时，起重机的有用功率达到最大值，以后保持该功率不变，则整个过程中，钢绳的最大拉力为________，重物做匀加速直线运动的时间为________重力加速度为。
三、实验题
测量玩具遥控汽车的额定功率实验，简要步骤如下：
A.测出小车质量为。
B.在小车尾部系一条长纸带，让纸带穿过电源频率为的打点计时器。
C.使小车以额定功率沿水平面加速到最大速度，继续运行一段时间后关闭小车发动机，让其在水平面上滑行直到停止。
D.取下纸带进行研究。测得的数据如图所示。
回答下列问题：
由纸带知遥控汽车的最大速度为______，汽车滑行时的加速度为______。
汽车滑行时的阻力为______；其额定功率为______。
兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验：
用天平测出电动小车的质量为；
将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装；
接通打点计时器其打点周期为；
使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器设小车在整个过程中小车所受的阻力恒定。在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示。请你分析纸带数据，回答下列问题计算结果保留位有效数字：
该电动小车运动的最大速度为______；
关闭小车电源后，小车的加速度大小为______；
该电动小车的额定功率为______。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
平均功率对应的是一个过程中做功快慢的描述，而瞬时功率描述的是某一时刻的，注意区分。
本题重点考查了平均功率和瞬时功率的基本概念和应用。
【解答】
A.据可知，相同时间内，机器做功越多，其功率就越大，故A错误；
B.据可知，当功率恒定时，牵引力与速度成反比，故B错误；
C.据可知，知道时间内机器所做的功，就可以求得这段时间内做功的平均功率，故C错误；
D.根据可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比，故D正确。
故选D。
2.【答案】
【解析】
【分析】
汽车匀速驶上山坡，汽车所受合外力对汽车所做的功为零；如发动机输出功率为，汽车上坡摩擦力为，则汽车上坡的最大速度；摩擦力与重力对汽车做负功，支持力对汽车不做功；当发动机输出功率为恒定时，车速越大，牵引力越小。
【解答】
A.汽车匀速驶上山坡，汽车所受合外力对汽车所做的功为零，故A正确；
B.如发动机输出功率为，汽车上坡摩擦力为，则汽车上坡的最大速度，故B错误；
C.摩擦力与重力对汽车做负功，支持力对汽车不做功，故C正确；
D.当发动机输出功率为恒定时，根据，车速越大，牵引力越小，故D正确。
本题选错误的，故选B。
3.【答案】
【解析】
【分析】
当油门调到最大时，功率达最大此时功率无法再增加，由可分析减少车速的原因。
【解答】
根据功率方程：，当汽车爬坡时，汽车重力沿斜面向下的分力成为汽车运动的阻力，阻力增大，所以汽车减小速度以获得更大的牵引力，ACD错误，B正确。
故选B．
4.【答案】
【解析】解：根据，
重力做功为
则重力做功的平均功率故AB错误．
D.落地时物体的速度，则重力做功的瞬时功率故C错误，D正确．
故选D。
根据位移时间公式求出物体的下落的高度，从而求出重力做功的大小，根据平均功率公式求出重力的平均速度功率．
结合速度时间公式求出下落的速度，根据瞬时功率公式求出重力的瞬时功率．
解决本题的关键掌握平均功率和瞬时功率的求出，知道平均功率和瞬时功率的区别．
5.【答案】
【解析】
【分析】
根据表格中数据得到电瓶储存的电能；当牵引力等于阻力时速度最大，根据求得阻力；根据能量守恒得到电机以额定输出功率启动，则可持续运行的时间；根据牛顿第二定律和运动学公式求达到最大速度所用时间。
本题考查机车的启动问题，把握这类问题的处理方法是解题的关键。
【解答】
A.由表格中电源数据、可知，充满电后电瓶储存的电能为，项错误；
B.当观光车满载以最大速度运动，电机以额定输出功率工作时，牵引力等于阻力，可由得阻力，项正确；
C.观光车满载时以额定输出功率启动，运动的最大里程为，根据能量守恒有，解得运动时间为，项错误；
D.根据牛额第二定律有，可求匀加速运动时率引力，根据可求匀加速运动的最大速度，可得匀加速运动的时间为，此后观光车以恒定功率做加速度逐渐减小的加速运动，到最大速度所需的运动时间大于，项错误。
故选B。
6.【答案】
【解析】
【分析】
当动车以恒定加速度启动时，合力恒定，因为阻力不是恒定的，故牵引力也不是恒定的；
当动车以恒定功率启动时，根据可确定牵引力，根据牛顿第二定律可知动车做加速度减小的加速运动，当牵引力与阻力平衡时，速度达到最大。根据动能定理求动车克服阻力做功。
【解答】
A.对动车由牛顿第二定律有若动车组在匀加速启动，即加速度恒定，但随速度增大而增大，则牵引力也随阻力增大而变大，故A错误；
B.若四节动力车厢输出功率均为额定值，则总功率为，由牛顿第二定律有
故可知加速启动的过程，牵引力减小，阻力增大，则加速度逐渐减小，故B错误；
C.若四节动力车厢输出的总功率为，则动车组匀速行驶时加速度为零，有
而以额定功率匀速行驶时，有 ，联立解得 ，故C正确；
D.若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间达到最大速度，由动能定理可知 ，可得动车组克服阻力做的功为，故D错误。

7.【答案】
【解析】
【分析】
绳索对伤员做功的功率恒定，由，伤员的速度增大，所以绳上的拉力变小；当拉力等于重力时合力为零，合力的功率为零。
本题主要考查功率的概念以及瞬时功率，难度一般。
【解答】
解：绳索对伤员的拉力做功的功率不变，而伤员加速上升，速度增大，由可知，绳索对伤员的拉力越来越小，项错误；由可知，伤员克服重力做功的功率不断增大，项错误；由可知，伤员运动的加速度越来越小，速度变化得越来越慢，项正确；合力对伤员做功的功率，由于不变，速度越来越大，则合力对伤员做功的功率越来越小，项错误．
故选C。
8.【答案】
【解析】
【分析】
公式能量转化的量度；功是标量；功率表示做功快慢的物理量，做功多，功率不一定大，还与时间有关。
本题就是考查学生对功率概念的理解，知道功率是表示做功的快慢的物理量，做的功多，功率也不一定大。
【解答】
A.功是标量，没有方向，正负表示动力还是阻力做功，故A错误；
B.由可知，功率一定时，牵引力与速度成反比；故B正确；
C.功率是反映做功快慢的物理量，力做功越多，功率不一定越大，还要看用了多长时间，故C错误；
D.由功率的定义式求出的是平均功率而不是瞬时功率；故D错误；
故选B。

9.【答案】
【解析】解：、功率是描述做功快慢的物理量，故A错误。
B、根据知，力做功时间越长，功率不一定小，故B错误。
C、功率是描述做功快慢的物理量，做功越快，功率越大，故C正确。
D、根据知，力越大，速度越大，瞬时功率不一定大，若与的夹角为度，则瞬时功率为零，故D错误。
故选：。
功率等于单位时间做功的多少，反映做功快慢的物理量，功率的大小与做功的多少无关．
解决本题的关键知道功率的物理意义，知道功率的大小与做功的多少以及做功的时间无关．
10.【答案】
【解析】
【分析】
根据求出汽车的速度为时的牵引力，然后由牛顿第二定律求出此时的加速度；由牛顿第二定律求出汽车以的加速度行驶的牵引力，再由求出速度匀加速达到的最大速度，根据求的加速时间；由运动学公式求得匀加速通过的位移，达到匀加速速度后物体在额定功率下运动，根据动能定理求得位移。
本题是汽车启动问题。解决本题的关键知道功率与牵引力的关系，知道当汽车的牵引力等于阻力时，速度最大；对于这类问题，能够根据物体的受力判断物体的运动规律。
【解答】
A.设速度为的牵引力为，则有：
由牛顿第二定律可得：，解得，故A正确；
C.若汽车以的加速度从静止开始做匀加速启动，由牛顿第二定律可得：
可得：
匀加速获得的速度为：，加速时间为：，故C错误；
若汽车保持额定功率不变从静止启动，时到达最大行驶速度，则有：
全程列动能定理：，代入数据解得：，故BD正确。
此题选错误的，故选C。
11.【答案】；；；；向右；；。
【解析】
【分析】据题分析可知网球被水平击出后做平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，运动的时间由高度决定，根据下落的高度比较运动的时间．结合水平位移和时间比较初速度的大小。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，抓住两个分运动的等时性，熟练运用运动学公式解答。
【解答】
网球被水平击出后做平抛运动，设落地前的飞行时间为，则由得
设网球被击出时的速度大小为根据得：
故答案为：；。
【分析】当汽车匀速行驶时，牵引力等于阻力，结合求出匀速行驶的速度。
本题考查了发动机功率的基本运用，知道，注意为牵引力，不是合外力。
【解答】
匀速行驶时，牵引力等于阻力，根据知：
故答案为：。
【分析】根据安培力公式求安培力大小，由左手定则判断安培力方向。
本提要求掌握利用左手定则判断安培力方向，能利用安培力的计算公式计算安培力的大小。
【解答】
根据安培力公式，
通过导体棒的电流方向为，由左手定则知安培力的方向水平向右。
故答案为：；向右。
【分析】
根据牛顿第二定律求出拉力的大小，根据拉力做功的大小，结合平均功率公式求出拉力做功的平均功率。根据速度位移公式求出物体的速度，结合瞬时功率的公式求出拉力的瞬时功率。
解决本题的关键知道平均功率和瞬时功率的区别，掌握这两种功率的求法，基础题。
【解答】
根据牛顿第二定律得：，
解得：，
则拉力做功为：，
根据得：，
则拉力做功的平均功率为：
物体上升时的速度为：，
则拉力的瞬时功率为：。
故答案为：；。
12.【答案】解：当汽车牵引力等于阻力时，速度最大，，
根据得，最大速度。
当汽车以恒定加速度启动时，根据牛顿第二定律得，，
解得，
则匀加速直线运动的末速度，
匀加速运动的时间。
故答案为：，。
【解析】略
13.【答案】 ；
【解析】解：匀加速提升重物时钢绳拉力最大，且等于匀加速结束时的拉力，由得：
有牛顿第二定律得：
有联立解得：
故答案为：，
匀加速提升重物时钢绳拉力最大，且等于匀加速结束时的拉力，由求出最大拉力；再根据牛顿第二定律求出匀加速时的加速度，再根据匀加速直线运动速度时间公式求出时间．
14.【答案】；；；。
【解析】
【分析】
当小车做匀速运动时，速度最大，根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度。
根据牛顿第二定律求出汽车滑行时所受的阻力，结合求出额定功率的大小。
此题考查了测定额定功率实验，解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度。
【解答】
小车的最大速度为匀速阶段的速度为：。
分析纸带的后四组数据，根据匀变速直线运动的推论，结合逐差法分析：
，
负号表示与小车运动方向相反。
根据牛顿第二定律得：
，
当汽车匀速运动时，牵引力与阻力大小相等，
汽车的额定功率为：。
故答案为：；；；。
15.【答案】；；。
【解析】
【分析】
本题考查了功、功率问题在实际中应用和匀变速直线运动加速度的计算。
由纸带上点的分布可知，匀速运动阶段的速度便是小车以额定功率运动的最大速度，由此根据纸带上的点可求出小车最大速度；
利用逐差法可求出小车的加速度大小；
由小车匀速运动及可以求出额定功率。
【解答】
根据纸带上点的分布可知，电动小车先做匀速运动后做减速运动，当所打的点间距均匀时，表示物体匀速运动，此时速度最大，故有：
关闭小车电源后，小车在摩擦力的作用下做匀减速直线运动。
由可得加速度为：；
所以小车加速度大小为
小车受到的摩擦阻力大小为：，则小车匀速运动时牵引力的大小为：，由可得小车的额定功率为：；
故答案为：；；。
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