2021-2022学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册4.2功率 同步练习(Word版含答案)

4.2功率 同步练习（解析版）
一、选择题
1．船在河中行驶，设船受到的阻力与速度大小成正比。当船以速度v匀速时，发动机功率为P，当船以3v匀速时，发动机的功率为（　　）
A．P B．6P C．9P D．3P
2．质量为1kg的小物体做自由落体运动，历时4s落地。重力加速度取g=10m/s。则（　　）
A．前2s、后2s，重力做的功之比为1∶2
B．整个下落过程中，重力做功的平均功率为40W
C．落地瞬间，重力做功的功率为400W
D．第4s内重力做功的平均功率为35W
3．质量为m的汽车在平直路面上匀加速启动，启动过程的速度变化规律如图所示，其中OA为过原点的一条直线，整个运动过程中汽车所受阻力恒为Ff，则（　　）
A．0~t1时间内，汽车的牵引力等于m
B．0~t2时间内，汽车的功率等于Ff v2
C．t1~t2时间内汽车的功率等于t2以后汽车的功率
D．t1~t2时间内，汽车的平均速度等于
4．2020年1月12日，中国人民解放军海军055型驱逐舰首舰“南昌舰”正式服役。若“南昌舰”满载时的最大速度为，额定输出功率为。“南昌舰”在海面航行的过程中所受的阻力（与速度v成正比，即，则“南昌舰”满载时（　　）
A．“南昌舰”在额定输出功率下匀速航行时的牵引力大小为
B．“南昌舰”在额定输出功率下由静止开始航行，在达到最大速度前做匀加速直线运动
C．“南昌舰”在海面上航行的过程中，
D．“南昌舰”以的速度匀速航行时，发动机的输出功率为
5．如图所示，三个相同的小球A、B、C位于同一高度h处，A做自由落体运动，B沿光滑斜面由静止滑下，C做平抛运动，在小球落地的瞬间，其重力的功率分别为PA、PB、PC，则（　　）
A．PA＝PC＞PB B．PA＝PB＝PC C．PA＝PC＜PB D．PA＞PC＞PB
6．如图所示，质量为m的小球以初速度v0水平抛出，恰好垂直打在倾角为θ的斜面上。已知重力加速度为g，不计空气阻力，则在小球从抛出到落在斜面上的过程中，重力做功的平均功率为（　　）
A．mgv0tanθ B． C． D．mgv0cosθ
7．关于功率概念，下列说法中正确的是（　　）
A．力对物体做的功越多，力做功的功率越大
B．功率是描述物体做功快慢的物理量
C．功率越大 ，做功一定越多
D．当轮船航行时，如果牵引力与阻力相等合外力为零，此时发动机的实际功率为零
8．如图所示为一辆汽车在平直的公路上由静止开始运动的速度时间图像，假定汽车所受阻力恒定。图中为一段直线，为一段曲线，为一平行于时间轴的直线，下列说法错误的是（　　）
A．段汽车发动机的功率一定是恒定的
B．段汽车发动机的牵引力越来越小
C．段汽车发动机的功率与时间成正比
D．段汽车发动机的功率一定是恒定的
9．在倾角正弦值为的斜坡上，一辆汽车以恒定的功率行驶，汽车所受的摩擦阻力等于车重的，若车匀速上坡时的速率为，则它匀速下坡时速率为（　　）
A． B． C． D．
10．如图所示，高速公路上汽车定速巡航（即保持汽车的速率不变）通过路面abcd，其中ab段为平直上坡路面，bc段为水平路面，cd段为平直下坡路面。汽车额定功率为P，空气阻力和摩擦阻力大小总和为f，且不考虑变化。下列说法正确的是（　　）
A．在ab段汽车的输出功率逐渐减小
B．在cd段汽车的输出功率逐渐减小
C．汽车在路面abcd行驶的最大速率为
D．汽车在cd段的输出功率比bc段的小
11．质量为m的汽车启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的阻力大小一定。当汽车速度为v时，汽车做匀速运动；当汽车速度为时，汽车的瞬时加速度大小为（　　）
A． B．
C． D．
12．2012年11月，“歼-15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功。图为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图，飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加的作用力使飞机在甲板上海距离滑行后停止。某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在0.4s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度与时间图线如图所示。假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1000m。已知航母始终静止，重力加速度的大小为g。则（　　）
A．从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的
B．在t=0.4s-2.5s时间内，阻拦索的张力（就是拉力）几乎不随时间变化
C．在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小不会超过2.5g
D．在0.4s-2.5s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变
13．关于功率，下列说法正确的有（　　）
A．物体做功越大，功率越大
B．物体做功时间越长，功率越小
C．功率是描述物体做功快慢的物理量
D．根据 P Fv，汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比
14．罚球是篮球比赛的重要得分手段，如图所示，篮筐离地的距离为，罚球线到篮筐的水平距离x一定，某次罚球时出球高度为，投球时的初速度与水平方向成角，篮球入筐时速度方向与水平方向的夹角大小为，略空气阻力及篮球大小，关于罚球过程，下列说法正确的是（　　）
A．篮球上升至最高点前处于超重状态
B．篮球在上升阶段比下降阶段的水平位移大
C．重力对篮球做功的功率先增大后减小
D．投球角度一定大于篮球的入筐角度
15．如图所示为汽车在水平路面上启动过程的图像，段为过原点的倾斜直线，段表示以额定功率行驶的加速阶段，段是与段相切的水平直线，汽车受到的阻力恒定。则下列说法中正确的是（　　）
A．时间内汽车牵引力不变且功率恒定
B．时间内汽车牵引力逐渐增大
C．时间内汽车的平均速度大于
D．在全过程中时刻汽车的牵引力及其功率都是最大值，时间内牵引力最小
二、解答题
16．一辆汽车以的速率在水平路面上匀速行驶。如果作用在汽车上的空气阻力与摩擦力之和为（图），那么汽车发动机输出的功率多大？
17．如图所示，质量为m=2kg木块在倾角为θ=30°的上由静止开始下滑，斜面足够长，木块与斜面间的动摩擦因数为μ=，g=10m/s2。求：
（1）前2s内重力做的功；
（2）前2s内合力做的功；
（3）2s末重力做功的瞬时功率。
参考答案
1．C
【详解】
设阻力为
则船匀速行驶时的发动机的功率为
所以当速度变为3倍时，其功率是原来的9倍。
故选C。
2．C
【详解】
A．前2s下落的高度
后2s下降的高度
根据
WG=mgh
可知重力做的功之比为1∶3，选项A错误；
B．整个下落过程中重物下落的高度为H=80m，重力做功的平均功率为
选项B错误；
C．落地瞬间，重力做功的功率为
选项C正确；
D．第4s内重物下落的高度为h4=35m，重力做功的平均功率为
选项D错误。
故选C。
3．C
【详解】
A．0~t1时间内，汽车做匀加速运动，由牛顿第二定律
由图像可知
联立解得
选项A错误；
B．0~t1时间内，汽车功率增大，从t1时刻起，汽车的功率才开始保持不变，t2时刻达到最大速度，功率为
选项B错误；
C．从t1时刻起，汽车的功率保持不变，可知t1~t2时间内汽车的功率等于t2以后汽车的功率，选项C正确；
D．t1~t2时间内，汽车做变加速运动，平均速度不等于，选项D错误。
故选C。
4．C
【详解】
A．“南昌舰”在海面上航行的过程中有功率公式
代入数值，得
故A错误；
B．“南昌舰”在额定输出功率下由静止开始航行时，前一段匀加速运动，随着速度的增加，牵引力减小，此时加速度减小的加速运动，最后达到最大速度，匀速直线运动，故B错误；
C．由于匀速直线运动，所以“南昌舰”处于受力平衡状态，故水平方向有
根据阻力和速度变化关系
代入数值计算得
故C正确；
D．“南昌舰”以7.5m/s的速度匀速航行时，
根据阻力和速度变化关系得牵引力为
有功率公式代入数值得
故D错误。
故选C。
5．A
【详解】
A做自由落体运动，C做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，由
知A、C落地时竖直方向的速度大小相同为，故落地时的功率
相同，即
设斜面倾角为θ，B做沿斜面下滑，下滑到斜面底端的速度
重力的瞬时功率
即
故选A。
6．B
【详解】
如图所示
由于v垂直于斜面，所以有
落在斜面上竖直方向的平均速度
重力的平均功率
联立可得
故选B。
7．B
【详解】
A．功率
力对物体做功W多，由于不知道做功时间t长短，力做功的功率不一定大，A错误；
B．功率是描述物体做功快慢的物理量，B正确；
C．由公式
可知，不知道做功时间，功率越大，做功不一定越多，C错误；
D．如果牵引力与阻力相等，合外力为零，此时发动机的实际功率
不为零， D错误。
故选B。
8．A
【详解】
A．AB为一曲线，斜率逐渐减小，则加速度逐渐减小，牵引力减小，根据
可知，牵引力减小，速度增大，功率可能不变，故A错误；
B．AB为一曲线，斜率逐渐减小，则加速度逐渐减小，根据牛顿第二定律可得
牵引力F减小，故B正确；
C．OA为一段直线，说明OA段汽车做匀加速直线运动，牵引力不变，根据
可知功率与时间成正比，故C正确；
D．BC为一平行于时间轴的直线，则汽车做匀速直线运动，牵引力等于阻力，不变，速度也不变，根据
可知，功率不变，故D正确。
本题由于选择错误的，故选A。
9．D
【详解】
设额定功率为，上坡时
下坡时
则有
所以可得
故选D。
10．D
【详解】
A．在ab段，根据平衡条件可知，牵引力
所以在ab段汽车的输出功率
保持不变，A错误；
B．在cd段牵引力
汽车的输出
保持不变，B错误；
C．在cd段牵引力
汽车在路面abcd行驶的最大速率为
C错误；
D．在bc段牵引力
bc段的输出功率
在cd段牵引力
汽车的输出
在cd段汽车的输出功率不变，且小于bc段，D正确。
故选D。
11．C
【详解】
当汽车匀速时，牵引力等于阻力，可得
当汽车速度为时，牵引力
由牛顿第二定律
联立解得
故选C。
12．A
【详解】
A．由v—t图象的面积可求出，飞机在甲板上滑行的距离为
所以与无阻拦时相比大约为，故A正确；
B．0.4s-2.5s时间内，v—t图象为直线，飞机做匀减速直线运动，所以所受合力不变，但阻拦索的夹角不断变小，所以阻拦索的张力随时间变化，故B错误；
C．在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小为
故C错误；
D．由于飞机匀减速运动，而阻拦索的张力不变，由
可看出随时间增大功率变小，故D错误。
故选A。
13．CD
【详解】
A．由功率公式可知，的值越大，功率越大，功率由做功的多少和所用时间决定，物体做功越多，功率不一定大，还与时间有关，A错误；
B．由功率公式可知，做功时间越长，功率不一定小，因为还与做功多少有关，B错误；
C．由功率公式可知，物体在单位时刻内做功越多，功率越大，因此功率是描述物体做功快慢的物理量，C正确；
D．由P Fv，可知汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比，D正确。
故选CD。
14．BD
【详解】
A．篮球在空中运动时仅受重力作用。加速度向下，处于失重状态，A项错误：
B．上升阶段的高度大于下降阶段，所以上升阶段时间更长，由于水平方向分速度保持不变。所以上升阶段运动的水平位移更大。B项正确；
C．篮球运动过程竖直方向的分速度，先减小后增大。根据重力功率的计算式
可知功率先变小后变大，C项错误：
D．将斜抛运动的速度分解到水平和竖直方向，设水平分速度为，其大小不变，竖直分速度分别为投球时和入筐时，由
因为上升到最高点的高度大于下降至篮筐的高度，所以，因此
D项正确。
故选BD。
15．CD
【详解】
A．0时间内汽车做匀加速直线运动，由
可知牵引力不变，由
可知功率不断增大，A错误；
B．时间内功率恒定，但速度逐渐增大，故牵引力逐渐减小，B错误；
C．时间内若汽车从v1匀加速运动到v2，平均速度为
但汽车做加速度减小的加速运动，对比图像可知，相同时间内的位移比匀加速时大，故平均速度大于，C正确；
D．时间内牵引力恒定但大于阻力，功率从0增大到额定功率，时间内牵引力减小，时间内牵引力等于阻力，时间内功率均等于额定功率，故在全过程中时刻汽车的牵引力及其功率都是最大值，时间内牵引力最小，D正确。
故选CD。
16．2.4×104W
【详解】
汽车匀速运动，则
F=f=800N
则发动机输出的功率
P=Fv=800×30W=2.4×104W
17．（1）25J；（2）6.25J；（3）25W
【详解】
(1)对木块由牛顿第二定律可得
mgsinθ-μmgcosθ=ma
代入数据解得
a=1.25m/s2
前2s内的位移大小为
前2s内重力做的功
(2) 前2s内合力做的功
(3) 2s末重力做功的瞬时功率
2s末的速度为
联立可得