8.2功与功率（第2课时功率）能力提升练（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 8.2功与功率（第2课时功率）能力提升练（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 262.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-14 15:37:16 | ||
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文档简介
2022版高中同步人教版必修第二册 8.2 功与功率（第2课时 功率）能力提升练
一、多选题
1．机车以恒定加速度启动，在达到额定功率之前的过程中，下列速度—时间、机车功率—时间图像中正确的是：
A．
B．
C．
D．
2．质量为m的汽车发动机功率恒为P，阻力恒为F1,汽车由静止开始以恒定的功率启动，经过时间t行驶了位移s时，速度达到最大值vm，则发动机所做的功为（ ）
A．Pt B．F1vmt
C． D．
二、单选题
3．交通强国，铁路先行。怀仁到太原动车的开通运营，极大地方便了朔同地区人们的出行。如图所示，设动车运行时受到的阻力与速度成正比，若动车以速度v匀速行驶，发动机的功率为P。则当动车发动机功率为时，其匀速行驶的速度为（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，汽车通过一陡坡，若汽车匀速率的由坡底A运动到坡顶B，则下列说法正确的是（ ）
A．汽车的机械能守恒
B．重力的瞬时功率恒定不变
C．合力对汽车做正功
D．汽车牵引力做的功等于克服阻力和重力做的总功
5．如图为测定运动员体能的装置，轻绳拴在腰间沿水平线跨过定滑轮（不计滑轮的质量与摩擦），下悬重力为G的物体．设人的重心相对地面不动，人用力向后蹬传送带，使水平传送带以速率为v逆时针转动，则（ ）
A．人对重物做功功率为Gv
B．人对传送带的摩擦力大小等于G，方向水平向右
C．人对传送带的摩擦力对传送带不做功
D．人对传送带做功的功率大小为Gv
6．某太阳能光伏系统生产能耗为250kWh/m2，既平均每生产一平方米光电板和相关配件，需消耗电能250kWh。某地太阳能最大功率为1kW/m2，系统光电转换效率约为16%，不考虑性能下降和其它损耗，该地区的太阳能光伏系统大约需多少时间能回收生产时消耗的能量（ ）
A．2个月 B．1年 C．10年 D．20年
7．汽车在水平路面上从静止开始做匀加速直线运动，t1末关闭发动机，做匀减速直线运动，t2末静止，其v－t图像如图所示，图中 ，若汽车牵引力做功为W，平均功率为P；汽车加速和减速过程中克服摩擦力做功分别为W1和W2，平均功率分别为P1和P2，则
A． B．W1＜W2 C．P＝P1 D．P1＝P2
8．如图是一汽车在平直路面上启动的速度—时间图象，从t1时刻起汽车的功率保持不变，由图象可知( )
①0～t1时间内，汽车的牵引力增大，加速度增大，功率不变
②0～t1时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变，功率增大
③t1～t2时间内，汽车的牵引力减小，加速度减小
④t1～t2时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
9．如图所示，物体A、B质量及与水平面间的动摩擦因数均相等，作用力FA =FB ，它们沿水平面由静止开始运动相同位移，关于这一过程下列说法正确的是（ ）
A．FA对A做的功大于FB对B做的功
B．FA对A做的功小于FB对B做的功
C．FA对A做功的功率小于FB对B做功的功率
D．物体A获得的动能等于物体B获得的动能
10．如图所示，物体分别沿不同的路径Ⅰ和Ⅱ从A运动到B，重力做功分别为W1和W2，则
A．W1＞W2 B．W1＝W2
C．W1＜W2 D．条件不足，不能判断W1和W2的大小关系
11．快艇在运动中受到的阻力与速度的平方成正比(即Ff＝kv2)．若油箱中有20 L燃油，当快艇以10 m/s的速度匀速行驶时，还能行驶40 km，假设快艇发动机的效率保持不变，则快艇以20 m/s的速度匀速行驶时，还能行驶( )
A．80 km B．40 km
C．10 km D．5 km
三、解答题
12．山东青岛码头的清晨，一艘质量为2000t的货轮，从码头由静止起航，沿直线航行，保持发动机输出功率等于其额定功率不变，经过15min达到最大航行速度，已知额定功率为4×106W，水对船阻力大小恒为2×105N，试求：
(1)轮船最大航行速度；
(2)从静止到最大速度牵引力做的功；
(3)从静止到最大速度轮船离开码头的距离。
13．2010年温哥华冬奥会上澳大利亚名将布莱特力压美国名将特特尔和克拉克以45分获得单板滑雪冠军．如图所示，质量为60kg的滑雪运动员，在倾角为30°的斜坡顶端，从静止开始匀加速下滑90m到达坡底，用时10s．若g取10m/s2，求
（1）运动员下滑过程中的加速度大小；
（2）运动员到达坡底时的速度大小；
（3）运动员受到的合外力大小．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．AC
【解析】
【详解】
AB.机车保持加速度不变启动，则速度为，在达到额定功率前均做匀加速直线运动，图像为过原点的倾斜直线；故A正确，B错误.
CD.机车的功率，匀加速直线运动，联立有，可知机车的功率随时间均匀增大；C正确，D错误.
2．ABC
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据功率的定义式
得由于发动机的功率恒为P，所以发动机所做的功
W发=Pt
故A正确．
B．汽车启动达到最大速度时汽车的牵引力与阻力相等，根据功率的表达式
P=Fv
得
W发=F牵vmt=F1vmt
故B正确．
C．根据动能定理研究汽车由静止开始到最大速度的过程
W发+Wf=mvm2
Wf=-F1s
W发=mvm2+F1s
故C正确．
D．汽车启动达到最大速度时汽车的牵引力与阻力相等，所以
所以
故D错误．
故选ABC。
3．A
【解析】
【分析】
【详解】
高铁以速度v匀速行驶，发动机的功率为P，则满足
当高铁发动机功率为4P时，其匀速行驶的速度设为，则有
解得
v'=2v
BCD错误，A正确。
故选A。
4．D
【解析】
【详解】
A．汽车匀速率由坡底运动到坡顶，动能不变，重力势能变化，机械能不守恒，故A错误；
B．速度的大小不变，重力与速度方向的夹角在变化，根据P=mgvcosθ知，重力的瞬时功率在变化，故B错误；
C．根据动能定理知，动能不变，则合力做功为零，故C错误；
D．合力做功等于零，可知牵引力、重力、阻力做功的代数和为零，即汽车牵引力做的功等于克服阻力和重力做的总功，故D正确。
故选D。
5．D
【解析】
【详解】
A. 重物没有位移，所以人对重物没有做功，功率为0，故A错误；
B. 根据人的重心不动，则知人处于平衡状态，摩擦力与拉力平衡，传送带对人的摩擦力方向向右，拉力等于物体的重力G，所以人对传送带的摩擦力大小等于G，方向水平向左，故B错误；
CD. 在时间t内人对传送带做功消耗的能量等于人对传送带做的功，人的重心不动，绳对人的拉力和人与传送带间的摩擦力平衡，而拉力又等于G.根据P=Fv，所以人对传送带做功的功率为Gv.故C错误，D正确．
故选D
【点睛】
通过在力的方向上有无位移判断力是否做功．人的重心不动，则知人处于平衡状态，摩擦力与拉力平衡．根据恒力做功功率公式可以求得人对传送带做功功率为P=Fv．
6．A
【解析】
【分析】
【详解】
假设1平方米的光电板，则
故A正确，BCD错误；
故选择：A。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据动能定理
A错误；
B．根据图像，因为，加速阶段的位移大于减速阶段的位移，摩擦力不变，所以
B错误；
C．因为汽车的牵引力F大于摩擦力．0-t1时间内的平均速度为，所以
即
C错误；
D．因为汽车加速阶段的平均速度等于减速阶段的平均速度，摩擦力不变，根据
所以加速阶段的平均功率等于减速阶段的平均功率，D正确。
故选D。
8．C
【解析】
【详解】
①、时间内，汽车的速度是均匀增加的，是匀加速运动，所以汽车的牵引力不变，加速度不变，功率增大，所以①错误，②正确；
③、时间内，汽车的功率已经达到最大值，功率不能再增加，所以汽车的牵引力在减小，加速度也要减小，所以③正确，④错误，故选项C正确．
点睛：这题考的知识点是汽车的两种启动方式，恒定加速度启动和恒定功率启动．本题属于恒定加速度启动方式，由于牵引力不变，根据可知随着汽车速度的增加，汽车的实际功率在增加，此过程汽车做匀加速运动，当实际功率达到额定功率时，功率不能增加了，要想增加速度，就必须减小牵引力，当牵引力减小到等于阻力时，加速度等于零，速度达到最大值．
9．C
【解析】
【详解】
AB．根据功的公式W=Flcosθ，FA=FB，运动的距离相等，可知FA对A做的功与FB对B做的功相等，故AB错误；
C．A物体对地面的压力大于B物体对地面的压力，则A所受的滑动摩擦力大于B所受的滑动摩擦力，则A物体的合外力小于B物体的合外力，根据牛顿第二定律知，A的加速度小于B的加速度，根据x=at2知，tA>tB；由WA=WB，由知，PAD．A的加速度小于B的加速度，根据知，A的末速度小于B的末速度，则物体A获得的动能小于物体B获得的动能，故D错误。
故选C。
10．B
【解析】
【详解】
根据重力做功的特点只跟始末位置有关，跟路径无关得；沿两路径运动重力做功均相等，均为，故选项B正确．
点睛：解答本题应知道重力做功的特点只跟始末位置有关，跟路径无关．
11．C
【解析】
【详解】
快艇在匀速行驶时，发动机的牵引力等于阻力，所以功率为：P＝Fv＝Ffv＝kv3，行驶距离为x时所需的时间为，20 L燃油能提供的能量为W＝Pt＝kv2x，所以当行驶的速率增大一倍时，能行驶的位移就变为原来的，即10 km，故C正确，ABD错误．
12．(1)20m/s；(2)3.6×109J；(3)1.6×104m
【解析】
【详解】
(1)速度最大时有牵引力等于阻力，即
F=f
根据
得
(2)根据
W=Pt
得
W=P0t=3.6×109J
(3)由动能定律得
代入数据解得
s=1.6×104m
13．（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】
解：(1)根据位移时间公式，有：
解得：
即运动员下滑过程中的加速度大小为
(2)根据速度时间公式：
即运动员到达坡底时的速度大小为18m/s
(3)根据牛顿第二定律，有：
即运动员受到的合外力大小为108N
答案第1页，共2页
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一、多选题
1．机车以恒定加速度启动，在达到额定功率之前的过程中，下列速度—时间、机车功率—时间图像中正确的是：
A．
B．
C．
D．
2．质量为m的汽车发动机功率恒为P，阻力恒为F1,汽车由静止开始以恒定的功率启动，经过时间t行驶了位移s时，速度达到最大值vm，则发动机所做的功为（ ）
A．Pt B．F1vmt
C． D．
二、单选题
3．交通强国，铁路先行。怀仁到太原动车的开通运营，极大地方便了朔同地区人们的出行。如图所示，设动车运行时受到的阻力与速度成正比，若动车以速度v匀速行驶，发动机的功率为P。则当动车发动机功率为时，其匀速行驶的速度为（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，汽车通过一陡坡，若汽车匀速率的由坡底A运动到坡顶B，则下列说法正确的是（ ）
A．汽车的机械能守恒
B．重力的瞬时功率恒定不变
C．合力对汽车做正功
D．汽车牵引力做的功等于克服阻力和重力做的总功
5．如图为测定运动员体能的装置，轻绳拴在腰间沿水平线跨过定滑轮（不计滑轮的质量与摩擦），下悬重力为G的物体．设人的重心相对地面不动，人用力向后蹬传送带，使水平传送带以速率为v逆时针转动，则（ ）
A．人对重物做功功率为Gv
B．人对传送带的摩擦力大小等于G，方向水平向右
C．人对传送带的摩擦力对传送带不做功
D．人对传送带做功的功率大小为Gv
6．某太阳能光伏系统生产能耗为250kWh/m2，既平均每生产一平方米光电板和相关配件，需消耗电能250kWh。某地太阳能最大功率为1kW/m2，系统光电转换效率约为16%，不考虑性能下降和其它损耗，该地区的太阳能光伏系统大约需多少时间能回收生产时消耗的能量（ ）
A．2个月 B．1年 C．10年 D．20年
7．汽车在水平路面上从静止开始做匀加速直线运动，t1末关闭发动机，做匀减速直线运动，t2末静止，其v－t图像如图所示，图中 ，若汽车牵引力做功为W，平均功率为P；汽车加速和减速过程中克服摩擦力做功分别为W1和W2，平均功率分别为P1和P2，则
A． B．W1＜W2 C．P＝P1 D．P1＝P2
8．如图是一汽车在平直路面上启动的速度—时间图象，从t1时刻起汽车的功率保持不变，由图象可知( )
①0～t1时间内，汽车的牵引力增大，加速度增大，功率不变
②0～t1时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变，功率增大
③t1～t2时间内，汽车的牵引力减小，加速度减小
④t1～t2时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
9．如图所示，物体A、B质量及与水平面间的动摩擦因数均相等，作用力FA =FB ，它们沿水平面由静止开始运动相同位移，关于这一过程下列说法正确的是（ ）
A．FA对A做的功大于FB对B做的功
B．FA对A做的功小于FB对B做的功
C．FA对A做功的功率小于FB对B做功的功率
D．物体A获得的动能等于物体B获得的动能
10．如图所示，物体分别沿不同的路径Ⅰ和Ⅱ从A运动到B，重力做功分别为W1和W2，则
A．W1＞W2 B．W1＝W2
C．W1＜W2 D．条件不足，不能判断W1和W2的大小关系
11．快艇在运动中受到的阻力与速度的平方成正比(即Ff＝kv2)．若油箱中有20 L燃油，当快艇以10 m/s的速度匀速行驶时，还能行驶40 km，假设快艇发动机的效率保持不变，则快艇以20 m/s的速度匀速行驶时，还能行驶( )
A．80 km B．40 km
C．10 km D．5 km
三、解答题
12．山东青岛码头的清晨，一艘质量为2000t的货轮，从码头由静止起航，沿直线航行，保持发动机输出功率等于其额定功率不变，经过15min达到最大航行速度，已知额定功率为4×106W，水对船阻力大小恒为2×105N，试求：
(1)轮船最大航行速度；
(2)从静止到最大速度牵引力做的功；
(3)从静止到最大速度轮船离开码头的距离。
13．2010年温哥华冬奥会上澳大利亚名将布莱特力压美国名将特特尔和克拉克以45分获得单板滑雪冠军．如图所示，质量为60kg的滑雪运动员，在倾角为30°的斜坡顶端，从静止开始匀加速下滑90m到达坡底，用时10s．若g取10m/s2，求
（1）运动员下滑过程中的加速度大小；
（2）运动员到达坡底时的速度大小；
（3）运动员受到的合外力大小．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．AC
【解析】
【详解】
AB.机车保持加速度不变启动，则速度为，在达到额定功率前均做匀加速直线运动，图像为过原点的倾斜直线；故A正确，B错误.
CD.机车的功率，匀加速直线运动，联立有，可知机车的功率随时间均匀增大；C正确，D错误.
2．ABC
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据功率的定义式
得由于发动机的功率恒为P，所以发动机所做的功
W发=Pt
故A正确．
B．汽车启动达到最大速度时汽车的牵引力与阻力相等，根据功率的表达式
P=Fv
得
W发=F牵vmt=F1vmt
故B正确．
C．根据动能定理研究汽车由静止开始到最大速度的过程
W发+Wf=mvm2
Wf=-F1s
W发=mvm2+F1s
故C正确．
D．汽车启动达到最大速度时汽车的牵引力与阻力相等，所以
所以
故D错误．
故选ABC。
3．A
【解析】
【分析】
【详解】
高铁以速度v匀速行驶，发动机的功率为P，则满足
当高铁发动机功率为4P时，其匀速行驶的速度设为，则有
解得
v'=2v
BCD错误，A正确。
故选A。
4．D
【解析】
【详解】
A．汽车匀速率由坡底运动到坡顶，动能不变，重力势能变化，机械能不守恒，故A错误；
B．速度的大小不变，重力与速度方向的夹角在变化，根据P=mgvcosθ知，重力的瞬时功率在变化，故B错误；
C．根据动能定理知，动能不变，则合力做功为零，故C错误；
D．合力做功等于零，可知牵引力、重力、阻力做功的代数和为零，即汽车牵引力做的功等于克服阻力和重力做的总功，故D正确。
故选D。
5．D
【解析】
【详解】
A. 重物没有位移，所以人对重物没有做功，功率为0，故A错误；
B. 根据人的重心不动，则知人处于平衡状态，摩擦力与拉力平衡，传送带对人的摩擦力方向向右，拉力等于物体的重力G，所以人对传送带的摩擦力大小等于G，方向水平向左，故B错误；
CD. 在时间t内人对传送带做功消耗的能量等于人对传送带做的功，人的重心不动，绳对人的拉力和人与传送带间的摩擦力平衡，而拉力又等于G.根据P=Fv，所以人对传送带做功的功率为Gv.故C错误，D正确．
故选D
【点睛】
通过在力的方向上有无位移判断力是否做功．人的重心不动，则知人处于平衡状态，摩擦力与拉力平衡．根据恒力做功功率公式可以求得人对传送带做功功率为P=Fv．
6．A
【解析】
【分析】
【详解】
假设1平方米的光电板，则
故A正确，BCD错误；
故选择：A。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据动能定理
A错误；
B．根据图像，因为，加速阶段的位移大于减速阶段的位移，摩擦力不变，所以
B错误；
C．因为汽车的牵引力F大于摩擦力．0-t1时间内的平均速度为，所以
即
C错误；
D．因为汽车加速阶段的平均速度等于减速阶段的平均速度，摩擦力不变，根据
所以加速阶段的平均功率等于减速阶段的平均功率，D正确。
故选D。
8．C
【解析】
【详解】
①、时间内，汽车的速度是均匀增加的，是匀加速运动，所以汽车的牵引力不变，加速度不变，功率增大，所以①错误，②正确；
③、时间内，汽车的功率已经达到最大值，功率不能再增加，所以汽车的牵引力在减小，加速度也要减小，所以③正确，④错误，故选项C正确．
点睛：这题考的知识点是汽车的两种启动方式，恒定加速度启动和恒定功率启动．本题属于恒定加速度启动方式，由于牵引力不变，根据可知随着汽车速度的增加，汽车的实际功率在增加，此过程汽车做匀加速运动，当实际功率达到额定功率时，功率不能增加了，要想增加速度，就必须减小牵引力，当牵引力减小到等于阻力时，加速度等于零，速度达到最大值．
9．C
【解析】
【详解】
AB．根据功的公式W=Flcosθ，FA=FB，运动的距离相等，可知FA对A做的功与FB对B做的功相等，故AB错误；
C．A物体对地面的压力大于B物体对地面的压力，则A所受的滑动摩擦力大于B所受的滑动摩擦力，则A物体的合外力小于B物体的合外力，根据牛顿第二定律知，A的加速度小于B的加速度，根据x=at2知，tA>tB；由WA=WB，由知，PA
故选C。
10．B
【解析】
【详解】
根据重力做功的特点只跟始末位置有关，跟路径无关得；沿两路径运动重力做功均相等，均为，故选项B正确．
点睛：解答本题应知道重力做功的特点只跟始末位置有关，跟路径无关．
11．C
【解析】
【详解】
快艇在匀速行驶时，发动机的牵引力等于阻力，所以功率为：P＝Fv＝Ffv＝kv3，行驶距离为x时所需的时间为，20 L燃油能提供的能量为W＝Pt＝kv2x，所以当行驶的速率增大一倍时，能行驶的位移就变为原来的，即10 km，故C正确，ABD错误．
12．(1)20m/s；(2)3.6×109J；(3)1.6×104m
【解析】
【详解】
(1)速度最大时有牵引力等于阻力，即
F=f
根据
得
(2)根据
W=Pt
得
W=P0t=3.6×109J
(3)由动能定律得
代入数据解得
s=1.6×104m
13．（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】
解：(1)根据位移时间公式，有：
解得：
即运动员下滑过程中的加速度大小为
(2)根据速度时间公式：
即运动员到达坡底时的速度大小为18m/s
(3)根据牛顿第二定律，有：
即运动员受到的合外力大小为108N
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