第八章 第2课时功率同步练习（word版含答案）

2019人教版必修第二册 第八章 1　第2课时　功率 同步练习
一、多选题
1．将质量为1kg的物体从地面竖直向上抛出，一段时间后物体 又落回地面。在此过程中物体所受空气阻力大小不变，其动能Ek随距离地面高度h的变化关系如图所示，取重力加速度g=10m/， 下列说法正确的有（　　）
A．抛出瞬间克服重力做功的瞬时功率为120W
B．下降过程中重力做功为60J
C．全过程中克服空气阻力做功24J
D．空气阻力的大小为4N
2．铁道部决定在前3次火车提速的基础上还将实行两次大提速，旅客列车在500km左右实现“夕发朝至”，进一步适应旅客要求．为了适应提速的要求，下列说法正确的是( )
A．机车的功率可保持不变
B．机车的功率必须增大
C．铁路转弯处的路基坡度应加大
D．铁路转弯处的路基坡度应减小
3．如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动．监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙、丙所示．取g=10 m/s2，则：
甲 乙 丙
A．第1 s内推力做功为1 J
B．第2 s内物体克服摩擦力做的功为W=2.0 J
C．第1.5 s时推力F的功率为2W
D．第2 s内推力F做功的平均功率＝3W
4．如图甲所示，足够长的固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环．沿杆方向给环施加一个拉力F，使环由静止开始运动，已知拉力F及小环速度v随时间t变化的规律如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，则以下判断正确的是 （ ）
A．小环的质量是1kg B．细杆与地面间的倾角是30°
C．前3s内拉力F的最大功率是2.5W D．前3s内小环机械能的增加量是5.75J
二、单选题
5．质量为的汽车，发动机的牵引力功率为，在水平公路上，能达到的最大速度为，当汽车的速度为时的加速度大小为（　　）
A． B． C． D．
6．一个沿直线运动物体的v—t图像，如图所示，则 ( )
A．图像OA段表示物体做非匀变速运动，AB段表示物体静止
B．图像AB段表示物体做匀速直线运动
C．在0—3ｓ内和6—9ｓ内物体运动的方向相反
D．在6—9ｓ内与9—12ｓ内物体运动的加速度等大反向
7．一粒钢珠从静止状态开始自由下落，然后陷入泥潭中，若把在空中下落的过程称为过程Ⅰ，进入泥潭直到停住的过程称为过程Ⅱ，则
①过程Ⅰ中钢珠所增加的动能等于过程Ⅱ中损失的机械能
②过程Ⅰ与过程Ⅱ中钢珠所减少的重力势能之和等于过程Ⅱ中钢珠克服阻力所做的功
③过程Ⅰ中钢珠动量的改变量等于重力的冲量
④过程Ⅰ中重力冲量的大小等于过程Ⅱ中阻力的冲量的大小
A．①④ B．②④ C．①③ D．②③
8．如图所示，两个完全相同的小球A、B，在同一高度处以相同大小的初速度v0分别水平抛出和竖直向上抛出，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．两小球落地时的速度相同
B．两小球落地时，重力的瞬时功率相同
C．从开始运动至落地，两小球机械能的变化相同
D．从开始运动至落地，两小球动量的变化相同
9．关于功和功率的概念，下列说法中正确的是 （ ）
A．功和能本质上是相同的物理量
B．功有正负，说明功是矢量
C．根据可知，力做功越多，则该力做功的功率一定越大
D．根据P=Fv可知，汽车在运动中,发动机的功率一定时，速度越小，牵引力就越大
10．关于功和功率下列说法正确的是（ ）
A．功是矢量，功率是标量
B．公式P=FV中P是发动机功率，F是合外力
C．做功越多的机器，功率一定越大
D．功率是描述做功快慢的物理量
11．光滑水平面上静止的物体，受到一个水平拉力作用开始运动，拉力随时间变化如图所示．用、a、P、s分别表示物体的动能、加速度、功率和位移，如图所示四个图像中分别定性描述这些物理量随时间变化的情况，其中正确的是（ ）．
A．
B．
C．
D．
12．如图所示，A、B两物体质量分别为m和2m，A置于光滑水平面上，B置于粗糙水平面上，用相同水平力分别依次推A和B，使它们从静止前进相同的位移，下面说法正确的是（ ）
A．两次推力做的功不相等；
B．第二次推力做的功大一些；
C．第二次推力做功的平均功率小一些；
D．第二次推力做功的平均功率大一些．
13．关于汽车发动机的功率，下列说法正确的是（　　）
A．根据，汽车发动机做功越多，功率越大
B．根据p=Fv，汽车牵引力增大，发动机功率一定增大
C．根据p=Fv，汽车的速度增大，发动机功率一定增大
D．根据p=Fv，汽车以额定功率工作时，速度增大，牵引力一定变小
14．某同学将的教辅资料从综合楼一楼搬到五楼，用时约三分钟，则该同学对教辅资料做功的平均功率约为（　　）
A． B． C． D．
15．科学技术的发展没有一帆风顺，目前实力位于世界前茅的中国人民解放军火箭军也经历了 艰难的发展历程。1962年3月21日，我国自行研制的第一代战术导弹东风2号发射升 空.然而由于出现故障，导弹起飞后25s时发动机关闭，很快就坠毁在发射塔附近，导弹上升的最大高度仅为3570m。设发动机工作时推力恒定，导弹在空中一直沿竖直方向运动，不考虑大气的作用，已知东风2号的质量恒为3.0×104kg，取g=10m/s2，由此可知（ ）
A．导弹在空中上升的时间与下落的时间之比为25:
B．发动机工作时的推力是其重力的1.68倍
C．15s时，导弹发动机的功率约为2.08×107W
D．返回地面时，导弹的动能约为1.07×1010J
16．质量为2t的汽车，保持发动机功率30kW不变，在水平公路上能达到的最大速度为15m/s，当汽车的速度为10m/s时的加速度大小和所受的阻力大小分别是（　　）
A．0.5m/s2、2×103 N B．1m/s2、2×103N C．1.5m/s2、1×103 N D．2m/s2、2×103N
17．静止的列车在平直轨道上以恒定的功率启动，假设阻力恒定．在开始的一段时间内
A．列车作匀加速直线运动 B．列车的速度和加速度均不断增加
C．列车作匀速运动 D．列车的速度增加，加速度减小
18．质量为2kg的物体做自由落体运动，经过2s落地．取g＝10m/s2.关于重力做功的功率，下列说法正确的是(　　)
A．下落过程中重力做的功是800J B．下落过程中重力的平均功率是400W
C．落地前的瞬间重力的瞬时功率是200W D．落地前的瞬间重力的瞬时功率是400W
19．如图所示是我国自主研发的全自动无人值守望远镜，它安装在位于南极大陆的昆仑站，电力供应仅为1×103W。若用国际单位制基本单位的符号来表示W，正确的是（　　）
A．N s B．N m/s C．kg m/s D．kg m2/s3
三、解答题
20．某商场安装了一台倾角为的自动扶梯，该扶梯在电压为U = 380 V的电动机带动下以v =0.4 m/s的恒定速度沿斜上方移动；电动机的最大输出功率为Pm=5.59kW，不载人时测得电动机中的电流为I =5.5A，若载人时扶梯的移动速度和不载人时的移动速度 相同，则这台自动扶梯可同时承载的最多人数为多少？（设每个人的平均质量为m =50 kg， g = 10 m/ s2）
21．如图所示，质量为的摩托（含骑手）行驶在水平路面上，路面的前方有一个壕沟，壕沟两侧高度差为，水平间距为。若忽略空气阻力，取重力加速度，求：
（1）摩托车水平飞出的速度至少要多大才能越过这个壕沟？
（2）摩托车刚好越过壕沟时重力的瞬时功率。
22．如图所示，在粗糙的水平面上有一质量为m=10kg的物体。在F=20N的水平推力作用下从静止开始向左运动了2m。若物体与水平面间动摩擦因数为μ=0.1，重力加速度g取10m/s2。求：
(1)在此过程中水平推力做的功；
(2)在此过程中物体克服摩擦力做的功；
(3)在此过程中物体获得的动能。
23．一质量为m的物体从静止开始沿倾角为的光滑斜面滑下，求该物体滑下d时重力的瞬时功率。
24．建筑工地上有两台起重机将重物吊起，下表是它们的工作情况记录：
起重机编号 被吊物体重力 匀速上升速度 上升的高度 所用时间 做功
A 2.0×103 N 4 m/s 16 m 4 s
B 4.0×103 N 3 m/s 6 m 2 s
(1)两台起重机哪台做功多；
(2)哪台做功快；怎样比较它们做功的快慢呢。
25．风洞即风洞实验室，是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，观测气流对实体的作用效果的一种管道状实验设备，它是进行空气动力实验最常用工具。如图所示为在垂直风洞里进行模拟实验的示意图。一根与水平面夹角为37°的固定直杆上，套着一个质量为1kg的小球，现小球在F=20N的竖直向上的风力作用下，从A点由静止出发沿直杆向上运动，已知杆与小球间的动摩擦因数μ=0.25，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）杆对小球的弹力的大小和方向；
（2）若风力F作用1s后撤去，求小球上滑过程中距A点的最大距离；
（3）若小球与杆之间的动摩擦因数可以改变，求当动摩擦因数超过多少时，不论风力多大，小球都将在A点保持静止（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．ABC
【解析】
【详解】
A．抛出时物体的重力势能为零，则物体的机械能等于物体的动能，由
Ek＝mv2
可得物体的速度
所以抛出瞬间克服重力做功的瞬时功率为
P=mgv=1×10×12W=120W
故A正确；
B．由图可知，物体上升的最大高度为6m，则物体下降的过程中重力做的功
W=mgh=1×10×6J=60J
故B正确；
C．整个的过程中重力做的总功为零，空气的阻力做的功等于物体减少的机械能，所以空气的阻力做的功
W′=E初-E末=72J-48J=24J
故C正确；
D．物体上升的最大高度为6m，则物体的路程为12m，由
W′=fs
代入数据可得
f=2N
故D错误。
故选ABC。
2．BC
【解析】
【详解】
AB．火车匀速直线运动过程牵引力与摩擦力平衡，根据平衡条件
F-f=0
又有P=Fv，联立得到
解得
当功率变大时，火车最大速度变大，即匀速的速度变大，故A错误，B正确；
CD．火车转弯过程做圆周运动，支持力和重力的合力恰好提供向心力，如图所示：
根据牛顿第二定律，有
解得
要求tanθ变大，即铁路转弯处的路基坡度应增大，故C正确，D错误．
故选BC正确．
3．BD
【解析】
【详解】
A、第1 s内物体保持静止状态，在推力方向没有位移产生，故做功为0，故A错误；
B、由图像可知，第3 s内物体做匀速运动，F＝2 N，故，由v-t图像知，第2 s内物体的位移，第2 s内物体克服摩擦力做的功，故B正确；
C、第1.5 s时物体的速度为1 m/s，则推力的功率：P=Fv=3×1=3W，故C错误；
D、第2 s内推力F＝3 N，推力F做功，故第2 s内推力F做功的平均功率，故D正确；
故选BD．
【点睛】
根据V-t图和F-t图可知：第1s内推力没有克服物体的最大静摩擦力，一直静止没有运动；第2s内物体做加速运动；第3s内做匀速运动可知此时，根据功、平均功率和瞬时功率的公式可求得各选项的结果．
4．ACD
【解析】
【分析】
【详解】
AB．设小环的质量为m，细杆与地面间的倾角为α，由题图乙知，小环在第1 s内的加速度
a＝m/s2＝0.5 m/s2
由牛顿第二定律得
5－mgsinα＝ma
4.5＝mgsinα
得
m＝1 kg
sinα＝0.45
A正确，B错误；
C．分析可得前3 s内拉力F的最大功率以1 s末为最大
Pm＝Fv＝5×0.5 W＝2.5 W
C正确；
D．前3 s内小环沿杆上升的位移
x＝×1 m＋0.5×2 m＝1.25 m
前3 s内小环机械能的增加量
ΔE＝mv2＋mgxsinα＝5.75 J
故D正确。
故选ACD。
5．B
【解析】
【详解】
汽车达到最大速度时，牵引力和阻力大小相等，则阻力的大小为
汽车在运动过程中，保持额定功率不变，当速度时，牵引力大小为
整个运动过程中，阻力恒定，根据牛顿第二定律得
带入数据得
故选B。
6．B
【解析】
【详解】
AB段表示物体速度不变，做匀速直线运动，故A错误，B正确；在0-9s内物体的速度图象一直在时间轴上方，都是正的，运动方向相同，故C错误；在6-12s内图象的斜率是不变的，说明加速度大小方向都不变，选项D错误；故选B.
【点睛】
本题考查学生对v-t图象的认识，记住图象的斜率表示加速度，图象与时间轴围成的面积表示这段时间内物体通过的位移．
7．D
【解析】
【详解】
试题分析：根据能量守恒定律可知，在过程I中，钢珠增加的动能等于钢珠减小的重力势能，过程II中损失的机械能等于全程减小的重力势能，即I过程中增加的动能小于II过程中损失的机械能，所以①错误；由功能关系可知，克服阻力做的功即减小的机械能，所以②正确；根据动量定理可知，在I过程中，只有重力产生冲量，所以钢珠动量的改变量就等于重力冲量，故③正确；全程使用动量定理可知，在I、II全过程中重力的冲量大小等于II中阻力的冲量的大小，所以④错误；由此可知，只有选项D正确；
考点：能量守恒定律、冲量
8．C
【解析】
【详解】
AD．两个小球在运动的过程中都是只有重力做功，机械能守恒，从开始运动至落地，两小球机械能的变化相同，所以根据机械能守恒可以知两物体落地时速度大小相等，但是由于速度是矢量，速度方向不同，所以速度不同，故A错误，C正确；
B．到达底端时两物体的速率相同，重力也相同，但A物体重力与速度有夹角，B物体重力与速度方向相同，所以落地前的瞬间B物体重力的瞬时功率大于A物体重力的瞬时功率，故B错误；
D．根据动量定理，小球动量的改变量
对A、B小球运动时间
，
可得
故从开始运动至落地，两小球动量的变化量有
故D错误。
故选C。
9．D
【解析】
【详解】
A．功是能量转化的量度，功是过程量，能是状态量，两者本质上是不相同的物理量，选项A错误；
B．功有正负，但是合成时不符合平行四边形法则，则功是标量，选项B错误；
C．根据，力做功越多，该力做功的功率不一定越大，还与时间有关，选项C错误；
D．根据P=Fv可知，汽车在运动中，发动机的功率一定时，速度越小，牵引力就越大，选项D正确；
故选D.
10．D
【解析】
【详解】
A. 功和功率都是标量，故A错误；
B. 公式P=Fv中P是发动机功率，F是牵引力，故B错误；
C. 根据W=Pt知，因做功时间未知，故做功越多的机器功率不一定越大，故C错误；
D. 功率是描述做功快慢的物理量，故D正确．
故选D.
11．C
【解析】
【分析】
根据物体的受力情况分析物体的运动情况，结合运动学基本公式及做功公式、功率公式即可求解。
【详解】
A.由题意可知，光滑水平面上静止的物体，受到一个水平拉力作用开始运动，加速度恒定，根据速度公式有v=at，所以物体的动能
因为m和a恒定，故为二次函数图线，选项A错误；
B.物体运动的加速度恒定，则a—t图线应为平行于t轴的直线，选项B错误；
C. P=Fv=Fat，因为F和a恒定，故为正比例函数图线，选项C正确；
D.匀变速直线运动的位移，因为a恒定，故为二次函数图线，选项D错误。
故选C。
【点睛】
本题主要考查了同学们读图的能力，要求同学们能根据受力情况分析物体的运动情况。从物体的动能、加速度、功率和位移的表达式知道对应的图线形状。
12．C
【解析】
【详解】
AB、用相同的推力前进相同的位移，所以推力做的功是相等的，故AB错误；
CD、若有摩擦力作用时，物体运动是的加速度小，运动相同的位移所用时间比较长，则推力做功的平均功率会小一点，故C正确，D错误；
综上所述本题答案是:C
13．D
【解析】
【详解】
A、根据控制变量法知，当汽车做功时间一定时，发动机做功越多则功率越大，A选项中没有明确时间一定，故A错误；
B、根据P=Fv，汽车牵引力F增大，速度可能减小，故发动机功率不一定增大，故B错误；
C、根据P=Fv，汽车速率v增大，牵引力可能减小，故发动机功率不一定增大，故C错误；
D、根据P=Fv，发动机功率一定时，速度增大时，牵引力一定变小，故D正确；
故选D．
14．C
【解析】
【分析】
【详解】
将的教辅资料从综合楼一楼搬到五楼，重力做功
同学对教辅资料做功的平均功率
故选C。
15．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．设推力作用结束时的速度为v，则导弹匀加和匀减的平均速度为
故加速的位移为
匀减的位移
联立解得
则减速时间为
火箭从最高点落到地面的时间
即上升和下落的时间之比为
故A错误.
B．加速的加速度为
解得
故B正确.
C．导弹在15s时正在加速
则发动机的功率为
故C错误.
D．导弹返回地面做自由落体运动
则落地动能为
故D错误.
故选B。
16．A
【解析】
【详解】
当牵引力等于阻力时，速度最大，根据P=fvm得汽车所受的阻力为：，根据P=Fv知，汽车的牵引力为：，
根据牛顿第二定律得汽车的加速度为：，故A正确，BCD错误．故选A．
点睛：本题考查了机车的启动问题，知道功率、牵引力与速度的关系，知道当加速度为零时，汽车的速度最大．
17．D
【解析】
【详解】
试题分析：汽车以恒定功率启动，由可知，因速度较小，故牵引力很大，汽车做加速运动；则速度增大；随着速度的增大汽车受到的牵引力减小，则由牛顿第二定律可知加速度要减小，当牵引力等于阻力时，汽车做匀速直线运动，故汽车做加速度减小的加速运动，最后做匀速直线运动，故D正确．
考点：考查了机车启动
18．D
【解析】
【详解】
A项：根据，则重力做功为，故A错误；
B项：重力做功的平均功率，故B错误；
C、D项：落地时物体的速度v=gt=10×2m/s=20m/s，则重力做功的瞬时功率P=mgv=20×20W=400W，故C错误，D正确．
点晴：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．
19．D
【解析】
【详解】
A．不是国际单位制基本单位，根据冲量的定义可知，是冲量的的单位，A错误；
B．根据功率的计算公式可知功率的单位可以表示为，但不是国际单位制基本单位，B错误；
C．根据动量的定义可知，是动量的单位，C错误；
D．根据可知功率的单位可以表示为，结合可知，则功率得单位，D正确。
故选D。
20．35人
【解析】
【详解】
设可同时乘载的最多人数为n，此时电动机处于最大输出功率Pm状态；
扶梯自身移动所需功率
P1＝IU＝5.5×380W＝2090W＝2.09kW
n个人以恒定速度v＝0.4m/s斜向上移动所需功率
P2＝Pm－P1＝（5.59－2.09）kW＝3.5kW
由
P2＝nmgvsin θ
可得
n＝＝＝35（人）
21．（1）；（2）8000W
【解析】
【分析】
【详解】
摩托车做平抛运动，刚好越过壕沟，则，。
（1）由平抛运动竖直方向位移—时间公式
解得
水平方向有
解得
（2）竖直分速度
重力的时功率
22．(1)40J；(2)20J；(3)20J
【解析】
【详解】
(1)在此过程中水平推力做的功为
(2)在此过程中摩擦力做的功为
所以克服摩擦力做功为。
(3)在此过程中物体获得的动能为
23．
【解析】
【分析】
【详解】
由机械能守恒定律
重力的瞬时功率
解得
24．(1)A做功多；(2)B做功快，可以用功与所用时间之比表示做功的快慢
【解析】
【分析】
【详解】
(1)A做功
B做功
则A做功多；
(2) 可以用功与所用时间之比表示做功的快慢；A的功率
B的功率
则B做功快。
25．（1）8N，方向垂直于杆向下；（2）3m ；（3）0.75
【解析】
【详解】
（1）小球在垂直于杆向上受风力的分力
小球受重力垂直于杆向下的分力
小球在垂直于杆方向上受力平衡，所以杆对小球的支持力的大小
方向垂直于杆向下
（2）风力F作用时，沿杆方向据牛顿第二定律，有
解得
=4m/s2
方向沿杆向上
风力作用1s末的速度为
=4×1m/s=4m/s
风力作用1s末的位移为
=×4×1m=2m
风力撤去后，据牛顿第二定律有
解得
a2=8m/s2
方向沿杆向下
小球继续上滑的位移
m=1m
小球上滑过程中距A点的最大距离
（3）若球都将在A点保持静止，则当风力为零且恰好不下滑时，有
解得
当风力较大且恰好不上滑时，有
仍有
即动摩擦因数超过0.75时，不论风力多大，小球都将在A点保持静止。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页