苏科版九年级上册11.4功率同步练习（含答案）

苏科版九年级上册 11.4 功率 同步练习
一、单选题
1．如果你想测量自己爬楼梯做功的功率，下列物理量不需要测量的是（　　）
A．身体的质量 B．楼梯高度 C．楼梯的长度 D．上楼所用的时间
2．2020年1月25日到2020年2月2日，从相关方案的设计完成，到正式投入使用，仅用了8天时间就建成的武汉火神山医院，彰显的不仅是中国速度，更是战胜疫情的坚强决心。如图所示，为了在最短的时间完成地面基础建设，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的（　　）
A．机械效率 B．功 C．功率 D．有用功
3．用力沿水平方向拉水平桌面上的木块，拉力大小随时间变化的图像如图甲所示，物块速度随时间变化的图像如图乙所示。下列有关拉力做功及其功率的分析正确的是（　　）
A．内拉力做功为 B．内拉力做功为
C．内拉力的功率逐渐变大 D．内拉力的功率逐渐变大
4．在国际单位制中，压强的单位是（　　）
A．牛顿（N） B．千克（kg）
C．瓦特（W） D．帕斯卡（Pa）
5．引体向上是一种简单易行的体育锻炼活动，在做引体向上时，双臂的拉力克服重力做功使身体上升。小明同学每分钟按标准完成了20个引体向上，在这一过程中，小明消耗的功率最接近（　　）
A．15W B．30W C．60W D．120W
6．在水平地面上的甲乙两个物体在水平牵引力F甲、F乙作用下都做匀速直线运动，它们运动的路程和所做的功随时间变化的图像分别如图所示，根据图像，可以判断牵引力F甲、F乙以及做功功率P甲、P乙大小关系（　　）
A．P甲＜P乙 F甲＜F乙 B．P甲＞P乙 F甲＞F乙
C．P甲＜P乙 F甲＞F乙 D．P甲＞P乙 F甲＜F乙
7．如图所示，小桂和小林一起坐在秋千凳上荡秋千，他们的重力分别是G1、G2，且G1A．W1>W2 B．W1=W2 C．P18．一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面做匀速直线运动，物体运动的路程（s）-时间（t）图像如图所示，根据图像，下列判断正确的是（　　）
A．物体10s时的速度等于4s时的速度
B．拉力对物体所做的功大于拉力对物体所做的功
C．物体所受的拉力大于物体所受的拉力
D．拉力对物体做功的功率小于拉力对物体做功的功率
9．物理学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图象中能用阴影面积表示某物理量的是（　　）
A． B． C． D．
10．如图甲所示，物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动，0-6s内拉力随时间变化的规律如图乙，速度随时间变化的规律如图丙，则在2-4s内，拉力做的功，以及4-6s内拉力的平均功率为（　　）
A．30J；2.5W B．30J；5W C．15J；2.5W D．15J；5W
11．测量爬楼的功率，小明和小华两人团结协作准备测量小明爬楼梯的功率，以下做法正确的是（　　）
A．需要测量出小华的体重、爬楼的高度、爬楼的时间
B．需要测量出小明的体重、楼梯的总长度、爬楼的时间
C．小明爬楼所用的时间最好是小明自己手握秒表测量
D．测量小明爬楼的功率需要测量3次而后求平均值，这样最为准确
12．甲机械比乙机械的功率大，表示两机械在做功时（　　）
A．甲比乙做功多 B．甲比乙的机械效率高
C．甲比乙做功快 D．甲比乙更省功
二、填空题
13．在物理学中，功率是表示物体__________的物理量，甲、乙两台机器工作时的功率分别是1000瓦和1500瓦，说明甲做功比乙__________。一台机器2秒钟做功2.4×103焦，该机器的功率为________瓦，表示的物理意义是______。
14．用如图所示的滑轮组，将重为20 N的物体以0.1 m/s的速度匀速提升，拉力F =12 N，拉力的功率为_____W,滑轮组的机械效率为____，若不计绳重及摩擦，动滑轮的重力为______ N.
15．某班级组织了一次物理课外实践活动，比较全班同学中从一楼爬上三楼过程中谁的爬楼功率最大。为了简便获得比赛结果，则活动中至少测量的物理量是：人体的体重和______。实验结束后，有位质量为50kg同学进行爬杆训练，当他沿竖直杆匀速上爬时，人受到的摩擦力大小为______N，方向______。
16．甲、乙两辆汽车的功率相等，在相同的时间内通过的路程之比为5∶3，则甲、乙两辆汽车做功之比为 ______，受到的牵引力之比为 ______。
三、综合题
17．建筑工地上搭建了如图所示的塔式起重机．AB是竖直支架，CD是水平臂，其上OC段叫平衡臂，C端装有配重体，OD段叫吊臂，E处装有滑轮组，可在O、D两点间移动，OE=10m，OD=25m．
（1）从图中可看出这种起重机中应用到我们所学过简单机械中的滑轮组和_____．
（2）该起重机将重量为1×104N的建筑材料以0.7m/s速度匀速吊起7m，起重机对建筑材料做了多少有用功？如果起重机的实际总功率为14kW，起重机的机械效率是多少？
18．智能机器人目前已能够在很多方面为人类提供高效率高精准度的服务；在图书馆领域，机器人可以辅助或替代图书馆员的工作，提供整理图书、读者咨询等服务；下表是某智能机器人图书馆员“小i”（如图）的部分参数，请回答下列问题：（g取10N/kg）
（1）为了使机器人行走或搬运货物时更加平稳，要求机器人的基座有较大的质量，则适合做机器人基座的材料是 ______（选填“铸铁“或“塑料”）；机器人双臂关节连接处要尽量 ______（选填“增大”或“减小”）摩擦；
（2）当机器人以最大负重静止在水平地面上时，它对水平地面的压强是多少帕？______
（3）“小i“以最大负重在图书馆中水平匀速直线运动40m，用时100s，其间受到地面的摩擦力为重力的0.1倍，则它克服摩擦力做功的功率是多少？______
（4）若“小i”每天需将1900kg图书从地面分批搬回0.5m高的书架上，则“小i”每天搬运这些图书上书架做的功是多少？______
参数名称 与地面的接触面积/cm2 最大负重/kg 质量/kg
数据 48 20 16
19．如图所示，是科学家新开发的一种便携式汽车WalkCar，它小到可以放入背包中携带，这款小汽车靠电力驱动，最高时速可达18km/h，质量仅2kg。
（1）WalkCar与以汽油为燃料的汽车相比，其优点是：_______（写出一条即可）；
（2）WalkCar与地面的接触面积为0.001，则质量为58kg的人站在车上，静止时车对水平地面的压强是多少_______？
（3）匀速行驶时它与地面间的摩擦力为10N，则WalkCar以最高时速行驶10min，克服摩擦力所做的功是多少______？该过程WalkCar的功率是多大？_______
20．新的《电动自行车安全技术规范》正式实施要求：最大速度≤25km/h，电动机输出功率≤400W。质检员小华对某款电动自行车进行测试，沿水平直路面从A出发骑行至D结束，测试情况如表格所示。
路段 sAB sBC sCD
路程s/km 0.6 4.8 0.6
用时t/h 0.05 0.2 0.05
速度特点 逐步加速 以最大速度匀速行驶 逐步减速
阻力特点 越来越大 恒力60N 越来越小
（1）测试过程中，在AB段，小华看到路旁的树木在后退，她是以___________（选填“电动自行车”或“地面”）为参照物；
（2）在BC段，电动自行车速度为___________km/h，动力做功___________J，电动机的输出功率为___________W，___________（选填“符合”或“不符合”）新《规范》关于电动机输出功率的要求；
（3）在CD段，电动自行车受___________（填“平衡”或“非平衡”）力的作用；
（4）从A到D全程，电动自行车的平均速度为___________km/h。
21．两栖突击车是登陆作战的重要装备．如图甲是我国某型号的两栖突击车，它的总质量22吨，发动机的功率420kW。水上最大速度14.4km/h，陆地最大速度54km/h。请你解答下列问题：（g=10N/kg）
（1）该车的尾部有一个类似于机翼的装置，如图乙所示，请你说明这个装置的作用______，发动机的做功冲程中，能量的转化情况是______；
（2）该车停在水平地面上时，履带着地总面积为4m ，它对地面的压强是多少？( )
（3）该车静止浮在水面上时排开水的体积是多大？（ρ水=1.0×103kg/m3）( )
（4）该车在水中以最大速度匀速前进时（发动机正常工作），受到的阻力是多大？( )
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
如果想要测量自己爬楼梯做功的功率，则需要测量出克服自身重力做的功以及爬楼梯所用的时间，因此需要知道重力、楼梯的高度以及上楼所用的时间，楼梯的长度并不是沿重力方向移动的距离，故不需要测量出来。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
2．C
【详解】
建成一所医院所做的有用功是相同的，为了减小做功的时间（缩短工期），根据可知，需要增大挖掘机的功率，所以，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的功率。
故选C。
3．C
【详解】
AB．结合图甲、乙两图知，0~10s，水平拉力由0增大到4N，木块处于静止状态；10~30s，水平拉力由4N增大到12N，木块做加速运动，据P=Fv知，拉力的功率逐渐变大，据W=Pt知，无法确定做功的多少，故AB错误；
D．30~40s，水平拉力保持为4N不变，木块做匀速直线运动，则拉力的功率保持不变，故D错误；
C．50s内，木块经历静止、加速、匀速、减速，不能确定运动距离和功率大小，不能确定做功多少，故B错误。
故选C。
4．D
【详解】
A．在物理学中，牛顿是力的基本单位，故A不符合题意；
B．在物理学中，千克是质量的基本单位，故B不符合题意；
C．在物理学中，瓦特是功率的基本单位，故C不符合题意；
D．在物理学中，帕斯卡是压强的基本单位，故D符合题意。
故选D。
5．C
【详解】
小明同学的质量大约为：,身高上升高度为，，，小明同学的体重为
做一次引体向上需克服重力做的功
1min内做的总功
小明的功率
与60W比较接近。
故选C。
6．A
【详解】
由s﹣t图像可知，在相同时间内，甲物体通过的路程大于乙物体通过的路程，根据 可知，甲物体的速度大于乙物体的速度，即
由W﹣t图像可知，在相同时间内，甲物体做的功小于乙物体做的功，根据 可知，甲物体做功的功率小于乙物体做功的功率，即
又因为
所以甲物体受到的拉力小于乙物体受到的拉力，即
综上分析可知，选项A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
7．C
【详解】
AB．从最高点下摆到最低点的过程中，重力做的功为
因为h相同，且G1CD．由可知
因为t相同，，所以，故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
8．B
【详解】
A．从图象知道，0~6s和6s~12s物体以不同的速度做匀速直线运动，而0~6s过程中通过的路程是3m，6~12s的过程中通过路程为1m，因为相同时间内通过的路程越多，速度越大，所以，0~6s过程中的速度大于6~12s的过程中的速度，即4s时的速度大于10s时的速度，故A错误；
BC．由图象知道，物体做匀速直线运动，拉力等于摩擦力，同一物体对水平面压力相等，接触面的粗糙程度不变，故物体受到的摩擦力相等，所以0~6s物体所受的拉力等于6~12s物体所受的拉力；从图中知道，0~6s中通过的距离为3m；6~12s的过程中通过的距离为1m；而拉力相同，由W=Fs知道，0至6s内拉力对物体做的功大于6s至12s内拉力对物体做的功，故B正确，C错误；
D．由于0~6s过程中的速度大于6~12s的过程中的速度，且拉力相同，由P=Fv知道，0~6s拉力对物体做功的功率大于6~12s拉力对物体做功的功率，故D错误。
故选B。
9．B
【详解】
A．横坐标表示功，纵坐标表示功率，阴影部分面积是功和功率乘积，无意义，故A不符合题意；
B．横坐标表示时间，纵坐标表示功率，阴影部分面积是功率和时间乘积，表示功，故B符合题意；
C．横坐标表示功率，纵坐标表示功，阴影部分面积是功和功率乘积，无意义，故C不符合题意；
D．横坐标表示时间，纵坐标表示功，阴影部分面积是功和时间乘积，无意义，故D不符合题意。
故选B。
10．A
【详解】
由图乙可知，在2~4s内，拉力F1=3N，由图丙可知，在2~4s内，物体做匀速运动，且v=5.0m/s，由速度公式可得，在2~4s内物体运动的距离
s=vt=5.0m/s×2s=10m
则在2~4s内拉力做的功
W=F1s=3N×10m=30J
由图乙可知，在4~6s内，拉力F2=1N，由图丙可知，在4~6s内，物体做匀减速运动，且初速度v=5.0m/s，末速度为0，则在4-6s内物体的平均速度
由
得4-6s内拉力的平均功率
故选A。
11．C
【详解】
AB．爬楼要克服自身重力做功，且做功功率为
所以，实验时需要测量是被测量者的体重（质量m）、楼高h、爬楼所用时间t，故A B错误；
C．小明自己手握秒表测量，便于掌握开始和结束的时间，计时较准确，故C正确；
D．若不断地爬楼3次，由于受到体力的影响，爬楼的时间会越来越长，爬楼的功率会越来越小，最终求得的值将比通常情况下的功率值偏小，故D错误。
故选C。
12．C
【详解】
A．由W=Pt知道，不知道做功的时间，功率大的机械做功不一定多，故A错误；
B．机械效率是指有用功与总功的比值，与功率是两个不同的物理量，故B错误；
C．理学中用功率来表示物体做功的快慢，功率是指物体在单位时间内所做的功，故C正确；
D．由功的原理知道，使用任何机械都不省功，故D错误。
故选C。
13． 做功快慢 慢 1.2×103 这台机器1s内做1.2×103J的功
【详解】
[1]在物理学中，为了更好的描述物体做功快慢，引入了物理量功率。
[2]功率是反应做功快慢的物理量，故功率大，表示单位时间内做功快，而甲的功率为1000W，乙为1500W，故甲做功慢。
[3] 机器的功率为
故机器的功率为。
[4]功率的物理意义是单位时间内做多少功，即这台机器1s内做1.2×103J的功。
14． 2.4 83.3% 4
【详解】
如图油轮组由两段绳子承担物重，拉力移动的距离为物体升高距离的二倍，所以拉力移动的速度也是物体升高速度的二倍．
所以拉力的功率为：；
油轮组的机械效率为：；
因为：，
所以动油轮的重为：
点睛：涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，使用滑轮或滑轮组时，额外功为提高滑轮做的功、克服摩擦及绳子重做的功．
15． 爬楼时间 500 竖直向上
【详解】
[1]根据功率的计算公式，要比较功率的大小，所做的功及做功的时间，在高度相同时，需要测量出人体的质量及爬楼时间。
[2][3]沿竖直杆匀速上爬时，在竖直方向上，人受二力平衡，重力与摩擦力是一对平衡力，所以摩擦力的大小为
方向与重力方向相反，即竖直向上。
16． 1∶1 3∶5
【详解】
[1]甲乙两辆车的功率相等，由W=Pt可知在相等的时间内做功相等，即甲、乙两辆汽车做功之比是1∶1。
[2]由W=Fs可得甲、乙两辆车受到牵引力之比为
17．（1）杠杆 （2）7×104J （3）50%
【详解】
（1）由图示可知，此装置中有杠杆和滑轮组；（2）起重机对建筑材料做的有用功W有=Gh=1×104N×7m=7×104J；吊起重物所用的时间t=h/v=7m/（0.7m/s）=10s，起重机所做的总功W总=Pt=14000W×10s=140000J=1.4×105J，所以起重机的机械效率η=W有/W总=7×104J/（1.4×105J）=50%．
18． 铸铁 减小 7.5×104帕 14.4W 9500J
【详解】
（1）[1]因要求机器人的基座有较大质量，则适合做机器人基座的材料是铸铁。
[2]机器人双臂为了避免容易磨损以及使用更灵活，其关节处要尽量减小摩擦。
（2）[3]由表中可知，当机器人以最大负重静止在地面上时总重力为
G总=m总g=(20kg+16kg)×10N/kg=360N
故对水平地面的压力
F= G总=360N
与地面的接触面积
S=48cm2=4.8×10-3m2
故对水平地面的压强
（3 ）{4}由题意可知，机器人的运动速度为
运动过程中机器人所受阻力为
f=0.1 G总=0.1×360N=36N
因机器人受力平衡，根据可知它克服摩擦力做功的功率
P=fv=36N×0.4m/s=14.4W
（4 ）[5]因机器人的最大负重为20kg，故将1900kg图书搬回书架上需要搬运的次数为
搬运一次所做的功为
W=Gh=mgh=20kg×10N/kg×0.5m=100J
故全部搬运完所做的功为
W总=95×W=95×100J=9500J
故答案为：（1）铸铁；减小；
（2）它对水平地面的压强是7.5×104帕；
（3）它克服摩擦力做功的功率是14.4W；
（4）“小i”每天搬运这些图书上书架做的功是9500J。
19． 绿色环保 50W
【详解】
(1)[1]WalkCar靠电力驱动，与以汽油为燃料的汽车相比绿色环保。
(2)[2]WalkCar与地面的接触面积为0.001，则质量为58kg的人站在车上，静止时车对水平地面的压力等于车的重力与人的重力之和，即
则车对水平地面的压强为
(3)[3]匀速行驶时它与地面间的摩擦力为10N，则WalkCar以最高时速行驶10min，最高时速达18km/h，即5m/s，克服摩擦力所做的功为
[4]根据二力平衡其牵引力大小等于摩擦力即10N，该过程WalkCar的功率为
20． 电动自行车 24 2.88×105 400 符合 非平衡 20
【详解】
（1）[1]测试过程中，小华看到路旁的树木向后运动，树木和小华之间发生了位置的改变，所以她是以电动自行车为参照物的。
（2）[2]在BC段电动自行车的速度为
v==24km/h
[3]在BC段，匀速骑行，车受到的动力和阻力是一对平衡力，大小相等，则动力
F=f=60N
BC段动力做功
W=Fs=60N×4800m=2.88×105J
[4][5]电动机的输出功率
P==400W
符合新《规范》关于电动机输出功率的要求。
（3）[6]在CD段，电动自行车做减速运动，运动状态发生了变化，受到非平衡力的作用。
（4）[7]从A到D全程，总路程
s=0.6km+4.8km+0.6km=6km
总时间
t=0.05h+0.2h+0.05h=0.3h
全程电动自行车的平均速度
v'==20km/h
21． 减小突击车对地面的压力 内能转化为机械能 5.5×104Pa 22m3 1.05×105N
【详解】
解：（1）[1][2]尾部有一个类似于机翼的装置，利用流体流速越快，压强越小的特性，减小突击车对地面的压力；发动机的做功冲程中，把内能转化为机械能。
（2）[3]该车对地面的压力为
F=G=mg=22×103kg×10N/kg=2.2×105N
对地面的压强是
=5.5×104Pa
（3）[4]该车静止浮在水面上受到的浮力为
F浮=G=2.2×105N
由F浮=ρ液·g·V排可得
V排==22m3
（4）[5]由功率定义可得
p==Fv
则
F==1.05×105N
该车在水中以最大速度匀速前进时，受到的阻力是
f=F=1.05×105N
答：（2）该车停在水平地面上时，履带着地总面积为4m ，它对地面的压强是5.5×104Pa；
（3）该车静止浮在水面上时排开水的体积是22m3；
（4）该车在水中以最大速度匀速前进时（发动机正常工作），受到的阻力是1.05×105N。
答案第1页，共2页
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