北师大版八年级下9.4功率同步练习（含答案）

北师大版八年级下 9.4 功率 同步练习
一、单选题
1．体重较小的小明与体重较大的爸爸同时从一楼步行上楼回四楼的家，小明先到四楼。关于他们上楼的过程，下列说法中正确的是（　　）
A．小明的功率一定比爸爸的功率大
B．小明的功率一定比爸爸的功率小
C．小明的功率可能等于爸爸的的功率
D．小明做的功可能比爸爸做的功多
2．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
3．一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动，物体运动的图像如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．物体在10s时的速度大于4s时的速度
B．0～6s物体所受的拉力大于6～12s物体所受的拉力
C．0～6s拉力对物体做功的功率小于6～12s拉力对物体做功的功率
D．0～6s拉力对物体所做的功大于6～12s拉力对物体所做的功
4．如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s 的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及绳轮间的摩擦），下列分析错误的是（　　）
A．拉力F2的功率为0.6W
B．如果增大F2，物体A可能向左运动
C．弹簧测力计读数为9N
D．物体A和地面之间的摩擦力是2N
5．甲、乙两台机器，甲的功率比乙的大，则下面说法正确的是（　　）
A．甲做功比乙做功快一些 B．甲做的功比乙做的功多
C．甲做功所用的时间更少 D．乙做功比甲做功快一些
6．某人用10牛的力在2秒钟内使物体移动了4米的距离，则（　　）
A．他对物体所做的功—定是40焦 B．他对物体所做的功不一定为40焦
C．它的功率为20瓦 D．它的功率为80瓦
7．图甲所示，超超在平地上用水平向右的力推木箱，推力随时间变化的图像如图乙所示，木箱速度随时间变化的图像如图丙所示，以下说法正确的是（　　）
A．0~3s内推力小于摩擦力
B．3s~6s内木箱处于平衡状态
C．6s~9s内木箱所受摩擦力大小为3N
D．9s~12s内推力做功的功率大小为6W
8．小明两次分别用时60s、40s把同一捆书从一楼匀速搬上三楼，比较两次搬书过程对书做功和做功的功率，判断正确的是（　　）
A．用时少的做功多 B．用时少的做功功率大
C．用时多的做功多 D．用时多的做功功率大
9．如图，中学生小丽和爷爷同时从一楼出发，爬到约10m高的四楼，小丽用时50s，爷爷用时60s，爷爷质量比小丽大，下列说法正确的是（　　）
A．小丽做的功约为500J
B．小丽做功的功率约为100W
C．小丽和爷爷爬相同的楼梯，两人做功相同
D．功和功率的大小关系都无法判断
10．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
二、填空题
11．如图所示，用20N的水平推力，经过2s时间，使重力为100N的物体在水平桌面上移动0.5m。在这个过程中，重力做功为___________J，推力F的功率为___________W。
12．如图所示。甲图中水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力的作用，其F﹣t和v﹣t图象分别如图乙和图丙所示。由图象可知，9s~12s内，推力对物体做功 ___________J；此段时间推力做功的功率为 ___________W。
13．如图所示，蚂蚁用2×10-3N的力拉着树叶，10s内沿着拉力方向前进了10cm，则蚂蚁对树叶做功为______J，此时的功率为______W。
14．如图甲，用滑轮组将重为120N的物体匀速提起，在5s内绳子自由端移动的距离为2m，图乙是拉力F与绳自由端移动距离s的关系图象，不计绳重和摩擦。则图乙中阴影部分的面积表示的物理量的单位是______，拉力F的功率是______W，动滑轮的重是______N。
15．一辆新能源小汽车在平直公路上以的速度匀速行驶，发动机提供的牵引力是600N。则此过程中牵引力做的功为__J，行驶时间为__s，发动机的输出功率为__kW。
三、综合题
16．如图所示，某快递公司的一架无人机，载着质量为6kg的货物，先在9s内沿竖直方向匀速上升60m，再在4s内沿水平方向匀速飞行20m后，将货物送达目的地。则：
（1）在匀速上升时，无人机对货物所做的功W1=_______J、做功功率P1=_______W；
（2）该无人机在此次运货的整个过程中对货物所做的功为W2，则W2_______W1（选填“>”、“=”或“<”）。（g=10N/kg）
17．沪苏通长江大桥是通沪铁路控制性工程，全长约 11km，于 2014 年 3 月 1 日动工建设，于 2019 年 9 月 20 日实现全桥合龙，2020 年 6 月，桥梁正式命名为“沪苏通长江公铁大桥。大桥上层为双向六车道高途公路。设计速度 100千米/小时；下层为双向四线铁路，设计速度 200 千米/小时（通沪铁路）、250 千米/小时（通苏嘉甬铁路）。如图甲为沪苏通大桥壮观的示意图，小杜和小龚利用端午假期参观了大桥，对此进行了研究：他们将大桥的结构进行简化，抽象成图、乙、图丙的模型。（已知江水的密度为1.0×103kg/m3，g=10N/kg）
（1）他们分析发现，桥塔的高度越高，斜拉索拉力的力臂越________，斜拉索的拉力越___________（两空均选填“大”或“小”）。
（2）建桥时，要向江中沉放大量的施工构件，假设一边长 2m 的正方体的构件被缓缓吊入水中。在沉入过程中，其下表面到水面的距离为 h，随着 h 的增大，钢绳拉力 F、物体所受浮力 F浮的变化如图 A 所示。图中反映钢绳拉力 F 随h 变化图线是_______（填序号） 已知 OA=AB=BC，则根据图像可求出正方体构件重为_________N。
（3）方了更好地进行施工，工地还利用水下机器人“小 H”完成江底操作作业，需将质量为60kg，体积为8×10-3m3 钢筋混凝土块提升0.8m，则混凝土块受到的浮力为_______N，小H 对混凝土块做功为___________J（不计水的阻力）。
（4）某学校利用电动巴士去大桥参观，行驶中巴士所受阻力恒为 1.2×103N，牵引力 F与车速的倒数 的关系如图。
①由图象可知，巴士的速度越大，牵引力越___________；
②当牵引力为 2.4×103N 时，巴士的速度为___________m/s，巴士通过这座桥需克服阻力做功________J，由图可知该巴士行驶的功率为___________W。
18．如图甲所示，一块重为5N的磁铁吸在竖直放置的粗糙钢板上，磁铁相对钢板静止。钢板重200N，磁铁对钢板的压力为20N，磁铁与钢板之间的接触面积为0.01m2。
（1）在图乙的方框图内画出磁铁静止时竖直方向上的受力示意图( )（以“黑点”代表磁铁）。
（2）根据受力分析可知，磁铁所受的摩擦力大小为______N，方向向______（选填“上”、“下”、“左”或“右”）。
（3）磁铁对钢板的压强有多大？( )
（4）如图丙所示，用竖直向下的力F拉着磁铁，使其匀速直线运动了0.5m，运动时间为10s。F做功的功率是0.25W。这段时间
①F做了多少功？( )
②F多大？( )
③磁铁所受的摩擦力多大？( )
19．如图所示，一个质量600kg、体积0.2m3的箱子沉入5m深的水底，水面距离地面2m，若利用滑轮组和电动机组成的打捞机械，以0.5m/s的速度将箱子从水底匀速提到地面，每个滑轮重100N（不计绳重、摩擦和水的阻力，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）．求：
（1）箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强；
（2）箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力；
（3）物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中，滑轮组的机械效率；
（4）整个打捞过程中请你分析哪个阶段电动机的输出功率最大，并计算出这个最大值．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
D．由题意知，小明的体重小于爸爸的体重，据W=Gh知，从一楼步行上四缕所走的距离相等，所做的功的大小关系为
W小明故D错误；
ABC．而小明先到四楼，说明小明所用的时间比爸爸的少，据知，小明的功率可能大于、等于或小于爸爸的功率，故AB错误，C正确。
故选C。
2．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。
3．D
【详解】
A．0~6s直线斜率大于6~12s直线斜率，所以0~6s速度大于6~12s速度，故物体在10s时的速度小于4s时的速度，故A错误；
BD．同一物体沿同一水平面运动，则压力大小和接触面的粗糙程度不变，所以物体受到的摩擦力大小不变，因物体做匀速直线运动，则拉力等于摩擦力，所以0~6s物体所受的拉力等于6~12s物体所受的拉力；从图中可以看出，0~6s过程中通过的路程为3m，6~12s过程中通过的路程为1m，而两过程中拉力相同，由W=Fs可知，0~6s拉力对物体所做的功大于6~12s拉力对物体所做的功，故B错误，D正确；
C．由于拉力相同，但0~6s过程中的速度大于6~12s过程中的速度，根据P=Fv可知，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C错误。
故选D。
4．B
【详解】
A．由图知，水平使用滑轮组，n=2，拉力端移动速度
v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s
根据
可知F2的功率
P=F2v=3N×0.2m/s=0.6W
故A正确，不符合题意；
C．不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，由力的平衡条件可得，弹簧测力计的示数
F=3F2=3×3N=9N
故C正确，不符合题意；
D．由图知B和A之间的摩擦力
fB=2F2=2×3N=6N
根据B向左做匀速直线运动可知物体A对B的摩擦力的方向向右，根据力的作用是相互的可知物体B对物体A的摩擦力向左，大小为6N；对于物体A，受到B对A向左的摩擦力fB1=6N，向右的拉力F1=4N，因为A静止，所以地面向右的摩擦力
f地=fB1-F1=6N-4N=2N
故D正确，不符合题意；
B．如果增大F2，B将做加速运动，B对A的压力和接触面的粗糙程度不变，B与A之间的摩擦力不变，A受摩擦力不变，A受到地面的摩擦力也不变，即A的受力情况不变，还是处于静止状态，故B错误，符合题意。
故选B。
5．A
【详解】
AD．功率是表示物体做功快慢的物理量，甲的功率比乙的大，则甲做功比乙做功快，故A正确，D错误；
B．功率数值上等于功与时间的比值。因为甲的功率比乙的大，所以在相同时间内，甲做的功比乙多，故B错误。
C．因为甲的功率比乙的大，由可知，做同样多的功，甲所用的时间更少，题中没有说明做功一样，故C错误。
故选A。
6．B
【详解】
AB．物体移动的距离是在力的方向上，则某人对物体所做的功
W=Fs=10N×4m=40J
如果物体移动的距离不是在力的方向上，则某人对物体不做功，故A不符合题意，B符合题意；
CD．如果力对物体做了功，则功率
如果力对物体不做功，则功率为0。故CD错误。
故选B。
7．D
【详解】
A．由图丙知，0~3s，木箱处于静止状态，所受的静摩擦力与推力是一对平衡力，它们的大小相等，故A错误；
B．由图丙知，3~6s，木箱做加速运动，不是处于平衡状态，故B错误；
CD．由图丙知，9~12s，木箱做匀速直线运动，速度为1m/s，由图乙知，此时木箱受到的推力为6N，那么所受的摩擦力也等于6N，因为木箱处于平衡状态，水平方向上的摩擦力和推力是一对平衡力。此时间段，推力做功的功率
P=Fv=6N×1m/s=6W
6~9s，木箱做减速运动，但此时间段木箱对平地的压力和接触面的粗糙程度与匀速直线运动时间段内的相同，所以所受的摩擦力大小也为6N。故C错误，D正确。
故选D。
8．B
【详解】
AC．由题意可知，搬的是同一捆书，而且两次上楼的高度均不变，由
W=Gh
可知，两次搬书过程对书做功相同，故AC错误；
BD．两次所做的功相同，由
可知，用时少的做功功率大，用时多的做功功率小，故B正确，D错误。
故选B。
9．B
【详解】
A．小丽的质量约为50kg，重力约为
小丽做的功约为
故A错误；
B．小丽做功的功率约为
故B正确；
CD．依题意得，小丽和爷爷的质量不同，小丽和爷爷的重力不同，爬相同高度的楼梯，两人做功不同，爷爷做功更多，但由于不知道具体做功的多少，所以不能判断二人功率的大小，故CD错误。
故选B。
10．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。
11． 0 5
【详解】
[1]用水平推力使重力为100N的物体在水平桌面上移动0.5m，在这个过程中，物体在重力方向上没有移动一段距离，故重力不做功，为0J。
[2]推力F做的功为
W=Fs=20N×0.5m=10J
则功率为
P=5W
12． 18 6
【详解】
[1]由丙图知，9s~12s内，物体做匀速运动，且
由乙图知，9s~12s内的推力
则9s~12s内推力F做功
[2]此段时间推力做功的功率
13． 2×10-4 2×10-5
【详解】
[1]蚂蚁用2×10-3N的力拉着树叶，10s内沿着拉力方向前进了10cm，蚂蚁对树叶做功
W=Fs=2×10-3N×10×10-2m=2×10-4J
[2]蚂蚁做功功率
14． 焦耳 20 30
【详解】
[1]图乙中纵坐标表示拉力，且拉力大小为50N不变，横坐标表示绳子自由端移动的距离，所以，阴影部分的面积为拉力与绳子自由端移动的距离的乘积，表示拉力所做的总功，功的单位是焦耳
[2]由题知，在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=2m，则拉力做的总功
W总=Fs=50N×2m=100J
拉力的功率
[3]由图知n=3，不计绳重和摩擦，则
故动滑轮的重力
G动=3F-G=3×50N-120N=30N
15． 1500 12
【详解】
[1]汽车行驶的路程
牵引力做的功
[2]由知道，汽车的行驶时间
[3]发动机的输出功率
16． 400 =
【详解】
(1)[1] 在匀速上升时，无人机对货物拉力所做的功：
；
[2] 做功功率：
；
(2)[3]货物水平移动过程中，物体在无人机拉力方向上没有移动距离，所以无人机不做功；则该无人机在此次运货的整个过程中对货物所做的功W2和W1相等。
17． 大 小 1 2.4×105 80 416 小 5 1.32×107 1.2×104
【详解】
（1）[1][2]由抽象成的模型图可知，它用到了杠杆的相关知识，图中F0为拉索的拉力，F1相当于桥重和过往车辆等产生的对桥的作用力，O点为杠杆的支点，如下图所示：
桥塔高度增加后，阻力F1及其力臂不变，l0'＞l 0，即动力臂增大，由杠杆的平衡条件可知，斜拉索的拉力F0减小。即桥塔的高度越高，斜拉索拉力的力臂越大，斜拉索的拉力越小。
（2）[3]在沉入过程中，其下表面到水面的距离为 h，随着 h 的增大，构件排开江水的体积变大（浸没前），根据阿基米德原理，构件受到的浮力F浮变大，根据力的平衡，钢绳拉力
F=G-F浮
故浸没前随着 h 的增大，钢绳拉力变小；当浸没后，物体排开江水的体积不变，受到的浮力不变，故受到的浮力不变，图中反映钢绳拉力 F 随h 变化图线是1。
[4]已知 OA=AB=BC，设构件的重力为G，根据图像知，全部浸没时测力计的示数为
由力的平衡得
正方体构件的重为
（3）[5][6]利用水下机器人“小 H”完成江底操作作业，需将质量为60kg，体积为8×10-3m3钢筋混凝土块提升0.8m，因机器人浸没江中，则混凝土块受到的浮力为
根据力的平衡，机器人对混凝土块的拉力为
“小H” 对混凝土块做功为
（4）①[7]巴士的速度越大，越小，由图象可知，牵引力越小；
②[8]因牵引力 F与车速的倒数的图像为过原点的直线，故F与车速的倒数成正比，由图B知，当车速的倒数，牵引力为1200N，故当牵引力为2400N时，车速的倒数，即当牵引力为 2.4×103N 时，巴士的速度为5m/s；
[9][10]行驶中巴士所受阻力恒为 1.2×103N，巴士通过这座桥需克服阻力做功
该巴士行驶的功率为
18． 5 上 2000Pa 2.5J 5N 10N
【详解】
（1）[1]磁铁静止时竖直方向上受向上的摩擦力和向下的重力，二力大小相等，如图：
（2）[2][3]由于摩擦力和重力是平衡力，所以摩擦力的大小等于重力的大小，磁铁所受的摩擦力大小为5N，方向向上。
（3）[4]磁铁对钢板的压强为
（4）①[5] F做功为
W=Pt=0.25W×10s=2.5J
②[6]F的大小为
F==5N
③[7]磁铁匀速直线运动时处于平衡状态，所受的摩擦力等于拉力和重力之和，所以此时磁铁所受的摩擦力为
f′=G+F=5N+5N=10N
19．（1）5×104Pa（2）2×103N（3）98.4%（4）3.05×103W
【详解】
（1）．箱子在水底时下表面的深度h=5m，此处水产生的压强：
．
（2）．箱子沉入水底，则V排=V=0.2m3，则浮力
=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m3=2×103N．
（3）．物体完全露出水面后，在提升箱子过程中，不计绳重、摩擦和水的阻力，有用功是动滑轮对箱子的拉力所做的功，额外功是克服动滑轮重所做的功；箱子的重力：
=600kg×10N/kg=6×103N；
出水后，根据可得：机械效率：
．
（4）．由于箱子从水底匀速提到地面，根据即可判断出拉力最大时，功率最大；箱子离开水面在空中时，对滑轮组的拉力最大，故此时电动机对滑轮组的拉力最大；由于不计绳重、摩擦和水的阻力，则
；
电动机上绳子的提升速度为v′=2v=2×0.5m/s=1m/s，则
=3.05×103N×1m/s=3.05×103W．
答：（1）．箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强为5×104Pa；
（2）．箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力为2×103N；
（3）．物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中，滑轮组的机械效率为98.4%；
（4）．整个打捞过程中箱子离开水面在空中时电动机的输出功率最大，为3.05×103W．
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