必修第二册1.2功率同步练习（word版含答案）

鲁科版 （2019）必修第二册 1.2 功率 同步练习
一、单选题
1．质量为m的物体由固定在地面上的斜面顶端匀速滑到斜面底端，斜面倾角为θ，物体下滑速度为v，如图所示，则下列说法中正确的是（　　）
A．重力对物体做功的功率为mgvcosθ
B．重力对物体做功的功率为mgv
C．物体克服摩擦力做功的功率为mgvsinθ
D．物体克服摩擦力做功的功率为mgv
2．某飞艇在平流层匀速飞行时，其所受阻力与速度成正比。已知当飞艇以速度匀速飞行时，动力系统的输出功率为P，现将动力系统的输出功率提高至原先的k倍，一段时间后飞艇最多能加速至，则有（　　）
A． B． C． D．
3．质量为m的汽车沿平直的公路行驶，在时间t内，以恒定功率P由静止开始经过距离s达到最大速度vm。已知汽车所受的阻力Ff恒定不变，则在这段时间内发动机所做的功W可用下列哪些式子计算（　　）
A． B． C． D．
4．我国在人工智能和无人驾驶技术方面已取得较大突破，某公司生产的一种无人驾驶汽车的最大输出功率为，汽车在某段平直路面上由静止开始做加速度大小为a的匀加速直线运动，达到最大功率后汽车保持最大功率行驶，直到达到最大速度；已知汽车的总质量为m，汽车受到的阻力恒为f，则下列说法正确的是（　　）
A．在达到最大功率之前，汽车的牵引力逐渐增大
B．在达到最大功率之后，汽车的牵引力逐渐减小
C．汽车做匀加速运动的时间为
D．汽车的最大速度为
5．如图所示，质量为60kg的某运动员在做俯卧撑运动，运动过程中可将她的身体视为一根直棒。已知重心在c点，其垂线与脚、两手连线中点间的距离Oa、Ob分别为0.9m和0.6m。若她在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，则1min内克服重力做的功和相应的功率约为（g取10m/s2）（　　）
A．4230J，70W B．4320J，72W C．720J，12W D．7200J，120W
6．判断下列哪一项关于功率的说法是正确的（　　）
A．做功越多，功率越大
B．做功越快，功率越大
C．作用力越大，功率越大
D．物体的速度越大，功率越大
7．某人在平直公路上仅靠电机驱动电动车以额定功率从静止启动，已知电动车能够达到的最大速度为v，电动车所受的阻力是人和车总重力的0.2倍。当车速为时，人和车的瞬时加速度为（　　）（g取10m/s2）
A．1m/s2 B．2m/s2 C．4m/s2 D．6m/s2
8．一台起重机匀加速地将质量为1.0×103kg的货物从静止开始竖直吊起，在2s末货物的速度为4.0m/s，不计空气阻力，g=10m/s2则以下正确的是（　　）
A．起重机在这两秒内对货物做的功为40
B．起重机在这两秒内的输出功率为24
C．起重机在2s末的输出功率为24
D．起重机在这两秒内的输出功率为48
9．某机车在水平道路上行驶时，其所受阻力大小与其速度大小成正比。如果该机车以大小为v的速度匀速行驶时，机车发动机的输出功率为P，则该机车以大小为的速度匀速行驶时，机车发动机的输出功率为（　　）
A． B． C． D．
10．如图所示，在普朗克墓碑上刻有普朗克常数，普朗克常数是量子力学中一个极为重要的物理常数，它架起了粒子性与波动性之间的桥梁，普朗克常数单位用国际单位基本单位的符号可以表示为（　　）
A． B． C． D．
11．质量分别为和的两个物体，，与地面之间的接触面光滑，与地面之间的接触面粗糙。如图所示，两物体分别在大小相等、方向相同的两个力和的作用下由静止沿水平方向移动了相同的距离。若做的功为，平均功率为，做的功为，平均功率为，则（　　）
A．， B．，
C．， D．，
12．五菱宏光汽车广受车友们的爱戴，被称为“中国神车”。某型号的五菱汽车发动机铭牌如图所示，该汽车在水平路面上启动的过程中，保持发动机的输出功率恒为最大净功率，假定汽车受到的总阻力大小恒为1800N。下列说法正确的是（　　）
A．汽车启动的过程中，发动机提供的牵引力恒为1800N
B．汽车匀速行驶时，发动机提供的牵引力为1800N
C．汽车启动过程中，速度为30m/s时合力为2000N
D．汽车启动过程中，所能达到的最大速度为33.3km/h
二、多选题
13．如图所示，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变化的规律如图所示，取，则（　　）
A．物体的质量为0.5kg
B．这3s内物体克服摩擦力做的功为W=6.0 J
C．第1.5s时推力 F的功率为1.5 W
D．后2 s内推力 F做功的平均功率
14．在光滑水平面上质量为m=1kg的物体在水平拉力F的作用下从静止开始运动，如图甲所示，若力F随时间的变化情况如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）
A．拉力在前2s内和后4s内做功之比为1∶1
B．拉力在前2s内和后4s内做功之比为1∶3
C．拉力在4s末和6s末做功的功率之比为2∶3
D．拉力在前2s内和后4s内做功的功率之比为2∶3
15．下列说法正确的是（　　）
A．千克、米/秒、牛顿是导出单位
B．以额定功率运行的汽车，车速越快，牵引力越大
C．汽车在水平公路上转弯时，车速越快，越容易滑出路面
D．地球球心与人造地球卫星的轨道必定在同一平面内
16．如图所示的“襄阳炮”是古代军队攻打城池的装置，其实质就是一种大型抛石机，图是其工作原理的简化图。将质量的石块，装在与转轴相距的长臂末端口袋中，最初静止时长臂与水平面的夹角，发射时对短臂施力使长臂转到竖直位置时立即停止运动，石块被水平抛出，落在水平地面上、若石块落地位置与抛出位置间的水平距离，不计空气阻力，取。以下判断正确的是（　　）
A．石块抛出后运动时间为
B．石块即将落地时重力的瞬时功率为
C．石块落地的瞬时速度大小为
D．石块即将落地时重力的瞬时功率为
三、实验题
17．测量玩具遥控汽车的额定功率实验，简要步骤如下：
A．测出小车质量为0.6kg。
B．在小车尾部系一条长纸带，让纸带穿过电源频率为50Hz的打点计时器。
C．使小车以额定功率沿水平面加速到最大速度，继续运行一段时间后关闭小车发动机，让其在水平面上滑行直到停止。
D．取下纸带进行研究。测得的数据如图所示。
回答下列问题：
(1)由纸带知遥控汽车的最大速度为____________，汽车滑行时的加速度为____________；
(2)汽车滑行时的阻力为____________；其额定功率为____________。
18．额定功率为80kW的汽车，在平直的公路上行驶的最大速度是20m/s，汽车的质量是2000kg，如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小是2m/s2，运动过程中阻力不变。则汽车受到的阻力为_____N，汽车维持匀加速运动能维持的时间是_____s。
四、解答题
19．小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞离水平距离d后落地，如图所示。已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为，重力加速度为。忽手的运动半径和空气阻力。
（1）小球落地时重力的功率；
（2）问绳能承受的最大拉力多大。
20．汽车发动机的额定牵引功率为60kW，汽车的质量为，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，试求：
（1）汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少？
（2）汽车保持额定功率从静止起动后，当汽车的加速度为2时速度多大？
（3）汽车保持额定功率从静止起动后，当汽车的速度为6m/s时加速度多大？
（4）汽车从静止开始，保持以0.5的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？
21．有一个力F，它在不断增大。某人以此为条件，应用进行了如下推导：根据，F增大则P增大；又根据，P增大则v增大；再根据，v增大则F减小。
这个人推导的结果与已知条件相矛盾。他错在哪里？
22．如图所示，倾角为37°的光滑斜面固定在水平面上，质量分别为的两个小物块通过一根质量不计的细绳连接，绳子跨过固定在斜面顶端的定滑轮，斜面底端有一电动机以额定功率通过与斜面平行的轻绳拉动物块B沿斜面向下从静止开始做加速运动。斜面足够长，物块A始终竖直向上运动，已知物块运动的最大速度为，重力加速度，不计绳子与滑轮之间的摩擦力。
（1）求电动机的额定功率P；
（2）若电动机拉动物块B，使物块一起以加速度运动，求能维持匀变速运动的时间。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
AB．重力对物体做功的功率为
PG=mgvsinθ
选项AB错误；
CD．因摩擦力
f=mgsinθ
则物体克服摩擦力做功的功率为
Pf=fv=mgvsinθ
选项C正确，D错误。
故选C。
2．A
【详解】
设阻力与速度的比例系数为，当速度为时
现将动力系统的输出功率提高至原先的k倍，则有
联立可得
故A正确，BCD错误。
故选A。
3．C
【详解】
AD．汽车从静止到最大速度的过程中，由动能定理可知
故AD错误；
BC．速度达到最大时，牵引力等于Ff
发动机的功率恒定，经过时间t，发动机做的功
W＝Pt
联立可得
故B错误，C正确。
故选C
4．B
【详解】
A．在达到最大功率之前，汽车做匀加速直线运动，由牛顿第二定律
F-f=ma
可得
F=ma+f
牵引力F恒定，选项A错误；
B．当汽车达到最大功率之后，由于功率不变而速度增大，由
P0=Fv
可知牵引力F减小，选项B正确；
C．做匀加速直线运动时，根据
P0=Fv
F=ma+f
可得匀加速能达到的最大速度为
汽车做匀加速运动的时间
选项C错误；
D．当牵引力等于阻力时达到最大速度，此时
选项D错误。
故选B。
5．B
【详解】
设重心上升的高度为h，如下图所示根据相似三角形有
解得
h = 0.24m
则做一次俯卧撑克服重力做的功为
WG = mgh = 144J
所以一分钟克服重力做的功为
W = 30WG = 4320J
功率约为
P = W = 72W
故选B。
6．B
【详解】
A．做功多，可能所用的时间也长，功率并不一定大，故A错误；
B．功率是描述做功快慢的物理量，做功越快，功率越大，故B正确；
C．作用力大，可能速度小，由知功率可能小，故C错误；
D．物体的速度大，可能作用力小，由知功率可能小，所以D错误。
故选B。
7．C
【详解】
当电动车以最大速度行驶时，阻力与牵引力大小相等，电动车的额定功率为
当车速为时，设人和车的瞬时加速度为a，根据牛顿第二定律有
解得
故选C。
8．B
【详解】
ABD.货物做匀加速直线运动，则有
货物受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力，由牛顿第二定律可得
解得
起重机在这两秒内对货物做的功为
起重机在这两秒内的输出功率为
AD错误，B正确；
C. 起重机在2s末的输出功率为
C错误；
故选B。
9．B
【详解】
机车以大小为v的速度匀速行驶时，设其所受阻力大小
（c为比例系数）
机车发动机的输出功率
该机车以大小为的速度匀速行驶时，其所受阻力大小
机车发动机的输出功率
故选B。
10．C
【详解】
由题意可知，普朗克常数的单位为，而
故
故ABD错误，C正确。
故选C。
11．C
【详解】
两物体沿水平方向移动了相同的距离，设水平距离为，则拉力做功为
由于与大小相等，方向相同，可得
设两物体的加速度分别为和，根据牛顿第二定律可得
，
由于
，
可得
根据运动学公式有
，
可得
根据平均功率表达式有
，
可得
故选C。
12．B
【详解】
A．根据
汽车启动的过程中，速度增大，依题意汽车功率保持不变，所以发动机提供的牵引力应该减小。故A错误；
B．汽车匀速行驶时，有
故B正确；
C．设汽车启动过程中，速度为30m/s时，牵引力为，有
又
联立，可得
故C错误；
D．当汽车所受牵引力等于阻力时，速度达到最大，有
解得
故D错误。
故选B。
13．AB
【详解】
A. 2～3s物体做匀速直线运动，摩擦力为
1～2s时间内根据牛顿第二定律得
根据图像得
解得
A正确；
B. 这3s内物体克服摩擦力做的功为
B正确；
C. 第1.5s时推力 F的功率为
C错误；
D. 后2s内推力 F做功的平均功率
解得
D错误；
故选AB。
14．BD
【详解】
AB．根据牛顿第二定律可知：在0-2s内，加速度
在2-6s内，加速度
拉力在前2s内的位移
在2-6s内的位移
则拉力在前2s内做功为
在后4s做功为
所以
A错误，B正确；
C．4s末的速度
6s末的速度
则
C错误；
D．拉力在前2s内的功率
后4s内做功的功率
则
D正确。
故选BD。
15．CD
【详解】
A．千克是国际单位制中基本单位，米/秒、牛顿是导出单位。故A错误；
B．以额定功率运行的汽车，由
P＝Fv
可知，车速越快，牵引力越小，故B错误；
C．在水平面拐弯，汽车受重力、支持力、静摩擦力，重力和支持力平衡，静摩擦力提供圆周运动的向心力，汽车转弯速度越大，需要越大的向心力，由于静摩擦力存在最大值，所以当速度超过一定值时，提供的最大静摩擦力都无法满足需要的向心力时，就会造成事故。故C正确；
D．人造地球卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，方向指向圆心。所以地球球心与人造地球卫星的轨道必定在同一平面内。故D正确。
故选CD。
16．CD
【详解】
A．石块被抛出时，做平抛运动，竖直方向的高度
则石块在空中运动的时间为
故A错误；
C．石块水平方向速度为，则
解得
石块落地时，竖直方向速度为
则落地瞬间速度为
故C正确；
BD．重力的功率为
故B错误，D正确。
故选CD。
17． 1.00m/s －1.73m/s 1.04N 1.04W
【详解】
(1)[1][2]．汽车的最大速度为
纸带上最后6段对应汽车做关闭发动机做减速运动，加速度为
(2)[3][4]．根据牛顿第二定律得
f=ma=0.6×（-1.73）N≈-1.04N
当汽车匀速运动时，牵引力与阻力大小相等，即有F=f
则汽车的额定功率为
P=Fvm=fvm=1.04×1W=1.04W
18． 5
【详解】
[1]汽车达到最大速度做匀速直线运动，由平衡条件得
，
由功率P=Fv得阻力
[2]由牛顿第二定律得
代入数据解得汽车匀加速运动时的牵引力为
F=8000N
根据汽车的功率P=Fv得匀加速结束的速度
由v=at可知匀加速的时间
19．（1）；（2）。
【详解】
（1）设小球落地时的竖直分速度为，小球在竖直方向做自由落体运动，则有
小球落地时重力的功率
联立解得
（2）设绳断后小球做平抛运动的初速度为，小球做平抛运动过程，水平方向
竖直方向
解得
设绳能承受的最大拉力为，小球做圆周运动的半径为
小球做圆周运动到最低点时，由牛顿第二定律
联立解得
20．（1）12m/s；（2）4m/s；（3）1m/s2；（4）16s
【详解】
（1）当牵引力与阻力大小相等时汽车的速度最大，由
得
（2）由牛顿第二定律
解得
所以当汽车的加速度为2m/s2时速度为
（3）当汽车的速度为6m/s时，牵引力为
加速度为
（4）由牛顿第二定律
得保持以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动的牵引力为
匀加速的最大速度为
匀加速的时间
21．见解析
【详解】
根据，当F增大时，由于不知道物体速度变化情况，所以P的变化无法确定；根据，当P增大时，由于F也增大，所以v的变化无法确定；根据，当v、P增大时，F的变化也是无法确定的。三个量之间的关系，要用控制变量法来分析问题。
22．（1）700 W；（2）3.5s
【详解】
（1）设速度最大时发动机牵引力为，此时物块间的绳子拉力为，当速度最大时，的加速度均为零。对物块A受力分析有
对物块B受力分析有
电动机功率
联立解得
（2）设维持匀变速度直线运动的时间为t。最大速度为，此时牵引力为，两物块之间绳子拉力为
联立解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页