1.2 功率 同步训练— 2020-2021学年鲁科版（2019）高中物理必修第二册word版含答案

(
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
(
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
)
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
第2节
功率
一、单选题
1.关于功率，下列说法中正确的是
(
??)
A.?功率是说明力做功多少的物理量?????????????????????????B.?功率是说明力做功快慢的物理量
C.?做功时间越长，功率一定小????????????????????????????????D.?力做功越多，功率一定大
2.起重机竖直向上匀速吊起重物过程中，由P=Fv可知，起重机的输出功率P（??
）
A.?一直增大?????????????????????????B.?一直减小?????????????????????????C.?保持不变?????????????????????????D.?先增大后减小
3.关于功率公式
和P
=
Fv，下列说法正确的是（??
）
A.?由
知，只要知道功W和时间t就可求出任意时刻的功率
B.?由P=Fv知汽车的功率与牵引力F成正比
C.?由P=Fv知汽车的功率与它的速度v成正比
D.?由P=Fv知当汽车发动机功率一定时，牵引力F与速度v成反比
4.质量为m的小鸟，以速度v沿着与水平成
角斜向上的方向匀速飞行，重力加速度为g，则（??
）
A.?小鸟处于超重状态??????????????????????????????????????????????B.?空气对小鸟作用力的方向与v的方向相反
C.?空气对小鸟作用力的大小为mg???????????????????????????D.?重力对小鸟做功功率为-mgv
5.关于实际功率和额定功率，下列说法不正确的是（??
）
A.?动力机械铭牌上标明的是该机械的额定功率???????B.?在较短的时间内，实际功率可以大于额定功率
C.?在较长的时间内，实际功率可以小于额定功率????D.?额定功率是动力机械工作时必须保持的稳定功率
6.如图所示，质量相同的两物体从同一高度由静止开始运动，A沿着固定在地面上的光滑斜面下滑，B做自由落体运动。两物体分别到达地面时，下列说法正确的是（??
）
A.?重力的平均功率
???????????????????????????????????B.?重力的平均功率
C.?重力的瞬时功率PA＝PB??????????????????????????????????????D.?重力的瞬时功率PA7.引体向上是国家高中学生体质健康标准的选测项目之一，主要测试上肢肌肉力量的发展水平，为男学生上肢力量的测试项目。某同学在测试中单次引体向上的时间约为2
s，下列数据中，最接近该同学在测试中克服重力做功的平均功率的是（??
）
A.?1.5
W????????????????????????????????B.?15
W????????????????????????????????C.?150
W????????????????????????????????D.?1500
W
8.在沙坑的上方H高处，将质量为m的铅球以速度v竖直向上抛出。铅球落下后进入沙坑的深度为h。忽略空气阻力，以下列说法正确的是（??
）
A.?铅球到达沙坑表面时，重力的功率为
B.?从抛出至沙坑表面，重力的平均功率为
C.?从抛出到进入沙坑内静止，重力对铅球做的功为mgh
D.?进入沙坑后，沙子对铅球的平均阻力大小为
9.一物块在水平地面上沿直线滑行，t=0时其速度为1m/s。从此刻开始在物块运动方向上再施加一水平作用力F，力F与物块的速度v随时间变化的规律分别如图甲、乙所示。则下列说法中正确的是（??
）
A.?第1秒内水平作用力F做功为1J?????????????????????????????B.?第2秒内水平作用力F的平均功率为1W
C.?第3秒内水平作用力F的平均功率为2W????????????????D.?0～3秒内水平作用力F所做总功为3J
10.如图所示，四个相同的小球A、B、C、D，其中A、B、C位于同一高度h处，A做自由落体运动，B沿光滑斜面由静止滑下，C做平抛运动，D从地面开始做斜抛运动，其运动的最大高度也为h．在每个小球落地的瞬间，其重力的功率分别为PA、PB、PC、PD
．
下列关系式正确的是（??
）
A.?PA=PB=PC=PD????????????B.?PA=PC＞PB=PD????????????C.?PA=PC=PD＞PB????????????D.?PA＞PC=PD＞PB
二、多选题
11.关于功和功率，下列说法中正确的是（??
）
A.?力对物体不做功，物体一定无位移
B.?功率是描述做功快慢的物理量
C.?滑动摩擦力总是对物体做功，静摩擦力对物体一定不做功
D.?对物体做正功的力一定是动力，对物体做负功的力一定是阻力
12.一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时起，第1秒内受到2N的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1N的外力作用．下列判断正确的是（??
）
A.?0～2s内外力的平均功率是
W?????????????????????????B.?第2秒内外力所做的功是
J
C.?第2秒末外力的瞬时功率最大??????????????????????????????D.?第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是
13.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，方向水平向左
C.?在时间t内人对传送带做功消耗的能量为Gvt????D.?若增大传送带的速度，人对传送带做功的功率不变
14.如图，倾角为30°的自动扶梯在电压为380V的电动机带动下以0.4m/s的恒定速率向斜上方运动，电动机的最大输出功率为4.9kW，空载时电动机中的电流为5A，若载人时扶梯的运动速率和空载时相同．设所载人的平均质量为60kg，重力加速度g=10m/s2
．
不计一切损耗，则扶梯匀速运动过程中（　　）
A.?站在扶梯上的人不受摩擦力作用?????????????????????????B.?扶梯可同时乘载的最多人数为25人
C.?扶梯可同时乘载的最多人数为40人?????????????????????D.?无论空载、承载或满载，电动机的输出功率均为4.9kW
15.A，B两物体分别在大小相同的水平恒力F的作用下由静止开始沿同一水平面运动，作用时间分别为t0和4t0
，
两物体运动的v?t图象如图所示，则（??
）
A.?A，B两物体与水平面的摩擦力大小之比为5∶12
B.?水平力F对A，B两物体做功的最大功率之比为2∶1
C.?水平力F对A，B两物体做功之比为2∶1
D.?在整个运动过程中，摩擦力对A，B两物体做功的平均功率之比为5∶3
三、填空题
16.质量m=5×103kg的汽车以P=6×104W的额定功率沿平直公路行驶，某时刻汽车的速度大小为v=10m/s，设汽车受恒定阻力f=2.5×103N．则v=10m/s时汽车的加速度a的大小为________?m/s2；汽车能达到的最大速度vm大小为________?m/s．
17.跳绳是一种健身运动．设某运动员的质量是50kg，他一分钟跳绳180次．假定在每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的
，则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是________?W（g取10m/s2）．
四、计算题
18.设飞机飞行时所受的阻力与其速度的平方成正比，如果飞机以速度v匀速飞行时其发动机的功率为P，则飞机以3
v的速度匀速飞行时其发动机的功率为?
19.一个质量为5kg的物体从高处由静止开始下落，不计空气阻力，取g=10m/s2
．
求：当物体下落20.0米时的速度v．和重力做功的瞬时功率p．
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
B
【解析】【解答】A．功率是说明物体单位时间做功多少的物理量，A不符合题意；
B．功率是说明力做功快慢的物理量，B符合题意；
C．根据
,故在做功一样时，做功时间越长，功率一定小，C不符合题意；
D．根据
可知，
力做功越多，功率不一定大，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】功率是指做功快慢的物理量；功率的大小与做功的大小及做功的时间长度无关。
2.【答案】
C
【解析】【解答】起重机的功率：P=Fv，因匀速运动，则有F=mg
故P=mgv
所以功率不变，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用匀速运动可以判别拉力大小不变，结合速度不变可以判别起重机的输出功率不变。
3.【答案】
D
【解析】【解答】A．根据：
只要知道功W和时间t就可求这段时间内的平均的功率，不能求出任意时刻的功率，A不符合题意；
BC．汽车的功率是汽车发动机本身的属性，与牵引力和速度无关，BC不符合题意；
D．当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】功率是描述物体做功快慢的物理量，做功越快，功率就越大；但是功率与做功的多少没有直接关系。对于公式P=Fv，既可以求解物体的平均功率，也可以求物体的瞬时功率，而公式P=W/t，只能求解物体的平均功率。
4.【答案】
C
【解析】【解答】A．小鸟匀速飞行，合力为零，既不超重也不失重。A不符合题意；
BC．小鸟受重力和空气对小鸟的作用力，由于小鸟匀速飞行，则合力为零，即空气对小鸟的作用力与重力等大反向，大小为
。B不符合题意，C符合题意；
D．功率公式
，要求力与速度共线，所以重力对小鸟做功功率为
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】由于小鸟处于平衡所以其小鸟不处于超重和失重状态；利用平衡可以求出空气对小鸟作用力的大小及方向；利用竖直方向的速率和重力可以求出重力功率的大小。
5.【答案】
D
【解析】【解答】A．动力机械铭牌上标明的是该机械的额定功率，A正确，不符合题意；
B．在较短的时间内，实际功率可以大于额定功率，B正确，不符合题意；
C．在较长的时间内，实际功率可以小于额定功率，C正确，不符合题意；
D．额定功率是动力机械长期工作的最大功率，不是工作时必须保持的稳定功率，D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】额定功率即为机器正常工作时的功率，实际功率为机器实际工作时的功率，可能比额定功率高，也可能比额定功率低。
6.【答案】
D
【解析】【解答】AB．物体B做自由落体运动，运动时间
A做匀加速直线运动，a=gsinθ，根据
得
重力做功相等，根据
知
AB不符合题意。
CD．根据动能定理，mgh=
mv2得，物块到达底端时的速度
A物体重力的瞬时功率PA=mgvsinθ
B物体重力的瞬时功率PB=mgv
则PA＜PB
D符合题意，C不符合题意。
故答案为：D。
【分析】物体B做自由落体运动；物体A做匀加速直线运动；利用功率的表达式结合运动的时间可以比较平均功率的大小；利用动能定理结合竖直方向的速度大小可以求出重力瞬时功率的大小。
7.【答案】
C
【解析】【解答】高三同学体重大约60kg，引体向上时向上运动的位移大约0.4m，则克服重力做功的平均功率约为：
接近150W。
故答案为：C
【分析】利用重力做功除以对应的时间可以求出平均功率的大小。
8.【答案】
D
【解析】【解答】A.
设铅球到达沙坑表面时的速度为
．根据运动学公式有：
，得
，铅球到达沙坑表面时，重力的功率为：
，A不符合题意。
B.
取竖直向下为正方向，从抛出至沙坑表面，铅球的平均速度为：
，重力的平均功率为：
，B不符合题意。
C.
从抛出到进人沙坑内静止，重力对铅球做的功为mg（H+h），C不符合题意。
D.
从抛出到进人沙坑内静止，根据动能定理得：
，可得沙子对铅球的平均阻力大小为：
，D符合题意。
故答案为：D
【分析】对小球从抛出点到最低点的过程应用动能定理，结合物体的初末速度求解沙子对小球的平均作用力。
9.【答案】
C
【解析】【解答】A．由W=Fs，在速度时间图像中，图线所围成的面积表示位移大小，所以在第1s内，水平拉力为1N，位移为0.5m，所以力F做功为0.5J，A不符合题意；
B．第2s内物体的位移为0.5m，水平拉力为3N，则做功为1.5J，根据
可知F的平均功率为1.5W，B不符合题意；
C．第3s内物体的位移为1m，水平拉力为2N，做功为2J，根据
可知F的平均功率为2W，C符合题意；
D．由以上分析可知，0到3s内物体做功为4J，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用拉力结合速度时间图像面积可以求出拉力做功的大小；结合运动时间可以求出平均功率的大小；利用水平拉力做功进行累加可以求出总的做功大小。
10.【答案】
C
【解析】【解答】解：A做自由落体运动，C做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，故AC落地时竖直方向的速度大小相同，故落地时的功率P=mgv，相同，
D做斜抛运动，到达最高点跟A下落时的高度相同，故竖直方向的速度跟A落地时的速度大小相同，故功率相同，B做沿斜面下滑，下滑到斜面底端的速度跟A落地时的速度相同，但速度方向与重力方向成一定的夹角，故功率小于A的功率，C符合题意
故答案为：C
【分析】平抛运动和自由落体运动落地时速度大小相等。功率还可以理解成为竖直方向上的重力和竖直方向上速度的乘积。
二、多选题
11.【答案】
B,D
【解析】【解答】解：A、力对物体做功的条件为有力和在力的方向上发生位移，当力的方向与位移方向垂直时，不做功，故A错误；
B、功率是描述做功快慢的物理量，故B正确；
C、当静摩擦力的方向与速度方向垂直时，比如静摩擦力提供向心力时，此时静摩擦力摩擦力不做功，当物体受到滑动摩擦力作用，但是位移为零，则滑动摩擦力一样不做功，如粉笔在黑板上摩擦，摩擦力对黑板不做功，故C错误；
D、对物体做正功的力一定是动力，对物体做负功的力一定是阻力，故D正确；
故选：BD
【分析】本题考查了学生对功的理解，要明确做功的两个条件：一是有力，二是在力的方向上发生位移，若位移和力方向相反则做负功，相同则做正功，垂直则不做功，明确功的含义以及摩擦力的特点即可正确解答本题．
12.【答案】
A,D
【解析】【解答】解：由动量定理Ft=mv2﹣mv1求出1s末、2s末速度分别为：v1=2m/s、v2=3m/s
由动能定理可知合力做功为w=
故0～2s内功率是
，故A正确；
1s末、2s末功率分别为：P1=F1v1=4w、P2=F2v2=3w；故C错误；
第1秒内与第2秒动能增加量分别为：
、
，故第2s内外力所做的功为2.5J，B错误；
而动能增加量的比值为4：5，故D正确；
故选AD．
【分析】本题可由动量定理求得1s末及2s末的速度，再由动能定理可求得合力的功；由功率公式求得功率；
13.【答案】
B,C
【解析】【解答】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正确．
???
C、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W=Fvt，所以人对传送带做功的功为Gvt．故C正确．
???
D、根据恒力做功功率P=Fv得：若增大传送带的速度，人对传送带做功的功率增大，故D错误．
故选BC
【分析】通过在力的方向上有无位移判断力是否做功．人的重心不动知人处于平衡状态，摩擦力与拉力平衡．根据恒力做功公式可以求得在时间t内人对传送带做功消耗的能量，功率P=Fv．
14.【答案】
A,B
【解析】【解答】解：A、站在扶梯上的人做匀速运动，受重力和支持力，不会受到摩擦力，故A正确；
B、电动机的电压恒为380V，扶梯不载人时，电动机中的电流为5A，
忽略电动机内阻的消耗，认为电动机的输入功率和输出功率等，
即可得到维持扶梯运转的功率为：P0=380V×5A=1900W
电动机的最大输出功率为：Pm=4.9kW
可用于输送顾客功率为：△P=Pm﹣P0=3kW
由于扶梯以恒定速率向斜上方移动，每一位顾客所受的力为重力mg和支持力FN
，
且：FN=mg
电动机通过扶梯的支持力FN对顾客做功，对每一位顾客做功的功率为：P1=FNvcosα=mgvcos（90°﹣30°）=120W
则同时乘载的最多人数为：
人，故B正确，C错误
D、有B可知，随着乘客的增多，电动机的输出功率增大，故D错误；
故选：AB
【分析】知道不载人时电动机中的电流和交流电压，利用P=UI求维持扶梯运转的功率；而知道电动机的最大输出功率，可求用于输送顾客功率；知道自动扶梯的倾角、人的平均质量和扶梯的速度，利用P=Fvsin30°求输送一个人的功率，进而求出乘载的最多人数
15.【答案】
A,B
【解析】【解答】A．由v?t图象可知，A加速运动时的加速度aA1＝
减速运动时的加速度大小为aA2＝
由牛顿第二定律有：F－f1＝m1
，f1＝m1·
解两式得：f1＝
B加速运动时的加速度大小为aB1＝
减速运动时的加速度大小为aB2＝
由牛顿第二定律有：F－f2＝m2
，f2＝m2·
解两式得：f2＝
所以A，B两物体与水平面的摩擦力之比为5∶12，A符合题意；
B．由v－t图象知，水平力F对A，B两物体做功的最大功率之比为（F·2v0）∶（F·v0）＝2∶1
B符合题意；
C．由v－t图象与t轴所围的面积表示位移可知两物体有水平力F作用时的位移之比为1∶2，由W＝Fs可知，F对A，B两物体做功之比为1∶2，C不符合题意；
D．根据动能定理可知，整个过程中，摩擦力做功和拉力做功的总功为零，
故整个运动过程中，摩擦力对A做的功WA＝－F·
＝－Fv0t0
对B做的功WB＝－F·
＝－2Fv0t0
由P＝
可得PA＝
PB＝
所以PA∶PB＝5∶6
D不符合题意。
故答案为：AB，
【分析】利用图像斜率可以求出加速过程和减速过程的加速大小，再结合两个过程的牛顿第二定律可以求出摩擦力的大小之比；利用图像最大速度结合水平拉力的大小可以求出拉力功率的大小；利用加速过程的面积之比结合拉力的大小可以求出拉力做功之比；利用整个过程的动能定理可以求出摩擦力做功的大小，结合作用时间可以求出摩擦力做功的平均功率之比。
三、填空题
16.【答案】0.7；24
【解析】【解答】解：由P=Fv可知，牵引力：F=
=
=6000N，
由牛顿第二定律得：F﹣f=ma，代入数据解得：a=0.7m/s2
，
当汽车匀速运动时速度最大，由平衡条件得：F′=f=2500N，
由P=Fv可知，最大速度：vmax=
=
=24m/s；
故答案为：0.7；24．
【分析】应用功率公式P=Fv的变形公式求出汽车的牵引力，然后应用牛顿第二定律求出加速度；汽车匀速运动是速度最大，应用平衡条件求出牵引力，然后由功率公式求出最大速度．
17.【答案】75
【解析】【解答】解：跳一次的时间是：t=
=
s；
人跳离地面向上做竖直上抛，到最高点的时间为：t1=
=0.1s；
此过程克服重力做功为：W=mg（
gt2）=500×（
×10×0.01）=25J；
跳绳时克服重力做功做功的功率为：
=
=
=75W；
故答案为：75．
【分析】由跳跃时间可算出腾空时间，下落时间为腾空时间的一半，进而由自由落体规律得到腾空高度和起跳速度．由腾空高度可算出克服重力的功，进而得到平均功率．
四、计算题
18.【答案】
解：设飞机飞行中所受阻力f=kv2
，
在匀速飞行时飞机受到的阻力的大小和飞机的牵引力的大小相等
所以飞机以速度v飞行时
P=Fv=kv2?v=kv3
，
当飞机以3v匀速飞行时，
P′=F′v′=k（3v）3=27P．
【解析】【分析】利用平衡条件结合速度的大小可以求出功率的大小。
19.【答案】解：由机械能守恒定律可知：
??
代入数据解得：v=20m/s
根据功率公式可知：P=mgv=50×20=1000W；
答：当物体下落20.0米时的速度v为20m/s；重力做功的瞬时功率p为1000W．
【解析】【分析】根据机械能守恒定律可求得物体下落20m时的速度；再根据功率公式可求得重力做功的瞬时功率．