第四章第二节 功率—2020-2021学年【新教材】粤教版（2019）高中物理必修第二册分级训练（word含答案）
文档属性
| 名称 | 第四章第二节 功率—2020-2021学年【新教材】粤教版（2019）高中物理必修第二册分级训练（word含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 648.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 粤教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-06-09 22:18:03 | ||
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文档简介
第四章第二节 功率
A级 合格达标
1.某型号大货车在上坡运输过程中，为了能顺利通过一个陡坡（ ）
A.以最大速度行驶，同时减小功率
B.尽量减小速度行驶，同时增加功率
C.以最大速度行驶，同时保持功率不变
D.尽量减小速度行驶，同时减小功率
2.汽车以某一恒定功率启动后沿平直路面行驶，且行驶过程中受到的阻力恒为3×103 N，汽车能够达到的最大速度为30 m/s.则该恒定功率为（ ）
A.120 kW B.90 kW
C.60 kW D.45 kW
3.一台电动机工作时的输出功率是10 kW，要用它匀速提升2.7×104 kg的货物，提升的速度约是（ ）
A.0.02 m/s B.0.2 m/s
C.0.04 m/s D.0.4 m/s
4.一台抽水机每秒能把30 kg的水抽到10 m高的水塔上.如果不计额外功的损失，这台抽水机保持输出功率不变的前提下，半小时内能做多少功（g＝10 m/s2）（ ）
A.3×105 J B.5.4×105 J
C.5.4×106 J D.3×106 J
5.如图所示，一质量为1 kg的木块静止在光滑水平面上，在t＝0时，用一大小为F＝2 N、方向与水平面成θ＝30°的斜向右上方的力作用在该木块上，则在t＝3 s时力F的功率为（ ）
A.5 W B.6 W
C.9 W D.6 W
6.某人用同一水平力F先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进l距离，第二次使此物体沿粗糙水平面也前进l距离.若先后两次拉力做的功为W1和W2，拉力做功的功率是P1和P2，则（ ）
A.W1＝W2，P1＝P2 B.W1＝W2，P1>P2
C.W1>W2，P1>P2 D.W1>W2，P1＝P2
7.质量为5 t的汽车，在水平路面上以加速度a＝2 m/s2启动，所受阻力为1.0×103 N，汽车启动后第1 s末的瞬时功率是（ ）
A.2 kW B.22 kW
C.1.1 kW D.20 kW
B级 等级提升
8.（多选）右图是健身用的“跑步机”示意图.质量为m的运动员踩在与水平面成α角的静止皮带上，运动员用力后蹬皮带，皮带运动过程中，受到的阻力恒定为f阻，使皮带以速度v匀速运动，则在运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A.人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力
B.人对皮带不做功
C.人对皮带做功的功率为mgv
D.人对皮带做功的功率为f阻v
9.一小球以初速度v0水平抛出，不计空气阻力，小球在空中运动的过程中重力做功的功率P随时间t变化的图像是（ ）
10.一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时速率为1 m/s，从此刻开始在与初速度相反的方向上施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图甲、乙所示，两图取同一正方向，g取10 m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A.滑块的质量为2 kg
B.第1 s内摩擦力对滑块做的功为－1 J
C.第2 s末拉力F的瞬时功率为0.3 W
D.第2 s内拉力F的平均功率为0.15 W
11.一辆汽车质量为1×103 kg，最大功率为2×104 W，在水平路面上由静止开始做直线运动，最大速度为v2，运动中汽车所受阻力恒定.发动机的最大牵引力为3×103 N，其行驶过程中牵引力F与车速的倒数的关系如图所示.试求：
（1）根据图像ABC判断汽车做什么运动；
（2）v2的大小；
（3）整个运动过程中的最大加速度；
（4）匀加速运动过程的最大速度是多大？匀加速运动过程用时多长？当汽车的速度为10 m/s时发动机的功率为多大？
第四章第二节 功率
A级 合格达标
1.某型号大货车在上坡运输过程中，为了能顺利通过一个陡坡（ ）
A.以最大速度行驶，同时减小功率
B.尽量减小速度行驶，同时增加功率
C.以最大速度行驶，同时保持功率不变
D.尽量减小速度行驶，同时减小功率
解析：汽车上坡时需要较大的牵引力，根据P＝Fv可知，汽车要想获得较大的牵引力，必须要减速行驶，同时增加功率，故选项B正确.
答案：B
2.汽车以某一恒定功率启动后沿平直路面行驶，且行驶过程中受到的阻力恒为3×103 N，汽车能够达到的最大速度为30 m/s.则该恒定功率为（ ）
A.120 kW B.90 kW
C.60 kW D.45 kW
解析：当汽车达到最大速度时，受力平衡，则有F＝f＝3×103 N；则由P＝Fv可得：P＝3×103×30 W＝90 kW，选项B正确.
答案：B
3.一台电动机工作时的输出功率是10 kW，要用它匀速提升2.7×104 kg的货物，提升的速度约是（ ）
A.0.02 m/s B.0.2 m/s
C.0.04 m/s D.0.4 m/s
解析：由于物体是匀速上升的，所以物体受力平衡，电动机的拉力与物体的重力大小相等，由P＝Fv＝mgv可以求得v＝ m/s＝0.037 m/s≈0.04 m/s，故C正确.
答案：C
4.一台抽水机每秒能把30 kg的水抽到10 m高的水塔上.如果不计额外功的损失，这台抽水机保持输出功率不变的前提下，半小时内能做多少功（g＝10 m/s2）（ ）
A.3×105 J B.5.4×105 J
C.5.4×106 J D.3×106 J
解析：抽水机1秒钟内做的功是W＝mgh＝30×10×10 J＝3 000 J
所以抽水机的功率为P＝＝ W＝3 000 W，抽水机半小时做的功是W′＝Pt＝3 000×30×60 J＝5.4×106 J，故C正确.
答案：C
5.如图所示，一质量为1 kg的木块静止在光滑水平面上，在t＝0时，用一大小为F＝2 N、方向与水平面成θ＝30°的斜向右上方的力作用在该木块上，则在t＝3 s时力F的功率为（ ）
A.5 W B.6 W
C.9 W D.6 W
解析：对木块根据牛顿第二定律可知，木块的加速度为a＝＝ m/s2，则t＝3 s时的瞬时速度为v＝at＝3 m/s，则力F的瞬时功率为P＝Fvcos θ＝2×3× W＝9 W.故C项正确.
答案：C
6.某人用同一水平力F先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进l距离，第二次使此物体沿粗糙水平面也前进l距离.若先后两次拉力做的功为W1和W2，拉力做功的功率是P1和P2，则（ ）
A.W1＝W2，P1＝P2 B.W1＝W2，P1>P2
C.W1>W2，P1>P2 D.W1>W2，P1＝P2
解析：由于拉力相同且通过相同的位移，根据W＝Fl可知拉力对物体做的功一样多，但由于沿光滑水平面前进时间短，所以P1>P2，故B正确.
答案：B
7.质量为5 t的汽车，在水平路面上以加速度a＝2 m/s2启动，所受阻力为1.0×103 N，汽车启动后第1 s末的瞬时功率是（ ）
A.2 kW B.22 kW
C.1.1 kW D.20 kW
解析：根据牛顿第二定律得F－f＝ma，则F＝f＋ma＝1 000 N＋5 000×2 N＝11 000 N.汽车第1 s末的速度v＝at＝2×1 m/s＝2 m/s，所以P＝Fv＝11 000×2 W＝22 000 W＝22 kW，故B正确，A、C、D错误.
答案：B
B级 等级提升
8.（多选）右图是健身用的“跑步机”示意图.质量为m的运动员踩在与水平面成α角的静止皮带上，运动员用力后蹬皮带，皮带运动过程中，受到的阻力恒定为f阻，使皮带以速度v匀速运动，则在运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A.人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力
B.人对皮带不做功
C.人对皮带做功的功率为mgv
D.人对皮带做功的功率为f阻v
解析：脚蹬皮带时，脚和皮带之间产生了摩擦力，皮带受到的摩擦力是皮带运动的动力，故选项A正确；皮带在人的作用下移动了距离，人对皮带做功，故选项B错误；运动过程中受到的阻力恒定为F阻，使皮带以速度v匀速运动，人对皮带做功的功率，等于阻力的功率，即人对皮带做功的功率为F阻v，故选项C错误，选项D正确.
答案：AD
9.一小球以初速度v0水平抛出，不计空气阻力，小球在空中运动的过程中重力做功的功率P随时间t变化的图像是（ ）
解析：设经过时间t速度大小为v，其方向与竖直方向（或重力方向）成θ角，由功率公式P＝Fvcos θ知，此时重力的功率P＝mgvcos θ＝mgvy＝mg·gt＝mg2t，故A正确.
答案：A
10.一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时速率为1 m/s，从此刻开始在与初速度相反的方向上施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图甲、乙所示，两图取同一正方向，g取10 m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A.滑块的质量为2 kg
B.第1 s内摩擦力对滑块做的功为－1 J
C.第2 s末拉力F的瞬时功率为0.3 W
D.第2 s内拉力F的平均功率为0.15 W
解析：由图像斜率得加速度a＝＝1 m/s2；由两图知，第1 s内有f＋F1＝ma，第2 s内有F2－f＝ma，代入数据得：f＋1 N＝3 N－f，解得摩擦力f＝1 N，滑块质量m＝2 kg，A对.根据f＝μmg可得动摩擦因数μ＝0.05，第1 s内的位移x＝×1×1 m＝0.5 m，根据功的公式W＝FL可得第1 s内摩擦力对滑块做的功为W＝－fx＝－0.5 J，B错.第2 s末滑块的速度是1 m/s，则拉力F的瞬时功率P2＝F2v2＝3 W，C错.根据vt图像可知，第2 s内的平均速度v2＝＝ m/s＝0.5 m/s，所以第2 s拉力F的平均功率P＝F2v2＝3×0.5 W＝1.5 W，D错.
答案：A
11.一辆汽车质量为1×103 kg，最大功率为2×104 W，在水平路面上由静止开始做直线运动，最大速度为v2，运动中汽车所受阻力恒定.发动机的最大牵引力为3×103 N，其行驶过程中牵引力F与车速的倒数的关系如图所示.试求：
（1）根据图像ABC判断汽车做什么运动；
（2）v2的大小；
（3）整个运动过程中的最大加速度；
（4）匀加速运动过程的最大速度是多大？匀加速运动过程用时多长？当汽车的速度为10 m/s时发动机的功率为多大？
解析：（1）由题图可知，在AB段汽车的牵引力不变，而水平方向的阻力恒定，根据牛顿第二定律可知，汽车做加速度不变的加速运动.在BC段汽车的牵引力减小，根据牛顿第二定律可知，汽车做加速度减小的加速运动，此
过程中BC的斜率不变，所以＝Fv＝P保持不变，所以BC段是以恒定的功率加速.
（2）当汽车的速度为最大速度v2时，牵引力为F1＝1×103 N，v2＝＝ m/s＝20 m/s，故v2的大小为20 m/s.
（3）汽车做匀加速直线运动时的加速度最大，阻力F阻＝＝ N＝1 000 N，加速度为a＝＝2 m/s2，
故整个过程中最大加速度为2 m/s2.
（4）与B点对应的速度为v1＝＝ m/s≈6.67 m/s，
故匀加速运动过程所用时间t＝≈3.33 s.
当汽车的速度为10 m/s时处于图像BC段，
故此时的功率为最大功率Pmax＝2×104 W.
答案：见解析
A级 合格达标
1.某型号大货车在上坡运输过程中，为了能顺利通过一个陡坡（ ）
A.以最大速度行驶，同时减小功率
B.尽量减小速度行驶，同时增加功率
C.以最大速度行驶，同时保持功率不变
D.尽量减小速度行驶，同时减小功率
2.汽车以某一恒定功率启动后沿平直路面行驶，且行驶过程中受到的阻力恒为3×103 N，汽车能够达到的最大速度为30 m/s.则该恒定功率为（ ）
A.120 kW B.90 kW
C.60 kW D.45 kW
3.一台电动机工作时的输出功率是10 kW，要用它匀速提升2.7×104 kg的货物，提升的速度约是（ ）
A.0.02 m/s B.0.2 m/s
C.0.04 m/s D.0.4 m/s
4.一台抽水机每秒能把30 kg的水抽到10 m高的水塔上.如果不计额外功的损失，这台抽水机保持输出功率不变的前提下，半小时内能做多少功（g＝10 m/s2）（ ）
A.3×105 J B.5.4×105 J
C.5.4×106 J D.3×106 J
5.如图所示，一质量为1 kg的木块静止在光滑水平面上，在t＝0时，用一大小为F＝2 N、方向与水平面成θ＝30°的斜向右上方的力作用在该木块上，则在t＝3 s时力F的功率为（ ）
A.5 W B.6 W
C.9 W D.6 W
6.某人用同一水平力F先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进l距离，第二次使此物体沿粗糙水平面也前进l距离.若先后两次拉力做的功为W1和W2，拉力做功的功率是P1和P2，则（ ）
A.W1＝W2，P1＝P2 B.W1＝W2，P1>P2
C.W1>W2，P1>P2 D.W1>W2，P1＝P2
7.质量为5 t的汽车，在水平路面上以加速度a＝2 m/s2启动，所受阻力为1.0×103 N，汽车启动后第1 s末的瞬时功率是（ ）
A.2 kW B.22 kW
C.1.1 kW D.20 kW
B级 等级提升
8.（多选）右图是健身用的“跑步机”示意图.质量为m的运动员踩在与水平面成α角的静止皮带上，运动员用力后蹬皮带，皮带运动过程中，受到的阻力恒定为f阻，使皮带以速度v匀速运动，则在运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A.人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力
B.人对皮带不做功
C.人对皮带做功的功率为mgv
D.人对皮带做功的功率为f阻v
9.一小球以初速度v0水平抛出，不计空气阻力，小球在空中运动的过程中重力做功的功率P随时间t变化的图像是（ ）
10.一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时速率为1 m/s，从此刻开始在与初速度相反的方向上施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图甲、乙所示，两图取同一正方向，g取10 m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A.滑块的质量为2 kg
B.第1 s内摩擦力对滑块做的功为－1 J
C.第2 s末拉力F的瞬时功率为0.3 W
D.第2 s内拉力F的平均功率为0.15 W
11.一辆汽车质量为1×103 kg，最大功率为2×104 W，在水平路面上由静止开始做直线运动，最大速度为v2，运动中汽车所受阻力恒定.发动机的最大牵引力为3×103 N，其行驶过程中牵引力F与车速的倒数的关系如图所示.试求：
（1）根据图像ABC判断汽车做什么运动；
（2）v2的大小；
（3）整个运动过程中的最大加速度；
（4）匀加速运动过程的最大速度是多大？匀加速运动过程用时多长？当汽车的速度为10 m/s时发动机的功率为多大？
第四章第二节 功率
A级 合格达标
1.某型号大货车在上坡运输过程中，为了能顺利通过一个陡坡（ ）
A.以最大速度行驶，同时减小功率
B.尽量减小速度行驶，同时增加功率
C.以最大速度行驶，同时保持功率不变
D.尽量减小速度行驶，同时减小功率
解析：汽车上坡时需要较大的牵引力，根据P＝Fv可知，汽车要想获得较大的牵引力，必须要减速行驶，同时增加功率，故选项B正确.
答案：B
2.汽车以某一恒定功率启动后沿平直路面行驶，且行驶过程中受到的阻力恒为3×103 N，汽车能够达到的最大速度为30 m/s.则该恒定功率为（ ）
A.120 kW B.90 kW
C.60 kW D.45 kW
解析：当汽车达到最大速度时，受力平衡，则有F＝f＝3×103 N；则由P＝Fv可得：P＝3×103×30 W＝90 kW，选项B正确.
答案：B
3.一台电动机工作时的输出功率是10 kW，要用它匀速提升2.7×104 kg的货物，提升的速度约是（ ）
A.0.02 m/s B.0.2 m/s
C.0.04 m/s D.0.4 m/s
解析：由于物体是匀速上升的，所以物体受力平衡，电动机的拉力与物体的重力大小相等，由P＝Fv＝mgv可以求得v＝ m/s＝0.037 m/s≈0.04 m/s，故C正确.
答案：C
4.一台抽水机每秒能把30 kg的水抽到10 m高的水塔上.如果不计额外功的损失，这台抽水机保持输出功率不变的前提下，半小时内能做多少功（g＝10 m/s2）（ ）
A.3×105 J B.5.4×105 J
C.5.4×106 J D.3×106 J
解析：抽水机1秒钟内做的功是W＝mgh＝30×10×10 J＝3 000 J
所以抽水机的功率为P＝＝ W＝3 000 W，抽水机半小时做的功是W′＝Pt＝3 000×30×60 J＝5.4×106 J，故C正确.
答案：C
5.如图所示，一质量为1 kg的木块静止在光滑水平面上，在t＝0时，用一大小为F＝2 N、方向与水平面成θ＝30°的斜向右上方的力作用在该木块上，则在t＝3 s时力F的功率为（ ）
A.5 W B.6 W
C.9 W D.6 W
解析：对木块根据牛顿第二定律可知，木块的加速度为a＝＝ m/s2，则t＝3 s时的瞬时速度为v＝at＝3 m/s，则力F的瞬时功率为P＝Fvcos θ＝2×3× W＝9 W.故C项正确.
答案：C
6.某人用同一水平力F先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进l距离，第二次使此物体沿粗糙水平面也前进l距离.若先后两次拉力做的功为W1和W2，拉力做功的功率是P1和P2，则（ ）
A.W1＝W2，P1＝P2 B.W1＝W2，P1>P2
C.W1>W2，P1>P2 D.W1>W2，P1＝P2
解析：由于拉力相同且通过相同的位移，根据W＝Fl可知拉力对物体做的功一样多，但由于沿光滑水平面前进时间短，所以P1>P2，故B正确.
答案：B
7.质量为5 t的汽车，在水平路面上以加速度a＝2 m/s2启动，所受阻力为1.0×103 N，汽车启动后第1 s末的瞬时功率是（ ）
A.2 kW B.22 kW
C.1.1 kW D.20 kW
解析：根据牛顿第二定律得F－f＝ma，则F＝f＋ma＝1 000 N＋5 000×2 N＝11 000 N.汽车第1 s末的速度v＝at＝2×1 m/s＝2 m/s，所以P＝Fv＝11 000×2 W＝22 000 W＝22 kW，故B正确，A、C、D错误.
答案：B
B级 等级提升
8.（多选）右图是健身用的“跑步机”示意图.质量为m的运动员踩在与水平面成α角的静止皮带上，运动员用力后蹬皮带，皮带运动过程中，受到的阻力恒定为f阻，使皮带以速度v匀速运动，则在运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A.人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力
B.人对皮带不做功
C.人对皮带做功的功率为mgv
D.人对皮带做功的功率为f阻v
解析：脚蹬皮带时，脚和皮带之间产生了摩擦力，皮带受到的摩擦力是皮带运动的动力，故选项A正确；皮带在人的作用下移动了距离，人对皮带做功，故选项B错误；运动过程中受到的阻力恒定为F阻，使皮带以速度v匀速运动，人对皮带做功的功率，等于阻力的功率，即人对皮带做功的功率为F阻v，故选项C错误，选项D正确.
答案：AD
9.一小球以初速度v0水平抛出，不计空气阻力，小球在空中运动的过程中重力做功的功率P随时间t变化的图像是（ ）
解析：设经过时间t速度大小为v，其方向与竖直方向（或重力方向）成θ角，由功率公式P＝Fvcos θ知，此时重力的功率P＝mgvcos θ＝mgvy＝mg·gt＝mg2t，故A正确.
答案：A
10.一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时速率为1 m/s，从此刻开始在与初速度相反的方向上施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图甲、乙所示，两图取同一正方向，g取10 m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A.滑块的质量为2 kg
B.第1 s内摩擦力对滑块做的功为－1 J
C.第2 s末拉力F的瞬时功率为0.3 W
D.第2 s内拉力F的平均功率为0.15 W
解析：由图像斜率得加速度a＝＝1 m/s2；由两图知，第1 s内有f＋F1＝ma，第2 s内有F2－f＝ma，代入数据得：f＋1 N＝3 N－f，解得摩擦力f＝1 N，滑块质量m＝2 kg，A对.根据f＝μmg可得动摩擦因数μ＝0.05，第1 s内的位移x＝×1×1 m＝0.5 m，根据功的公式W＝FL可得第1 s内摩擦力对滑块做的功为W＝－fx＝－0.5 J，B错.第2 s末滑块的速度是1 m/s，则拉力F的瞬时功率P2＝F2v2＝3 W，C错.根据vt图像可知，第2 s内的平均速度v2＝＝ m/s＝0.5 m/s，所以第2 s拉力F的平均功率P＝F2v2＝3×0.5 W＝1.5 W，D错.
答案：A
11.一辆汽车质量为1×103 kg，最大功率为2×104 W，在水平路面上由静止开始做直线运动，最大速度为v2，运动中汽车所受阻力恒定.发动机的最大牵引力为3×103 N，其行驶过程中牵引力F与车速的倒数的关系如图所示.试求：
（1）根据图像ABC判断汽车做什么运动；
（2）v2的大小；
（3）整个运动过程中的最大加速度；
（4）匀加速运动过程的最大速度是多大？匀加速运动过程用时多长？当汽车的速度为10 m/s时发动机的功率为多大？
解析：（1）由题图可知，在AB段汽车的牵引力不变，而水平方向的阻力恒定，根据牛顿第二定律可知，汽车做加速度不变的加速运动.在BC段汽车的牵引力减小，根据牛顿第二定律可知，汽车做加速度减小的加速运动，此
过程中BC的斜率不变，所以＝Fv＝P保持不变，所以BC段是以恒定的功率加速.
（2）当汽车的速度为最大速度v2时，牵引力为F1＝1×103 N，v2＝＝ m/s＝20 m/s，故v2的大小为20 m/s.
（3）汽车做匀加速直线运动时的加速度最大，阻力F阻＝＝ N＝1 000 N，加速度为a＝＝2 m/s2，
故整个过程中最大加速度为2 m/s2.
（4）与B点对应的速度为v1＝＝ m/s≈6.67 m/s，
故匀加速运动过程所用时间t＝≈3.33 s.
当汽车的速度为10 m/s时处于图像BC段，
故此时的功率为最大功率Pmax＝2×104 W.
答案：见解析
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