11.4 功率
一、单选题
1.每个物理量都有它表示的物理意义,下列物理量中,用来表示物体做功快慢的是( )
A.压强 B.功 C.功率 D.机械效率
2.下列关于功率的说法中,正确的是( )
A.物体做功越多,功率越大 B.物体做功时间越短,功率越大
C.物体做功越快,功率越大 D.物体做功时间越长,功率越大
3.甲、乙两台塔吊机器的功率分别为P甲=25kW和P乙=40kW。则下列判断正确的是( )
A.乙一定比甲做功快 B.乙一定比甲做功多
C.相同时间内两机器做功样多 D.乙的机械效率一定比甲的机械效率大
4.甲、乙两人沿同一竹竿进行爬竿比赛,甲从地面爬到竿顶用了16s,乙从地面爬到竿顶用了12s,已知甲、乙两人的体重之比为3:4,则甲、乙两人爬竿的功率之比P甲:P乙为( )
A.4:3 B.3:4? C.9:16? D.16:9
5.甲乙两种机械所做的功W随时间t变化的图象如图所示,则从图象可以判断( )
A.甲比乙做功慢 B.甲比乙做功快
C.甲比乙做功多 D.甲比乙做功少
6.春谷中学有四位同学在一个周末一起到春谷公园游玩时突发奇想,要进行一次比赛。他们商定:四人同时出发,绕公园跑一圈,功率最大者获胜。那么,最后胜出者一定是( )
A.体重最大的同学 B.做功最多的同学
C.速度最大的同学 D.做功最快的同学
7.小丽质量为 45 kg,教授质量为70 kg。如图所示,小丽和教授同时从1楼走上3楼,用时相同。下列说法正确的是( )
A.小丽做功较多 B.两个人做功一样多
C.小丽做功的功率比教授做功的功率大 D.教授做功的功率比小丽做功的功率大
8.如图所示,用大小相等的拉力F,分别沿斜面和水平面拉动箱子M,拉力方向和运动方向始终保持一致,运动时间false,运动距离false,则( )
A.false段功率较大 B.false段做功较多
C.false段与false段做功一样多 D.false段与false段功率一样大
9.甲机器的功率为100瓦,乙机器的功率为200瓦,两台机器正常工作时,下列说法中正确的是( )
A.甲机器做功一定快 B.甲机器做功一定多
C.乙机器做功一定快 D.乙机器做功一定多
10.甲、乙两人分别提着书包并肩从一楼匀速登上二楼,已知甲、乙两人对书包做功的功率false。下列说法正确的是( )
A.甲的书包重力一定大 B.甲对书包做的功可能少
C.甲对书包做功可能慢 D.甲一定先到达二楼
11.两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的路程-时间(s-t)图像如图所示。根据图像,下列判断正确的是( )
A.两次物体运动的速度v1B.两次物体所受的拉力F1>F2
C.0~8s两次拉力对物体做功功率P1:P2=4:3
D.0~8s两次拉力对物体所做的功W1:W2=2:1
12.如图所示,物体B放在水平桌面上,物体A通过滑轮组拉着物体B,此时物体B保持静止状态。当用竖直向下2N的力F1拉重为1N的物体A时,能使物体B以0.6m/s的速度匀速向右运动,若只用水平向左的力F2拉物体B时,能使物体A以0.3m/s速度匀速上升,不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦,下列判断正确的是( )
A.物体B受到的摩擦力为6N B.拉力F2大小为10N
C.拉力F2的功率为1.8W D.拉力F1的功率为3.6W
13.如图(甲)所示,木块放在水平面上,分别用拉力false和false沿水平方向拉木块做匀速直线运动,两次拉动木块的s-t图像分别是图乙中的图线①、②两次拉力做功的功率分别是false和false下列关系正确的是( )
A.false,false B.false,false
C.false,false D.false,false
14.一辆汽车在平直公路上沿直线向前行驶,接着经过一段泥泞路面,如果汽车始终保持匀速行驶,则汽车行驶过程中发动机的功率P随时间t的变化关系可能是( )
A. B. C. D.
15.一个物体由A点自由下落时,相继经过B、C两点,如图所示,已知AB=BC,物体在AB段重力做功W1,功率P1;在BC段重力做功W2,功率P2,则下列关系正确的是( )
A.W1= W 2,P1>P2 B.W1= W 2,P1=P2
C.W 1=W2,P1<P2 D.W1≠W 2,P1≠P2
二、多选题
16.初三学生小华质量约50kg,他从一楼步行到五楼,用时40s,每层楼高为3m,下列估算正确的是( )
A.小华步行的平均速度约为0.3m/s B.小华上楼做的功约为6000J
C.小华上楼做的功约为7500J D.小华上楼时的功率约为187.5W
17.甲、乙两位同学进行爬楼梯比赛,他们同时从一楼冲向三楼,结果乙同学首先到达,甲同学随后到达。已知甲、乙两位同学的体重分别为G1和G2,且G1falseG2。则下列说法中正确的是( )
A.甲同学做功一定比乙同学做功多 B.乙同学做功一定比甲同学做功快
C.甲同学的功率可能比乙同学的功率大 D.乙同学的功率可能等于甲同学的功率
18.起重机将建筑材料由地面提升到楼顶,第一次用20000N的竖直拉力F1将材料甲10s匀速提升15m;第二次用10000N的竖直拉力F2将材料乙20s匀速提升15m。对于上述两个过程,下列说法中正确的是( )
A.甲的速度一定等于乙的速度 B.甲的质量一定大于乙的质量
C.拉力F1做的功一定大于拉力F2做的功 D.起重机提升材料甲的功率大于提升乙的功率
19.如图所示,OQ是水平地面,物体在水平拉力作用下,从O点匀速直线运动到Q点,OP段拉力F1为300N,F1做的功为W1,功率为P1;PQ段拉力F2为200N,F2做的功为W2,功率为P2,则( )
A.W1<W2 B.W1=W2 C.P1>P2 D.P1<P2
20.两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的路程(s)-时间(t)图象如图所示,根据图象,下列判断正确的是( )
A.两次物体运动的速度v1 C.0-6s两次拉力对物体所做的功W1=W2 D.0-6s两次拉力对物体做功的功率P1>P2
三、实验题
21.学习了功率知识后,小明和小亮两位同学想测量纸锥下落时重力做功的功率,请你帮忙将实验过程补充完整。
(1)实验原理是: ______________ (写公式)
(2)需要测量的物理量有下落时间、纸锥的质量和 ____________ (写出物理量)。相应的测量工具为秒表、天平和 ___________ 。
(3)如图是小明和小亮利用闪光照相机拍摄纸锥竖直下落时的照片,照相机每隔0.2s曝光一次。请根据照片判断下列关于纸锥在竖直下落过程中重力做功功率随时间变化的图象中正确的是 ________ 。
22.学习了功率的知识后,小刚想粗略地测算自己在单杠上做引体向上运动时的功率,如图所示。
(1)实验中依据的原理是(写公式) ______ ;
(2)需要的测量工具:体重计、秒表、 ______ ;
(3)小刚测出了自己的质量为m,连续做引体向上n次所用的时间t,并测出自己每做一次引体向上时 ______ ,则他做引体向上时功率的表达式是 ______ 。
23.学校买了一箱物理器材,小军同学将它从一楼搬运到三楼,小丽同学想测量小军同学搬运器材过程中对箱子做功的功率。
(1)测量所需要的器材有:磅秤、卷尺和______。
(2)小丽同学设计的测量步骤如下,其中多余的是________。
①测出箱子的质量为M
②测出一楼到三楼楼梯的总长度L
③测出一楼到三楼的竖直高度H
④测出小军上楼梯所用的时间t
⑤测出小军的质量为m
(3)小军同学搬运器材过程中对箱子做功的功率表达式P=__________。
24.某班同学进行登楼比赛,看谁做功快.甲乙同学记录自己两次从一楼跑到确定的楼层所用的时间,并填入下面表格中,然后将有关的物理量也记录在下面的表格中.
学生
实验序号
学生的质量(千克)
楼梯的高度(米)
登梯做的功(焦耳)
所用的时间(秒)
甲
1
50
3
1470
5
2
50
3
1470
8
乙
3
54
6
3175.2
12
4
54
3
1587.6
5
(1)分析比较以上实验数据,可以得出登楼做功最快的学生是_________(选填“甲”或“乙”).
(2)分析比较实验次数_____ ,可以得出的初步结论是:当做功所用时间相同时,做功越多,做功越快.
(3)分析比较实验次数1和2,可以得出的初步结论是________ .
(4)分析比较实验次数2与3,若要比较甲乙两为同学做功的快慢,则可以比较_________来确定那位同学做功快.因此为了比较做功快慢,还应在表格中添加栏目是________ .
参考答案
1.C
详解:
A.压强是描述压力的作用效果的物理量,故A不符合题意;
B.功是力与距离的乘积,故B不符合题意;
C.功率表示物体做功快慢的物理量,故C符合题意;
D.机械效率为有用功与总功之比,故D不符合题意。
故选C。
2.C
详解:
A.做功越多,但是时间不确定,功率不一定大,故A错误;
BD.所做的功不确定,仅根据做功时间长短,不能确定功率大小,故BD错误;
C.功率是单位时间内做的功的多少,表示做功快慢的物理量,做功越快,功率越大,故C正确。
故选C。
3.A
详解:
A.功率是指单位时间内做功的多少,是表示做功快慢的物理量,甲的功率比乙的功率小,说明乙做功一定比甲做功快,故A正确;
B.不知道做功的时间,所以功率大的乙不一定比甲做功多,故B错误;
C.由false可知,相同时间内乙做功更多,故C错误;
D.机械效率是指有用功占总功之比,功率的大小与机械效率大小无关,所以由题目条件无法比较甲、乙机械效率的大小,故D错误。
故选A。
4.C
详解:
爬杆比赛过程中,克服自身重力做功,由W=Gh分析可知,由题可知h相同,所以
W甲:W乙=G甲:G乙=3:4
所以甲、乙两人爬杆的功率之比为
false
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
5.B
详解:
AB.由图可知,当时间一定时,甲做的功比乙做的功多,说明甲比乙做功快,故A错误,B正确;
CD.由图可知,甲的功率大于乙的功率,根据公式false,时间不确定,没法比较甲乙做功多少,故C错误,D错误。
故选B。
6.D
详解:
AB.体重最大的同学和做功最多的同学,其做功所用时间无法比较,所以无法判断其功率大小,故AB不符合题意;
C.速度最大的同学,其做功多少无法比较,所以无法判断其功率大小,故C不符合题意;
D.功率是表示做功快慢的物理量,做功最快即功率最大,所以做功最快的同学就是功率最大的同学,故D符合题意。
故选D。
7.D
详解:
AB.教授的质量大于小丽的质量,则教授的重力大于小丽的重力,两人从1楼走上3楼,上升高度相等,根据W=Gh可知,教授做的功大于小丽做的功,故AB错误;
CD.两人从1楼走上3楼用时相同,教授做的功大于小丽做的功,根据P=false可知,教授做功的功率比小丽做功的功率大,故C错误,D正确。
故选D。
8.C
详解:
BC.由题可知,大小相等的拉力F,sab=scd,由W=Fs可知:ab段与cd段拉力所做的功相同;故C符合题意,B不符合题意;
AD.由于
tab>tcd
由false可知
Pab<Pcd
即cd段功率较大,故AD不符合题意。
故选C。
9.C
详解:
AC.功率表示物体做功快慢,功率大表示做功快,由题知,乙机器的功率大于甲机器的功率,所以乙机器做功一定快,故A错误,B正确;
BD.由W=Pt可知,做功时间不确定,做功多少无法比较,故BD错误。
故选C。
10.A
详解:
甲、乙两人对书包做功的功率为
false
甲、乙两人分别提着书包并肩从一楼匀速登上二楼时,竖直方向移动距离相等,所用的时间相同,因为甲的功率大于乙的功率,所以甲书包的重力一定大于乙书包的重力。
故选A。
11.D
详解:
A.由图像知道,在相同时间内,物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程,所以v1>v2,故A错误;
B.同一物体,则重力不变,对水平面的压力不变;在同一水平面上运动,则接触面的粗糙程度相同,即两次拉动物体时,物体受到的摩擦力相等;由图像知道,两次物体都做匀速直线运动,说明物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以,两次物体所受的拉力
F1=F2=f
故B错误;
D.由图像知道,0~8s物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程,又因为两次拉力相等,由W=Fs知道,
false
故D正确;
C.由false 知道,0~8s两次拉力对物体做功的时间相同,故功率比
false
故C错误。
故选D。
12.D
详解:
A.由图可知,n=3,当B水平匀速向右运动时,B所受的摩擦力等于A的重力与F1之和的3倍,即
f=3(F1+GA)=3×(2N+1N)=9N
故A错误;
B.水平向左拉物体B时,由平衡条件得
F2=3GA+f=3×1N+9N=12N
故B错误;
C.水平向左拉物体时,B的移动速度为
vB=false=false=0.1m/s
拉力F2功率为
P2=F2×vB=12N×0.1m/s=12W
故C错误;
D.用力F1竖直向下拉物体A时,拉力F1的功率
P1=F1v=2N×3×0.6m/s=3.6W
故D正确。
故选D。
13.A
详解:
木块2次都作匀速直线运动,拉力都等于摩擦力,木块对水平面的压力和接触面的粗糙程度都不变,则摩擦力不变,则2次拉力相等;由图乙可知,图线①的速度大于图线②,由
false
可知,P1>P2,故A正确,BCD错误。
故选A。
14.C
详解:
与平直公路相比,泥泞路面由于接触面粗糙程度大,汽车的受到的阻力更大,而匀速行驶时,汽车处于平衡状态,牵引力与阻力是一对平衡力,二者大小相等,方向相反,故在平直公路上,速度不变,牵引力小,故功率小,且牵引力不变,速度不变,故功率小,且一直不变,在泥泞路面上,接触面粗糙程度大,牵引力大,速度不变,故功率大且不变,C正确。
故选C。
15.C
详解:
物体在AB和BC段,距离相同,重力相同,根据W=Gh,重力做功相同,所以
W1=W2
物体在下落过程中,重力势能转化为动能,物体质量不变,动能增大,所以
v1<v2
因为AB=BC,所以
t1>t2
又因为
W1=W2
根据P=false,所以
P1<P2
答案C。
16.AB
详解:
A.小华步行上楼的路程大约为
false
那么小华步行的平均速度约为
false
A正确;
B C.小华的重力为
false
小华上楼做的功约为
false
B正确,C错误;
D.小华上楼时的功率约为
false
D错误.
17.ACD
详解:
A.甲乙从一楼冲向三楼,高度相等,因为
G1falseG2
由W=Gh可知
W甲>W乙
故A正确;
BCD.乙同学首先到达,甲同学用的时间长,由false可知,甲同学的功率可能大于乙同学的功率,甲同学的功率可能等于乙同学的功率,甲同学的功率可能小于乙同学的功率,乙同学做功不一定比甲同学做功快,故B错误,CD正确。
故选ACD。
18.BCD
详解:
A.提升距离相同,甲用时少,根据false,甲速度大,故A错误;
B.匀速直线运动的物体受到平衡力作用,即拉力等于其重力,甲的重力大于乙的重力,由G=mg可知,甲的质量大于乙的质量,故B正确;
C.G甲>G乙,高度h相等,由W=Gh可知,W甲>W乙,故C正确;
D.因为W甲>W乙,甲时间小于乙时间,根据false,甲功率大,故D正确。
故选BCD。
19.BC
详解:
由图知,OP段的路程false,PQ段的路程false,OP段拉力F1做的功为
false
PQ段拉力F2做的功为:
false
比较可知,W1=W2,故A不符合题意,B符合题意;
物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q,所以,物体在OP段和PQ段速度相同,又因为F1>F2,所以根据
false
可知,P1>P2,故C符合题意,D不符合题意。
故选BC。
20.BD
详解:
A.由图像可知,在相同时间内,物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程,所以
v1>v2
故A错误;
B.同一物体重力相等,对水平面的压力相等,在同一水平面接触面的粗糙程度相同,因此两次拉动物体时,物体受到的摩擦力相等,由于物体做匀速直线运动,所受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以两次物体所受的拉力
F1=F2
故B正确;
C.由图像可知,0-6s物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程,又因为
F1=F2
根据W=Fs可得,0-6s两次拉力对物体所做的功
W1>W2
故C错误;
D.0-6s两次拉力对物体所做的功
W1>W2
时间相同,由false可得0-6s两次拉力对物体做功的功率
P1>P2
故D正确。
故选BD。
21.false 下落高度 刻度尺 C
详解:
(1)[1]测量重力功率的实验原理是
false
(2)[2][3]由实验原理的表达式可知,根据实验的要求可知,需要测量的物理量有下落时间、下落高度和纸锥质量,相应的测量工具为秒表、刻度尺和托盘天平,相应的测量工具为秒表、天平和刻度尺。
(3)[4]由false可知,纸锥的重力不变,而速度v先变快后不变,故纸锥在竖直下落过程中重力做功功率随时间变化规律是先变大后不变,故只有选项C的图象符合题意。
22.false 刻度尺 上升的高度h false
详解:
(1)[1]实验中依据的原理是false。
(2)[2]根据功率的计算公式可知
false
则需知道体重、人每次做引体向上时人上升的高度和所用的时间,因此需要的实验器材为:体重计、秒表、刻度尺。
(3)[3][4]引体向上是克服自身的重力做功,所以在测出自身重力的同时,还需要测出人上升的高度h,则他做引体向上时功率的表达式为
false
23.秒表 ②⑤ false
详解:
第一空.要测量小军搬运器材上楼对箱子做功的功率,需要测量箱子的重(质量),楼的高度和爬楼时间,因此除了磅秤、卷尺,还需要的测量器材是秒表;
第二空.实验中,测量小军搬运器材上楼时对箱子做功的功率,,只要测量箱子的质量、爬楼时间和从一楼到三楼的高度,不需要测出楼梯的总长度和小军的质量,故②⑤步骤是多余的。
第三空.实验的原理是:false,
做功为:W=GH=MgH,
测量做功时间为t,所以由所测物理量得功率的表达式为:
false。
24.乙 1与4 做相同的功,所用时间越少的,做功越快 做的功与所用时间的比值 功/时间
详解:
(1)先比较甲两次做功的功率,甲的自身重力是不变的,楼高也是相同的,根据false 功是相同的,第一次做功时间短,做功快;比较乙两次做功的功率,乙的自身重力是不变的,楼高也是相同的,根据false 功是相同的,第二次做功时间短,做功快;再用甲的第一次和乙的第二次进行比较,做功的时间是相同的,楼高也是相同的,乙的质量大重力大,乙克服重力做的功就大,所以乙做功快;
(2)要得出:当做功所用时间相同时,做功越多,做功越快的结论,就要做功时间相同而做的功不同,由图可知1与4做功时间相同而做功的多少是不同的,故选实验次数1与4;
(3)分析比较实验次数1和2可知,做功是相同的,第一次做功时间短,做功快;
(4)分析比较实验次数2与3可知做功时间和做功的多少都是不同的,若要比较甲、乙两位同学做功的快慢就要计算功与时间的比值,比值大的做功快,故应在表格中添加栏目是:功/时间。