物理必修 第二册1 功与功率同步训练题

2020-2021学年人教版（2019）必修第二册

8.1功与功率 课时作业9（含解析）

1．已知自行车骑行时所受的阻力和人、车总重的比值是k=0.02，那么人在正常骑车的时的功率大约为（　　）

A．10-3kW B．0.1kW C．1kW D．10kW

2．质量为的汽车在水平路面上匀速行驶，速度为25m/s，所受阻力大小为，此时汽车发动机输出的实际功率是（    ）

A． B． C． D．

3．某汽车在平直公路上以功率P、速度的匀速行驶时，牵引力为F0。在t1时刻，司机减小油门，使汽车的功率减为，此后保持该功率继续行驶，t2时刻，汽车又恢复到匀速运动状态，下面是有关汽车牵引力F、速度v的几种说法，其中正确的是（　　）

A．t2后的牵引力仍为F0 B．t2后的牵引力小于F0

C．t2后的速度仍为 D．t2后的速度大于

4．一质量为的汽车在平直的公路上由静止开始以大小为的加速度匀加速启动，经时间达到额定功率，此后保持额定功率运行，最后汽车做匀速运动。若汽车运动过程中所受阻力大小恒为其重力的倍，重力加速度为，则汽车做匀速运动时的速度大小为（　　）

A． B． C． D．

5．类比是一种常用的研究方法。对于直线运动，教科书中讲解了由v－t图像求位移的方法。请你借鉴此方法，如图所示，下列对于图线和横轴围成面积的说法，其中不正确的说法是（　　）

A．a－t（加速度－时间）图像面积反映速度变化量Δv

B．v－t（速度－时间）图像面积反映位移大小x

C．F－x（力－位移）图像面积反映力的功W

D．ω－r（角速度－半径）图像面积反映线速度v

6．如图所示，质量为m的物块被水平向左、大小为F的恒定推力按压在车厢竖直壁上，车以大小为v的速度向左做匀速直线运动。重力加速度大小为g。在车向左运动距离为L的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．推力的功率为Fv B．车厢对物块的弹力做正功

C．物块受到的重力做的功为mgL D．物块所受的摩擦力的功率为mgv

7．如图所示，某段滑雪场的雪道倾角为，质量为的运动员从距底端高为处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度大小为。取重力加速度大小。该运动员在雪道上下滑的过程中克服摩擦力所做的功为（　　）

A． B． C． D．

8．一辆轿车在平直公路上由静止开始运行，启动阶段轿车牵引力保持不变，运动一段时间后达到额定功率，并以此功率继续行驶，经过时间t0，其速度达到最大值vm，若轿车所受的阻力f为恒力，关于轿车的速度v、牵引力F、功率P随时间t变化的情况，下列选项正确的是（　　）

A． B．

C． D．

9．一辆汽车从静止开始先做匀加速直线运动，然后做匀速运动。假设汽车所受阻力恒定，下列汽车牵引力的功率P与时间t的关系图象中，能描述上述过程的是（　　）

A． B．

C． D．

10．在举重比赛中，运动员举起杠铃时必须使杠铃平衡一定时间，才能被裁判视为挺（或抓）举成功。图示为运动员举起杠铃后处于平衡状态。运动员可通过开举前改变两手握杆的距离来调节举起时双臂的夹角，若双臂夹角变大，则（　　）

A．运动员使杠铃平衡时每只手臂用力减小

B．运动员使杠铃平衡时每只手臂用力增大

C．运动员举起杠铃过程中对杠铃做功不变

D．运动员举起杠铃过程中对杠铃做功增加

11．我国高铁技术在世界上处于领先水平，在某次测试中，一列质量为m的“复兴号”高铁以恒定加速度a启动，从静止开始加速到最大速度的过程中，其功率随时间的变化图象如图所示，P0为高铁发动机的额定功率，启动过程中高铁所受阻力恒为f，则高铁在t0时刻的速度为（　　）

A． B． C． D．

12．如图所示，小明用大小为F与水平方向成θ角的拉力拉着木箱在粗糙水平面上沿水平直线匀加速运动距离为x，加速度大小为a，则此过程中拉力对木箱所做的功为（　　）

A．0 B． C． D．

13．一辆玩具电动小车在平直路面上以的速度做匀速直线运动，运动过程中牵引力的功率为9W。若某时刻牵引力的功率突然变为6W，且之后保持不变，对之后的运动过程说法正确的是（整个过程小车受到的阻力不变）（　　）

A．小车的牵引力最小为1.5N

B．小车的加速度越来越小，直至为零

C．小车最终的运动速度为

D．自牵引力的功率突变为6W，到小车再次开始做匀速直线运动的过程中，小车的平均速度小于

14．竖直上抛一球，球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于球的速度，则（　　）

A．上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功

B．上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功

C．上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率

D．上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力做功的平均功率

15．中国自主设计并建造的绞吸挖泥船“天鲲号”是国之重器。若“天鲲号”挖泥泵工作时输出功率为kW，每秒可将1.6m3的泥沙从排泥管排出，排泥管的横截面积为0.8m2，则下列说法正确的是（　　）

A．排泥管中泥沙运动的平均速率为1m/s

B．排泥管中泥沙运动的平均速率为2m/s

C．泥泵对排泥管中泥沙的平均推力大小为N

D．泥泵对排泥管中泥沙的平均推力大小为N

16．如图所示，用F=8.0N的水平拉力，使质量m =2.0kg的物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动。求：

(1)物体加速度a的大小；

(2)在t=3.0s内水平拉力F所做的功。

17．如图1所示，水平面上静止着一个小物体，从t=0时刻开始小物体受到一个方向与水平面成θ=53°角的拉力F作用，F与时间t的关系如图2所示，拉力的方向始终保持不变。已知小物体的质量为m=0.2kg，物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.75，重力加速度g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6.求：

(1)物体由静止运动以后，何时速度减小为零；

(2)拉力做功的最大瞬时功率。

18．某型号汽车的质量为，发动机的额定输出功率为，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的倍若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了，速度增大到最大速度后才匀速行驶试求：取

汽车的最大行驶速度；

汽车匀加速启动阶段结束时的速度；

当速度为时，汽车牵引力的瞬时功率；

当汽车的速度为时的加速度；

汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间t．

19．如图所示是两人乘坐双人动力滑翔伞正在没有风的空中水平向左匀速直线飞行，设O点为整个装置（包括人）的重心，整个装置受到向下的重力为2000N，受到向右的阻力为500N。

(1)根据装置的外形简要说明竖直向上的力是如何获得的。

(2)若滑翔动力伞前进的动力是通过燃烧燃料来获得，使滑翔动力伞动力的功率是8kW，转化效率为15%，燃料的热值是6×107J/m3，若整个装置前进过程中消耗1.6m3的燃料，求：

①动力做了多少功？

②向左滑翔的速度多大？

20．某轿车发动机的最大功率为，汽车满载质量为，在平直路面满载时最大行驶速度是，当汽车在水平路面上行驶时：（）

（1）汽车所受阻力与车重的比值是多少？

（2）若汽车从静止开始，以的加速度做匀加速运动，则这一过程能维持多长时间？

参考答案

1．B

【详解】

人在正常骑车的速度约为5m/s，人和车的质量约为80kg，则所受的阻力

f=kmg=16N

则功率

P=Fv=fv=90W

故选B。

2．C

【详解】

汽车匀速行驶，则牵引力与阻力平衡

汽车发动机的功率

故选C。

3．A

【详解】

AB．t2时刻，汽车又恢复到匀速运动状态，说明此时的牵引力等于阻力大小，仍为F0，故A正确，B错误；

CD．当t2后汽车的功率减为时，根据

得

故CD错误。

故选A。

4．C

【详解】

当牵引力等于阻力时,汽车做匀速直线运动,根据牛顿第二定律可知,匀加速直线运动的牵引力为

则额定功率为

则匀速运动时汽车的速度为

故选C。

5．D

【详解】

A．a－t(加速度－时间)图线和横轴围成的面积表示

即表示速度的改变量，故A正确；

B．v－t(速度－时间) 图线和横轴围成的面积表示

即表示位移，故B正确；

C．F－x图线和横轴围成的面积表示

即面积表示对应位移内力所做的功力F的总功，故C正确；

D．ω－r图线中任意一点的横坐标与纵坐标的乘积等于ωr，即线速度；故图象与横轴围成的面积不一定等于ωr，即不一定等于线速度，故D错误。

本题选不正确的，故选D。

6．A

【详解】

A．根据可知，推力的功率为，故A正确；

B．车厢对物块的弹力方向与物块的位移方向相反，做负功，故B错误；

C．物块在竖直方向位移为零，重力做功为零，故C错误；

D．摩擦力方向速度为零，根据可知，物块所受的摩擦力的功率为零，故D错误。

故选A。

7．C

【详解】

根据牛顿第二定律

解得

f=100N

则克服摩擦力所做的功

故选C。

8．B

【详解】

由于汽车受到的牵引力不变，加速度不变，所以汽车在开始的阶段做匀加速运动，功率逐渐变大，当实际功率达到额定功率时，功率保持不变，要想增加速度，就必须减小牵引力，当牵引力减小到等于阻力时，加速度等于零，速度达到最大值

故选B。

9．C

【详解】

AD．根据P=Fv分析知匀加速运动时牵引力大于阻力，F不变，v随时间均匀增大，故P随时间均匀增大，故AD错误；

BC．当匀速时牵引力等于阻力，说明F突变小，速度不变，故功率突变小，以后保持不变，故B错误，C正确。

故选C。

10．B

【详解】

平衡时，运动员双臂夹角变大，但两手臂对杠铃作用力的合力不变，故需增大每只手臂的用力；双臂夹角变大，杠铃上升高度减小，则运动员举起杠铃过程中对杠铃做功减少，故举重时在技术上要有合适的角度。选项B正确，ACD错误。

故选B。

11．A

【详解】

根据牛顿第二定律得

    ①

由功率公式得

    ②

由①②式解得，高铁在t0时刻的速度为

故A正确，BCD错误；

故选A。

12．C

【详解】

由题意可知，拉力与位移的夹角为θ，则由功的公式可知，F的功为：

故C正确，ABD错误。

故选C。

13．BCD

【详解】

A．小车功率刚变为6W时牵引力最小，由，得牵引力最小值为

故A错误；

B．功率改变后小车先做减速运动，由，知，小车的加速度越来越小，直至为零，故B正确；

C．功率改变之前，由，得阻力

功率改变后，小车再次匀速运动时，由得

，

得小车最终运动的速度大小为

故C正确；

D．自牵引力的功率突变至小车再次开始匀速运动，通过小车的图像与匀变速运动的图像对比，可得平均速度小于，D正确。

故选BCD。

14．BC

【详解】

AB．重力是保守力，做功的大小只与物体的初末的位置有关，与物体的路径等无关，所以在上升和下降的过程中，重力做功的大小是相等的， 故A错误，B正确；

CD．物体在上升的过程中，受到的阻力向下，在下降的过程中受到的阻力向上，所以在上升时物体受到的合力大，加速度大，此时物体运动的时间短，在上升和下降的过程中物体重力做功的大小是相同的，由可知，上升的过程中的重力的功率较大，故C正确，D错误。

故选BC。

15．BC

【详解】

AB．排泥管中泥沙运动的平均速率

选项A错误、B正确；

CD．泥泵对排泥管中泥沙的平均推力大小

选项C正确、D错误。

故选BC。

16．(1) 4.0m/s2；(2)144J

【详解】

(1)根据牛顿第二定律有

F=ma

解得

a=4.0m/s2

(2)根据位移公式有

拉力做功

W=Fx=8×18J=144J

17．（1）3s；（2）5.4W.

【详解】

（1）在0-1s内物体的加速度

1s末的速度为

v1=a1t1=4.5m/s

在1s后的加速度

则速度减到0的时间

（2）在1s末物体的速度最大，此时拉力的功率最大，最大功率为

18．（1）40m/s     （2）20m/s     （3）2×104W     （4）0.25m/s2    （5）55s

【详解】

当汽车牵引力时，达到最大速度，

故  

对汽车，匀加速启动阶段，据牛顿第二定律有： 

可得匀加速阶段的牵引力

故匀加速启动阶段结束时的速度

当速度为时，处于匀加速启动阶段，

故汽车牵引力的瞬时功率

当速度为时，此时汽车功率为，

故此时牵引力

对汽车，据牛顿第二定律有 

可得速度为时的加速度

汽车匀加速启动阶段所用时间

对汽车，速度从增大到过程，根据动能定理有

可得速度从增大到所用时间

故汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间

【点睛】

解决本题的关键理清恒定功率和恒定加速度启动整个过程中的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解，知道加速度等于零时，汽车的速度最大．

19．(1)见解析；(2)①；②16m/s

【详解】

(1)伞上侧气流快气压小，伞下侧气流慢气压大；形成了向上的压强差，进而产生向上的升力；
(2)①根据能量转化效率可得

W=Qη=qVη=1.44×107J

②由向左匀速直线飞行可知

F=f=500N

再根据

P=Fv

解得

v=16m/s

20．（1）；（2）

【详解】

（1）当汽车的牵引力等于阻力时，匀速运动，汽车在路面上行驶的速度最大，由得

受阻力与车重的比值是

（2）由牛顿第二定律可知

，

匀加速达到最大速度为

匀加速运动时间为

，