2022人教版高中物理必修第二册练习题-功与功率(第2课时　功率)

2022人教版高中物理必修第二册练习题

第八章机械能守恒定律

第2课时功率

基础过关练

题组一功率的理解和计算

1.（2021上海金山中学高一下期中）关于功率的概念,下列说法中正确的是

（）

A.功率是描述力对物体做功多少的物理量

B.由片:可知，功率与做功时间成反比

C.汽车发动机的实际功率越大,其做功就一定越多

D.某个力对物体做功越快,它的功率就一定越大

2.（2021江苏盐城高三三模）我国新一代高速列车牵引力的平均功率达9000kW,

运行的最高速度约为350km/ho从盐城到上海列车线路全长约300km,新一代

高速列车用时约2h,在动力上耗电约为（）

A.7.7X10:,kW-hB.1.5X10'kW•h

C.1.8X101kW-hD.2.7X106kW•h

题组二平均功率与瞬时功率

3.（2021广东部分学校高一下联考）如图所示，在竖直墙面前方的P点，沿水平方

向以较大的速度抛出一个小球，小球几乎打在和尸点等高的墙面上。逐渐减小小

球抛出的速度,若小球每次抛出后都能打在竖直墙面上,不计空气阻力，则小球打

在竖直墙面前瞬间重力的功率

A.一定越来越大B.一定越来越小

C.可能先变大后变小D.可能先变小后变大

4.飞行员进行素质训练时,抓住秋千杆由水平状态开始下摆,如图所示,到达竖直

状态的过程中，飞行员所受重力的瞬时功率变化情况是()

A.一直增大B.一直减小

C.先增大后减小D.先减小后增大

5.在后6N的水平力作用下,质量炉3kg的物体在光滑水平面上由静止开始运

动，运动时间片3s。求：

(1)力方在前3s内对物体做的功；

(2)力方在前3s内对物体做功的平均功率；

(3)在3s末力方对物体做功的瞬时功率。

题组三功率与速度的关系机车启动问题

6.（2020北京北师大附中高一下期中）一辆汽车在平直公路上以额定功率行驶，设

所受阻力不变。在汽车加速过程中（）

A.牵引力减小,加速度增大

B.牵引力减小，加速度减小

C.牵引力增大,加速度增大

D.牵引力增大,加速度减小

7.在水平路面上运动的汽车的额定功率为100kW,质量为10t,设阻力恒定,且

为车重的奈,g取10m/s2o

⑴汽车在运动过程中所能达到的最大速度为多大？

⑵若汽车以0.5m/s,的加速度从静止开始做匀加速直线运动,这一过程能维持

多长时间？

（3）若汽车以额定功率从静止启动，当汽车的加速度为2m/s?时,速度为多大？

能力提升练

题组一功率的分析与计算

1.（2020四川成都七中高一下期中，*）如图所示，分别用力£、&、后将质量为勿

的物体由静止沿同一固定斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，物体

与斜面间的动摩擦因数为〃，在此过程中，£、£、K做功附、保强的大小及功

率X、局、月的大小关系是（）

A.A＞例＞网B.跖＞%＞用

C.P3＞Pl＞P2D.P〉P»P3

2.（2020山西太原五中高三上期末,北）如图所示，细线的一端固定于。点，另一

端系一小球。在水平拉力厂的作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由4点运动

到8点。在此过程中，拉力月的瞬时功率变化情况是（深度解析）

0

A.逐渐增大B.逐渐减小

C.先增大,后减小D.先减小,后增大

3.（2021福建福州高级中学高一下期中,如图所示,把两个相同的小球从离地

面相同高度处，以相同大小的初速度/分别竖直向下和水平向右抛出，不计空气

阻力，则下列说法正确的是（）

Q。

“"".，",皿，"，，""皿""，，""""，"，""""，"，：3

A.两小球落地时速度相同

B.两小球落地时,重力的瞬时功率相等

C.小球从抛出到落地,重力对两小球做的功不相等

D.小球从抛出到落地,重力对两小球做功的平均功率不相等

4.（2021江苏南京师大附属中学高一下月考,北，）一质量为1kg的物体（视为质

点）静止于光滑水平面上,从t=0时刻开始,受到水平外力尸作用，如图所示。下

列判断正确的是（）

,F/N

3----；

2

1..............;

012th

A.0-2S内外力的平均功率是5W

B.第2s内外力所做的功是4J

C.第2s末外力的瞬时功率最大

D.第1s末与第2s末外力的瞬时功率之比为9：4

5.（2020湖北随州一中高一下期中，*，）起重机将一质量为1.OXIO'kg的货物竖

直向上吊起，货物运动的广力图像如图所示，取支10m/s2o求：

（1）整个过程中货物上升的高度；

⑵减速过程中货物的加速度大小；

⑶加速过程中起重机拉力的平均功率。

r/(mes_1)

题组二功率与速度的关系机车启动问题

6.（2020吉林省实验中学高一下期中，"）质量为勿的汽车,启动后沿平直路面行

驶,如果发动机的功率恒为P,且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定,汽车能够

达到的最大速度为匕那么当汽车的加速度为又时,汽车的速度大小为（）

mv

VnUVnU

AA.5B,-C.-D.-

7.（2020江苏盐城高一下期中，*?）2018年12月，速度可达350km/h的“复兴号”

新型动车组首次公开亮相，如图所示。设动车运行时受到的阻力与速度成正比，

若动车以速度了匀速行驶，发动机的功率为凡当动车以速度2厂匀速行驶时，发

动机的功率为（）

A.PB.2PC.4PD.8P

8.（2020安徽合肥一中高一下期中，*，）（多选）如图是一汽车在平直路面上启动

的速度-时间图像，从^时刻起汽车的功率保持不变。由图像可知（）

A.O-t,时间内，汽车的牵引力增大，加速度增大,功率不变

B.0〜右时间内，汽车的牵引力不变,加速度不变,功率增大

C.力〜必时间内，汽车的牵引力减小，加速度减小

D.打〜G时间内，汽车的牵引力不变,加速度不变

9.(2021天津耀华中学高三一模,")质量为400kg的赛车在平直赛道上以恒定

功率加速,受到的阻力不变,其加速度a与速度的倒数工的关系如图所示，已知图

V

A.赛车速度随时间均匀增大

B.赛车加速度随时间均匀增大

C.赛车运动时发动机输出功率为160kW

D.图中6点取值应为0.01,其对应的物理意义表示赛车的最大速度为160km/h

10.(2020湖南娄底高一下期中，米，)一辆重5t的汽车，发动机的额定功率为80

kWo汽车从静止开始以加速度年1m/s2做匀加速直线运动，所受阻力为车重的

0.06o(g取10m/s?)求：

⑴汽车做匀加速直线运动的最长时间；

(2)汽车开始运动后第5s末的瞬时功率；

(3)汽车的最大速度。深度解析

题组三联系实际的功率问题

11.（**）（多选）如图所示为轿车中的手动变速杆,若保持发动机输出功率不变,将

变速杆推至不同挡位,可使轿车以不同的速度运行,7?是倒车挡。某型号轿车发动

机的额定功率为60kW,在水平路面上行驶的最大速度可达180km/ho假设该轿

车在水平路面上行驶时所受阻力恒定，则该轿车（）

A.以最大牵引力爬坡,变速杆应推至“1”挡

B.以最大牵引力爬坡,变速杆应推至“5”挡

C.以额定功率在水平路面上以最大速度行驶时，其牵引力为1200N

D.以54km/h的速度在水平路面上匀速行驶时,发动机的输出功率为60kW

12.（2020江西鹰潭一中高一下期中，*『）每年春节前江西农村都有捣年糕的习俗,

借此来寓意“年年发财，步步高升”。捣年糕时，一人将“石杵”一起一落挥动,

另一人在“石杵”挥动的间隙迅速翻动米粉团，直到米粉团柔软而有弹性。已知

“石杵”质量为20kg,每分钟上下挥动20下，每次重心上升的高度约为90cm,

则人挥动“石杵”做功的功率约为（）

A.60WB.120WC.180WD.540W

13.（2021广东珠海实验中学、东莞第六高级中学、河源高级中学三校联考,北。

如图所示,质量为50kg的同学在做仰卧起坐。若该同学上半身的质量约为全身

质量的|,她在1min内做了50个仰卧起坐,每次上半身重心上升的距离均为0.3

m,则她在1min内克服重力做的功勿和相应的功率〃约为（）

仰卧起坐

A.聆4500J尸75WB.聆450J片7.5W

C.聆3600JR60WD.聆360J尸6W

答案全解全析

基础过关练

1.D功率是描述物体做功快慢的物理量,故A错误;人号是功率的定义式,不能说

功率与做功时间成反比,B错误;汽车发动机的实际功率越大,说明做功越快，但做

功不一定越多,还和时间有关,故C错误;功率是描述做功快慢的物理量,故某个

力对物体做功越快,功率一定越大,故D正确。

2.C高速列车在动力上消耗的电能等于列车牵引力做的功,故在动力上耗电约

为杵Pt=9000kWX2h=L8X10'kW・h,故C正确，A、B、D错误。

3.A随着小球平抛初速度的变小，小球在空中运动的时间变长，由可知，小

球打在竖直墙面前瞬间竖直方向的速度变大，小球重力的功率尸侬%可得P变

大，故A正确,B、C、D错误。

4.C如图所示,在A位置,飞行员速度为零,所以重力的功率£尸0;在〃位置,飞

行员所受重力与速度之间的夹角为90。，所以重力的功率分0;在尔方之间的任

意位置C0°<°,重力的功率P>Q,所以飞行员所受重力的瞬时功率先增大

后减小,选项C正确。

()川

\me

mg

5.答案(1)54J(2)18W(3)36W

解析(1)在水平力厂的作用下,物体在光滑水平面上做初速度为零的匀加速直

线运动,根据牛顿第二定律可知,加速度看2m/s2,则物体在3s末的速度

i^at=6m/s

物体在3s内的位移产细干=9m

力少在前3s内对物体做的功聆止54J

(2)力月在前3s内的平均功率声勺18W

(3)3s末力夕的瞬时功率代尸尸6X6W=36W

6.B根据片Q了分析,发动机的功率恒定,速度增大,则牵引力减小;根据牛顿第

二定律有万件勿a,可知加速度减小,选项B正确。

7.答案⑴10m/s(2)与s⑶与m/s

解析(1)当汽车速度最大时，句=0,£=吊尸产额

故Gx=T=1"。吗m/s=10m/s

Ff击xlOxlO^xlO

⑵汽车从静止开始做匀加速直线运动的过程中，a2=0.5m/s?不变,则牵引力

不变，/变大,户也变大，当小尸额时,此过程结束。

牵引力£二月+勿心=偌、io,xio+io,xos)N=l.5X10'N

汽车做匀加速直线运动的末速度

匕=—=i°°xi°：m/s咚m/s

F21.5X1043

20

则这一过程维持的时间右外/s=¥S

。20.53

(3)F^=F(+mai=^xio4x10+104x2)N=3X10!N

匕等森m/sqm/s

能力提升练

1.B对物体受力分析知,物体所受摩擦力方＞£＞£,因加速度相同,拉力沿位移方

向的分量Q乙＞尸甲＞/丙，故有心心强，选项A错,B对。由题意分析知，物体从斜面

底端运动到斜面顶端所用时间相等,根据片?知P»P〉R,一故C、D错误。

2.A因小球的速率不变,所以小球以。点为圆心做匀速圆周运动,在/点小球的

受力如图所示，在轨迹切线方向上，有侬sin0=Fcos。，得片勿gtan。，则

拉力厂的瞬时功率片入cos0-mgvsin小球从/运动到少的过程中，拉力

夕的瞬时功率随角。的增大而增大,A项正确。

方法技巧

应用功率公式户外解题的技巧

(1)应用公式尸分/解题时，首先应明确它的适用范围:夕与-方向相同。

⑵当F与了方向不同时，若尸的方向与/的方向的夹角为。，由沪Flcos。、

/t/得/t/Vcos00可见计算功率时必须考虑作用力与物体运动方向间的夹角。

⑶对于其中的厂也有两种情况:若丫是平均速度，用求得的就是平均功率；

若u是瞬时速度,用片/V求得的就是瞬时功率。

3.D设竖直向下抛出的小球的落地速度大小为修，水平抛出的小球的落地速度

大小为外,则由运动学规律有说-「=2g/?,得说=J+2g/?,说=/+$=d+2g/?,可知r,=72o

设匕=片声,做平抛运动的小球落地时速度方向与水平方向成。角，则小球落地

时重力的瞬时功率为6侬/sin。；竖直下抛的小球落地时重力的瞬时功率为

P，=mgv，,所以两小球落地时,速度不相同，做平抛运动的小球重力的瞬时功率小

于竖直下抛的小球重力的瞬时功率,故A、B错误;从开始运动至落地，做平抛运

动的小球运动时间大于竖直下抛的小球的运动时间，根据聆侬•力得重力做的功相

同,根据平均功率公式小,可知,重力对平抛小球做功的平均功率小于重力对竖直

下抛小球做功的平均功率,故C错误,D正确。

4.D0〜1s内，物体的加速度&省三m/s2=3m/s2,则物体在0〜1s内的位移

Xi-aiti~X3X1m=l.5m,1s末的速度是匕=aM=3Xlm/s=3m/s;第2s内的

2

加速度是a2=—m/s=lm/s；第2s内的位移x2=■"■匏玲=3X1m+^X1X1

m=3.5m,0〜2s内外力厂对物体做的功生£x1+&¥2=3X1.5J+1X3.5J=8J。

可知。〜2s内外力的平均功率片台”忏4W,故A错误;第2s内外力做功

股£莅=1*3.5J=3.5J,故B错误;第1s末外力的功率是尸尸£-=3X3W=9W,

第2s末物体的速度疗匕+/方2=(3+lXl)m/s=4m/s,则外力的功率2=£丹=1X4

W=4W,可知第2s末外力功率不是最大,第1s末和第2s末外力的瞬时功率之

比是9：4,故C错误,D正确。

5.答案(1)14m(2)0.5m/s2(3)1.1X101W

解析(1)「力图像中图线与时间轴围成的面积即货物在该段时间内的位移，所以

A=jx(4+10)X2m=14m。

(2)减速过程中，由公式a=等可得a=-0.5m/s2

2

故减速过程中货物的加速度大小为0.5m/so

(3)由题图可知,加速过程中程=1m/s2,v=lm/s

由牛顿第二定律得F-mg^ma'

代入数据解得后1.1X10,N

由一=VWP=1.1X101Wo

6.C由于P=fv,F-f^m8F~,匕Fv',联立以上三式解得vr~,故选Co

7.C由于动车运行时所受的阻力与其速度成正比，所以动车以速度「匀速行驶

时，受到的阻力大小为f^kv,此时动车受到的阻力大小和牵引力大小相等,故有

六当动车以速度2V匀速行驶时，受到的阻力大小为f'=2M2f,所以

此时发动机的功率为P'=f'•2片2f・2尸4A选项C正确。

8.BC0〜。时间内，汽车的速度随时间均匀增力口,是匀加速运动,所以汽车的牵

引力不变,加速度不变,功率增大,选项A错误,B正确；力〜心时间内，汽车的功率

保持不变，速度增大，所以汽车的牵引力减小,加速度也减小，选项C正确,D错误。

9.C由图可知,赛车的加速度随速度的变化而变化,故赛车做变加速直线运动,A

错误。由题意知，赛车做加速运动，速度增大，结合图可知加速度减小，故B错误。

对赛车受力分析，受重力、支持力、牵引力夕和阻力£根据牛顿第二定律，有户

f^ma,其中广与v联立得almv-工m;结合图线，可得A—b=400,故加0.01s/m,当赛车的

速度最大时,加速度为零，由图可知a=0时一，6=0.01s/m,解得尸100m/s,所以

赛车最大速度为100m/s,故D错误。由图像可知-工m=-4m/s2,解得A4X400N=1

600N,赛车速度最大时牵引力厂等于阻力，发动机输出功率为小尸尸1600X100

W=160kW,故C正确。

10.答案(1)10s(2)40kW(3)26.67m/s

解析(1)匀加速过程，由牛顿第二定律得

户-户加a

则后3+於8000N

匀加速运动的最大速度尸导黯m/s=10m/s

F8000

匀加速运动的时间da畔1s=10S

(2)5s末汽车的速度v，=at，=\X5m/s=5m/s

汽车的瞬时功率/'=尸y