2022人教版高中物理必修第二冊(cè)練習(xí)題-功與功率(第2課時(shí)　功率)

2022人教版高中物理必修第二冊(cè)練習(xí)題

第八章機(jī)械能守恒定律

第2課時(shí)功率

基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練

題組一功率的理解和計(jì)算

1.（2021上海金山中學(xué)高一下期中）關(guān)于功率的概念,下列說(shuō)法中正確的是

（）

A.功率是描述力對(duì)物體做功多少的物理量

B.由片:可知，功率與做功時(shí)間成反比

C.汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率越大,其做功就一定越多

D.某個(gè)力對(duì)物體做功越快,它的功率就一定越大

2.（2021江蘇鹽城高三三模）我國(guó)新一代高速列車(chē)牽引力的平均功率達(dá)9000kW,

運(yùn)行的最高速度約為350km/ho從鹽城到上海列車(chē)線(xiàn)路全長(zhǎng)約300km,新一代

高速列車(chē)用時(shí)約2h,在動(dòng)力上耗電約為（）

A.7.7X10:,kW-hB.1.5X10'kW?h

C.1.8X101kW-hD.2.7X106kW?h

題組二平均功率與瞬時(shí)功率

3.（2021廣東部分學(xué)校高一下聯(lián)考）如圖所示，在豎直墻面前方的P點(diǎn)，沿水平方

向以較大的速度拋出一個(gè)小球，小球幾乎打在和尸點(diǎn)等高的墻面上。逐漸減小小

球拋出的速度,若小球每次拋出后都能打在豎直墻面上,不計(jì)空氣阻力，則小球打

在豎直墻面前瞬間重力的功率

A.一定越來(lái)越大B.一定越來(lái)越小

C.可能先變大后變小D.可能先變小后變大

4.飛行員進(jìn)行素質(zhì)訓(xùn)練時(shí),抓住秋千桿由水平狀態(tài)開(kāi)始下擺,如圖所示,到達(dá)豎直

狀態(tài)的過(guò)程中，飛行員所受重力的瞬時(shí)功率變化情況是()

A.一直增大B.一直減小

C.先增大后減小D.先減小后增大

5.在后6N的水平力作用下,質(zhì)量爐3kg的物體在光滑水平面上由靜止開(kāi)始運(yùn)

動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間片3s。求：

(1)力方在前3s內(nèi)對(duì)物體做的功；

(2)力方在前3s內(nèi)對(duì)物體做功的平均功率；

(3)在3s末力方對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率。

題組三功率與速度的關(guān)系機(jī)車(chē)啟動(dòng)問(wèn)題

6.（2020北京北師大附中高一下期中）一輛汽車(chē)在平直公路上以額定功率行駛，設(shè)

所受阻力不變。在汽車(chē)加速過(guò)程中（）

A.牽引力減小,加速度增大

B.牽引力減小，加速度減小

C.牽引力增大,加速度增大

D.牽引力增大,加速度減小

7.在水平路面上運(yùn)動(dòng)的汽車(chē)的額定功率為100kW,質(zhì)量為10t,設(shè)阻力恒定,且

為車(chē)重的奈,g取10m/s2o

⑴汽車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所能達(dá)到的最大速度為多大？

⑵若汽車(chē)以0.5m/s,的加速度從靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),這一過(guò)程能維持

多長(zhǎng)時(shí)間？

（3）若汽車(chē)以額定功率從靜止啟動(dòng)，當(dāng)汽車(chē)的加速度為2m/s?時(shí),速度為多大？

能力提升練

題組一功率的分析與計(jì)算

1.（2020四川成都七中高一下期中，*）如圖所示，分別用力￡、&、后將質(zhì)量為勿

的物體由靜止沿同一固定斜面以相同的加速度從斜面底端拉到斜面的頂端，物體

與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃，在此過(guò)程中，￡、￡、K做功附、保強(qiáng)的大小及功

率X、局、月的大小關(guān)系是（）

A.A＞例＞網(wǎng)B.跖＞%＞用

C.P3＞Pl＞P2D.P〉P?P3

2.（2020山西太原五中高三上期末,北）如圖所示，細(xì)線(xiàn)的一端固定于。點(diǎn)，另一

端系一小球。在水平拉力廠(chǎng)的作用下，小球以恒定速率在豎直平面內(nèi)由4點(diǎn)運(yùn)動(dòng)

到8點(diǎn)。在此過(guò)程中，拉力月的瞬時(shí)功率變化情況是（深度解析）

0

A.逐漸增大B.逐漸減小

C.先增大,后減小D.先減小,后增大

3.（2021福建福州高級(jí)中學(xué)高一下期中,如圖所示,把兩個(gè)相同的小球從離地

面相同高度處，以相同大小的初速度/分別豎直向下和水平向右拋出，不計(jì)空氣

阻力，則下列說(shuō)法正確的是（）

Q。

“"".，",皿，"，，""皿""，，""""，"，""""，"，：3

A.兩小球落地時(shí)速度相同

B.兩小球落地時(shí),重力的瞬時(shí)功率相等

C.小球從拋出到落地,重力對(duì)兩小球做的功不相等

D.小球從拋出到落地,重力對(duì)兩小球做功的平均功率不相等

4.（2021江蘇南京師大附屬中學(xué)高一下月考,北，）一質(zhì)量為1kg的物體（視為質(zhì)

點(diǎn)）靜止于光滑水平面上,從t=0時(shí)刻開(kāi)始,受到水平外力尸作用，如圖所示。下

列判斷正確的是（）

,F/N

3----；

2

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

012th

A.0-2S內(nèi)外力的平均功率是5W

B.第2s內(nèi)外力所做的功是4J

C.第2s末外力的瞬時(shí)功率最大

D.第1s末與第2s末外力的瞬時(shí)功率之比為9：4

5.（2020湖北隨州一中高一下期中，*，）起重機(jī)將一質(zhì)量為1.OXIO'kg的貨物豎

直向上吊起，貨物運(yùn)動(dòng)的廣力圖像如圖所示，取支10m/s2o求：

（1）整個(gè)過(guò)程中貨物上升的高度；

⑵減速過(guò)程中貨物的加速度大??；

⑶加速過(guò)程中起重機(jī)拉力的平均功率。

r/(mes_1)

題組二功率與速度的關(guān)系機(jī)車(chē)啟動(dòng)問(wèn)題

6.（2020吉林省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一下期中，"）質(zhì)量為勿的汽車(chē),啟動(dòng)后沿平直路面行

駛,如果發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒為P,且行駛過(guò)程中受到的摩擦阻力大小一定,汽車(chē)能夠

達(dá)到的最大速度為匕那么當(dāng)汽車(chē)的加速度為又時(shí),汽車(chē)的速度大小為（）

mv

VnUVnU

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

7.（2020江蘇鹽城高一下期中，*?）2018年12月，速度可達(dá)350km/h的“復(fù)興號(hào)”

新型動(dòng)車(chē)組首次公開(kāi)亮相，如圖所示。設(shè)動(dòng)車(chē)運(yùn)行時(shí)受到的阻力與速度成正比，

若動(dòng)車(chē)以速度了勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為凡當(dāng)動(dòng)車(chē)以速度2廠(chǎng)勻速行駛時(shí)，發(fā)

動(dòng)機(jī)的功率為（）

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

8.（2020安徽合肥一中高一下期中，*，）（多選）如圖是一汽車(chē)在平直路面上啟動(dòng)

的速度-時(shí)間圖像，從^時(shí)刻起汽車(chē)的功率保持不變。由圖像可知（）

A.O-t,時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)的牽引力增大，加速度增大,功率不變

B.0?右時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)的牽引力不變,加速度不變,功率增大

C.力?必時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)的牽引力減小，加速度減小

D.打?G時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)的牽引力不變,加速度不變

9.(2021天津耀華中學(xué)高三一模,")質(zhì)量為400kg的賽車(chē)在平直賽道上以恒定

功率加速,受到的阻力不變,其加速度a與速度的倒數(shù)工的關(guān)系如圖所示，已知圖

V

A.賽車(chē)速度隨時(shí)間均勻增大

B.賽車(chē)加速度隨時(shí)間均勻增大

C.賽車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率為160kW

D.圖中6點(diǎn)取值應(yīng)為0.01,其對(duì)應(yīng)的物理意義表示賽車(chē)的最大速度為160km/h

10.(2020湖南婁底高一下期中，米，)一輛重5t的汽車(chē)，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為80

kWo汽車(chē)從靜止開(kāi)始以加速度年1m/s2做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所受阻力為車(chē)重的

0.06o(g取10m/s?)求：

⑴汽車(chē)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間；

(2)汽車(chē)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后第5s末的瞬時(shí)功率；

(3)汽車(chē)的最大速度。深度解析

題組三聯(lián)系實(shí)際的功率問(wèn)題

11.（**）（多選）如圖所示為轎車(chē)中的手動(dòng)變速桿,若保持發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率不變,將

變速桿推至不同擋位,可使轎車(chē)以不同的速度運(yùn)行,7?是倒車(chē)擋。某型號(hào)轎車(chē)發(fā)動(dòng)

機(jī)的額定功率為60kW,在水平路面上行駛的最大速度可達(dá)180km/ho假設(shè)該轎

車(chē)在水平路面上行駛時(shí)所受阻力恒定，則該轎車(chē)（）

A.以最大牽引力爬坡,變速桿應(yīng)推至“1”擋

B.以最大牽引力爬坡,變速桿應(yīng)推至“5”擋

C.以額定功率在水平路面上以最大速度行駛時(shí)，其牽引力為1200N

D.以54km/h的速度在水平路面上勻速行駛時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為60kW

12.（2020江西鷹潭一中高一下期中，*『）每年春節(jié)前江西農(nóng)村都有搗年糕的習(xí)俗,

借此來(lái)寓意“年年發(fā)財(cái)，步步高升”。搗年糕時(shí)，一人將“石杵”一起一落揮動(dòng),

另一人在“石杵”揮動(dòng)的間隙迅速翻動(dòng)米粉團(tuán)，直到米粉團(tuán)柔軟而有彈性。已知

“石杵”質(zhì)量為20kg,每分鐘上下?lián)]動(dòng)20下，每次重心上升的高度約為90cm,

則人揮動(dòng)“石杵”做功的功率約為（）

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

13.（2021廣東珠海實(shí)驗(yàn)中學(xué)、東莞第六高級(jí)中學(xué)、河源高級(jí)中學(xué)三校聯(lián)考,北。

如圖所示,質(zhì)量為50kg的同學(xué)在做仰臥起坐。若該同學(xué)上半身的質(zhì)量約為全身

質(zhì)量的|,她在1min內(nèi)做了50個(gè)仰臥起坐,每次上半身重心上升的距離均為0.3

m,則她在1min內(nèi)克服重力做的功勿和相應(yīng)的功率〃約為（）

仰臥起坐

A.聆4500J尸75WB.聆450J片7.5W

C.聆3600JR60WD.聆360J尸6W

答案全解全析

基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練

1.D功率是描述物體做功快慢的物理量,故A錯(cuò)誤;人號(hào)是功率的定義式,不能說(shuō)

功率與做功時(shí)間成反比,B錯(cuò)誤;汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率越大,說(shuō)明做功越快，但做

功不一定越多,還和時(shí)間有關(guān),故C錯(cuò)誤;功率是描述做功快慢的物理量,故某個(gè)

力對(duì)物體做功越快,功率一定越大,故D正確。

2.C高速列車(chē)在動(dòng)力上消耗的電能等于列車(chē)牽引力做的功,故在動(dòng)力上耗電約

為杵Pt=9000kWX2h=L8X10'kW?h,故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。

3.A隨著小球平拋初速度的變小，小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間變長(zhǎng)，由可知，小

球打在豎直墻面前瞬間豎直方向的速度變大，小球重力的功率尸儂%可得P變

大，故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。

4.C如圖所示,在A(yíng)位置,飛行員速度為零,所以重力的功率￡尸0;在〃位置,飛

行員所受重力與速度之間的夾角為90。，所以重力的功率分0;在爾方之間的任

意位置C0°<°,重力的功率P>Q,所以飛行員所受重力的瞬時(shí)功率先增大

后減小,選項(xiàng)C正確。

()川

\me

mg

5.答案(1)54J(2)18W(3)36W

解析(1)在水平力廠(chǎng)的作用下,物體在光滑水平面上做初速度為零的勻加速直

線(xiàn)運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律可知,加速度看2m/s2,則物體在3s末的速度

i^at=6m/s

物體在3s內(nèi)的位移產(chǎn)細(xì)干=9m

力少在前3s內(nèi)對(duì)物體做的功聆止54J

(2)力月在前3s內(nèi)的平均功率聲勺18W

(3)3s末力夕的瞬時(shí)功率代尸尸6X6W=36W

6.B根據(jù)片Q了分析,發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒定,速度增大,則牽引力減小;根據(jù)牛頓第

二定律有萬(wàn)件勿a,可知加速度減小,選項(xiàng)B正確。

7.答案⑴10m/s(2)與s⑶與m/s

解析(1)當(dāng)汽車(chē)速度最大時(shí)，句=0,￡=吊尸產(chǎn)額

故Gx=T=1"。嗎m/s=10m/s

Ff擊xlOxlO^xlO

⑵汽車(chē)從靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，a2=0.5m/s?不變,則牽引力

不變，/變大,戶(hù)也變大，當(dāng)小尸額時(shí),此過(guò)程結(jié)束。

牽引力￡二月+勿心=偌、io,xio+io,xos)N=l.5X10'N

汽車(chē)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的末速度

匕=—=i°°xi°：m/s咚m/s

F21.5X1043

20

則這一過(guò)程維持的時(shí)間右外/s=￥S

。20.53

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

匕等森m/sqm/s

能力提升練

1.B對(duì)物體受力分析知,物體所受摩擦力方＞￡＞￡,因加速度相同,拉力沿位移方

向的分量Q乙＞尸甲＞/丙，故有心心強(qiáng)，選項(xiàng)A錯(cuò),B對(duì)。由題意分析知，物體從斜面

底端運(yùn)動(dòng)到斜面頂端所用時(shí)間相等,根據(jù)片?知P?P〉R,一故C、D錯(cuò)誤。

2.A因小球的速率不變,所以小球以。點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),在/點(diǎn)小球的

受力如圖所示，在軌跡切線(xiàn)方向上，有儂sin0=Fcos。，得片勿gtan。，則

拉力廠(chǎng)的瞬時(shí)功率片入cos0-mgvsin小球從/運(yùn)動(dòng)到少的過(guò)程中，拉力

夕的瞬時(shí)功率隨角。的增大而增大,A項(xiàng)正確。

方法技巧

應(yīng)用功率公式戶(hù)外解題的技巧

(1)應(yīng)用公式尸分/解題時(shí)，首先應(yīng)明確它的適用范圍:夕與-方向相同。

⑵當(dāng)F與了方向不同時(shí)，若尸的方向與/的方向的夾角為。，由滬Flcos。、

/t/得/t/Vcos00可見(jiàn)計(jì)算功率時(shí)必須考慮作用力與物體運(yùn)動(dòng)方向間的夾角。

⑶對(duì)于其中的廠(chǎng)也有兩種情況:若丫是平均速度，用求得的就是平均功率；

若u是瞬時(shí)速度,用片/V求得的就是瞬時(shí)功率。

3.D設(shè)豎直向下拋出的小球的落地速度大小為修，水平拋出的小球的落地速度

大小為外,則由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有說(shuō)-「=2g/?,得說(shuō)=J+2g/?,說(shuō)=/+$=d+2g/?,可知r,=72o

設(shè)匕=片聲,做平拋運(yùn)動(dòng)的小球落地時(shí)速度方向與水平方向成。角，則小球落地

時(shí)重力的瞬時(shí)功率為6儂/sin。；豎直下拋的小球落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率為

P，=mgv，,所以?xún)尚∏蚵涞貢r(shí),速度不相同，做平拋運(yùn)動(dòng)的小球重力的瞬時(shí)功率小

于豎直下拋的小球重力的瞬時(shí)功率,故A、B錯(cuò)誤;從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地，做平拋運(yùn)

動(dòng)的小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間大于豎直下拋的小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，根據(jù)聆儂?力得重力做的功相

同,根據(jù)平均功率公式小,可知,重力對(duì)平拋小球做功的平均功率小于重力對(duì)豎直

下拋小球做功的平均功率,故C錯(cuò)誤,D正確。

4.D0?1s內(nèi)，物體的加速度&省三m/s2=3m/s2,則物體在0?1s內(nèi)的位移

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

2

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

m=3.5m,0?2s內(nèi)外力廠(chǎng)對(duì)物體做的功生￡x1+&￥2=3X1.5J+1X3.5J=8J。

可知。?2s內(nèi)外力的平均功率片臺(tái)”懺4W,故A錯(cuò)誤;第2s內(nèi)外力做功

股￡蒞=1*3.5J=3.5J,故B錯(cuò)誤;第1s末外力的功率是尸尸￡-=3X3W=9W,

第2s末物體的速度療匕+/方2=(3+lXl)m/s=4m/s,則外力的功率2=￡丹=1X4

W=4W,可知第2s末外力功率不是最大,第1s末和第2s末外力的瞬時(shí)功率之

比是9：4,故C錯(cuò)誤,D正確。

5.答案(1)14m(2)0.5m/s2(3)1.1X101W

解析(1)「力圖像中圖線(xiàn)與時(shí)間軸圍成的面積即貨物在該段時(shí)間內(nèi)的位移，所以

A=jx(4+10)X2m=14m。

(2)減速過(guò)程中，由公式a=等可得a=-0.5m/s2

2

故減速過(guò)程中貨物的加速度大小為0.5m/so

(3)由題圖可知,加速過(guò)程中程=1m/s2,v=lm/s

由牛頓第二定律得F-mg^ma'

代入數(shù)據(jù)解得后1.1X10,N

由一=VWP=1.1X101Wo

6.C由于P=fv,F-f^m8F~,匕Fv',聯(lián)立以上三式解得vr~,故選Co

7.C由于動(dòng)車(chē)運(yùn)行時(shí)所受的阻力與其速度成正比，所以動(dòng)車(chē)以速度「勻速行駛

時(shí)，受到的阻力大小為f^kv,此時(shí)動(dòng)車(chē)受到的阻力大小和牽引力大小相等,故有

六當(dāng)動(dòng)車(chē)以速度2V勻速行駛時(shí)，受到的阻力大小為f'=2M2f,所以

此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為P'=f'?2片2f?2尸4A選項(xiàng)C正確。

8.BC0?。時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)的速度隨時(shí)間均勻增力口,是勻加速運(yùn)動(dòng),所以汽車(chē)的牽

引力不變,加速度不變,功率增大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確；力?心時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)的功率

保持不變，速度增大，所以汽車(chē)的牽引力減小,加速度也減小，選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。

9.C由圖可知,賽車(chē)的加速度隨速度的變化而變化,故賽車(chē)做變加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),A

錯(cuò)誤。由題意知，賽車(chē)做加速運(yùn)動(dòng)，速度增大，結(jié)合圖可知加速度減小，故B錯(cuò)誤。

對(duì)賽車(chē)受力分析，受重力、支持力、牽引力夕和阻力￡根據(jù)牛頓第二定律，有戶(hù)

f^ma,其中廣與v聯(lián)立得almv-工m;結(jié)合圖線(xiàn)，可得A—b=400,故加0.01s/m,當(dāng)賽車(chē)的

速度最大時(shí),加速度為零，由圖可知a=0時(shí)一，6=0.01s/m,解得尸100m/s,所以

賽車(chē)最大速度為100m/s,故D錯(cuò)誤。由圖像可知-工m=-4m/s2,解得A4X400N=1

600N,賽車(chē)速度最大時(shí)牽引力廠(chǎng)等于阻力，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率為小尸尸1600X100

W=160kW,故C正確。

10.答案(1)10s(2)40kW(3)26.67m/s

解析(1)勻加速過(guò)程，由牛頓第二定律得

戶(hù)-戶(hù)加a

則后3+於8000N

勻加速運(yùn)動(dòng)的最大速度尸導(dǎo)黯m/s=10m/s

F8000

勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間da畔1s=10S

(2)5s末汽車(chē)的速度v，=at，=\X5m/s=5m/s

汽車(chē)的瞬時(shí)功率/'=尸y