11.2功率
(共23题,共60分)
题号 一 二 三 四 总分
得分
一、单选题(共20分)
1.(本题2分)在国际单位制中,“瓦特”是哪个物理量的单位?( )
A.功 B.压强 C.力 D.功率
2.(本题2分)如图甲所示,小明用弹簧测力计拉木块,使它沿水平木板匀速直线滑动,图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象。下列说法正确的是( )
A.木块第一次受到的拉力较大
B.拉力第一次做的功多
C.第一次拉力做功的功率大
D.第二次拉力做功的功率大
3.(本题2分)如图所示的交通工具中,正常工作时的功率约70 W的是( )
A. B. C. D.
4.(本题2分)下列有关功的说法中正确的是( )
A.踢出去的足球在草皮上滚动的过程中,人的踢力对球做了功
B.小车在水平桌面上运动,小车受到的重力做了功
C.功率小的机械做功一定慢
D.作用在物体上的力越大,力对物体做的功就一定越多
5.(本题2分)甲、乙两台机器,它们做功之比为,所用的时间之比为,则甲、乙的功率之比为( )
A. B. C. D.
6.(本题2分)下列说法正确的是( )
A.机械的功率越大,机械工作时做功越快 B.机械的功率越大,机械工作时能量转化越多
C.功率越大,做功越多 D.一切具有做功本领的物体,都具有机械能
7.(本题2分)发明家瓦特改良蒸汽机,推动了第一次工业革命的发展。下列物理量的单位,以瓦特命名的是( )
A.质量 B.功 C.功率 D.压强
8.(本题2分)小威同学的教室在五楼,平时他一般是慢步上教室。一天,快迟到了,小威跑步上教室则( )
A.慢步上教室克服重力做的功多
B.跑步上教室克服重力做的功多
C.慢步上教室的功率大
D.跑步上教室的功率大
9.(本题2分)关于下列物理量的估测,最为合理的是( )
A.人体的平均密度约为1×102 kg/m3
B.中学生的体重约为50N
C.成年人双脚站立时对地面的压强约为1.2×104Pa
D.初中生正常骑自行车的功率约800W
10.(本题2分)爷爷与小丽进行爬楼梯比赛,他们都从1楼上到6楼。爷爷的体重是小丽体重的2倍,爷爷所用的时间是小丽所用时间的3倍。若爷爷做功的功率为P1,小丽做功的功率为P2,则下列判断正确的是( )
A.P1︰P2=2︰1 B.P1︰P2=6︰1 C.P1︰P2=3︰2 D.P1︰P2=2︰3
二、多选题(共15分)
11.(本题3分)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s-t图象如图所示,下列判断正确的是( )
A.两次物体运动的速度:v1
C.两次物体所受的拉力:F1=F2
D.0~8s两次拉力对物体做功的功率:P1
A.该工件被提升的速度为
B.起重机对工件竖直向上的拉力为
C.起重机对工件竖直向上的拉力所做的功为
D.起重机对工件竖直向上的拉力的功率为
13.(本题3分)如图甲,放在水平地面上的物体A受到水平向右的力F的作用,力F的大小以及物体A的运动速度大小V随时间t的变化情况如图乙,下列正确的是
A.在0--5s内物体不受摩擦力的作用
B.t=7s时,物体A受到的摩擦力为12N
C.t=9s时,拉力的功率是50W 了
D.在8--10s内拉力做功100J
14.(本题3分)航模小组的某位同学在操场上利用电动遥控飞机进行训练,他操作遥控器,使重为3N的飞机从水平地面由静止开始竖直上升,然后悬停在距离地面10m的高度处。飞机竖直上升的总时间为12s,匀速上升阶段的速度为1m/s。假设飞机在空中的受力情况可以简化为仅受重力和竖直向上的升力,下列说法正确的是( )
A.在离开地面的过程中飞机对地面的压力先增大后减小
B.在上升的阶段受到的升力大于重力
C.在上升阶段飞机的平均功率为2.5W
D.在匀速阶段飞机升力的功率为3W
15.(本题3分)下列有关数据的计算,正确的是( )
A.将两个鸡蛋匀速举高 1m时,手对鸡蛋做的功约为2J
B.3粒芝麻压成末均匀平铺在 1cm 表面上的压强为 1Pa
C.一名普通中学生漂浮在水中时,受到的浮力约为 600N
D.一名普通中学生 1min跳绳150次,跳绳功率约为 6kW
三、填空题(共10分)
16.(本题2分)在开展课外活动时,小李同学遥控一小型无人机匀速竖直上升,速度为2m/s,功率为30W,则无人机上升10s升力所做的功为 J,无人机重为 N。
17.(本题2分)在物理学中,把功与时间之比叫做 ,它是表示物体做功 的物理量;物理学中这种给物理量定义的方法叫做比值定义法,用这种方法定义的物理量还有 (写出一个即可)。
18.(本题2分)共享单车为人们出行带来了方便,小王的质量为50kg,单车质量25kg,车轮与地面的接触总面积为50cm2,在骑行过程中。单车对小王的支持力为 N,单车对地面的压强为 Pa;若他骑着单车在路上以18km/h的速度匀速行驶,所受到的阻力为总重力的0.02倍。则他骑行的功率为 W。(g取10N/kg)
19.(本题2分)如图所示,丽丽用70N的力,把重100N的物体沿斜面从A位置推到B的位置,用时5s。已知斜面倾角为30°,高h=1m。则丽丽做功的功率为 W。
20.(本题2分)如图所示,用10 N的水平推力推重为20 N的物体沿水平方向做匀速直线运动,若5s内推力对物体做了80 J的功,则在这一过程中,物体沿水平方向运动了 m,推力做功的功率为 W.
四、综合题(共15分)
21.(本题5分)如图甲所示,工人用600N沿斜面把装有货物的重1500N的箱子从底端拉进车厢,箱子移动的s﹣t图像如图乙所示。在此期间,此斜面的长为5m,高为1m,g取10N/kg,求:
(1)在0﹣5s内,物体的运动情况是 状态,5﹣30s内,物体的运动情况是 状态。
(2)移动时拉力做功的功率是多少?( )
(3)箱子沿斜面匀速运动时所受的摩擦力是多少?( )
22.(本题5分)如图为中国新一代通用型导弹驱逐舰169号(武汉舰),它是052B型导弹驱逐舰。其满载时的排水量约为,当驱逐舰以的速度匀速直线航行时,受到的阻力是自身总重力的0.01倍。(海水密度近似取)求:
(1)在水面下深处,船体受到的海水的压强是多少?
(2)驱逐舰满载时,受到的浮力是多少?
(3)驱逐舰满载时以的速度匀速航行,牵引力的功率是多少?
(4)同向并驾齐驱的驱逐舰之间要保持一定的距离,请用所学知识分析其中的道理。
23.(本题5分)如图所示是某中学学生去训练基地乘坐的四轮公交车,若该车和学生的总质量为12吨,每个车轮与地面的接触面积400cm2,该车从学校出发到达目的地,行驶了36min,总行程24公里,还知道该车在平直的公路上匀速行驶时,所受的摩擦阻力是车重的0.05倍(不考虑空气阻力)求:
(1)公交车满载乘客行驶时受到的摩擦力比空车行驶时要大是因为什么?而且满载乘客时公交车更难启动或停不下来,其原因是什么?
(2)该车在这段路程上的平均速度是多少?
(3)该车对水平路面的压强是多少?
(4)该车在水平路面上以54km/h速度行驶时,汽车发动机牵引力的功率?
参考答案:
1.D
【详解】在国际单位制中,功和各种能量的基本单位都是焦耳,故A不符合题意;压强的基本单位是帕斯卡,故B不符合题意;力的基本单位是牛顿,故C不符合题意;功率的基本单位是瓦特,故D符合题意;故选D.
2.C
【详解】A.两次拉动同一木块过程中,木块与木板之间的压力大小、接触面的粗糙程度均未发生变化,所以摩擦力的大小不变;从图象上可以看出,木块通过的距离随时间变化的图象均为一原点的直线,故木块两次都是做匀速直线运动,而做匀速直线运动的物体受平衡力作用,所以两次木块受到的拉力和摩擦力大小相等,因摩擦力大小不变,则两次受到的拉力一样大,故A错误;
B.从图象中可以看出,在相同拉力作用下,木块两次运动的距离不同,根据W=Fs可知木块两次所做的功不能确定,故B错误;
CD.从下图中可以看出,相同时间内,第一次木块通过的距离大,由速度公式可知,第一次木块运动的速度较大,而木块所受的拉力不变,根据
可知,第一次拉力做功的功率大,故C正确,D错误。
故选C。
3.A
【详解】试题分析:普通人骑自行车的功率约为几十瓦;小轿车的功率为数十千瓦至数百千瓦;电力机车的功率为数千千瓦;万吨级远洋货轮的功率可达一万千瓦以上.A正确.
考点:功率的单位
4.C
【详解】A.踢出去的足球,在水平地面上滚动,是由于惯性,此时人对球没有力的作用,因此踢力对足球没有做功,故A错误;
B.小车在水平桌面上运动,小车受到的重力与运动方向垂直,故小车受到的重力不做功,故B错误;
C.用功率来表示物体做功的快慢,功率小的机械做功一定慢,故C正确;
D.若物体在力的方向上没有通过距离,则没有做功,故D错误。
故选C。
5.B
【详解】甲、乙两台机器的功率之比
6.A
【分析】功率是表示物体做功快慢的物理量,功率越大表示做功越快,由可知,功率的大小是由做功多少和所用时间共同决定的;一个物体能够对外做功,我们就说它具有能,这个能可以是任何形式的能。
【详解】A.机械的功率越大,表示机械工作时做功越快,则A正确;
B.机械工作时能量转化的多少,由做功的多少和能量的转化率共同决定的,与功率大小无关,则B错误;
C.由于不知道做功的时间长短,只根据功率大小,无法判断做功多少,则C错误;
D.根据能的定义,一个物体能够对外做功,我们就说它具有能,但这个能可以是内能、化学能等,所以一切具有做功本领的物体,可以没有机械能,则D错误。
7.C
【详解】A.质量的单位是kg,故A不符合题意;
B.功和能的单位都是J,故B不符合题意;
C.功率的单位是W,为了纪念瓦特在物理学中的贡献,以他的名字命名了功率的单位,故C符合题意;
D.压强的基本单位是Pa,故D不符合题意。
故选C。
8.D
【详解】AB.小威上楼做功W=Gh,跑步和慢步上楼,G相同,h相同,小威上教室克服重力做的功相等,故A、B不符合题意;
CD.跑步上楼,做功所用时间少,据可得:小威跑步上教室的功率大。故C不符合题意;D符合题意。
故选D。
9.C
【详解】A.人体的平均密度与水的密度相差不大,约为1×103kg/m3,故A不符合题意;
B.中学生的质量约为50kg左右,重力:
G=mg=50kg×10N/kg=500N,
故B不符合题意;
C.成年人的体重大约是600N,双脚的面积大约是S=500cm2=5×10﹣2m2,则成年人双脚站立时对地面的压强大约是:
p===1.2×104Pa,
故C符合题意;
D.人匀速骑自行车时,自行车受到的阻力约为20N,则人施加的动力F=f=20N;骑自行车的速度约为4m/s,所以,人正常骑自行车的功率:
P===Fv=20N×4m/s=80W,
故D不符合题意。
10.D
【详解】设1楼到6楼的距离为h,小丽的体重为G,小丽所用时间为t,则爷爷、小丽做功的功率分别为
则
P1︰P2=2︰3
故选D。
11.BC
【详解】A.从图像看出,在相同的时间内,如6s,物体第一次的路程比物体第二次更大,故它们的速度关系为v1>v2,故A错误;
BC.匀速运动过程中,拉力与摩擦力为平衡力,两个相同的物体,在同一水平面上运动,对地面的压力和接触面的粗糙程度都相同,故受到的滑动摩擦力大小相等,与物体运动速度无关。两物受到的摩擦力大小相等,故拉力大小也相等,即F1=F2;拉力所做的功为W=Fs,在相同的0~6s内,拉力大小相等,但物体第一次的路程比物体第二次更大,故有W1>W2,故BC正确;
D.由ABC可知,它们的速度关系为v1>v2,拉力大小关系为F1=F2;根据
可知,0~8s两次拉力对物体做功的功率为P1>P2,故D错误。
故选BC。
12.BC
【解析】(1)知道工件被提升的高度、所用时间,利用速度公式求该工件被提升的速度;
(2)工件被竖直向上匀速提升,做匀速直线运动,受到的重力、拉力是一对平衡力,大小相等,起重机对工件竖直向上的拉力;
(3)利用求起重机对工件竖直向上的拉力所做的功;
(4)利用求起重机对工件竖直向上的拉力的功率。
【详解】A.该工件被提升的速度
故A错误;
B.工件被竖直向上匀速提升,做匀速直线运动,受到的重力、拉力是一对平衡力,大小相等,起重机对工件竖直向上的拉力
故B正确;
C.起重机对工件竖直向上的拉力所做的功
故C正确;
D.起重机对工件竖直向上的拉力的功率
故D错误。
故选BC。
【点睛】本题考查了重力公式、功的公式、功率公式以及二力平衡条件的应用,属于基础题目。
13.CD
【分析】
【详解】由图象可以看出0 5s时间段内物体在拉力F 的作用下静止状态,所以物体受到摩擦力的作用.故A错误;由乙和丙图象可知,8s---10s时物体在拉力F=10N的作用下以5m/s速度匀速直线运动,根据二力平衡的条件可知物体受到的摩擦力为10N,所以9s时拉力的功率P=Fv=10NC正确;8s---10s通过的路程s=5m/s,故D正确,因物体受到的摩擦力只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,与运动的速度无关,所以,当t=7s时,物体受到的摩擦力仍为10N,故B错误; 故选CD.
14.CD
【详解】A.在离开地面的过程中,飞机对地面的压力在减小,故A错误;
B.飞机在加速时,升力大于重力;在匀速时,升力等于重力;在减速时,升力小于重力,故B错误;
C.在上升阶段,平均的升力为3N,升力做功
W=Fs=3N×10m=30J
上升阶段飞机的平均功率
故C正确;
D.在匀速阶段,升力等于重力,升力的功率为
故D正确。
故选CD。
15.BC
【详解】A.两个鸡蛋重约1N,将两个鸡蛋匀速举高1m时,手对鸡蛋做的功大约为
故A错误;
B.3粒芝麻的总重力约,3粒芝麻压成末均匀平铺在1cm2表面上的压强为
故B正确;
C.一名普通中学生的重力约600N,受到的浮力
故C正确;
D.中学生体重约500N,一次跳起的高度约5cm,做的总功
功率
故D错误。
故选BC。
16. 300 15
【详解】[1]无人机上升10s升力所做的功
W=Pt=30W×10s=300J
[2]无人机上升高度
h=s=vt=2m/s×10s=20m
由W=Gh得无人机重
G==15N
17. 功率 快慢 热值
【详解】[1]在物理学中,为了描述做功地快慢,把功与时间之比叫做功率。
[2]功率是表示物体做功快慢的物理量。
[3]用比值定义法定义的物理量还有热值、比热容等。
18. 500 1.5×105 75
【详解】[1]小明骑行过程中竖直方向保持相对静止,单车对小王的支持力和小明的重力是一对平衡力,所以,单车对小王的支持力
[2]单车对地面的压力
受力面积
单车对地面的压强
[3]因他骑行该单车在水平路面上匀速直线行驶时处于平衡状态,骑行的动力和阻力是一对平衡力,所以,骑行的动力
他骑着单车的速度
他骑行的功率
19.28
【详解】如图所示,斜面倾角为30°,高h=1m,根据几何知识可知斜面AB长为
丽丽对物体做的功为
则丽丽做功的功率为
20. 8 16
【详解】解答:(1)物体沿水平方向运动的距离:S= =8m;(2)推力做功的功率:P=16W.
点睛:(1)已知推力的大小和做功的多少,根据S=可求出物体在水平方向运动的距离;(2)直接利用P即可求出推力的功率.
21. 静止 匀速直线运动 120W 300N
【详解】(1)[1][2]由图乙可知,在0﹣5s内物体没有移动距离,即处于静止状态,6﹣30s内物体通过的路程与所用的时间成正比,则物体做的是匀速直线运动。
(2)[3]物体的速度
拉力做功的功率
(3)[4]此过程中所做的有用功
W有=Gh=1500N×1m=1500J
拉力做的总功
W总=Fs=600N×5m=3000J
额外功为
W额=W总﹣W有=3000J﹣1500J=1500J
箱子受到的摩擦力为
22.(1);(2);(3);(4)见解析
【详解】解:(1)在水面下3m深处,船体受到的海水的压强
(2)驱逐舰满载时,浮力与重力相等,受到的浮力
(3)驱逐舰满载时以72km/h=20m/s的速度匀速航行,驱逐舰的重力
因为匀速直线运动,受到的牵引力和阻力相等
牵引力的功率
(4)驱逐舰若近距离同向航行,驱逐舰之间的水流速度加快,该处的压强变小,小于两舰外侧的压强,产生了一个向内的压强差,将两舰压向中间,易发生两舰相撞事故。
答:(1)在水面下3m深处,船体受到的海水的压强是;
(2)驱逐舰满载时,受到的浮力是;
(3)驱逐舰满载时,牵引力的功率是;
(4)驱逐舰若近距离同向航行,驱逐舰之间的水流速度加快,该处的压强变小,小于两舰外侧的压强,产生了一个向内的压强差,将两舰压向中间,易发生两舰相撞事故。
23.(1)公交车满载乘客行驶时对路面的压力大于空车行驶时对路面的压力;公交车满载乘客行驶时的质量大,惯性大;(2)40km/h;(3)7.5×105Pa;(4)9×104W
【分析】(1)根据摩擦力大小的影响因素和惯性大小的影响因素分析解答。
(2)已知路程和时间,利用速度公式计算该车在这段路程上的平均速度。
(3)车行驶时对地面的压力等于车和人的总重力;根据公式p=FS可求车行驶时对水平地面会产生的压强。
(4)根据摩擦阻力与重力的关系求出阻力,然后根据二力平衡条件得出牵引力,又知汽车行驶的速度,根据计算汽车发动机牵引力的功率。
【详解】(1)摩擦力大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,压力越大,摩擦力越大;公交车满载乘客行驶时对路面的压力大于空车行驶时对路面的压力,所以公交车满载乘客行驶时受到的摩擦力比空车行驶时要大。
惯性大小只跟物体的质量大小有关,质量越大,惯性越大;公交车满载乘客行驶时的质量大于空车行驶时的质量,公交车满载乘客行驶时的惯性大,所以满载乘客时公交车更难启动或停不下来。
(2)该车在这段路程上的平均速度
(3)该车静止时,对水平地面的压力
该车静止时,对水平地面的压强
(4)该车在平直的公路上匀速行驶时,所受的摩擦阻力与牵引力是一对平衡力,所以牵引力
汽车发动机牵引力的功率
答:(1)公交车满载乘客行驶时对路面的压力大于空车行驶时对路面的压力;公交车满载乘客行驶时的质量大,惯性大;(2)该车在这段路程上的平均速度是40km/h;(3)该车对水平路面的压强是7.5×105Pa;(4)该车在水平路面上以54km/h速度行驶时,汽车发动机牵引力的功率为9×104W。