初中物理苏科版九年级全册第十一章 简单机械和功4 功率当堂检测题

11.4 功率 同步练习

一、单选题

1.用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重1000N的物体A，使物体A在4s内匀速前进了4m，物体A受到地面的摩擦力f=300N，所用拉力F=120N，忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦．下列说法中正确的是（   ） 

A. 绳子自由端在4s内移动了8m       B. 物体A重力做功的功率为1000W
C. 物体A克服摩擦力做的功为480J         D. 滑轮组的机械效率约为83.3%

2.如图所示，工人用250N的力将重400N的物体匀速提升2m，共用了10秒，若在此过程中（忽略绳重和摩擦）．下列说法正确的是（   ）

A. 绳子自由端移动的距离是6m            B. 动滑轮的重是10N
C. 工人做功的功率是80W                  D. 滑轮组的机械效率是80%

3.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

4.一台机器的功率是750瓦，它表示的意思是：（    ）

A. 这台机器1分钟做的功是750瓦　　   B. 这台机器1分钟做的功是750焦耳　
C. 这台机器1秒钟做的功是750焦耳　　  D. 这台机器1秒钟做的功是750瓦

5.某载重汽车自重12t，车轮与地面的总接触面积为0.5m2  ， 汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为210kW，每行驶43s消耗柴油700g，柴油的热值为4.3×107J/kg。下列说法中（   ） 

①完全燃烧700g柴油放出的热量为3.01×109J

②该柴油发动机效率为30%

③汽车的牵引力为1.05×104N

④若公路所能承受的最大压强为8×105Pa，汽车最多能装载40t的货物

1.  只有 正确     B. 只有 正确    

C. 只有 正确     D. 只有 正确

6.如图所示，已知斜面倾角为30°，斜面高2m，小明沿斜面将重为400N的货物由底端匀速拉到顶端，用时10s．已知拉力大小为300N，绳重不计，则下列说法中正确的是（   ） 

A. 小明对货物做的有用功是1200J      B. 小明对绳的拉力的功率是80W
C. 斜面的机械效率是66.7%           D. 物体受到斜面的摩擦力是300N

7.如下图所示，水平地面O点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向3N的力F．物体经过M点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置．物体在OQ段做匀速直线运动．F在NO、OP段做功分别为W1、W2  ， 功率分别为P1、P2  ， 则（   ） 

1.  W1<W2   P1>P2                    B. W1=W2    P1>P2

C. W1>W2    P1<P2          D. W1=W2    P1<P2

8.如图所示，不计绳重和摩擦，拉力F是125N，在10s内将重物匀速提升2m，此时滑轮组的机械效率是80%，则下列说法正确的是（   ） 

1.  动滑轮重是50N                    B. 物体重是300N

C. 拉力F的功率是25W             D. 拉力F做的功是1000J

二、填空题

9.重500N的物体，在100N的水平拉力作用下，沿水平地面以0.5m/s的速度匀速运动10s，在这个过程中，拉力所做功的功率是________ W，重力做功为________ J．   

10.一辆汽车以20m/s的速度在水平路面上沿直线匀速行驶5分钟，汽车的质量为1500kg，行驶时所受阻力为车重的0.2倍，则牵引力为________ N，此时汽车的功率为________kW，重力做的功为________ J。（取g=10N/kg）   

11.功率是表示 ________的物理量，它的单位是 ________   

12.如图甲所示，纸带穿过打点计时器（每隔一定时间在纸带上打下一个点）与一木块左端相连，木块在弹簧测力计作用下沿水平桌面（纸面）向右运动时，就能在纸带上打出一系列的点.图乙中①和②是打点计时器先后打出的两条纸带，与其对应的测力计的示数分别为F1、F2  ， 测力计对木块功的功率分别为P1、P2  ， 则F1________F2  ， P1________ P2（选填“大于”、“等于”或“小于”）.

13.小宇乘坐他爸爸驾驶的一辆功率为24KW的私家车，在一段平直的公路上匀速行驶了2min，行驶的路程为3.6km，这段时间内汽车受到的牵引力为________ N；小宇闻到了一股股清香的气味，是因为车内放置的“固体清新剂”发生了________（填物态变化）现象．   

14.小黄用图所示的滑轮组经过10s的时间，用150N的拉力将一个重270N的重物提高1m，求此过程：拉力F自由端拉出的距离是________m；小黄所做的有用功是________J；总功是________J；拉力做功的功率是________W。 

15.如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示。由图象可知当t=1s时，物体处于________状态。所受的摩擦力是________N；t=3s时物体受到的摩擦力为________N，4～6s推力F的功率________。 

三、计算题

16.高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。如图所示为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂 a 个相同的坠砣，每个坠砣质量为 m，若某段时间 t 内坠砣串下降了高度 h，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，（用题中的符号表示，不考虑钢绳的热胀冷缩）求： 

（1）输电线 A 端受到的拉力；   

（2）则输电线 A 端向左移动的距离；   

（3）输电线 A 端拉力做功的功率。   

17.如图所示，滑轮组在向下的拉力F作用下，将重为600N的钢材匀速提起，在20s内物体上移的距离为h＝2m。 

（1）计算物体上升的速度；   

（2）计算有用功；   

（3）如果拉力F为400N，计算滑轮组提升该重物时的机械效率。   

（4）拉力的功率。   

18.如图所示是一款新型四轮沙滩卡丁车，满载时总质量为400 kg，车轮与沙滩接触的总面积为0.2 m2.卡丁车满载时在水平沙滩上以36 km/h的速度做匀速直线运动，它的发动机所提供的实际功率为2.4×104 W．（取g＝10 N/kg） 

（1）卡丁车的发动机工作时将高温高压的燃气所具有的________能转化为卡丁车前进的________能．   

（2）当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时，车轮对沙滩的压强为多少？卡丁车在此次满载且匀速行驶过程中，发动机提供的牵引力为多少？   

（3）该卡丁车以汽油为燃料，热机效率为31%，则以该速度行驶10 min 至少需要燃烧多少千克的汽油？（计算结果保留整数，汽油的热值为q汽油＝4.6×107 J/kg）   

一、单选题

1.用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重1000N的物体A，使物体A在4s内匀速前进了4m，物体A受到地面的摩擦力f=300N，所用拉力F=120N，忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦．下列说法中正确的是（   ） 

A. 绳子自由端在4s内移动了8m     B. 物体A重力做功的功率为1000W
C. 物体A克服摩擦力做的功为480J     D. 滑轮组的机械效率约为83.3%

【答案】D 

【解析】A、由图可知，有三段绳子拉着动滑轮，F的距离为物体移动距离的3倍，即12m，故A错误； 

B、物体在水平方向上移动，没有在重力的方向上通过距离，故重力做功的功率为0，故B错误；

C、摩擦力做的功为：W=fs=300N×4m=1200J，故C错误；

D、克服摩擦力做的功为有用功1200J，拉力做的总功为W总=Fs'=120N×12m=1440J，机械效率为η= = =83.3%，故D正确．

故选：D．

2.如图所示，工人用250N的力将重400N的物体匀速提升2m，共用了10秒，若在此过程中（忽略绳重和摩擦）．下列说法正确的是（   ）

A. 绳子自由端移动的距离是6m              B. 动滑轮的重是10N
C. 工人做功的功率是80W                    D. 滑轮组的机械效率是80%

【答案】D 

【解析】A.由图知，n=2，s=2h=2×2m=4m，A不合题意；
B.不计摩擦和绳重，拉力F= （G+G轮），则动滑轮的重力G轮=2F﹣G=2×250N﹣400N=100N，B不合题意；
C.拉力端移动的距离s=4m，拉力做功W总=Fs=250N×4m=1000J，P= =100W，C不合题意；
D.W有用=Gh=400N×2m=800J，

滑轮组的机械效率η= ×100%= ×100%=80%，D符合题意．

故答案为：D．

分析:A.图中的滑轮组中有2根绳子承担物重，根据滑轮组的特点，计算绳子自由端移动的距离；
B.图中的滑轮组中有2根绳子承担物重，不计摩擦和绳重时，根据滑轮组的特点可知，拉力等于物重与动滑轮重的和的二分之一，据此计算动滑轮重；
C.利用公式W＝Fs计算出拉力做的功，利用公式计算工人做功的功率；
D.利用公式W有用＝Gh，计算出提升重物做的有用功，利用公式W总＝Fs计算出拉力做的总功，有用或与总功的比值即为滑轮组的机械效率 .

3.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

【答案】 D  

【解析】∵小威上楼做功W=Gh， 

跑步和漫步上楼，h相同，

∴小威上教室克服重力做的功相等，故A、B都错；

∵跑步上楼，用的时间（做功时间）t少，

∵ ，

∴小威跑步上教室做功功率大，故C错、D正确．

故选D．

4.一台机器的功率是750瓦，它表示的意思是：（    ）

A. 这台机器1分钟做的功是750瓦　　   B. 这台机器1分钟做的功是750焦耳　
C. 这台机器1秒钟做的功是750焦耳　　   D. 这台机器1秒钟做的功是750瓦

【答案】 C  

【解析】功率的概念：单位时内做的功的多少，故750瓦表示的意思是这台机器1秒钟做的功是750焦耳。
故选C。

5.某载重汽车自重12t，车轮与地面的总接触面积为0.5m2  ， 汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为210kW，每行驶43s消耗柴油700g，柴油的热值为4.3×107J/kg。下列说法中（   ） 

①完全燃烧700g柴油放出的热量为3.01×109J

②该柴油发动机效率为30%

③汽车的牵引力为1.05×104N

④若公路所能承受的最大压强为8×105Pa，汽车最多能装载40t的货物

A.只有 正确        B. 只有 正确    

C. 只有 正确     D. 只有 正确

【答案】 D  

【解析】①完全燃烧700g干木柴放出的热量：Q放=m柴油q=0.7kg×4.3×107J/kg=3.01×107J，故①错误；

②柴油发动机做功：W=Pt=210×103W×43s=9.03×106J，柴油发动机的效率：η= ×100%= ×100%=30%，故②正确；

③汽车速度：v=72km/h=72× m/s=20m/s，由P= = =Fv得，汽车的牵引力：F= = =1.05×104N，故③正确；

④由p= 得，公路所能承受的最大压力：F=pS=8×105Pa×0.5m2=4×105N，汽车与货物的质量之和：m总= = = =4×104kg=40t，汽车最多能装载货物质量：m=m总-m车=40t-12t=28t，故④错误。

综上，①④错误，②③正确。

故答案为：D。

6.如图所示，已知斜面倾角为30°，斜面高2m，小明沿斜面将重为400N的货物由底端匀速拉到顶端，用时10s．已知拉力大小为300N，绳重不计，则下列说法中正确的是（   ） 

A. 小明对货物做的有用功是1200J        B. 小明对绳的拉力的功率是80W
C. 斜面的机械效率是66.7%             D. 物体受到斜面的摩擦力是300N

【答案】C  

【解析】A、小明对货物做的有用功：  W有=Gh=400N×2m=800J，故A错误；

B、已知斜面倾角为30°，由几何知识可得斜面的长度：s=2h=2×2m=4m，

小明对绳的拉力做的功：W总=Fs=300N×4m=1200J，

小明对绳的拉力的功率：P= = =120W，故B错误；

C、斜面的机械效率：η= ×100%= ×100%≈66.7%，故C正确；

D、克服摩擦力所做的额外功：W额=W总﹣W有=1200J﹣800J=400J，

由W额=fs可得，物体受到斜面的摩擦力：f= = =100N，故D错误．

故选C．

7.如下图所示，水平地面O点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向3N的力F．物体经过M点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置．物体在OQ段做匀速直线运动．F在NO、OP段做功分别为W1、W2  ， 功率分别为P1、P2  ， 则（   ） 

2.  W1<W2   P1>P2                      B. W1=W2  P1>P2    

C. W1>W2    P1<P2            D. W1=W2  P1<P2

【答案】 B  

【解析】由图可知，OP段和NO段的路程都为s=3m，拉力都是F=3N，由W=Fs可得做的功W1=W2  ， 

每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置，设NO段用的时间为t，则OP段用的时间为2t，所以t1＜t2  ， 做的功相同，由P= 可知，P1＞P2  ， B符合题意，ACD不符合题意．

故答案为：B

8.如图所示，不计绳重和摩擦，拉力F是125N，在10s内将重物匀速提升2m，此时滑轮组的机械效率是80%，则下列说法正确的是（   ） 

2.  动滑轮重是50N                     B. 物体重是300N

C. 拉力F的功率是25W                  D. 拉力F做的功是1000J

【答案】 B  

【解析】（1）由图知，s=3h=3×2m=6m， 

拉力做功：W总=Fs=125N×6m=750J，故D错；（2）拉力做功功率：

P= = =75W，故C错；（3）由η= 得有用功：W有=W总×η=750J×80%=600J，

因为W有=Gh，所以提升的物体重：G= = =300N，故B正确；（4）因为W总=W有+W额  ，

所以W额=W总﹣W有=750J﹣600J=150J，又因为不计绳重和摩擦，W额=G轮h，

所以动滑轮重：

G轮= = =75N，故A错．

故选B．

二、填空题

9.重500N的物体，在100N的水平拉力作用下，沿水平地面以0.5m/s的速度匀速运动10s，在这个过程中，拉力所做功的功率是________ W，重力做功为________ J．   

【答案】 50；0  

【解析】拉力所做功的功率：P= = =Fv=100N×0.5m/s=50W； 

物体在水平地面上运动，重力的方向是竖直向下的，物体在重力的方向上没有移动距离，所以重力做功为0J．

故答案为：50；0．

10.一辆汽车以20m/s的速度在水平路面上沿直线匀速行驶5分钟，汽车的质量为1500kg，行驶时所受阻力为车重的0.2倍，则牵引力为________ N，此时汽车的功率为________kW，重力做的功为________ J。（取g=10N/kg）   

【答案】 3×103；60；0  

【解析】【解答】由题意可知，阻力为0.2G=0.2×1500kg×10N/kg=3×103N，由于汽车是匀速运动的，所以牵引力等于阻力为3×103N，汽车的功率P=Fv=3×103N×20m/s=6×104W=60kW，由于在重力方向上没有通过距离，所以重力不做功，做功为0。
故答案为：3×103；60；0
11.功率是表示 ________的物理量，它的单位是 ________   

【答案】物体做功快慢；瓦 

【解析】功率是表示物体做功快慢的物理量，功率的单位是瓦．
故答案是：物体做功快慢；瓦．
12.如图甲所示，纸带穿过打点计时器（每隔一定时间在纸带上打下一个点）与一木块左端相连，木块在弹簧测力计作用下沿水平桌面（纸面）向右运动时，就能在纸带上打出一系列的点.图乙中①和②是打点计时器先后打出的两条纸带，与其对应的测力计的示数分别为F1、F2  ， 测力计对木块功的功率分别为P1、P2  ， 则F1________F2  ， P1________ P2（选填“大于”、“等于”或“小于”）.

【答案】等于；小于

【解析】由图可知在①②两种情况下，在相等时间间隔内，木块的路程相等，则两种情况下木块都做匀速直线运动；由图可看出，在相等的时间t内，①中的路程s1 比②的路程s2 小  ， 即：s1 ＜s2 ，由速度公式v=s/t知，v1 ＜v2  ， 由于两种情况下是同一木块都在同一水平桌面运动，接触面相同，所以木块受到的摩擦力f相同；由于两次木块都做匀速直线运动，两种情况下，木块都处于平衡状态，所以F1 =f，F2 =f，所以F1 =F2；根据p=Fv知，力相同，速度大，功率大，故v1 ＜v2 ，所以P1 小于P2.

故答案为：等于；小于.

13.小宇乘坐他爸爸驾驶的一辆功率为24KW的私家车，在一段平直的公路上匀速行驶了2min，行驶的路程为3.6km，这段时间内汽车受到的牵引力为________ N；小宇闻到了一股股清香的气味，是因为车内放置的“固体清新剂”发生了________（填物态变化）现象．   

【答案】800；升华  

【解析】（1）汽车匀速行驶的速度：v= = =30m/s，汽车受到的牵引力：F= = =800N；（2）“固体清新剂”直接由固体变成了气体，所以发生的是升华现象．

故答案为：800；升华．

14.小黄用图所示的滑轮组经过10s的时间，用150N的拉力将一个重270N的重物提高1m，求此过程：拉力F自由端拉出的距离是________m；小黄所做的有用功是________J；总功是________J；拉力做功的功率是________W。 

【答案】 3；270；450；45  

【解析】由图可知，滑轮组的承重绳子根数n=3根，则拉力自由端拉出的距离s=nh=3×1m=3m有用功W有用=Gh=270N×1m=270J

总功W总=Fs=150N×3m=450J

拉力做功的功率

15.如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示。由图象可知当t=1s时，物体处于________状态。所受的摩擦力是________N；t=3s时物体受到的摩擦力为________N，4～6s推力F的功率________。 

【答案】 静止；1；2；8W  

【解析】①由F-t图象可知，0～2s内的推力为1N，由v-t图象可知，物体速度为0，处于静止状态，

则物体受到的摩擦力和推力是一对平衡力，二力大小相等，

所以，当t=1s时，物体处于静止状态，所受的摩擦力f=1N；

②由F-t图象可知，4s～6s内的推力F′=2N，

由v-t图象可知，物体以v=4m/s的速度做匀速直线运动，处于平衡状态，

则此时物体受到的摩擦力：f′=F=2N，

推力的功率P= = =Fv=2N×4m/s=8W；

由v-t图象可知，2s～4s内物体做变速直线运动，

因滑动摩擦力只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，与运动的速度无关，

所以，物体受到的滑动摩擦力不变，则t=3s时物体受到的摩擦力仍然为2N。

故答案为：静止；1；2；8W。

三、计算题

16.高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。如图所示为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂 a 个相同的坠砣，每个坠砣质量为 m，若某段时间 t 内坠砣串下降了高度 h，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，（用题中的符号表示，不考虑钢绳的热胀冷缩）求： 

（1）输电线 A 端受到的拉力；   

（2）则输电线 A 端向左移动的距离；   

（3）输电线 A 端拉力做功的功率。   

【答案】（1）解：由图知该滑轮组承重绳子的段数n=2，绳子自由端的拉力为F=G=amg 

根据滑轮组工作的特点，输电线 A 端受到的拉力为FA=nF=2amg

答：输电线 A 端受到的拉力为2amg；
（2）解：根据滑轮组工作的特点，当坠砣串下降了高度 h时，则输电线 A 端向左移动的距离为s= h= h  

答：输电线 A 端向左移动的距离为 h；
（3）解：输电线 A 端拉力做功的功率为P= = = =    

答：输电线 A 端拉力做功的功率为 。

【解析】（1）（2）分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数，分析拉力与阻力的大小关系和自由端移动距离与物体移动距离的关系；
（3）求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率。

17.如图所示，滑轮组在向下的拉力F作用下，将重为600N的钢材匀速提起，在20s内物体上移的距离为h＝2m。 

（1）计算物体上升的速度；   

（2）计算有用功；   

（3）如果拉力F为400N，计算滑轮组提升该重物时的机械效率。   

（4）拉力的功率。   

【答案】 （1）解：物体上升的速度：

v＝ ＝ ＝0.1m/s；

答：物体上升的速度为0.1m/s；
（2）解：有用功： W有＝Gh＝600N×2m＝1200J；

答：有用功为1200J；

（3）解：由图知n＝2，则绳端移动的距离：s＝2h＝2×2m＝4m，

如果拉力F为400N，则拉力做的总功：W总＝Fs＝400N×4m＝1600J，

滑轮组提升该重物时的机械效率：η＝ ＝ ×100%＝75%；

答：如果拉力F为400N，滑轮组提升该重物时的机械效率为75%；
（4）解：拉力的功率：

P＝ ＝ ＝80W。

答：拉力的功率为80W。

【解析】（1）利用  v＝ 求得  物体上升的速度 .
（2）利用 W有用＝Gh 求得滑轮组做的有用功 ；
（3）利用 W总＝Fs= Fnh求得总功；利用 η＝   求得滑轮组的机械效率 .
（4）利用 P＝ 求得 拉力的功率.

18.如图所示是一款新型四轮沙滩卡丁车，满载时总质量为400 kg，车轮与沙滩接触的总面积为0.2 m2.卡丁车满载时在水平沙滩上以36 km/h的速度做匀速直线运动，它的发动机所提供的实际功率为2.4×104 W．（取g＝10 N/kg） 

（1）卡丁车的发动机工作时将高温高压的燃气所具有的________能转化为卡丁车前进的________能．   

（2）当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时，车轮对沙滩的压强为多少？卡丁车在此次满载且匀速行驶过程中，发动机提供的牵引力为多少？   

（3）该卡丁车以汽油为燃料，热机效率为31%，则以该速度行驶10 min 至少需要燃烧多少千克的汽油？（计算结果保留整数，汽油的热值为q汽油＝4.6×107 J/kg）   

【答案】（1）内；机械
（2）解：当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时，对沙滩的压力： ，  

车轮对沙滩的压强： ；

卡丁车匀速行驶的速度： ，

由 可得，发动机提供的牵引力：

答：当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时，车轮对沙滩的压强为 ；卡丁车在此次满载且匀速行驶过程中，发动机提供的牵引力为

（3）解：卡丁车匀速行驶10min牵引力做的功： ，  

由 可得，完全燃烧汽油放出的热量： ，

由 可得，需要完全燃烧汽油的质量： ．

答：该卡丁车以汽油为燃料，热机效率为 ，则以该速度行驶10min至少需要燃烧1kg的汽油．

【解析】(1)卡丁车的发动机工作时，在做功冲程中将高温高压的燃气所具有的内能转化为卡丁车前进的机械能；

答：卡丁车的发动机工作时，将内能转化为卡丁车前进的机械能；