高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 功与功率练习

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 功与功率练习，共31页。试卷主要包含了1功与功率 课时作业2，7m高处，将质量为0，8JB．5，1倍，75W，5J等内容，欢迎下载使用。

1．2018年12月8日凌晨2时23分，我国探月工程嫦娥四号卫星成功发射，开启人类首次月球背面软着陆探测之旅。经过26天，600多小时的飞行，于2019年1月3日10时26分，嫦娥四号在月球背面南极—艾特肯盆地成功着陆，完成人类探测器首次在月球背面软着陆的壮举。嫦娥四号携带的机器人探测器月兔2号，在月球表面上做了一系列实验。其中做的力学实验数据如下：在距月球表面2.7m高处，将质量为0.4kg的小球以5m/s的初速度水平抛出，落在月面上时水平距离为9m。将小球水平抛出的同时，在同一位置将质量为2g的羽毛由静止释放。飞行过程中，月球引力对小球做的功约为（ ）
A．1.8JB．5.0JC．7.3JD．13.5J
2．研究表明，人步行时重心升降的幅度约为脚跨一步距离的0.1倍。某高中男生在水平地面上快速步行的速度约为5km/h，此过程中他走路的平均功率约为（ ）
A．5WB．20WC．100WD．500W
3．如图甲所示，质量为m=2kg、带电荷量为的小物块静置于绝缘水平面上，A点左侧上方存在方向水平向右的匀强电场。小物块仅在电场中运动时才受到一个水平向左F=18N的拉力作用。小物块运动的v-t图象如图乙所示，取g=10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A．小物块在3s内的位移为12m
B．小物块与水平面间的动摩擦因数为0.4
C．匀强电场的电场强度为104N/C
D．物块运动过程中因摩擦而产生的内能为8J
4．某汽车运行过程中v−t如图所示，如果在运行过程中阻力不变，则汽车的发动机功率P随时间变化可能是下列选项图中的（ ）
A．B．
C．D．
5．质量为的汽车，发动机的额定功率为。该汽车在水平路面上以额定功率行驶时能达到的最大速度为，所受阻力恒定，则当汽车速度为时的加速度为（ ）
A．B．C．D．
6．质量为m的汽车，启动后发动机以额定功率P沿水平道路行驶，经过一段时间后将达到以速度v匀速行驶，若行驶中受到的摩擦阻力大小不变，则在加速过程中车速为时，汽车的加速度大小为（ ）
A．B．C．D．0
7．一辆卡车能够沿着斜坡以速率v匀速向上行驶，斜坡与水平面夹角为，所受阻力等于卡车重力的k倍。如果卡车以同样的功率匀速下坡，卡车的速率为（ ）
A．B．C．D．
8．地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面。某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第①次和第②次提升过程（ ）
A．矿车上升所用的时间之比为4：5B．电机的最大牵引力之比为2：15
C．电机输出的最大功率之比为2：1D．电机所做的功之比为4：5
9．图示为某次训练中排球运动的轨迹示意图，第一次将排球从A点水平击出，排球击中D点；第二次将该排球从位于A点正下方且与D等高的B点斜向上击出，排球也能击中D点。C为轨迹最高点，A、C高度相同。不计空气阻力，两次运动过程中（ ）
A．排球在A、C两处速度相同
B．排球的先后飞行时间之比为1：2
C．排球击中D点时重力的瞬时功率相等
D．排球击中D点时的速度相同
10．一辆汽车以额定功率沿平直公路从静止开始启动，其牵引力F与行驶速度v的关系如图所示。加速过程在图中的T点结束，加速过程所用的时间，经历的路程。8s后汽车做匀速运动，若汽车所受阻力始终不变，则（ ）
A．汽车做匀速运动时的牵引力大小为
B．汽车所受的阻力大小为
C．汽车的额定功率为
D．汽车的质量为
11．从空中以40m/s的初速度平抛一质量为1kg的物体。物体在空中运动3s后落地，不计空气阻力，g取10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A．落地时的速度大小为70m/s
B．第三秒内重力的平均功率250W
C．物体落地时重力的瞬时功率为500W
D．平抛过程单位时间速度的变化量相同
12．在新冠肺炎疫情防控期间，为了减少人与人之间的接触，“人工智能”起到了重要的作用。某次某医院为某一楼层的隔离病房运送物资，工作人员将物资绑在遥控飞机上放在该病房阳台正下方的地面上，操控遥控飞机带动货物，飞机由静止开始竖直向上先加速直线运动，一段时间后，货物又匀速，最后减速，恰好到达该隔离病房的阳台时速度为0，遥控飞机在加速和减速阶段均可看成匀变速，飞机上升过程中，遥控器显示飞机在加速、匀速、减速过程中对货物的作用力、、的大小分别为、、，货物受到的阻力恒为重力的0.01倍。取，则下列说法正确的是（ ）
A．货物的质量
B．货物的质量
C．货物上升过程中飞机对货物做功的最大功率
D．隔离病房阳台距离地面高度
13．如图所示为质量为m的汽车在水平路面上启动过程中的速度图像，Oa段为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下述说法正确的是（ ）
A．0~t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定
B．t1~t2时间内汽车牵引力做功为
C．t1~t2时间内的平均速度等于（v1＋v2）
D．在全过程中，t1时刻的牵引力及其功率都是最大值
14．如图所示，浅色传送带A、B两端距离L＝24m，以速度v0=8m/s逆时针匀速转动，并且传送带与水平面的夹角为θ＝，现将一质量为m=2kg的煤块轻放在传送带的A端，煤块与传送带间动摩擦因数，g取10m/s2，则下列叙述正确的是（ ）
A．煤块从A端运动到B端所经历时间为3s
B．煤块从A端运动到B端重力的瞬时功率为240W
C．煤块从A端运动到B端留下的黑色痕迹为4m
D．煤块从A端运动到B端因摩擦产生的热量为24J
15．质量为2kg的物体，放在动摩擦因数为μ=0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下由静止开始运动，拉力做的功W和物体发生的位移s之间的关系如图所示，重力加速度，在物体位移9m的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．物体先做匀加速运动，然后做匀减速运动B．拉力F的平均功率为6.75W
C．摩擦力做功为-18JD．拉力F的最大瞬时功率为12W
16．如图所示，一质量为m=1kg、可视为质点的小物块A和一质量为M=1.5kg、足够长的木板B叠放于动摩擦因素为µ1=0.1的粗糙水平面上，物块A与木板B右端对齐，其接触面间动摩擦因素为μ2=0.2，在距离木板B右端L=17.5m处固定有一弹性挡板。用重锤敲击木板B左端，使木板B瞬间获得水平向右的初速度v0=10m/s；木板B与挡板碰撞前后速度大小不变，方向相反，运动过程中物块A始终未离开木板B。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取10m/s2求：
(1)木板B与挡板碰撞前，木板B与物块A刚达到相对静止时的速度大小；
(2)木板B与挡板碰撞前的速度大小；
(3)在整个运动过程中，物块A与木板B之间的接触面因摩擦产生的热量。
17．如图所示，斜面AB长l0m，倾角，在斜面的顶点A以速度v0水平抛出一质量m=1kg小球，小球刚好落于斜面底部B点，不计空气阻力，g取10，求：
(1)小球在空中运动的时间t和小球抛出的速度v0；（计算结果可保留根号）
(2)从AB过程重力的平均功率P和落在B点重力的瞬时功率PB。
18．质量m=2×104kg的汽车，其发动机的额定功率p=8×104W，汽车在平直公路上时所受阻力是车重的0.1倍，取g=10m/s2。
(1)求汽车所能达到的最大速度vm；
(2)汽车从静止开始以a=1m/s2的加速度做匀加速直线运动，求此过程能维持的时间。
19．2022年北京将举办第24届冬奥会，这一消息激起了人们的冰雪情怀，在北方小朋友们经常玩拉雪橇的游戏如图所示，假设坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m=50kg，在与水平面成θ=37°角的恒定拉力F=250N作用下，由静止开始沿水平地面向右移动2s。已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ=0.2，g=10 m/s2求：
(1)2s内力F所做的功；
(2)2s内力摩擦力做的功；
(3)2s内合力做的功；
(4)2s内力F的平均功率和2s末力F的瞬时功率。
20．如图所示，倾角37°的传送带以速度v0=1m/s顺时针匀速转动，可视为质点的小滑块以平行于传送带向下的初速度v滑上传送带顶端，经过一段时间从传送带上滑落。已知滑块与传送带之间的动摩擦因数为µ＝0.8，滑块的质量m=1kg，传送带转轴两中心相距为L=5m，重力加速度g取10m/s2，求：
(1)若v=3m/s，求滑块在传送带上运动的整个过程中，摩擦力对滑块做的功；
(2)若v=1m/s，求滑块在传送带上运动的整个过程中，电动机多消耗的电能；
参考答案
1．A
【详解】
小球做平抛运动时水平方向
x=v0t
竖直方向

解得
此过程中月球引力对小球做的功约为
故选A。
2．C
【详解】
人步行时重心升降的幅度约脚跨一步距离的0.1倍，设在时间t内在水平面上运动的距离为vt，此过程中重心上升的高度为
△h=0.1vt
若人的重力为G=700N
所以平均功率
故选C。
3．C
【详解】
A．由乙图可知小物块在0~3 s内的位移即为图像与横轴所围的面积，即
故A错误；
B．滑块在1~3 s内做减速运动，此时只受摩擦力，根据牛顿第二定律得
由乙图可知小物块做减速运动的加速度即为图像的斜率，即
解得
故B错误；
C．滑块在0~1 s内做加速运动，根据牛顿第二定律得
由乙图可知小物块做加速运动的加速度即为图像的斜率，即
解得
故C正确；
D．物块运动过程中产生的内能等于物体克服摩擦力做的功，即
故D错误。
故选C。
4．B
【详解】
根据图像可知，在0~t1时间内，汽车做匀减速直线运动，，根据牛顿第二定律得
加速度a1和f恒定，故牵引力F1恒定。
根据功率推导公式得
F1恒定，v减小，故功率P1也均匀减小；
在t1~t2时间内，汽车做匀速直线运动，根据牛顿第二定律得
此时功率
F2恒定，v不变，故功率P2也保持不变，且t1时刻满足；
在t2~t3时间内，汽车做匀加速直线运动，，根据牛顿第二定律得
此时功率
F3恒定，v增加，故功率P3也均匀增加，且t2时刻满足。
故选B。
5．B
【详解】
汽车在水平路面上达到最大速度时，牵引力与阻力二力平衡，即有
由
得
当汽车的速度为10m/s时，牵引力为
根据牛顿第二定律得
代入数据得
故选B。
6．B
【详解】
当汽车匀速行驶时，有
车速为时，汽车的牵引力
车速为时，由牛顿第二定律得
故B正确，ACD三项错误。
故选B。
7．A
【详解】
卡车匀速向上行驶时，根据平衡有
F1=mgsinα+kmg
此时
P=F1v
卡车匀速向下行驶时，根据平衡有
F2=kmg-mgsinα
此时
P=F2v′
解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
8．AC
【详解】
A．由图可得，变速阶段的加速度
设第②次所用时间为t，根据速度-时间图象的面积等于位移（此题中为提升的高度）可知
解得
所以第①次和第②次提升过程所用时间之比为
选项A正确；
B．由于两次提升变速阶段的加速度大小相同，在匀加速阶段，由牛顿第二定律
可得提升的最大牵引力之比为1∶1，选项B错误；
C．由功率公式，P=Fv，电机输出的最大功率之比等于最大速度之比，为2∶1，选项C正确；
D．加速上升过程的加速度
加速上升过程的牵引力
减速上升过程的加速度
减速上升过程的牵引力
，
匀速运动过程的牵引力
第①次提升过程做功
第②次提升过程做功
两次做功相同，选项D错误。
故选AC。
9．BC
【详解】
AB．第二次排球能到达C点，从C到D在竖直方向做自由落体运动，而第一次在竖直方向直接做自由落体运动，根据竖直方向的运动情况可知第二次排球运动的时间为第一次的两倍，设第一次运动的时间为t1，第二次运动时间为t2，则有
t2=2t1
且两球在水平方向运动的位移相等，而时间之比为1：2，故水平初速度之比也为1：2，即排球在A、C两处速度之比为2:1，故A错误，B正确；
C．由于第一次和第二次排球运动的最高点在同一高度，则竖直方向下落到D点时竖直速度相等，而重力的瞬时功率等于重力与竖直速度的乘积，故排球击中D点时重力的瞬时功率相等，故C正确；
D．由于两次击中D点时水平速度不相等，竖直速度相等，则合速度不相等，故D错误。
故选,BC。
10．ACD
【详解】
AB．加速过程在T点结束，即此后汽车沿平直路面作匀速运动，由平衡条件和图象信息可得
汽车做匀速运动时的牵引力大小为
汽车所受的阻力大小为
故A正确，B错误；
C．由图象信息得车的额定功率为
故C正确；
D．汽车加速运动过程，牵引力做功为
根据动能定理可得
则可得
故D正确；
故选ACD。
11．BD
【详解】
A．落地时速度的竖直分量为
落地时的速度大小为
A错误；
B．第三秒内下落的高度为
第三秒内重力的平均功率
B正确；
C．物体落地时重力的瞬时功率为
C错误；
D．平抛过程单位时间速度的变化量为
由上式可知，平抛过程单位时间速度的变化量相同，都等于g，D正确。
故选BD。
12．BCD
【详解】
AB.当货物匀速运动时，其合力为零，根据平衡条件有
代入数据整理可以得到
故A错误，B正确；
C.当货物加速上升末尾速度最大，此时功率最大，该时刻速度为匀速运动的速度，也是匀减速的初速度，对匀减速阶段，根据牛顿第二定律有
则减速运动的初速度为
则飞机对货物做功的最大功率为
代入数据整理可以得到
故C正确；
D.在加速阶段，根据牛顿第二定律有
则加速阶段的位移为
在匀速阶段，其位移为
根据平均速度公式，可以得到匀减速阶段的位移为
则阳台的高度h为
代入数据整理可以得到
故D正确。
故选BCD。
13．BD
【详解】
A．0～t1时间内汽车做匀加速运动，牵引力F大小恒定，但汽车的速度逐渐增大，所以其功率逐渐增大，故A错误；
B．0～t1时间内汽车做匀加速运动，牵引力F大小恒定，加速度为a
在t2时刻达到额定功率
t2～t3时间内牵引力等于摩擦力
解得
在t1～t2时间内，牵引力做的功为
故B正确；
C．根据 “面积”法求位移，t1～t2时间内汽车的位移
所以平均速度
故C错误；
D．在全过程中t1时刻的斜率最大，加速度a1也最大，根据：F1-f=ma1，可知此时牵引力F1最大，此时刻的功率P1也是在0～t1时间内最大的，在t1时刻之后，汽车的功率保持P1不变，所以P1是整个过程中的最大值，在t2～t3时间内牵引力等于摩擦力，牵引力最小，故D正确。
故选BD。
14．AC
【详解】
A．煤块刚放上传送带时的加速度大小为
则煤块速度达到与传送带共速所需的时间为
这段时间内的位移
之后煤块所受摩擦力反向，加速度变为
则由
解得
故煤块从A运动B所经历时间为
t=t1+t2=3s
A正确；
B．煤块到B端时的速度
则此时重力的功率为
故B错误；
C．煤块相对于传送带先以v0=8m/s、a1=8m/s2向上减速运动到零，相对传送带位移向上
再相对传送带从静止以a2=2m/s2运动到
相对传送带的位移向下
故黑色痕迹的长度为4m，C正确；
D．整个过程中产生的热量
故D错误。
故选AC。
15．BC
【详解】
A．物体运动过程中，摩擦力大小
根据
可知在0~3m内，拉力大小
物体做加速运动；在3m~9m内，拉力大小
物体做匀速运动。
A错误；
B．在0~3m位移内，根据牛顿第二定律
又跟据匀变速运动位移与时间关系
可得
此时的速度
在3m~9m位移内，做匀速运动，所用时间
拉力F的平均功率
B正确；
C．摩擦力做功
C正确；
D．在3m位置，速度最大，拉力F的瞬时功率最大
D错误。
故选BC。
16．(1)4m/s；(2)3m/s；(3)37.5J
【详解】
（1）物块A、木板B共速前，对物块A
对木板B
带入数据解得
物块A、木板B共速时，设共同速度为，对物块A
对木板B
联立并带入数据得
（2）物块A、木板B共速前
对物块A
对木板B
因为，物块A、木板B共速后一起匀减速，共同加速度a满足
设木板B以速度，与挡板发生弹性碰撞
联立并带入数据得
（3）木板B反弹后，对物块A
对木板B
设从木板B反弹到速度减为0所需时间为，对木板B
联立解得
因为，所以木板B停止后不再运动，设从木板B反弹到最终物块A静止所需时间为t3，对物块A
联立解得
17．(1)1s，；(2)50W，100W
【详解】
(1)小球在空中运动的时间
小球抛出的速度为
(2)从AB过程重力的平均功率为
落在B点重力的瞬时功率为
18．(1)40m/s；(2)20s
【详解】
(1)当汽车发动机达到额定功率并做匀速运动时，汽车达到最大速度，此时发动机牵引力为
则有：
(2)汽车由静止开始做匀加速直线运动，设末速度为v1，这一过程能维持时间为t
根据牛顿第二定律有：
根据功率表达式有
联立解得
19．(1)1040J；(2)-364J；(3)676J；(4)520W；1040W
【详解】
(1)由牛顿第二定律得
得
a=2.6m/s2
2s内的位移
2s内力F所做的功
(2)2s内力摩擦力做的功

(3)2s内合力做的功
(4)2s内力F的平均功率
2s末力F的瞬时功率
20．(1)；(2)
【详解】
(1) 滑块向下滑动的加速度
方向沿传送带向上，假设滑块在传送带上减速到零，向下运动的位移
则，滑块会从传送带下端滑落，摩擦力对滑块做功
(2)当时，滑块减速到零下滑的位移
则，滑块先向下减速到零再向上加速到1m/s，加速度大小不变
滑块由向下的1m/s到向上的1m/s经历的时间
电动机多消耗的电能