2020版新教材高中物理课时素养评价二功率(含解析)鲁教版必修2(最新整理)

功率
（25分钟·60分)
一、选择题（本题共6小题，每题6分，共36分）
1。

关于功率,下列说法中正确的是（)
A.物体做功越快，其功率越大
B.物体做功越多，其功率越大
C。

实际功率一定等于额定功率
D.由P=可知，功率与时间成反比
【解析】选A。

功率是表示做功快慢的物理量，功率越大,做功越快,A对。

物体做功多,用的时间很长,功率不一定大， B错。

物体的实际功率可能小于或等于额定功率，也可能短时间内大
于额定功率，C错.由P=可知，只有在做功一定的情况下,功率才与时间成反比,D错。

2。

2019年5月26日,中国场地自行车联赛总决赛团体竞速赛在山西太原举行，浙江队选手王天琪在成年男子团体竞速赛决赛中表现优异。

最终,浙江队以43秒894的成绩获得冠军.如图所示是两位运动员在比赛冲刺阶段的画面，若运动员此时受到的阻力约为200 N,则运动员的输出功率最接近（)
A.40 W B。

4。

0×102 W
C.4。

0×103W D。

4。

0×104 W
【解析】选C。

运动员的速度大约72 km/h=20 m/s，P=Fv=fv=200×20W=4.0×
103 W，C正确，A、B、D选项数量级差太多,是错误的.
3。

质量为5 t的汽车，在水平路面上以加速度a=2 m/s2启动,所受阻力为1。

0×
103 N,汽车启动后第1 s末的瞬时功率是( ）
A。

2 kW B。

22 kW C。

1.1 kW D.20 kW
【解析】选B。

根据牛顿第二定律得F-f=ma,则F=f+ma=1 000 N+5 000×2 N=
11 000 N。

汽车第1 s末的速度v=at=2×1 m/s=2 m/s，所以P=Fv=11 000×2 W=
22 000 W=22 kW,故B正确,A、C、D错误。

【补偿训练】
解放前后,机械化生产水平较低，人们经常通过“驴拉磨”的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用.如图所示，假设驴拉磨的平均拉力大小为500 N,运动的半径为1 m，驴拉磨转动一周所用时间约为10 s，则驴拉磨转动一周的平均功率约为（)
A。

0 B。

50 W C。

50π W D.100π W
【解析】选D。

由P=得P==100π W，故D正确，A、B、C错误。

4。

假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。

如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的（)
A.4倍B。

2倍C。

倍D。

倍
【解题指南】解答本题时应注意理解以下两点:
(1）当摩托艇速率最大时加速度为零，即牵引力与阻力相等。

(2)输出功率与牵引力的关系:P=Fv。

【解析】选D。

当功率为P时,P=Fv=kv·v=kv2；当功率为2P时,2P=kv′·v′=kv′2，因此,v′=v，D正确，A、B、C错误。

【补偿训练】
设飞机飞行中所受阻力与速率的平方成正比，如果飞机以速度v匀速飞行,其发动机功率为P,则当发动机功率为8P时,飞机飞行的速度为（)
A。

v B。

2v C。

4v D。

8v
【解析】选B。

飞机匀速飞行时，应有F=F阻=kv2，所以P=Fv=kv3,因此功率为8P时v′=2v。

则B正确，A、C、D错误。

5.一小球做自由落体运动,小球在空中运动的过程中重力做功的功率P随时间t变化的图像是
（）
【解析】选A.设经过时间t速度大小为v,此时重力的功率P=mgv=mg·gt=mg2t，则A正确,B、C、D错误.
【补偿训练】
一辆小车在水平路面上做匀速直线运动，从某时刻起，小车所受到的牵引力F和阻力f随时间变化的规律如图甲所示，则作用在小车上的牵引力F的功率随时间变化的规律应是图乙中的（）
【解析】选D。

根据牵引力F与阻力f随时间变化的图像可知，小车做匀减速直线运动，即
v t=v0—at。

那么，小车牵引力的功率随时间的变化规律为P=Fv t=Fv0-Fat,牵引力的功率随时间变化的图线是一条倾斜直线，且随时间的增加而减小,选项D正确，其他选项均错.
6.列车提速的一个关键技术问题是提高机车发动机的功率。

已知匀速运动时,列车所受阻力与速度的平方成正比,即f=kv2。

设提速前速度为80 km/h，提速后速度为120 km/h,则提速前与提速后机车发动机的功率之比为（）
A.B。

C. D.
【解析】选C。

当列车的速度为80 km/h时,此时由于列车是匀速运动,牵引力和阻力相等,即
F=f=kv2，由P=Fv可得，此时功率P1=F1v1=k，同理，当列车的速度为120 km/h时,由P=Fv
可得，此时的功率P2=F2v2=k，所以提速前与提速后列车发动机的功率之比==（)3=，则C正确，A、B、D错误。

二、计算题(本题共2小题，共24分。

要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位）
7。

(10分）如图所示，质量为m=5。

0 kg的物体静置于粗糙水平面上,在水平拉力F=20 N作用下物体开始向右做匀加速运动,物体和水平面间的动摩擦因数μ=0。

2.重力加速度g=10 m/s2,不计空气阻力.
（1)求物体在5 s内运动的位移。

（2）求5 s末时摩擦力的功率大小。

【解析】(1)由牛顿第二定律得:F—μmg=ma
解得:a== m/s2=2 m/s2
5 s内的位移为：x=at2=×2×52 m=25 m
(2)5 s末的速度为:v=at=2×5 m/s=10 m/s
5 s末摩擦力的功率大小为:P=μmgv=0。

2×5.0×10×10 W=100 W
答案：(1)25 m （2)100 W
8.（14分）如图甲所示，质量为1。

0 kg的物体置于固定斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F，1.0 s末将拉力撤去，物体运动的v —t图像如图乙,试求：(g取10 m/s2）
（1）拉力F的大小。

(2)拉力F在第1 s内的平均功率。

【解析】(1)由v -t图像知，当撤去拉力F后,物体做匀减速直线运动,加速度大小a=6 m/s2。

由牛顿第二定律得f+mgsinα=ma=6 N,
当物体受拉力F的作用时，由牛顿第二定律得
F—f-mgsinα=ma′,
其中由题图知加速度
a′=12 m/s2,所以F=18 N。

(2）物体在拉力F作用下第1 s内的位移
s=a′t2=6 m
所以拉力F在第1 s内的平均功率
P== W=108 W.
答案:(1)18 N （2）108 W
(15分钟·40分）
9。

（6分）（多选）如图所示,质量相同的两物体处于同一高度,A沿固定在地面上的光滑斜面下滑,B自由下落,最后到达同一水平面,则（)
A。

重力对两物体做功相同
B.重力的平均功率相同
C.到达底端时重力的瞬时功率P A〈P B
D.到达底端时两物体的速度相同
【解析】选A、C。

重力对B物体做功为mgh，重力对A物体做功为（mgsinθ）s =mg（ssinθ)=mgh，A正确。

A、B两物体运动时间不同,平均功率不同,B错。

到底端时=2gh,=2(gsinθ）
s=2g(ssinθ）=2gh.A、B两物体到底端速度大小相等，但方向不同,D错。

A到底端的瞬时功率P A=（mgsinθ）v A,B的瞬时功率P B=mgv B,显然P B〉P A,C正确。

10.（6分）（多选）如图所示是健身用的“跑步机"示意图,质量为m的运动员踩在与水平面成α角的静止皮带上,运动员用力向后蹬皮带,皮带运动过程中，受到的阻力恒定为f,使皮带以速度v匀速运动,则在运动过程中,下列说法正确的是
（）
A.人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力
B。

人对皮带不做功
C.人对皮带做功的功率为mgv
D。

人对皮带做功的功率为fv
【解析】选A、D.脚蹬皮带时,脚和皮带之间产生了摩擦力,皮带受到的摩擦力是皮带运动的动力,故选项A正确；皮带在人的作用下移动了距离，人对皮带做功，故选项B错误；皮带运动过程中受到的阻力恒定为f，使皮带以速度v匀速运动,人对皮带做功的功率,等于阻力的功率，即人对皮带做功的功率为fv,故选项C错误，选项D正确。

11.（6分)（多选)我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器。

舰载机总质量为3.0×104 kg，设起飞过程中发动机的推力恒为1.0×105 N；弹射器有效作用长度为100 m,推力恒定;要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80 m/s.弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和,假设所受阻力为总推力的20％，则（）
A。

弹射器的推力大小为1.1×106 N
B.弹射器对舰载机所做的功为1.1×108 J
C.弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8×107 W
D.舰载机在弹射过程中的加速度大小为32 m/s2
【解析】选A、B、D。

由题意可知，舰载机弹射过程的加速度为a== m/s2=
32 m/s2,D项正确；根据牛顿第二定律,0。

8×（F发+F弹）=ma，求得弹射器的推力大小F弹=1.1×106 N，A项正确；弹射器对舰载机做的功为W=1。

1×106×100 J= 1。

1×108 J，B项正确;弹射过
程的时间t== s=2.5 s，弹射器做功的平均功率P==4.4×107 W，C项错误。

12。

（22分）如图所示,一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，先匀加速运动t1=10 s 达到速度大小v=54 km/h,再匀速运动t2=100 s，接着匀减速运动t3=
12 s到达乙站停车.列车在运行过程中所受的阻力大小恒为f=1×105 N，列车在减速过程中发动机停止工作，求：
(1)列车匀速运动过程中克服阻力所做的功W。

(2)列车在匀加速阶段牵引力的平均功率。

【解析】（1)已知v=54 km/h=15 m/s
列车在匀速阶段的位移为:x=vt2=1 500 m
列车匀速运动过程中克服阻力所做的功为:
W=fx=1.5×108 J
（2）设列车在匀加速阶段的加速度大小为a1，由牛顿第二定律有:F-f=ma1
又：a1=
匀减速过程有：f=μmg=ma2，
又a2=
得m=8×104 kg，
F=2。

2×105 N
该阶段牵引力的平均功率=F
解得：=1。

65×106 W。

答案:(1）1。

5×108 J (2)1.65×106 W
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