高一物理功率试题答案及解析

高一物理功率试题答案及解析
1.汽船所受阻力与速度的平方成正比，当汽船以速度v匀速行驶时，发动机功率为P，若汽船以
速度2v匀速行驶时，发动机的功率应为；
【答案】
【解析】由于汽船航行时所受水的阻力与它的速度平方成正比，所以汽船以速度v水平匀速航行时，受到的阻力的大小为，此时汽船受到的阻力的大小和牵引力的大小相等，即，当汽船以速度2v水平匀速航行时，汽船受到的水的阻力的大小为，所以此时的功率的大小为。

【考点】考查了功率的计算
2.（多选题）空间某区域电场线分布如图所示，带正电小球(质量为m，电荷量为q)在A点速度
为v
1，方向水平向右，至B点速度为v
2
，v
2
与水平方向间夹角为α，A、B间高度差为H，以下
判断正确的是 ()
A．A、B两点间电势差
B．小球由A至B，电势能的减少量为
C．小球由A至B，电场力做功为
D．小球重力在B点的瞬时功率为mgv
2
sin α
【答案】BD
【解析】由动能定理可求出电场力做功，由电场力做功W=qU，即可求出A、B两点间的电势差U。

小球由A点运动至B点，由动能定理得：解得电场力做功：
，所以A、B两点间电势差由W=qU得，故A、C选
项错误；电势能减小量为，故B选项正确；小球运动到B点时所受重力与速度
方向不同，则其重力的瞬时功率P=mgv
2
sinα．故D选项正确。

本题主要是动能定理的应用，动
能定理反映外力对物体做的总功与动能变化的关系，要在分析受力的基础上，确定哪些力对物体
做功，不能遗漏。

【考点】电场线电势能动能定理瞬时功率
3.质量为2t汽车在水平公路上行驶，车受的阻力为车重的0.01倍.当速度为4m/s时，加速度为0.4m/s2，此时汽车的牵引力为 N；功率为 W；若保持此时的功率不变，汽车能达
到的最大速度是 m/s．（g=10m/s2）
【答案】1000N 4000W 20m/s
【解析】根据牛顿第二定律，可知，速度为4m/s时，，此时的功率，最大速度时，达牵引力与阻力相等，根据
，可知最大速度为20m/s。

【考点】功和功率，机车的启动
4.“极限挑战”有一个项目：选手需要借助悬挂在高处的绳飞跃到鸿沟对面的平台上。

如图所示，
已知选手（可视为质点）的质量为m，站在鸿沟边沿抓住长为L的绳由静止开始摆动，初始时绳
与竖直方向的夹角为α。

不考虑空气阻力和绳的质量，若选手摆到最低点时速度为v，则选手由
静止开始到摆到最低点的过程中，下列说法正确的是
A．摆到最低点时重力的功率为mgv
B．重力做正功，重力势能减少，减少量为
C．绳拉力的平均功率一定大于零
D．重力的功率先增大后减小
【答案】D
【解析】由于摆到最低点时，速度方向和重力方向垂直，所以重力的瞬时功率为0，A错误；下降过程中重力做正功，重力势能减小，减小量为，B错误；由于绳子的拉力从始至终都与速度方向垂直，所以拉力不做功，功率为零，C错误；向下运动过程中，竖直方向的速度先变大后变小，最后在最低点时，选手的竖直方向的速度为0，所以选手重力做功的功率先变大后减小，D正确；
【考点】考查了功率的计算
5.如图所示，质量相等A、B两物体在同一水平线上，已知曲线AC为A物体单独被水平抛出后的运动轨迹，直线BD为B物体单独自由下落的运动轨迹，两轨迹相交于O点；现将A物体水平抛出的同时，B物体开始自由下落，则两物体（不计空气阻力）
A.A物体先到达O点
B.B物体先到达O点
C.经O点时速率相等
D.在O点时重力的瞬时功率相等
【答案】D
【解析】由于平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，所以A物体水平抛出的同时，B物体开始自由下落，同时到达O点，A、B选项均错；A物体到达O点到速度,B到达O点到速度，所以C选项错误；A物体到达O点时重力的瞬时功率,B 物体到达O点时重力的瞬时功率
【考点】平抛运动的规律瞬时功率
6.在高处的同一点将三个质量相同的小球以大小相等的初速度v0分别上抛、平抛、下抛，最后均落到同一水平地面上，则
A．从抛出到落地的过程中，重力对它们做的功相同
B．从抛出到落地的过程中，重力对它们做功的平均功率相同
C．从抛出到落地的过程中，小球的动能变化量相等
D．三个小球在空中的运动时间相等
【答案】AC
【解析】A、重力做功与路径无关，只与初末位置有关，故重力做功相等。

B、平抛运动的竖直分运动为自由落体运动，故上抛时间最长，下抛时间最短，根据，平均
功率不等。

C、小球运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，由于初位置的动能和重力势能都相等，根据
机械能守恒定律得到落地时动能也相等，小球的动能变化量相等。

D、落地的时间不同，竖直上抛时间最长，竖直下抛时间最短。

【考点】机械能守恒定律；功率、平均功率和瞬时功率．
7.从空中以40m/s的初速度平抛一重为10N的物体。

物体在空中运动3s落地，不计空气阻力，取g=10m/s2，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为（）
A．300W B．400 W C．500W D．700W
【答案】A
【解析】重物在竖直方向的分速度为300W，故选A
【考点】考查功率的计算
点评：本题难度较小，公式P=Fv中的v是在F方向上的分速度
8.火车在水平轨道上做匀加速直线运动，若阻力不变，则牵引力F和火车的瞬时功率P的变化情况是
A．F不变，P变大B．F变小，P不变
C．F变大，P变大D．F、P都不变
【答案】A
【解析】由于火车做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得，，
由于f不变，a不变，所以火车的牵引力F不变，
火车的功率，F不变，但是火车的速度v在不断的增加，
所以火车的功率在不断的变大，所以A正确．
故选A．
【考点】功率、平均功率和瞬时功率．
点评：分析火车的瞬时功率只能用功率来分析，公式求出的是平均功率的大小．
9.质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到水平力的作用力的大小F与时间t 的关系如图所示，力的方向保持不变，则（）
A．3to时刻的瞬时功率为15Fo2to/m
B．3to时刻的瞬时功率为5Fo2to/m
C．在t="0" 到3to这段时间内，水平力的平均功率为23Fo2to/4m
D．在t="0" 到3to这段时间内，水平力的平均功率为25Fo2to/6m
【答案】AD
【解析】、在时间内，，则2t
时刻的瞬时速度，在时间内，
，则3t
0时刻的瞬时速度．所以3t
时刻的瞬时功率
．故B错误，A正确．
根据动能定理得，．则．故C错误，D正确．
故选AD．
【考点】功率、平均功率和瞬时功率；
点评：解决本题的关键掌握瞬时功率的公式，以及平均功率的公式．
10.关于功率概念，下列说法中正确的是（）
A．力对物体做的功越多，力做功的功率越大
B．功率是描述物体做功快慢的物理量
C．从公式P＝Fv可知，汽车的发动机功率可以随速度的不断增大而无限提高
D．当轮船航行时，如果牵引力与阻力相等时，合外力为零，此时发动机的实际功率为零，所以
船行驶的速度也为零
【答案】B
【解析】功率指的是单位时间内做的功，表示做功的快慢，选项A错误；选项B正确；机动车的
输出功率与牵引力、速度大小都有关系，选项C错误；当轮船航行时，如果牵引力与阻力相等时，合外力为零，此时发动机的实际功率恒定不变，选项D错误；故选B
【考点】考查功率概念
点评：本题难度较小，特别要注意的是机车启动的两种形式，是高考的热点问题
11.从空中以40 m/s的初速平抛一个重力为10 N的物体，物体在空中运动3 s落地，不计空气
阻力，取g＝10 m/s2，则物体落地时重力的瞬时功率为( )
A．400 W B．300 W C．500 W D．700 W
【答案】B
【解析】物体做的是平抛运动，在竖直方向上是自由落体运动，所以在物体落地的瞬间速度的大
小为，
物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为．
故选B．
【考点】功率、平均功率和瞬时功率；
点评：本题求得是瞬时功率，所以只能用来求解，用公式求得是平均功率的大小．12.有报道说：我国一家厂商制作了一种特殊的手机，在电池电能耗尽时，摇晃手机，即可产生
电能维持通话，摇晃过程是将机械能转化为电能；如果将该手机摇晃一次，相当于将100g的重
物缓慢举高20cm所需的能量，若每秒摇两次，则摇晃手机的平均功率为（g取10m/s2）:
A．0.04w B．0.4w C．4w D．40w
【答案】B
【解析】克服重力做功．则平均功率．故B正
确，A、C、D错误
故选B．
【考点】功率、平均功率和瞬时功率．
点评：解决本题的关键掌握平均功率的表达式
13.关于功率公式和P=Fv的说法正确的是（）
A．据，知道W和t就可求出任意时刻的功率
B．由P=Fv只能求某一时刻的瞬时功率
C．从P=Fv知汽车的功率与它的速度成正比
D．从P=Fv知当功率一定时，牵引力与速度成反比
【解析】本题考查的是对功率的认识，功率是描述做功快慢的物理量，是功率的定义式，可以计算平均功率，是瞬时功率的计算式，但在匀速直线运动时就和平均功率是相同的，可知当功率一定时，牵引力与速度成反比，D正确，ABC错误；
14.质量为m的物体，从静止始下落，不计空气阻力，关于物体在下落t时间内重力对物体做功的平均功率，t时刻末重力的瞬时功率P，则 ( )
A．=mg2 t，P = mg 2 t
B．= mg 2 t，P =mg 2 t
C．= mg 2t，P = mg 2 t
D．=mg 2 t，P =mg 2 t
【答案】A
【解析】本题考查的是对功率的认识，平均功率，；瞬时功率
，A正确；
15.如图，一长为的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为的小球。

一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度匀速转动，当杆与水平方向成60°时，拉力的功率为A．B．C．D．
【答案】C
【解析】考查圆周运动的线速度公式，力矩平衡，功率的公式P=Fv，当杆与水平方向成60°时，由力矩平衡得到：mgLcos60°=F，，p点的线速度为，由功率的公式得，C对，ABD错。

思路拓展：解此题时学生需注意水平的拉力为变力，求转到某一位置的力时，要根据此时的力矩平衡来求。

16.设飞机飞行时所受的阻力与其速度的平方成正比，如果飞机以速度v匀速飞行时其发动机的功率为P，则飞机以3 v的速度匀速飞行时其发动机的功率为__ _ _
【答案】27P
【解析】略
17.关于功率公式和P=Fv的说法正确的是（）
A．由知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率
B．由P=Fv只能求某一时刻的瞬时功率
C．从P=Fv知汽车的功率与它的速度成正比
D．从P=Fv知当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比
【解析】功率公式只能求得平均功率，A错误；公式P=Fv的应用时，速度是平均速度时求
得平均功率，速度是瞬时速度时求得瞬时功率，B错误；当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比才成立，C错误、D正确。

18.如图所示，在光滑的水平面上，质量m=3kg的物体，在水平拉力F=6N的作用下，从静止开始运动，经过4s运动了16m。

求
（1）力F在4s内对物体所做的功；
（2）力F在4s内对物体做功的平均功率；
（3）在4s末，力F对物体做功的瞬时功率。

【答案】(1)96J (2)24w (3)48w
【解析】（1）力F在4s内对物体所做的功
（2）力F在4s内对物体做功的平均功率
（3）在4s末，力F对物体做功的瞬时功率
故答案为：(1)96J (2)24w (3)48w
19.如图1所示，小物体A沿高为h、倾角为θ的光滑斜面以初速度v从顶端滑到底端，而相同的物体B以同样大小的初速度从同等高度竖直上抛，则（）
A．两物体落地时速率相同
B．从开始运动至落地过程中，重力对它们做功不相同
C．从开始运动至落地过程中，重力对它们做功的平均功率相同
D．两物体落地时，重力的瞬时功率相同
【答案】A
【解析】【考点】功率、平均功率和瞬时功率；自由落体运动．
专题：功率的计算专题．
分析：两个物体在运动的过程中机械能守恒，可以判断它们的落地时的速度的大小，再由平均功率和瞬时功率的公式可以得出结论．
解答：解：A、两个小球在运动的过程中都是只有重力做功，机械能守恒，所以根据机械能守恒可以知两物体落地时速率相同，故A正确．
B、重力做功只与初末位置有关，物体的起点和终点一样，所以重力做的功相同，所以B错误．
C、平均功率等于做功的大小与所用的时间的比值，物体重力做的功相同，但是时间不同，所以平均功率不同，所以C错误．
D、由于两个物体落地时的速度的方向不同，由瞬时功率的公式可以知道，重力的瞬时功率不相同，所以D错误．
故选A．
点评：在分析功率的时候，一定要注意公式的选择，P= 只能计算平均功率的大小，而P=Fv 可以计算平均功率也可以是瞬时功率，取决于速度是平均速度还是瞬时速度．
20.在空中某点将三个相同小球以相同的速率v分别水平抛出、竖直上抛、竖直下抛，则从抛出到落地，下列说法正确的是
A．三个小球重力做功相同
B．三个小球落地时的速度大小相等
C．竖直下抛的小球的重力平均功率最大
D．三个小球落地时重力的瞬时功率相同
【答案】ABC
【解析】本题考查重力做功。

重力做功，三个小球重力做功相同，A对；三小球下落只
受重力，只有重力做功，由动能定理知三小球落地时动能相等，B对；由，竖直下抛的小
球运动时间最短，重力的平均功率最大，C对；三小球落地时速度大小相同方向不同，重力是瞬
时功率不同，D错；选ABC 。

21.一物体做自由落体运动，在第1s末和第2s末重力做功的瞬时功率之比分别为（）
A．1:2B．1:3C．1:4D．1:9
【答案】A
【解析】略
=5m/s抛出，不计空气阻力，g取10 m/s2，22.将一质量m=0.5kg的物体从高处以水平初速度v
求：（1）在运动的最初2s内重力对物体做的功是多少？
（2）最初2s内重力对物体做功的平均功率是多少？
（3）第2 s末，重力对物体做功的瞬时功率是多少？
【答案】（1）100J
（2）50W
（3）100W
【解析】解：（1）平抛运动的物体在竖直方向做自由落体运动。

t=2s时间内，物体在竖直方向
下落的高度
m
而重力做功与平抛运动的物体的运动路径无关，只跟起末位置的高度差有关，所以物体在运动的
最初2s内重力对物体做的功为
（2）前2s内重力对物体做功的平均功率
W
（3）在第2s末，物体在竖直方向的分速度
所以第2s末瞬时功率
P W
23.放在水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6s内其速度与时间图象和拉力的功率与
时间图象如图所示，则物体的质量为（取g＝10m/s2）
A．B．C．D．
【答案】B
【解析】略
24.如图所示，滑块以速率v
1
沿斜面由底端向上滑行，至某一位置后返回，回到出发点时的速率
变为v
2，且v
2
< v
1
，则下列说法中错误的是（）
A．全过程中重力做功为零
B．在上滑和下滑两过程中，摩擦力做功相等
C．在上滑过程中摩擦力的平均功率大于下滑过程中摩擦力的平均功率
D．上滑过程中机械能减少，下滑过程中机械能增加
【答案】D
【解析】略
25.铁路提速，要解决许多技术问题。

通常列车阻力与速度平方成正比，即F
f
＝kv2.列车要跑得快，必须用大功率的机车来牵引。

试计算列车分别以120 km/h和40 km/h的速度匀速行驶时，机车功率大小的比值为。

【答案】27：1
【解析】略
26.在离地面h高度处的O点，以初速度v
水平抛出一质量为m的小球，最后落地。

重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（）
A．此过程中小球重力做的功为mgh
B．落地时小球的动能为
C．此过程中小球重力做功的平均功率为
D．落地时小球重力的瞬时功率为
【答案】ABC
【解析】略
27.水平恒力F两次作用在同一物体上，使物体沿力的方向发生相同位移，第一次是在光滑水平面上，第二次是在粗糙水平面上，两次力F做的功和功率的大小关系
是（）
A．W
1=W
2
；P
1
＞P
2
B．W
1
＞W
2
；P
1
＝P
2C．W
1
=W
2
；P
1
＜P
2
D．W
1
=W
2
；P
1
＝P
2
【答案】A
【解析】略
28.铁道部决定在前3次火车提速的基础上再实行两次大提速，旅客列车在500km左右实现“夕发朝至”，进一步适应旅客要求。

为了适应提速的要求，下列说法正确的是 ( )
A．机车的功率可保持不变B．机车的功率必须增大
C．铁路转弯处的路基坡度应加大D．铁路转弯处的路基坡度应减小
【答案】BC
【解析】略
29.下表列出了某种型号轿车的部分数据，试根据表中数据回答问题。

表格右侧图为轿车中用于改变车速的挡位.手推变速杆到达不同挡位可获得不同的运行速度，从“1～5”逐挡速度增大，R是倒车挡。

试问轿车要以最大动力上坡，变速杆应推至哪一挡？该车以
额定功率和最高速度运行时，轿车的牵引力为多大？（）
A．“1”档、2000N B．“5”档、2000N C．“1”档、4000N D．“5”档、8000N
【答案】A
【解析】略
30.(15分)几节自带动力的车辆（动车）加几节不带动力的车辆（也叫拖车）编成一组，就是动车。

（1）假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等。

若1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为120km/h；则6节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为多少？
时最大速度是，若要求提速一（2）若动车组运动阻力正比于其速度，已知动车组最大功率P
倍，则动车组功率是多少？
（3）若动车组从静止开始做匀加速直线运动，经过时间达到动车组最大功率P，然后以该最大功率继续加速，又经过时间达到最大速度，设运动阻力恒定，动车组总质量为m，求动车组
整个加速距离。

【答案】
【解析】（1）每节动车的功率为P，每节动车的重力是G，阻力为kG
1节动车加3节拖车（1分）
6节动车加3节拖车（2分）
得到（2分）
（2）阻力正比于速度最大速度时（2分）
则 (1分)
车速提升一倍（2分）
（3）最大功率是P，最大速度是v，则阻力f为（1分）
匀加速过程功率随时间均匀增加，发动机的平均功率是P/2，设总路程是s，有动能定理
（2分）
解得（2分）
【考点】本题考查机车的功率。