聚焦中考物理基础演练专题三十七功率.docx
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聚焦中考物理基础演练专题三十七功率
聚焦2020中考物理基础演练——专题三十七:
功率
考点一:
功率及其测量
1.初三学生小华从一楼步行到四楼,用时0.3min,他步行的路程约为18m,下列估算正确的是
A.一楼到四楼的高度约为10m
B.小华步行的平均速度约为0.5m/s
C.小华重力做的功约为500000J
D.小华重力做功的功率约为2800W
2.攀岩运动以其独有的登临高处的征服感吸引了众多爱好者。
要测量两名运动员在攀岩时克服重力做功的功率大小,不需要测量的物理量是( )
A.运动员的质量B.攀岩的高度
C.攀岩所用的时间D.运动员的身高
3.汽车在行驶过程中,发动机的功率为P,牵引力为F,汽车行驶的速度为v,这三者之间的关系为P=Fv。
如图,当汽车爬坡时,驾驶员的操作总是加大油门同时将变速器换为低挡。
加大油门是使发动机发挥最大的功率,换为低挡是为了减慢车速。
那么,在爬坡时减慢车速的目的是( )
A.保证安全B.省油
C.增大发动机的牵引力D.以上说法均正确
考点二:
功、功率大小的比较
1.两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的路程(s)一时间(t)图象如下图.根据图象,下列判断正确的是
A.两次物体运动的速度:
v1<v2
B.两次物体所受的拉力:
F1>F2
C.0-8s两次拉力对物体做功的功率:
P1>P2
D.0-8s两次拉力对物体所做的功:
W1=2W2
2.如图所示,甲、乙两物体在拉力F的作用下,沿竖直向上做匀速直线运动,不计空气阻力,则 ( )
A.甲的速度一定大于乙的速度
B.甲的重力一定大于乙的重力
C.拉力F甲做的功一定大于拉力F乙做的功
D.拉力F甲的功率一定大于拉力F乙的功率
3.如图所示,OQ是水平地面,物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q.OP段长4m,物体受到的摩擦力为自身重力的0.3倍,拉力F1做的功为W1,功率为P1;PQ段长8m,物体受到的摩擦力为自身重力的0.2倍,拉力F2做的功为W2,功率为P2.则
A.W1>W2P1>P2B.W1>W2P1<P2
C.W1<W2P1>P2D.W1<W2P1<P2
4.将物体A放在水平面上,在水平拉力F1作用下,以v1=4m/s的速度向右匀速运动,在同一水平面上,物体A受到水平拉力F2作用时,以v2=6m/s的速度向右匀速运动,两次移动的距离相同,则两次拉力做功W1______W2(选填“>”“<”或“=”),两次拉力的功率P1______P2(选填“>”“<”或“=”).
5.如图所示,小聪在同一水平路面上先后以1m/s和1.5m/s的速度两次推同一木箱沿直线各匀速运动了5m的路程。
其中,第一次推箱子的力为F1,所做功的功率为P1,第二次的推力为F2,功率为P2。
则F1 F2、P1 P2(选填“>”、“=”或“<”)。
6.在相同时间内把同一物体分别沿如图所示的光滑斜面BA、CA(BA (选填“>”、“<”或“=”) 考点三: 比值计算 1.大明和小华一起爬山。 大明用了25min登上山顶,小华用了20min登上山顶,大明的体重是小华的1.5倍。 大明与小华爬山的功率之比是( ) A.5∶6B.8∶15C.6∶5D.3∶2 2.功率相同的甲、乙两辆汽车,在相等时间内沿平直路面匀速通过的距离之比是2: 1,则下列正确的是() A.甲、乙两车速度度之比为1: 2 B.甲、乙两车牵引力做功之比为1: 2 C.甲.乙两车牵引力之比为1: 2 D.甲、乙两车克服阻力做功之比为2: 1 考点四: 功率的计算 1.航模小组的某位同学在操场上利用如图所示的电动遥控飞机进行训练,他操作遥控器,使重为3 N的飞机从水平地面由静止开始竖直上升,飞机先后经历加速、匀速、减速三个阶段,然后悬停在距离地面10 m的高度处。 飞机竖直上升的总时间为12 s,匀速上升阶段的速度为1 m/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,则下列说法正确的是 ( ) 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.在上升阶段飞机的功率为2.5 W D.在悬停阶段飞机升力的功率为3 W 2.一只木箱放在水平地面上,地面上各处粗糙程度相同。 对木箱施加一个方向不变的水平推力F(如图甲),F的大小与时间t的关系、木箱的运动速度v与时间t的关系图象如图乙所示。 以下说法正确的是 ( ) A.在第一个2s内木箱所受摩擦力为2N B.在第二个2s内木箱所受摩擦力为3N C.在第一个2s内推力F对木箱所做的功为2J D.在第三个2s内推力F对木箱做功的功率为8W 3.工人用力F水平推重为200N的物体,在4s内水平推力F与物体沿力的方向移动的距离s之间的关系如图所示。 在该过程中,水平推力做的功为 J,推力做功的功率为 W。 4.如图所示,用F为30 N的拉力,通过滑轮组拉着重为300 N的物体,在水平面上以0.5 m/s的速度向左做匀速直线运动。 则物体受到的摩擦力大小为 N,拉力F的功率为 W。 (不计绳和滑轮的重力以及滑轮与绳子之间的摩擦力) 5.小华在学校组织的体检中测得自己的平均血压为1.5×104Pa(可视为心脏血压),若心脏每跳动一次约输送0.8×10-4m3的血液,小华心脏每分钟跳动60次,他心脏工作的平均功率约是 W。 6.快步行走是现在流行的一种健身方式,为量化健身效果,行走时人们往往佩戴记步器。 如图是小军爸爸锻炼时随身携带的记步器,由于佩戴时要提前输入锻炼者的身高和步幅,所以小军考虑记步器应该是根据人们行走时重心的高度变化次数来记录行走的步数。 (1)小军爸爸质量是70kg,行走时重心高度会变化5cm,请你计算小军爸爸每走一步要克服重力所做的功; (2)某次锻炼小军爸爸行走了1.5h,行走步数记录在图中所示的记步器上,假设其步幅为60cm,则小军爸爸快步行走时的速度大约是多少? (3)小军爸爸该次锻炼克服重力做功的功率大约是多少? 7.小明骑车在某段平直的水平路面上由静止开始运动,共用时12s。 小明重450N,自行车重250N,轮子与地面的总接触面积是2×10-3m2。 图1是速度v随时间t变化的关系图象,小明在t=7s时刚好到达这段路程的中点。 图2是动力F随时间t变化的关系图象。 (7分) (1)请问小明骑自行车在水平地面行驶时,对地面的压强为多大? (2分) (2)在7~12s内,自行车所受的摩擦阻力是多少? 自行车克服摩擦阻力做了多少功? 此时功率是多少? (4分) (3)自行车在0~7s内的平均速度是多少? (保留小数点后两位)(1分) 聚焦2020中考物理基础演练——专题三十七: 功率参考答案 考点一: 功率及其测量 1.初三学生小华从一楼步行到四楼,用时0.3min,他步行的路程约为18m,下列估算正确的是 A.一楼到四楼的高度约为10m B.小华步行的平均速度约为0.5m/s C.小华重力做的功约为500000J D.小华重力做功的功率约为2800W 【答案】A【解析】 A.一层楼的高度大约3m多,所以一楼到四楼是三层的高度,约为10m,故A正确; B.小华步行的平均速度 ,故B错误; C.小华的质量约是m=50kg,小华受的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N,小华重力做的功W=Gh=500N×10m=5000J,故C错误; D.小华重力做功的功率约为 ,故D错误。 2.攀岩运动以其独有的登临高处的征服感吸引了众多爱好者。 要测量两名运动员在攀岩时克服重力做功的功率大小,不需要测量的物理量是( ) A.运动员的质量B.攀岩的高度 C.攀岩所用的时间D.运动员的身高 【答案】D【解析】运动员攀岩时克服自身的重力做功,所做功等于运动员的重力和攀岩高度的乘积,即W=Gh,克服重力做功的功率P= = = 由此可知,测克服重力做功的功率大小,除了测量运动员的质量m外,还需要测量攀岩高度h、攀岩时间t,不需要测量运动员的身高。 3.汽车在行驶过程中,发动机的功率为P,牵引力为F,汽车行驶的速度为v,这三者之间的关系为P=Fv。 如图,当汽车爬坡时,驾驶员的操作总是加大油门同时将变速器换为低挡。 加大油门是使发动机发挥最大的功率,换为低挡是为了减慢车速。 那么,在爬坡时减慢车速的目的是( ) A.保证安全B.省油 C.增大发动机的牵引力D.以上说法均正确 【答案】C【解析】由P=Fv得: 减小速度可以增大发动机的牵引力。 考点二: 功、功率大小的比较 1.两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的路程(s)一时间(t)图象如下图.根据图象,下列判断正确的是 A.两次物体运动的速度: v1<v2 B.两次物体所受的拉力: F1>F2 C.0-8s两次拉力对物体做功的功率: P1>P2 D.0-8s两次拉力对物体所做的功: W1=2W2 【答案】D 【解析】 A.由图象知道,两次物体都做匀速直线运动,在相同时间内,物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程,所以v1>v2;故A错误; B.同一物体,则重力不变,对水平面的压力不变;在同一水平面上运动,则接触面的粗糙程度相同,故两次拉动物体时,物体受到的摩擦力相等;又因为两次物体都做匀速直线运动,即物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以,两次物体所受的拉力是F1=F2=f,故B错误; CD.由图象知道,0~8s物体第一次通过的路程为0.8m,第二次通过的路程为0.4m,又因为两次拉力相等,由W=Fs知道,W1=2W2,由 知道,0~8s两次拉力对物体做功的功率是: P1>P2,故C错误,故D正确. 2.如图所示,甲、乙两物体在拉力F的作用下,沿竖直向上做匀速直线运动,不计空气阻力,则 ( ) A.甲的速度一定大于乙的速度 B.甲的重力一定大于乙的重力 C.拉力F甲做的功一定大于拉力F乙做的功 D.拉力F甲的功率一定大于拉力F乙的功率 【答案】B【解析】由题意知,两个物体都做匀速直线运动,故拉力与重力平衡,大小相等,因F甲>F乙,故甲的重力大于乙的重力,题目中没有两物体的运动时间、距离等条件,故无法确定它们的速度大小,也无法确定做的功的多少及功率的大小。 3.如图所示,OQ是水平地面,物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q.OP段长4m,物体受到的摩擦力为自身重力的0.3倍,拉力F1做的功为W1,功率为P1;PQ段长8m,物体受到的摩擦力为自身重力的0.2倍,拉力F2做的功为W2,功率为P2.则 A.W1>W2P1>P2B.W1>W2P1<P2 C.W1<W2P1>P2D.W1<W2P1<P2 【答案】C 【解析】由图知,OP段的路程 =4m,PQ段的路程 =8m,OP段拉力F1做的功为: W1=F1s1=0.3G×4m,PQ段拉力F2做的功为: W2=F2 =0.2G×8m,比较可知,W1 W2;物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q,所以,物体在OP段和PQ段速度相同,又因为F1>F2,根据P= = =Fv可知,P1>P2。 故ABD错误,C正确。 4.将物体A放在水平面上,在水平拉力F1作用下,以v1=4m/s的速度向右匀速运动,在同一水平面上,物体A受到水平拉力F2作用时,以v2=6m/s的速度向右匀速运动,两次移动的距离相同,则两次拉力做功W1______W2(选填“>”“<”或“=”),两次拉力的功率P1______P2(选填“>”“<”或“=”). 【答案】= < 【解析】当物体A在水平面上以v1=4m/s的速度匀速运动时,拉力F1与所受到的摩擦力是一对平衡力,即F1=f1;当物体A在水平面上以v2=6m/s的速度匀速运动时,拉力F2与所受到的摩擦力是一对平衡力,即F2=f2;由于物体A两次匀速运动时,是在同一水平面上,物体A与水平接触面的粗糙程度相同,而且两次物体A对水平面的压力相同,所以两次受到的摩擦力相同,即f1=f2,所以拉力F1=F2,两次运动的距离相同,由公式W=Fs可知,两次拉力做功相同,即W1=W2;由题意可知,两次运动距离相同,v1 5.如图所示,小聪在同一水平路面上先后以1m/s和1.5m/s的速度两次推同一木箱沿直线各匀速运动了5m的路程。 其中,第一次推箱子的力为F1,所做功的功率为P1,第二次的推力为F2,功率为P2。 则F1 F2、P1 P2(选填“>”、“=”或“<”)。 【答案】= < 【解析】由题可知,两次推同一木箱沿直线匀速运动,木箱水平方向受到的推力与地面对它的摩擦力是一对平衡力,同一水平路面上,压力和接触面粗糙程度相同,木箱在两种情况下受到的摩擦力相同,所以人两次对木箱的推力相等,即F1=F2;两次对木箱的推力相等,第二次木箱运动的速度大,由P= =Fv可知,第二次推木箱所做功的功率大,即P1 6.在相同时间内把同一物体分别沿如图所示的光滑斜面BA、CA(BA (选填“>”、“<”或“=”) 【答案】=;= 【解析】 [1]无论物体是沿光滑斜面BA匀速推上顶端,还是沿光滑斜面CA匀速推上顶端,物体上升的高度相同,所以克服重力做功也就相同,即W1=W2。 [2]因为斜面光滑,所以推力做的功等于克服重力做的功,即 ,又因为是在相同时间内把物体分别推上斜面顶端,由 可知,P1=P2。 考点三: 比值计算 1.大明和小华一起爬山。 大明用了25min登上山顶,小华用了20min登上山顶,大明的体重是小华的1.5倍。 大明与小华爬山的功率之比是( ) A.5∶6B.8∶15C.6∶5D.3∶2 【答案】C【解析】大明登上山顶做的功W1=G1h,小华登上山顶做的功W2=G2h,大明的登山功率P1= = 小华的登山功率P2= = 又G1=1.5G2,故 = = × =1.5× = 。 2.功率相同的甲、乙两辆汽车,在相等时间内沿平直路面匀速通过的距离之比是2: 1,则下列正确的是() A.甲、乙两车速度度之比为1: 2 B.甲、乙两车牵引力做功之比为1: 2 C.甲.乙两车牵引力之比为1: 2 D.甲、乙两车克服阻力做功之比为2: 1 【答案】C 【解析】 A.由v= 可知,在相等时间t内,两汽车的速度之比等于路程之比,所以速度之比为2: 1,故A错误; BD.甲、乙两车克服阻力做功即为牵引力做功,两汽车的功率相同,由W=Pt可知,在相等时间t内,两汽车做功相等,做功之比为1: 1,故BD错误; C.由W=Fs得,两车的牵引力之比: = = =1: 2, 故C正确。 考点四: 功率的计算 1.航模小组的某位同学在操场上利用如图所示的电动遥控飞机进行训练,他操作遥控器,使重为3 N的飞机从水平地面由静止开始竖直上升,飞机先后经历加速、匀速、减速三个阶段,然后悬停在距离地面10 m的高度处。 飞机竖直上升的总时间为12 s,匀速上升阶段的速度为1 m/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,则下列说法正确的是 ( ) 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.在上升阶段飞机的功率为2.5 W D.在悬停阶段飞机升力的功率为3 W 【答案】C 【解析】在飞机离开地面上升的过程中,处于加速上升过程,因此所受的升力大于其重力,飞机对地面的压力逐渐减小,故A错误;在上升阶段,如果是加速,其受到的升力大于重力,若匀速直线运动,则升力等于重力,若减速向上,则升力小于重力,故B错误;在上升阶段飞机升力的功率P= = = =2.5 W,C选项正确;飞机悬停在空中时,其在竖直方向上不移动,即升力不做功,升力功率为零,D选项错误。 部分同学认为上升阶段,升力总是大于重力的,而忽略了上升包括加速、匀速、减速三个阶段。 2.一只木箱放在水平地面上,地面上各处粗糙程度相同。 对木箱施加一个方向不变的水平推力F(如图甲),F的大小与时间t的关系、木箱的运动速度v与时间t的关系图象如图乙所示。 以下说法正确的是 ( ) A.在第一个2s内木箱所受摩擦力为2N B.在第二个2s内木箱所受摩擦力为3N C.在第一个2s内推力F对木箱所做的功为2J D.在第三个2s内推力F对木箱做功的功率为8W 【答案】D【解析】由两个图象可知,在第一个2s内木箱受到的推力为1N,木箱处于静止状态,因此,推力与摩擦力平衡,摩擦力为1N,推力F没有做功,故A、C错误;在第二个2s内,木箱处于加速状态,受到的推力为3N,所以摩擦力小于3N,故B错误;在第三个2s内,F做功的功率P=Fv=2N×4m/s=8W,故D正确。 3.工人用力F水平推重为200N的物体,在4s内水平推力F与物体沿力的方向移动的距离s之间的关系如图所示。 在该过程中,水平推力做的功为 J,推力做功的功率为 W。 【答案】120 30 【解析】功等于力跟物体在力的方向上移动距离的乘积,由图知在4s内水平推力F=60N,物体沿力的方向移动的距离s=2m,在该过程中,水平推力做的功W=Fs=60N×2m=120J;推力做功的功率P=30W。 4.如图所示,用F为30 N的拉力,通过滑轮组拉着重为300 N的物体,在水平面上以0.5 m/s的速度向左做匀速直线运动。 则物体受到的摩擦力大小为 N,拉力F的功率为 W。 (不计绳和滑轮的重力以及滑轮与绳子之间的摩擦力) 【答案】90;45 【解析】物体在水平面做匀速直线运动,水平方向上二力平衡,即f=3×F=3×30 N=90 N。 物体的运动速度为0.5 m/s,所以绳子自由端拉力的速度为1.5 m/s。 拉力的功率P= = =Fv=30 N×1.5 m/s=45 W。 部分同学不能准确地找到绳子自由端运动的速度,而直接把物体的速度0.5 m/s代入公式,导致出错 5.小华在学校组织的体检中测得自己的平均血压为1.5×104Pa(可视为心脏血压),若心脏每跳动一次约输送0.8×10-4m3的血液,小华心脏每分钟跳动60次,他心脏工作的平均功率约是 W。 【答案】1.2 【解析】小华心脏跳动一次所用的时间t= =1s,心脏工作的平均功率: P= = = = = =1.2W。 6.快步行走是现在流行的一种健身方式,为量化健身效果,行走时人们往往佩戴记步器。 如图是小军爸爸锻炼时随身携带的记步器,由于佩戴时要提前输入锻炼者的身高和步幅,所以小军考虑记步器应该是根据人们行走时重心的高度变化次数来记录行走的步数。 (1)小军爸爸质量是70kg,行走时重心高度会变化5cm,请你计算小军爸爸每走一步要克服重力所做的功; (2)某次锻炼小军爸爸行走了1.5h,行走步数记录在图中所示的记步器上,假设其步幅为60cm,则小军爸爸快步行走时的速度大约是多少? (3)小军爸爸该次锻炼克服重力做功的功率大约是多少? 【答案】 (1)35J (2)1.14m/s (3)66.5W 【解析】 (1)小军爸爸每走一步克服重力做功: W=Gh=mgh=70kg×10N/kg×0.05m=35J (2)行走速度为: v= = m/s≈1.14m/s (3)克服重力做功的功率: P= = W≈66.5W 7.小明骑车在某段平直的水平路面上由静止开始运动,共用时12s。 小明重450N,自行车重250N,轮子与地面的总接触面积是2×10-3m2。 图1是速度v随时间t变化的关系图象,小明在t=7s时刚好到达这段路程的中点。 图2是动力F随时间t变化的关系图象。 (7分) (1)请问小明骑自行车在水平地面行驶时,对地面的压强为多大? (2分) (2)在7~12s内,自行车所受的摩擦阻力是多少? 自行车克服摩擦阻力做了多少功? 此时功率是多少? (4分) (3)自行车在0~7s内的平均速度是多少? (保留小数点后两位)(1分) 【答案】 (1)3.5×105Pa (2)30N 900J 180W (3)4.29m/s 【解析】 (1)小明骑自行车在地面行驶时,对水平地面的压力: F压=G=G人+G车=450N+250N=700N 对水平地面的压强: p= = =3.5×105Pa (2)由图可知: 自行车在7~12s内做匀速直线运动,根据二力平衡条件,摩擦力f=F=30N 自行车运动的距离: s=vt=6m/s×(12s-7s)=30m 克服摩擦阻力做的功: W=fs=30N×30m=900J 此时功率: P=Fv=30N×6m/s=180W (3)因为t=7s时到达路程的中点,所以自行车在0~7s内的平均速度是 v1= = = ≈4.29m/s
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- 聚焦 中考 物理 基础 演练 专题 三十七 功率