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3.3能量转化的量度（第二课时）
一、选择题
1．下列物理量可以直接反映做功快慢的是（　　）
A．速度 B．功率 C．质量 D．时间
2．关于功率概念的理解，下列说法中正确的是（　　）
A．功率大的机械做的功多
B．功率大的机械做功时用的时间少
C．单位时间内完成的功越多，则功率越大
D．省力多的机械功率大
3．下列不属于功率单位的是（　　）
A．焦/秒 B．牛·米/秒 C．瓦特 D．牛·米
4．如图所示，小明的质量为50kg。他在30s内完成了10个引体向上，他30s内克服重力做功的功率约为（　　）
A．10W B．100W C．500W D．1000W
5．如图所示，小明先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为W1、W2，功率的大小分别为P1、P2，关于它们之间的大小关系说法正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
6．如图所示，跳绳是杭州市初中体育学业水平测试项目之一。某初三女生1分钟完成了180次跳绳，则这个过程中她克服自身重力做功的功率最可能是（　　）
A．7.5W B．75W C．750W D．7500W
7．某同学从一楼匀速走上二楼，第一次花了30秒，第二次花了20秒。对于两次上楼过程，下列说法正确的是（ ）
A．第一次做功较多，且功率也大
B．第二次做功较多，且功率也大
C．两次做功一样多，第一次做功的功率大
D．两次做功一样多，第二次做功的功率大
8．如图所示，一个物体由A点从静止开始下落，相继经过B、C两点，AB＝BC。物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则下列关系正确的是（　　）
A．W1≠W2，P1≠P2
B．W1＝W2，P1＜P2
C．W1≠W2，P1＞P2
D．W1＝W2，P1＝P2
9．用水平力F拉着重为100N的物体，10秒内在水平地面上向左匀速移动5m，物体所受地面的摩擦力大小为20N，则（ ）
A．重力做的功是500焦
B．拉力做的功为500焦
C．拉力的大小100牛
D．拉力的功率大小为10瓦
10．如图所示小科用5N的水平拉力F拉动装置，使重为80N的物体A在5s内沿水平地面运动了1m，物体B重50N（物体B与A始终接触），弹簧测力计的示数为2N，下列说法错误的是（　　）
A．物体A与物体B之间的摩擦力大小为2N
B．拉力F做的功为5J
C．拉力F做功的功率为1W
D．物体A受到地面的摩擦力为3N，方向为水平向左
二、填空题
11．在物理学中，把 叫做功率。它是反映物体 的物理量。一人上楼的功率为50瓦，表示的物理意义为 。
12．一辆载重汽车，在平直的公路上以10米/秒的速度匀速行驶200米，汽车在行驶过程中牵引力为牛，汽车所做的功为 焦，汽车发动机的功率为 瓦。
13．在疫情期间，小柚通过跳台阶来锻炼身体增强体质，他体重500N，在10s内连跳12个台阶，每个台阶的高度为0.2m，这个过程中他克服重力做功 J，功率为 W。
14．如图所示为四旋翼无人机，下方悬挂着一个质量为0.1千克的摄像机。在10秒内无人机从地面匀速竖直上升了20米，然后边摄像边斜向上匀速飞行了30秒，仪表盘上显示离地高度为36米。无人机前10秒对摄像机所做的功为 焦，整个过程中，无人机克服摄像机重力做功的功率为 瓦。
15．如图甲所示，物体在同一水平地面上做直线运动，通过相等的距离s。当物体的s t图像如图乙所示时，受到的水平推力为；当物体的图像如图丙所示时，受到的水平推力为。若两次推力做的功分别为，两次推力的功率分别为，则 ， ， 。（均选填“>”、“=”或“<”）
16．现有30捆书籍，每捆书籍的质量都为5kg。小明想尽快将它们搬上10m高的四楼教室。如图是小明可以提供的用于搬运物体的功率与被搬运物体质量的关系图像。由图可知，若用最少的时间将这批书籍搬上教室，每次搬运的书籍的质量应是 kg，每次上楼对书做的功是 J，除去小明搬起、放下以及下楼的时间，搬完这批书小明最少需要 分钟。
17．无人机在现在的生产生活中有着广泛的应用。如图所示是一款新型智能航拍无人机，机身总质量2kg，小科操作该无人机先以1.2m/s的速度沿竖直方向匀速上升48m，接着又以2m/s的速度沿水平方向匀速飞行80m，请回答下列问题：
(1)无人机在水平飞行过程中克服重力所做的功 （选填“大于”“小于”或“等于”）在上升过程中克服重力所做的功；
(2)无人机在上升过程中，机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）；
(3)无人机在上升过程中克服重力做功的功率为 W。
18．火车站是城市交通系统中的重要枢纽，它不仅承载着大量人流与物流的集散功能，而且在其设计与布局中也蕴含着许多科学原理。
(1)如图所示，与站台连接的两侧轨道均设有小的坡度，从能量转化角度分析，这样设计的目的是 。
(2)当列车从A点行驶至B点时，若保持牵引力大小恒定不变，那么在轨道完全光滑的情况下，牵引力所做的功将 （选填“大于”“小于”或“等于”）轨道存在摩擦时的做功情况；同时，轨道光滑时牵引力做功的功率将 （选填“大于”“小于”或“等于”）存在摩擦时的情况。
19．如图是运动员在做俯卧撑和引体向上时的锻炼场景：
(1)图甲是静止时地面对双手的支持力为F1，图乙是静止悬挂在单杠上时，单杠对他的作用力为F2，则F1 F2。
(2)如图乙，运动员的质量为60kg，做一次引体向上需克服重力做功 J，如果在1min完成10个引体向上，则他的功率是 W。（g取10N/kg，同下）
三、解答题
20．如图所示，狗拉着雪橇在水平雪地上以5米/秒的速度匀速直线运动，它对雪橇的水平拉力为100牛。
(1)雪橇运动5米，求狗的拉力对雪橇做功多少焦耳？
(2)货物和雪橇保持相对静止且两者的接触面水平，不计空气阻力，则雪橇对货物的摩擦力为多少？
(3)求狗拉雪橇做功的功率？
21．如图所示，小科骑着电动平衡车，在水平路面上沿直线匀速行驶。若小科的质量为60kg，电动平衡车的质量是20kg，行驶时电动平衡车受到的阻力为车总重的0.05倍，求：
(1)电动平衡车行驶时所受的阻力；
(2)若小科在10分钟内，行驶了3千米，求电动平衡车牵引力做的功；
(3)当电动平衡车以100W的恒定功率匀速行驶时，求电动平衡车行驶的速度。
试卷第1页，共3页
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《3.3能量转化的量度（第二课时）》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C D B C B D B D D
1．B
【详解】根据定义可知，速度是表示物体运动快慢的物理量；功率表示物体做功快慢的物理量；质量表示物体所含物质的多少；时间是用来表示时间的物理量，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
2．C
【详解】A．由W＝Pt知道，做功多少与功率和时间有关，故A错误；
B．由t＝知道，做功的时间与做功和功率有关，故B错误；
C．物体单位时间内做的功为功率，单位时间内做功越多，功率越大，故C正确；
D．功率的大小与省力无关，故D错误。
故选C。
3．D
【详解】A．焦耳是国际单位制中功和能量、热量的单位，秒是时间的单位，焦耳/秒也就是瓦特，是功率的单位，故A不符合题意；
B．由功的计算公式W=Fs可知，牛 米是功的单位，即焦耳，秒是时间的单位，所以牛 米是功的单位，牛 米/秒是功率的单位，故B不符合题意，D符合题意。
C．在国际单位制中，功率的单位是瓦特，故C不符合题意。
故选D。
4．B
【详解】小明做引体向上时上升的高度约为0.6m，在30s内所做的功为
功率大约为
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
5．C
【详解】由题知，同一个人先后两次用同样的力，分别将不同质量的物体沿力的方向移动相同的距离，根据W=Fs可知，拉力的大小相同，在力的方向上移动的距离相同，则拉力做功相同，即W1 =W2
由题知，做功用的时间相同，根据可知，两次做功的功率相同，即P1 =P2
故ABD错误，C正确。
故选C。
6．B
【详解】大多数初三学生的质量约为50kg，跳绳每次起跳的高度约为4cm～5cm，学生1min跳绳180次，做的功约为
W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×4×10-2m×180=3600J
学生做功的功率为
60W与75W相差不大，故B符合实际，ACD不符合题意。
故选B。
7．D
【详解】两次上楼过程中：学生的体重不变，楼的高度不变，根据公式可知两次上楼过程所做功大小相等；根据公式可知，两次做的功一样多，第一次的时间大于第二次的时间，所以第一次的功率小于第二次的功率，故D正确，ABC错误。
故选D。
8．B
【详解】因为，根据可知，物体在AB段和BC段做的功相等，即
小球在自由下落时做加速运动，根据可知，小球在BC段运动的时间短，根据可知，物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率，即
故选B。
9．D
【详解】A．物体在水平方向运动，竖直方向无距离，因此重力不做功，故A不符合题意；
BC．物体在水平方向做匀速运动，处于平衡状态，则受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等为20N，拉力做的功为
故BC符合题意；
D．拉力的功率大小为
故D符合题意。
故选D。
10．D
【详解】A．因由图可知，物体B水平方向受到测力计向右的拉力和A对B向左的摩擦力是一对平衡力，物体A与物体B之间的摩擦力
故A正确，不符合题意；
B．拉力F做的功
故B正确，不符合题意；
C．拉力F做功的功率
故C正确，不符合题意；
D．若物体A做匀速直线运动时，受到水平向左的拉力和B对A向右的摩擦力、地面对A向右的摩擦力处于平衡状态
但题中未提供物体A做匀速直线运动，无法确定物体A受到地面摩擦力的大小，故D错误，符合题意。
故选D。
11． 物体所做的功与所用时间的比值 做功快慢 人在1s内完成50J的功
【详解】[1][2]由于功率表示物体做功快慢的物理量，所以单位时间内物体做功的多少表示功率，即物体所做的功与所用时间的比值为功率。
[3]功率是物体在1s内完成的功，人上楼的功率是50W，表示人在1s内完成50J的功。
12．
【详解】[1]汽车所做的功为
[2]已知汽车的速度为10米/秒，汽车的功率为
13． 1200 120
【详解】[1]小柚上升的高度
h=0.2m×12=2.4m小柚克服重力做的功
W=Gh=500N×2.4m=1200J
[2]做功的功率
14． 20 0.9
【详解】[1]前10秒对摄像机做功：。
[2]整个过程无人机对摄像机做功：，重力做功的功率为：。
15． = = <
【详解】[1]由图像乙可知，物体做匀速直线运动，速度大小为
由图像丙可知物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动速度大小为，则两次速度的大小关系
因为两次都是匀速直线运动，根据二力平衡条件可知，推力都等于摩擦力，物体对地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，则物体受到的摩擦力不变，故受到的水平推力为
[2]由题知，两次物体通过的路程相等，故根据
可知，两次推力做的功的大小关系
[3]因为
，
由
可知两次推力的功率的大大小关系
16． 15 1500 75
【详解】[1]由图像知道，当搬运质量为15kg物体时，人用于搬运物体的功率（输出）最大，其值为50W；30捆书籍的总重是一定的，搬运的高度一定（h=10m），所以搬运书籍需要做的总功是一定的；为了以最少的时间将这批书籍搬上新家，应要求人始终在最大功率（输出）状态下工作，所以，每次应搬运质量15kg的书籍。
[2]每次搬运的书籍的重力
每次上楼对书做的功（克服书的重力做功）
[3]由 知道，每次上楼所用的时间
总共有30捆书籍，1次搬3捆，所以，要完成搬运任务需要10个来回，则他最快完成搬运任务并返回原地所用的总时间
17．(1)小于
(2)增大
(3)24
【详解】（1）无人机在水平飞行过程中，运动的方向为水平方向，重力的方向为竖直方向，故克服重力所做的功为0，在上升过程中克服重力做了功，故无人机在水平飞行过程中克服重力所做的功小于在上升过程中克服重力所做的功。
（2）无人机在上升过程中，速度不变，高度变大，动能不变，重力势能变大，机械能增大。
（3）无人机在上升过程中牵引力为
无人机在上升过程中克服重力做功的功率为
18．(1)列车进站时，可将动能转化成重力势能；出站时可将重力势能转化成动能，有效地提高能量利用率
(2) 等于 大于
【详解】（1）轻轨站的设计方案图中，列车进站时，可将动能转化成重力势能；出站时可将重力势能转化成动能，有效地提高能量利用率。
（2）[1]当列车从A点行驶至B点时，若保持牵引力大小恒定不变，根据W=Fs可知，在轨道完全光滑的情况下牵引力所做的功将等于轨道存在摩擦时的做功；
[2]若保持牵引力大小恒定不变，则在光滑轨道上行驶的速度大于粗糙轨道行驶的速度，根据可知轨道光滑时牵引力做功的功率将大于存在摩擦时的情况。
19．(1)＜/小于
(2) 420 70
【详解】（1）图甲中小明静止时地面对双手的支持力为F1，此时地面对双手的支持力与双脚的支持力的总和等于小明自身的重力大小，因此
F1＜G
图乙中小明静止悬挂在单杠上时，单杠对他的作用力F2等于小明自身的重力，即
F2=G
因此
F1＜F2
（2）[1]小明的重力
G=mg=60kg×10N/kg=600N
由图乙可知，小明做引体向上时，上升的高度h=0.7m，因此做一次引体向上需克服重力做功
W=Gh=600N×0.7m=420J
[2]小明1min完成10个引体向上，克服重力做的总功
W总=10W=10×420J=4200J
则他的功率
20．(1)见解析
(2)见解析
(3)见解析
【详解】（1）狗的拉力对雪橇做功为
W=Fs=100N×5m=500J
（2）相对静止时，雪橇和货物没有相对运动趋势，雪橇对货物的摩擦力为0牛。
（3）狗拉雪橇做功的功率为
21．(1)40N
(2)1.2×105J
(3)2.5m/s
【详解】（1）车和小科的总重力
G=(m人+m车)g=(60kg+20kg)×10N/kg=800N
电动平衡车受到的阻力为
f=0.05×G=0.05×800N=40N
（2）因平衡车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，牵引力的大小
F=f=40N
电动平衡车牵引力做的功
F=f=40N
W=Fs=40N×3000m=1.2×105J
（3）根据
当电动平衡车以100W的恒定功率匀速行驶时，电动平衡车行驶的速度
答案第1页，共2页
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