第3节 能量转化的量度 第2课时（分层作业）科学浙教版九年级上册

第3节 能量转化的量度 第2课时（分层作业） 目录 【A 夯基础】 1 一、功率的概念及物理意义 1 二、功率的计算 2 【B 提能力】 .3 【C 链中考】 .5 一、功率的概念及物理意义 1. 下列单位中是功率单位的有(　　) ①米/秒　②瓦特　③焦耳　④牛顿・米　⑤千瓦　⑥焦耳/秒 A．②⑤ B．②⑤⑥ C．③④ D．①②③④ 2. 关于能、功和功率的说法中正确的是（ ）。 A．速度大的物体的动能一定大 B．有力作用在物体上，力一定对物体做功 C．物体做功越快，功率越大 D．功率大的机器做的功一定多 3. 关于功和功率，下列说法中最准确的是（    ） A．对物体做功，物体必须受力且通过一段路程 B．对物体做功，物体必须受力且力作用了一定时间 C．功率是描述做功快慢的物理量，功率大，做功快 D．用一个水平的力把重为50牛的物体推行1米，则该力对物体做的功一定是50焦 4. 如图所示，小芳持续施加一定力推动木柜，该木柜沿水平地面做匀速直线运动，在木柜移动的过程中，下列叙述正确的是（   ） A．木柜受到的重力对木柜有做功 B．木柜受到的支持力做功为零 C．地面对木柜可能没有摩擦力 D．移动过程中推力做功功率越来越大 二、功率的计算 5. 用测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的s-t图像如图所示，其对应的测力计示数分别为F1和F2，功率分别为P1和P2，物体所受的摩擦力分别为f1和f2，则他们大小关系正确的是（　　） A．F1<F2  P1<P2 B．f1>f2  P1>P2 C．f1=f2  P1<P2 D．F1=F2  P1>P2 6. 甲、乙两台机器的功率相等，在相同的时间内通过的路程之比为，则甲、乙两台机器的（　　） A．做功之比为，受到的牵引力之比为 B．做功之比为，受到的牵引力之比为 C．做功之比为，受到的牵引力之比为 D．做功之比为，受到的牵引力之比为 7. 如图甲所示，水平拉力 F1作用在物体A上，使其沿水平面以速度v1向右做匀速直线运动；如图乙所示，在A 上放置物体B，水平拉力 作用在 A 上，使两物体一起以速度 向右做匀速直线运动。F1和F2作用时间均为t，忽略空气阻力，下列判断正确的是（　　） A．v1一定小于v2 B．F1一定小于F2 C．F1做的功一定小于F2做的功 D．F1的功率一定小于F2的功率 8. 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 9. 放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6s内，其速度与时间关系的图象和该拉力的功率与时间关系的图象如图所示，下列说法正确的是（   ）   A．在0～2s内，该物体做匀速运动 B．物体在2～6s内受到的拉力为6N C．物体受到的滑动摩擦力大小为2.5N D．在2～6s内，拉力对物体做功为90J 10. 千岛湖某景区配置了“飞天魔毯”，游客无需步行上山，坐在传送带上即可由“飞天魔毯”带至山上，如图甲所示。已知该“飞天魔毯”长度为400米，落差达100米，游客坐着“飞天魔毯”上山时，可以视为沿斜面匀速上升，模型图如图乙所示。 （1）上升过程中，传送带对游客的支持力对游客有无做功？答： （选填“有”或“无”）。 （2）游客乘坐“飞天魔毯”上升时，判此时该游客的机械能将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 （3）游客坐在魔毯上从底部以1m/s的速度上升到顶部。已知该游客的质量为50kg，不计密气阻力，请计算“飞天魔毯”运行过程中，传送带对该游客做功的功率 。 11. 风能是一种低碳、清洁的能源。如图1所示为某学校科学兴趣小组设计的一款测量风车功率的装置，小组成员通过查阅资料得知，风车功率与风速、风叶质量、风叶长度等有关。除以上因素以外，为了研究风车功率与风向和叶片夹角的关系，他们展开如下实验： ①将电风扇定在某一档位下启动，并调整风向与叶片的夹角θ为30°，如图2所示。 ②实验时在细线下挂上一定量的回形针，使它缓慢匀速提升。 ③测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m，计算出风车功率。 ④在不改变电风扇档位的情况下，调整风向与叶片的夹角分别为45°、60°、75°，重复上述步骤，得到实验结果如图3所示。请回答： （1）除了图中的实验器材，还必需的测量工具有：天平、量角器、刻度尺、 。 （2）根据以上实验所测数据计算风车功率P= （用字母h、t、m、g表示）。 （3）本实验可得出结论是 。 （4）某同学用相同装置研究风车功率与叶片长度的关系，认为只需在叶片宽度和材料不变情况下，增长叶片的长度进行实验，从控制变量的角度判断该同学的做法是否可行并说明理由： 。 12. 如图1为一辆运输汽油的油罐车，有关参数如图2所示。 空车质量：7500千克 最大载油量：7000千克 最大时速：90千米/小时 图2 （1）为避免静电引发安全事故，油罐车尾部需挂一条拖在地上的链子，下列最适合用来制作这种链子的材料为（　　）（填字母）； A．橡胶 B．塑料 C．棉 D．铁 （2）当空车静止在水平地面上时，车轮与地面的总接触面积为0.3平方米，地面受到的压强为 ； （3）当这辆油罐车满载汽油，以最大时速在平直公路上匀速行驶时，若动力完全由汽车发动机提供，已知汽车发动机的输出功率为90千瓦，则汽车受到的阻力为多大 ？ 13. （2023·浙江金华·中考真题）我国设计生产的无人机世界领先，具有高效、轻巧、功率大等特点，广泛应用于工业、农业、军事等领域。如图为某型号农用无人机，主要用于播种、施肥、打药等，铭牌上的部分参数如下表所示。 整机型号 N420 最大起飞质量 药箱额定容量 作业速度 完成下列问题： （1）这款无人机以的作业速度共水平飞行，需要多少小时? （2）这款无人机以最大起飞质量停放在水平地面，对地面的压强约，无人机与地面的总接触面积约为多少平方米? （3）若这款无人机以最大起飞质量、速度竖直向上匀速飞行，不计空气阻力，则按此要求计算无人机的功率至少是多少瓦? 14. （2023·浙江丽水·中考真题）2023年广交会上展出的可骑行电动行李箱，受到许多客商的欢迎。某品牌电动行李箱的部分参数如下表。质量为50千克的测试者坐在空行李箱上（如图），以最大速度在展厅匀速直线骑行20秒，骑行时所受阻力是总重的0.04倍。 部分参数 最大速度 3米/秒 空箱质量 10千克 轮子与地面的总接触面积 0.003米2 （1）测试者在20秒内骑行的路程为 米； （2）求测试者坐在电动行李箱上时，行李箱对水平地面的压强； （3）求测试过程中电动行李箱克服阻力做功的功率。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 能量转化的量度 第2课时（分层作业） 目录 【A 夯基础】 1 一、功率的概念及物理意义 1 二、功率的计算 3 【B 提能力】 .5 【C 链中考】 .8 一、功率的概念及物理意义 1. 下列单位中是功率单位的有(　　) ①米/秒　②瓦特　③焦耳　④牛顿・米　⑤千瓦　⑥焦耳/秒 A．②⑤ B．②⑤⑥ C．③④ D．①②③④ 【答案】B 【详解】国际单位制中功率的基本单位是：瓦特，符号W； ①长度的单位是m，时间的单位是s，所以m/s是速度的单位； ②瓦特是功率的单位； ③焦耳是功的单位； ④牛顿是力的单位，米是长度的单位，由W=Fs知，牛顿・米是功的单位； ⑤千瓦是功率的常用单位； ⑥功的单位是J，时间单位是s，由，1W=1J/s，故J/s是功率的单位。 故选B。 2. 关于能、功和功率的说法中正确的是（ ）。 A．速度大的物体的动能一定大 B．有力作用在物体上，力一定对物体做功 C．物体做功越快，功率越大 D．功率大的机器做的功一定多 【答案】C 【详解】A选项，动能的影响因素是质量和速度，故A错误。 B选项，若物体在力的方向上没有移动距离，则力没有做功，故B错误 C选项，功率表示单位时间内做功的多少，做功越快，功率越大，故C正确。 D选项，根据可得，功率的大小与做功的多少和做功时间有关，故D错误。 故选C。 3. 关于功和功率，下列说法中最准确的是（    ） A．对物体做功，物体必须受力且通过一段路程 B．对物体做功，物体必须受力且力作用了一定时间 C．功率是描述做功快慢的物理量，功率大，做功快 D．用一个水平的力把重为50牛的物体推行1米，则该力对物体做的功一定是50焦 【答案】C 【详解】A 力对物体做功的两个条件：1、力.2、物体沿力的方向通过的距离。两个条件缺一不可，而AB选项均没有说明是在力的方向上运动了距离，故AB错误； C. 物体单位时间内所做的功叫功率，功率是描述做功快慢的物理量，故C正确； D.功等于力与力的方向上运动的距离的乘积，已知物体水平方向运动的距离，水平方向上推物体的力未知，无法确定推力做了多少功，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，小芳持续施加一定力推动木柜，该木柜沿水平地面做匀速直线运动，在木柜移动的过程中，下列叙述正确的是（   ） A．木柜受到的重力对木柜有做功 B．木柜受到的支持力做功为零 C．地面对木柜可能没有摩擦力 D．移动过程中推力做功功率越来越大 【答案】B 【详解】A．此过程中，重力的方向是竖直向下的，但木柜移动的距离是水平的，所以重力没有做功，选项不符合题意； B．此时支持力的方向是竖直向上的，但木柜移动的距离是水平的，所以支持力没有做功，选项符合题意； C．此时地面和木柜相互接触有压力，且有相对运动，所以它们之间是有摩擦力的，选项不符合题意； D．木柜沿水平地面做匀速直线运动，故此时的推力和摩擦力是一对平衡力，此过程中，木柜对地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以木柜与地面的摩擦力不变，故该过程中的推力不变，据 可知，F不变，v不变，所以功率P不变，选项不符合题意。 故选B。 二、功率的计算 5. 用测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的s-t图像如图所示，其对应的测力计示数分别为F1和F2，功率分别为P1和P2，物体所受的摩擦力分别为f1和f2，则他们大小关系正确的是（　　） A．F1<F2  P1<P2 B．f1>f2  P1>P2 C．f1=f2  P1<P2 D．F1=F2  P1>P2 【答案】D 【详解】由于同一物体对地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以物体所受的摩擦力不变。由图像知，两次都是做匀速直线运动，所以两次的拉力都等于摩擦力，摩擦力不变，拉力不变，因此F1=F2；由图像知，在相同时间内，①经过的路程大，所以①的速度大于②的速度，根据公式 拉力相同，所以P1>P2。故D正确，ABC错误。 故选D。 6. 甲、乙两台机器的功率相等，在相同的时间内通过的路程之比为，则甲、乙两台机器的（　　） A．做功之比为，受到的牵引力之比为 B．做功之比为，受到的牵引力之比为 C．做功之比为，受到的牵引力之比为 D．做功之比为，受到的牵引力之比为 【答案】C 【详解】甲、乙两台机器的功率相等，在相同的时间内做功之比为 受到的牵引力之比为 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 7. 如图甲所示，水平拉力 F1作用在物体A上，使其沿水平面以速度v1向右做匀速直线运动；如图乙所示，在A 上放置物体B，水平拉力 作用在 A 上，使两物体一起以速度 向右做匀速直线运动。F1和F2作用时间均为t，忽略空气阻力，下列判断正确的是（　　） A．v1一定小于v2 B．F1一定小于F2 C．F1做的功一定小于F2做的功 D．F1的功率一定小于F2的功率 【答案】B 【详解】A．匀速运动的速度与拉力大小无关，题目未提供速度关系的任何信息，因此无法确定速度的大小关系，故A错误； B．物体匀速运动时，根据平衡条件可知，拉力大小等于摩擦力的大小，摩擦力与接触面的粗糙程度和压力有关，图乙中的压力大于图甲中的压力，则图乙中的摩擦力大于图甲的摩擦力，所以F2大于F1，故B正确； C．因无法判断速度的大小关系，便不能确定路程的关系，故不能确定功的大小关系，故C错误； D．功率等于功除以时间，不能确定功的大小关系，也就不能确定功率的大小关系，故D错误。 故选B。 8. 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 【答案】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。 9. 放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6s内，其速度与时间关系的图象和该拉力的功率与时间关系的图象如图所示，下列说法正确的是（   ）   A．在0～2s内，该物体做匀速运动 B．物体在2～6s内受到的拉力为6N C．物体受到的滑动摩擦力大小为2.5N D．在2～6s内，拉力对物体做功为90J 【答案】C 【详解】A．据左图可知，0s时物体的速度为0，2s时物体的速度为6m/s，可见物体做加速运动；故A错误； B．据左图可知，物体在2s~6s内保持6m/s的速度不变，即做匀速直线运动；据右图可知，这段时间内拉力的功率是15W，那么受到的拉力：；故B错误； C．由于接触面的粗糙程度和压力都不变，所以物体运动时受到的滑动摩擦力不变；因为物体在2s~6s内做匀速直线运动，所以物体受到的滑动摩擦力为：f=F=2.5N；故C正确； D．在2s~6s内，物体通过的路程为：s=vt=6m/s×4s=24m，这段时间内拉力做的功为：W=Fs=2.5N×24m=60J，故D错误。 故选C。 10. 千岛湖某景区配置了“飞天魔毯”，游客无需步行上山，坐在传送带上即可由“飞天魔毯”带至山上，如图甲所示。已知该“飞天魔毯”长度为400米，落差达100米，游客坐着“飞天魔毯”上山时，可以视为沿斜面匀速上升，模型图如图乙所示。 （1）上升过程中，传送带对游客的支持力对游客有无做功？答： （选填“有”或“无”）。 （2）游客乘坐“飞天魔毯”上升时，判此时该游客的机械能将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 （3）游客坐在魔毯上从底部以1m/s的速度上升到顶部。已知该游客的质量为50kg，不计密气阻力，请计算“飞天魔毯”运行过程中，传送带对该游客做功的功率 。 【答案】（1）无 （2）变大 （3） 【详解】（1）上升过程中，传送带对游客的支持力与运动的距离始终垂直，因此不做功。 （2）游客乘坐“飞天魔毯”匀速上升时，人质量不变，速度不变，动能不变；人匀速上升，高度增加，重力势能增大，故机械能增大。 （3）从底部到顶部用的时间为 人从底部到顶部，传送带对人做功 传送带对该游客做功的功率。 11. 风能是一种低碳、清洁的能源。如图1所示为某学校科学兴趣小组设计的一款测量风车功率的装置，小组成员通过查阅资料得知，风车功率与风速、风叶质量、风叶长度等有关。除以上因素以外，为了研究风车功率与风向和叶片夹角的关系，他们展开如下实验： ①将电风扇定在某一档位下启动，并调整风向与叶片的夹角θ为30°，如图2所示。 ②实验时在细线下挂上一定量的回形针，使它缓慢匀速提升。 ③测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m，计算出风车功率。 ④在不改变电风扇档位的情况下，调整风向与叶片的夹角分别为45°、60°、75°，重复上述步骤，得到实验结果如图3所示。请回答： （1）除了图中的实验器材，还必需的测量工具有：天平、量角器、刻度尺、 。 （2）根据以上实验所测数据计算风车功率P= （用字母h、t、m、g表示）。 （3）本实验可得出结论是 。 （4）某同学用相同装置研究风车功率与叶片长度的关系，认为只需在叶片宽度和材料不变情况下，增长叶片的长度进行实验，从控制变量的角度判断该同学的做法是否可行并说明理由： 。 【答案】（1）秒表 （2） （3）见解析 （4）不可行，没有控制叶片的质量相同，存在两个变量 【详解】（1）由③可知，需要测量时间，可知还需要的测量仪器为秒表。 （2）风车功率为 （3）根据题意对实验进行分析，在风速、风叶质量和风叶长度相同时，在风向与风叶夹角为30°~60°之间，风车功率逐渐增大，在60°~75°间，风车功率逐渐减小，在60°时风车功率最大。 （4）增长叶片的长度，叶片的质量也会发生改变，存在两个变量，所以不可行。 12. 如图1为一辆运输汽油的油罐车，有关参数如图2所示。 空车质量：7500千克 最大载油量：7000千克 最大时速：90千米/小时 图2 （1）为避免静电引发安全事故，油罐车尾部需挂一条拖在地上的链子，下列最适合用来制作这种链子的材料为（　　）（填字母）； A．橡胶 B．塑料 C．棉 D．铁 （2）当空车静止在水平地面上时，车轮与地面的总接触面积为0.3平方米，地面受到的压强为 ； （3）当这辆油罐车满载汽油，以最大时速在平直公路上匀速行驶时，若动力完全由汽车发动机提供，已知汽车发动机的输出功率为90千瓦，则汽车受到的阻力为多大 ？ 【答案】（1）D （2）250000帕 （3）3600牛 【详解】（1）油罐车在运行过程中，油和油罐相互摩擦，会彼此带上电荷，静电如果积聚较多，会引起火灾，为避免静电的这种危害，可以通过一条拖在地上的链子将多余的静电导入大地，因此链子的材料应选择导体，故D符合题意。 （2）当空车静止在水平地面上时，对地面的压力为 地面受到的压强为 （3）汽车行驶的最大速度为90千米/小时＝25米/秒，当汽车匀速行驶时，受到的阻力与牵引力是一对平衡力，则汽车受到的阻力为。 13. （2023·浙江金华·中考真题）我国设计生产的无人机世界领先，具有高效、轻巧、功率大等特点，广泛应用于工业、农业、军事等领域。如图为某型号农用无人机，主要用于播种、施肥、打药等，铭牌上的部分参数如下表所示。 整机型号 N420 最大起飞质量 药箱额定容量 作业速度 完成下列问题： （1）这款无人机以的作业速度共水平飞行，需要多少小时? （2）这款无人机以最大起飞质量停放在水平地面，对地面的压强约，无人机与地面的总接触面积约为多少平方米? （3）若这款无人机以最大起飞质量、速度竖直向上匀速飞行，不计空气阻力，则按此要求计算无人机的功率至少是多少瓦? 【答案】（1）0.2h；（2）0.08m2；（3）672W 【详解】解：（1）无人机的速度为 水平飞行3.6km，所需要的时间为 （2）无人机对地面的压力为 则受力面积为 （3）因为无人机匀速飞行，处于平衡状态，受平衡力，向上升起的力等于其重力为 则无人机的功率为 答：（1）这款无人机以5m/s的作业速度共水平飞行3.6km，需要； （2）无人机与地面的总接触面积约为； （3）无人机的功率至少是。 14. （2023·浙江丽水·中考真题）2023年广交会上展出的可骑行电动行李箱，受到许多客商的欢迎。某品牌电动行李箱的部分参数如下表。质量为50千克的测试者坐在空行李箱上（如图），以最大速度在展厅匀速直线骑行20秒，骑行时所受阻力是总重的0.04倍。 部分参数 最大速度 3米/秒 空箱质量 10千克 轮子与地面的总接触面积 0.003米2 （1）测试者在20秒内骑行的路程为 米； （2）求测试者坐在电动行李箱上时，行李箱对水平地面的压强； （3）求测试过程中电动行李箱克服阻力做功的功率。 【答案】 60 2×105Pa 72W 【详解】（1）[1]根据可得，测试者在20秒内骑行的路程为 （2）[2]测试者坐在电动行李箱上时，总重力为 在水平地面上，行李箱对水平地面的压力等于总重力，即 根据可得，行李箱对水平地面的压强为 （3）[3]由于骑行时行李箱所受阻力是总重的0.04倍，故行李箱受到的阻力为 根据可得，测试过程中电动行李箱克服阻力做功的功率为 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $