1. 健身教练可以通过改变音乐节奏来调节健身者的运动量。从物理学视角分析，这一做法主要是改变了人的(
A.消耗能量多少
B.做功多少
C.做功时间
D.做功快慢
D
)。A.消耗能量多少
B.做功多少
C.做功时间
D.做功快慢
答案：1.D
解析：
【分析】
要解决这道题，需明确各物理概念的区别：做功多少由力和物体在力的方向上移动的距离决定；做功时间是运动的总时长；做功快慢用功率表示，指单位时间内完成的功。健身教练改变音乐节奏，会让健身者在相同时间内完成更多动作，即相同时间内做功更多，本质是改变了做功的快慢。接下来逐一分析选项：A选项消耗能量多少由做功总量决定，不是节奏直接改变的；B选项做功多少与力、距离有关，和节奏无关；C选项做功时间不是通过节奏改变的；D选项符合物理规律。
【解析】
功率是描述做功快慢的物理量，等于单位时间内所做的功。健身教练改变音乐节奏，会使健身者在相同时间内完成更多动作，即单位时间内做功增加，因此改变了做功的快慢。对各选项分析：A. 消耗能量多少由做功总量决定，音乐节奏不直接改变做功总量，错误；B. 做功多少取决于力和物体在力的方向上移动的距离，与音乐节奏无关，错误；C. 做功时间是健身者运动的总时长，无法通过音乐节奏直接改变，错误；D. 音乐节奏改变了单位时间内的功，即改变了做功快慢，正确。
【答案】
D
【知识点】
功率的概念，做功快慢
【点评】
本题考查功率的基础概念，核心是区分“做功多少”“做功时间”与“做功快慢”的不同，属于物理基础概念的应用，难度较低。
【难度系数】
0.8
要解决这道题，需明确各物理概念的区别：做功多少由力和物体在力的方向上移动的距离决定；做功时间是运动的总时长；做功快慢用功率表示，指单位时间内完成的功。健身教练改变音乐节奏，会让健身者在相同时间内完成更多动作，即相同时间内做功更多，本质是改变了做功的快慢。接下来逐一分析选项：A选项消耗能量多少由做功总量决定，不是节奏直接改变的；B选项做功多少与力、距离有关，和节奏无关；C选项做功时间不是通过节奏改变的；D选项符合物理规律。
【解析】
功率是描述做功快慢的物理量，等于单位时间内所做的功。健身教练改变音乐节奏，会使健身者在相同时间内完成更多动作，即单位时间内做功增加，因此改变了做功的快慢。对各选项分析：A. 消耗能量多少由做功总量决定，音乐节奏不直接改变做功总量，错误；B. 做功多少取决于力和物体在力的方向上移动的距离，与音乐节奏无关，错误；C. 做功时间是健身者运动的总时长，无法通过音乐节奏直接改变，错误；D. 音乐节奏改变了单位时间内的功，即改变了做功快慢，正确。
【答案】
D
【知识点】
功率的概念，做功快慢
【点评】
本题考查功率的基础概念，核心是区分“做功多少”“做功时间”与“做功快慢”的不同，属于物理基础概念的应用，难度较低。
【难度系数】
0.8
2. 甲、乙两位体重相同的同学，利用跳台阶测量自己身体的输出功率，测出甲跳20个来回所花的时间比乙多，如果他们做的功和做功的功率分别是$W_甲$、$P_甲$和$W_乙$、$P_乙$，那么下列关系中正确的是(
A.$W_甲=W_乙$，$P_甲=P_乙$
B.$W_甲＞W_乙$，$P_甲＞P_乙$
C.$W_甲=W_乙$，$P_甲＜P_乙$
D.$W_甲＞W_乙$，$P_甲=P_乙$
C
)。A.$W_甲=W_乙$，$P_甲=P_乙$
B.$W_甲＞W_乙$，$P_甲＞P_乙$
C.$W_甲=W_乙$，$P_甲＜P_乙$
D.$W_甲＞W_乙$，$P_甲=P_乙$
答案：2.C
解析：
【分析】
要解决这道题，需明确功和功率的计算公式：克服重力做功的公式为$W = Gh$（$G$为重力，$h$为重力方向移动的总距离），功率公式为$P = \frac{W}{t}$。首先根据功的公式判断两人做功的大小关系，再结合功率公式和题目给出的时间条件判断功率的大小，最终确定正确选项。
【解析】
1. 分析做功大小：
跳台阶时，克服重力做功，公式为$W = Gh$。已知甲乙体重相同，即重力$G_甲 = G_乙$；两人都跳20个来回，总高度$h_甲 = h_乙$，因此$W_甲 = G_甲h_甲 = G_乙h_乙 = W_乙$，即$W_甲 = W_乙$。
2. 分析功率大小：
功率公式为$P = \frac{W}{t}$，由上述可知$W_甲 = W_乙$，题目中给出甲跳20个来回的时间比乙多，即$t_甲 ＞ t_乙$，因此$P_甲 = \frac{W_甲}{t_甲} ＜ \frac{W_乙}{t_乙} = P_乙$，即$P_甲 ＜ P_乙$。
综上，$W_甲 = W_乙$，$P_甲 ＜ P_乙$，对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
功的计算；功率的计算
【点评】
本题考查功和功率基本公式的应用，属于基础题型，只要牢记公式并结合题目条件分析，即可快速得出答案，难度较低。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需明确功和功率的计算公式：克服重力做功的公式为$W = Gh$（$G$为重力，$h$为重力方向移动的总距离），功率公式为$P = \frac{W}{t}$。首先根据功的公式判断两人做功的大小关系，再结合功率公式和题目给出的时间条件判断功率的大小，最终确定正确选项。
【解析】
1. 分析做功大小：
跳台阶时，克服重力做功，公式为$W = Gh$。已知甲乙体重相同，即重力$G_甲 = G_乙$；两人都跳20个来回，总高度$h_甲 = h_乙$，因此$W_甲 = G_甲h_甲 = G_乙h_乙 = W_乙$，即$W_甲 = W_乙$。
2. 分析功率大小：
功率公式为$P = \frac{W}{t}$，由上述可知$W_甲 = W_乙$，题目中给出甲跳20个来回的时间比乙多，即$t_甲 ＞ t_乙$，因此$P_甲 = \frac{W_甲}{t_甲} ＜ \frac{W_乙}{t_乙} = P_乙$，即$P_甲 ＜ P_乙$。
综上，$W_甲 = W_乙$，$P_甲 ＜ P_乙$，对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
功的计算；功率的计算
【点评】
本题考查功和功率基本公式的应用，属于基础题型，只要牢记公式并结合题目条件分析，即可快速得出答案，难度较低。
【难度系数】
0.6
3. 如图11-4-1所示，小明在30 s内从一楼爬到四楼，他爬楼的功率大约是（
A.1.5 W
B.15 W
C.150 W
D.1 500 W
C
）。A.1.5 W
B.15 W
C.150 W
D.1 500 W
答案：3.C
解析：
【分析】
要计算爬楼的功率，需利用功率公式$P=\frac{W}{t}$，爬楼时克服重力做功，功的公式为$W=Gh=mgh$。解题时需结合生活常识估算小明的质量、一楼到四楼的高度，再代入公式计算，最终对比选项得出结果。
【解析】
1. 估算物理量：小明的质量约为$m=50kg$，重力$G=mg=50kg×10N/kg=500N$；一楼到四楼共3层，每层高度约3m，故总高度$h=3×3m=9m$，爬楼时间$t=30s$。
2. 计算爬楼做功：$W=Gh=500N×9m=4500J$。
3. 计算功率：$P=\frac{W}{t}=\frac{4500J}{30s}=150W$，对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
功率计算、功的计算、重力与质量关系
【点评】
本题是结合生活实际的估算题，需利用生活常识合理估算物理量，再运用公式计算，考查物理知识的实际应用能力，难度适中。
【难度系数】
0.6
要计算爬楼的功率，需利用功率公式$P=\frac{W}{t}$，爬楼时克服重力做功，功的公式为$W=Gh=mgh$。解题时需结合生活常识估算小明的质量、一楼到四楼的高度，再代入公式计算，最终对比选项得出结果。
【解析】
1. 估算物理量：小明的质量约为$m=50kg$，重力$G=mg=50kg×10N/kg=500N$；一楼到四楼共3层，每层高度约3m，故总高度$h=3×3m=9m$，爬楼时间$t=30s$。
2. 计算爬楼做功：$W=Gh=500N×9m=4500J$。
3. 计算功率：$P=\frac{W}{t}=\frac{4500J}{30s}=150W$，对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
功率计算、功的计算、重力与质量关系
【点评】
本题是结合生活实际的估算题，需利用生活常识合理估算物理量，再运用公式计算，考查物理知识的实际应用能力，难度适中。
【难度系数】
0.6
4. 如图11-4-2所示是纸锥竖直下落时的频闪照片。照相机每隔0.2s曝光一次。下列图像中能正确表示纸锥在竖直下落过程中重力做功的功率P随时间t变化关系的是(
图11-4-1
[图11-4-2]
B.
B
)。图11-4-1
[图11-4-2]
B.
答案：4.B
解析：
【分析】
要解决该问题，需先推导重力做功功率的表达式，再结合纸锥下落的速度变化规律分析功率的变化趋势。首先，重力做功的功率公式为 $ P = \frac{W}{t} $，而重力做功 $ W = Gh $，代入可得 $ P = \frac{Gh}{t} = Gv $（其中 $ v = \frac{h}{t} $ 是纸锥下落的速度），即功率 $ P $ 与纸锥下落速度 $ v $ 成正比。接着观察频闪照片：纸锥下落初期，相等时间内通过的路程逐渐变大，说明速度在增大；下落一段距离后，相等时间内通过的路程不再变化，说明速度保持恒定（匀速下落），因此功率应先增大后不变。
【解析】
1. 推导功率与速度的关系：重力做功的功率 $ P = \frac{W}{t} = \frac{Gh}{t} = Gv $，纸锥重力 $ G $ 恒定，故功率 $ P $ 与速度 $ v $ 成正比。
2. 分析纸锥的速度变化：从频闪照片可知，纸锥下落初期，相同时间内通过的路程越来越大，速度逐渐增大，因此功率 $ P $ 逐渐增大；当纸锥匀速下落时，速度 $ v $ 不变，功率 $ P $ 也保持恒定。
3. 匹配图像：选项A功率持续线性增大，不符合速度最终恒定的规律；选项B功率先增大后保持不变，符合分析；选项C功率持续加速增大，不符合；选项D功率先减小后恒定，与实际相反。因此正确答案为B。
【答案】
B
【知识点】
功率计算、运动图像分析
【点评】
本题结合频闪照片考查功率公式的应用，需先推导功率与速度的关系，再结合纸锥的变速、匀速运动阶段分析图像变化，重点考查对物理公式和运动图像的理解能力。
【难度系数】
0.4
要解决该问题，需先推导重力做功功率的表达式，再结合纸锥下落的速度变化规律分析功率的变化趋势。首先，重力做功的功率公式为 $ P = \frac{W}{t} $，而重力做功 $ W = Gh $，代入可得 $ P = \frac{Gh}{t} = Gv $（其中 $ v = \frac{h}{t} $ 是纸锥下落的速度），即功率 $ P $ 与纸锥下落速度 $ v $ 成正比。接着观察频闪照片：纸锥下落初期，相等时间内通过的路程逐渐变大，说明速度在增大；下落一段距离后，相等时间内通过的路程不再变化，说明速度保持恒定（匀速下落），因此功率应先增大后不变。
【解析】
1. 推导功率与速度的关系：重力做功的功率 $ P = \frac{W}{t} = \frac{Gh}{t} = Gv $，纸锥重力 $ G $ 恒定，故功率 $ P $ 与速度 $ v $ 成正比。
2. 分析纸锥的速度变化：从频闪照片可知，纸锥下落初期，相同时间内通过的路程越来越大，速度逐渐增大，因此功率 $ P $ 逐渐增大；当纸锥匀速下落时，速度 $ v $ 不变，功率 $ P $ 也保持恒定。
3. 匹配图像：选项A功率持续线性增大，不符合速度最终恒定的规律；选项B功率先增大后保持不变，符合分析；选项C功率持续加速增大，不符合；选项D功率先减小后恒定，与实际相反。因此正确答案为B。
【答案】
B
【知识点】
功率计算、运动图像分析
【点评】
本题结合频闪照片考查功率公式的应用，需先推导功率与速度的关系，再结合纸锥的变速、匀速运动阶段分析图像变化，重点考查对物理公式和运动图像的理解能力。
【难度系数】
0.4
5. 一辆长 40 m 的大型运输车，质量为 30 t，匀速通过长 260 m 的山洞时，所用时间为 30 s；它以同样的速度通过一座桥时，所用时间为 24 s。若运输车行驶时所受阻力为车重的 0.02 倍，g 取 10 N/kg，求：
（1）桥的长度。
（2）运输车过桥时的功率。
（1）桥的长度。
（2）运输车过桥时的功率。
答案：5. (1) 200 m (2) 6×10⁴ W
解析：
【分析】
首先，运输车匀速通过山洞或桥时，行驶的总路程等于车长与山洞（或桥）长度之和，需先根据通过山洞的路程和时间求出运输车的速度；再利用速度公式求出通过桥的总路程，减去车长即可得到桥的长度。对于过桥时的功率，需先根据车重求出阻力，因匀速行驶时牵引力等于阻力，再结合功率公式$P=Fv$计算功率。
【解析】
（1）运输车匀速通过山洞时，总路程 $ s_1 = L_{车} + L_{山洞} = 40\ \mathrm{m} + 260\ \mathrm{m} = 300\ \mathrm{m} $，
运输车的速度 $ v = \frac{s_1}{t_1} = \frac{300\ \mathrm{m}}{30\ \mathrm{s}} = 10\ \mathrm{m/s} $。
运输车以相同速度通过桥时，总路程 $ s_2 = v t_2 = 10\ \mathrm{m/s} × 24\ \mathrm{s} = 240\ \mathrm{m} $，
桥的长度 $ L_{桥} = s_2 - L_{车} = 240\ \mathrm{m} - 40\ \mathrm{m} = 200\ \mathrm{m} $。
（2）运输车的质量 $ m = 30\ \mathrm{t} = 3 × 10^4\ \mathrm{kg} $，
车重 $ G = mg = 3 × 10^4\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 3 × 10^5\ \mathrm{N} $，
匀速行驶时牵引力 $ F = f = 0.02G = 0.02 × 3 × 10^5\ \mathrm{N} = 6 × 10^3\ \mathrm{N} $，
过桥时的功率 $ P = Fv = 6 × 10^3\ \mathrm{N} × 10\ \mathrm{m/s} = 6 × 10^4\ \mathrm{W} $。
【答案】
(1) 200 m (2) 6×10⁴ W
【知识点】
速度公式应用、功率计算、重力与阻力计算
【点评】
本题考查匀速直线运动的路程、速度、功率的综合计算，关键是理解“完全通过障碍物”时总路程为车长与障碍物长度之和，且匀速行驶时牵引力等于阻力，需注意质量单位（吨转千克）的换算。
【难度系数】
0.5
首先，运输车匀速通过山洞或桥时，行驶的总路程等于车长与山洞（或桥）长度之和，需先根据通过山洞的路程和时间求出运输车的速度；再利用速度公式求出通过桥的总路程，减去车长即可得到桥的长度。对于过桥时的功率，需先根据车重求出阻力，因匀速行驶时牵引力等于阻力，再结合功率公式$P=Fv$计算功率。
【解析】
（1）运输车匀速通过山洞时，总路程 $ s_1 = L_{车} + L_{山洞} = 40\ \mathrm{m} + 260\ \mathrm{m} = 300\ \mathrm{m} $，
运输车的速度 $ v = \frac{s_1}{t_1} = \frac{300\ \mathrm{m}}{30\ \mathrm{s}} = 10\ \mathrm{m/s} $。
运输车以相同速度通过桥时，总路程 $ s_2 = v t_2 = 10\ \mathrm{m/s} × 24\ \mathrm{s} = 240\ \mathrm{m} $，
桥的长度 $ L_{桥} = s_2 - L_{车} = 240\ \mathrm{m} - 40\ \mathrm{m} = 200\ \mathrm{m} $。
（2）运输车的质量 $ m = 30\ \mathrm{t} = 3 × 10^4\ \mathrm{kg} $，
车重 $ G = mg = 3 × 10^4\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 3 × 10^5\ \mathrm{N} $，
匀速行驶时牵引力 $ F = f = 0.02G = 0.02 × 3 × 10^5\ \mathrm{N} = 6 × 10^3\ \mathrm{N} $，
过桥时的功率 $ P = Fv = 6 × 10^3\ \mathrm{N} × 10\ \mathrm{m/s} = 6 × 10^4\ \mathrm{W} $。
【答案】
(1) 200 m (2) 6×10⁴ W
【知识点】
速度公式应用、功率计算、重力与阻力计算
【点评】
本题考查匀速直线运动的路程、速度、功率的综合计算，关键是理解“完全通过障碍物”时总路程为车长与障碍物长度之和，且匀速行驶时牵引力等于阻力，需注意质量单位（吨转千克）的换算。
【难度系数】
0.5