7.3 功率—人教版高中物理必修2同步练习.docx

人教版 物理必修2第七章机械守恒定律同步强化7.3 功率1关于功率的概念，以下说法正确的是()A功率大说明物体做功多B功率小说明物体做功少C物体做功越多，其功率越大D物体做功越快，其功率越大【答案】：D【解析】：功率为功与做这些功所用时间的比值，功率大小表示了做功快慢，功率越大，做功越快，A、B、C错，D对。2. 如图所示是甲、乙两物体做功与所用时间的关系图象，那么甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙相比 ()AP甲>P乙 BP甲<P乙CP甲P乙 D无法判定【答案】：B【解析】：根据功率的定义式P可知，在功与所用时间的关系图象中，直线的斜率表示该物体的功率因此，由图线斜率可知P甲<P乙，选项B正确。3对公式PFv的理解，下列说法中正确的是()AF一定是物体所受的合力BP一定是合力的功率C此公式中F与v必须同方向D此公式中F与v可以成任意夹角【答案】：C【解析】：公式PFv中的F可以是物体的合力，也可以是物体所受的某个力，但F、v必须同方向，故C正确。4.一汽车在平直公路上行驶从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示假定汽车所受阻力的大小f恒定不变下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中，可能正确的是() A B C D【答案】：A【解析】：当牵引力大于阻力时，机车加速运动，但速度的增加会导致牵引力变小，机车所受的合力变小，机车的加速度变小，故机车的运动为加速度不断变小的加速运动，直到加速度等于零变为匀速直线运动，故0t1时间内，是一个恒定功率加速过程，直到变为匀速直线运动，t1t2时间内，是另一个恒定功率加速过程，直到变为匀速直线运动，故A项正确。5如图所示，通过一动滑轮提升质量为1 kg的物体，竖直向上拉绳子使物体由静止开始以 5 m/s2的加速度匀加速上升，不计动滑轮及绳子的质量和摩擦，则拉力在1 s末的瞬时功率为()A75 W B25 WC12.5 W D37.5 W【答案】：A【解析】：PFv(mgma)at155 W75 W，故A对。6下列关于功率的说法中正确的是()A由P知，力做的功越多，功率越大B由PFv知，物体运动得越快，功率越大C由WPt知，功率越大，力做的功越多D由PFvcos 知，某一时刻，即使力和速度都很大，但功率不一定大【答案】：D【解析】：在公式P中，只有P、W、t中两个量确定后，第三个量才能确定，故选项A、C错误；在PFv中，P与F、v有关，故选项B错误；在PFvcos 中，P还与有关，故选项D正确。7汽车上坡的时候，司机必须换挡，其目的是()A减小速度，得到较小的牵引力B增大速度，得到较小的牵引力C减小速度，得到较大的牵引力D增大速度，得到较大的牵引力【答案】：C【解析】：由PFv可知，减小速度，得到较大的牵引力。8拖拉机耕地时一般比在道路上行驶慢，这样做的主要目的是()A节省燃料B提高柴油机的功率C提高传动机械的效率D提高拖拉机的牵引力【答案】：D【解析】：由PFv可知，提高拖拉机的牵引力。9某人用同一水平力F先后两次拉同一物体，第一次使此物体从静止开始在光滑水平面上前进s距离，第二次使此物体从静止开始在粗糙水平面上前进s距离若先后两次拉力做的功分别为W1和W2，拉力做功的平均功率分别为P1和P2，则()AW1W2，P1P2 BW1W2，P1P2CW1W2，P1P2 DW1W2，P1P2【答案】：B【解析】：两次拉物体用的力都是F，物体的位移都是s由WFl可知W1W2物体在粗糙水平面上前进时，加速度a较小，由sat2可知用时较长，再由P可知P1>P2选项B正确。10一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在tT时刻F的功率是()A. B. C. D.【答案】：B【解析】：木块加速度a，tT时速度vaT，瞬时功率PFv。11设飞机飞行中所受阻力与速度的平方成正比，如果飞机以速度v匀速飞行，其发动机功率为P，则发动机功率为8P时，飞机飞行的速度为()A.v B2v C4v D8v【答案】：B【解析】：当以速度v匀速飞行时，牵引力FFfkv2，则PFvkv3；设功率为8P时，速度为v，则8Pkv3由以上两式得v2v。12一质量为m的物体，从倾角为的光滑斜面顶端由静止下滑，下滑时离地面的高度为h，如图所示，当物体滑到斜面底端时，重力的瞬时功率为()Amg Bmgsin Cmgcos Dmgsin2 【答案】：B【解析】：首先计算物体滑至斜面底端时的速度v因为斜面是光滑的，因此物体在斜面上下滑的加速度agsin ，所以物体滑到斜面底端的速度为v，重力的瞬时功率为：PFvsin mgsin 。13从空中以10 m/s的初速度水平抛出一质量为1 kg的物体，物体在空中运动了3 s后落地，不计空气阻力，取g10 m/s2，求3 s内物体所受重力做功的平均功率和落地时重力做功的瞬时功率。【答案】：150 W 300 W【解析】：设物体从抛出到落地的竖直位移为h，则3 s内重力做功的平均功率，又因为hgt2，由以上两式可得mg2t150 W设该物体在3 s末的瞬时速度为v3，则物体落地时重力做功的瞬时功率为Pmgv3cos mgv3y，又因为v3ygt，故Pmg2t300 W。14质量为m、发动机的额定功率为P0的汽车沿平直公路行驶，当它的加速度为a时，速度为v，测得发动机的实际功率为P1，假设运动中所受阻力恒定，则它在平直公路上匀速行驶的最大速度是()Av B.C. D.【答案】：C【解析】：当加速度为a时，由FFfma得，阻力Ffma，当FFf时，速度最大为vm，则vm15(多选)竖直上抛一球，球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于球的速度，下列说法正确的是()A上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功B上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功C上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率D上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力做功的平均功率【答案】：BC【解析】：由题意可知，上升过程中克服重力做的功一定等于下降过程中重力做的功在上升过程中运动的时间要小于在下降过程中运动的时间，根据平均功率的定义可知，球在上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率，故A、D错误，B、C正确。16一个质量为m的小球做自由落体运动，那么，在前t秒内重力对它做功的平均功率及在t秒末重力做功的瞬时功率P分别为(t秒末小球未着地)()A.mg2t2，Pmg2t2 B.mg2t2，Pmg2t2C.mg2t，Pmg2t D.mg2t，P2mg2t【答案】：C【解析】：前t秒内重力做功的平均功率为：mg2t，t秒末重力做功的瞬时功率PFvmggtmg2t，故C正确。17.一辆小车在水平面上做匀速直线运动，从某时刻起，小车所受牵引力和阻力随时间变化的规律如图a所示，则作用在小车上的牵引力F的功率随时间变化的规律是下图中的()图a【答案】：D【解析】：车所受的牵引力和阻力恒定，所以车做匀加速直线运动，牵引力的功率PFvF(v0at)，故选项D正确。18某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的k1和k2倍，最大速率分别为v1和v2，则()Av2k1v1 Bv2v1 Cv2v1 Dv2k2v1【答案】：B【解析】：汽车的阻力分别为Ff1k1mg，Ff2k2mg，当汽车以相同功率启动达到最大速度时，有FFf，故由PFv可知最大速度v，则，有v2v1，故选B。19汽车以恒定功率P由静止出发，沿平直路面行驶，最大速度为v，则下列判断正确的是()A汽车先做匀加速运动，最后做匀速运动B汽车先做加速度越来越大的加速运动，最后做匀速运动C汽车先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动D汽车先做加速运动，再做减速运动，最后做匀速运动【答案】：C【解析】：汽车在恒定功率下的启动中，力的大小与v的大小有关。20汽车由静止开始运动，若要使汽车在开始运动后一小段时间内保持匀加速直线运动，则()A不断增大牵引力和牵引力的功率B不断减小牵引力和牵引力的功率C保持牵引力不变，不断增大牵引力功率D不能判断牵引力功率怎样变化【答案】：C【解析】：汽车保持匀加速直线运动，所受合力不变，其中牵引力也不变，但速度增大，牵引力的功率增大，C对，A、B、D错。21如图所示为修建高层建筑常用的塔式起重机，在起重机将质量m5103 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a0.2 m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm1.02 m/s的匀速运动。取g10 m/s2，不计额外功，求：(1)起重机允许输出的最大功率；(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2 s 末的输出功率【答案】：(1)5.1104 W(2)5 s2.04104 W【解析】：(1)设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，拉力F0等于重力P0F0vm.P0mgvm.代入数据，有：P05.1104 W.(2)匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1，有：P0Fv1.Fmgma.v1at1.由，代入数据，得：t15 s.t2 s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，则v2a.t.PFv2.由，代入数据，得：P2.04104 W22 从空中以10 m/s的初速度水平抛出一质量为1 kg的物体，物体在空中运动了3 s后落地，不计空气阻力，g取10 m/s2，求3 s内物体所受重力做功的平均功率和落地时重力做功的瞬时功率。【答案】：150 W300 W【解析】：设物体从抛出到落地的竖直位移为h，则3 s内重力做功的平均功率为：又因为hgt2由以上两式可得：mg2t150 W设该物体在3 s末的瞬时速度为v3，则有：Pmgv3cos mgv3y，又因为v3ygt，则：Pmg2t300 W因为重力为恒力，3 s内重力做功的平均功率也可由Fcos 求得.mgcos mgy，又因为ygt，所以mggt150 W。23质量为2 000 kg、额定功率为80 kW的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为20 m/s.若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2 m/s2，运动中的阻力不变求：(1)汽车所受阻力的大小；(2)3 s末汽车的瞬时功率；(3)汽车做匀加速运动的时间；(4)汽车在匀加速运动中牵引力所做的功【答案】：(1)4 000 N(2)4.8104 W(3)5 s(4)2105 J【解析】：(1)所求的是运动中的阻力，若不注意“运动中的阻力不变”，则阻力不易求出以最大速度行驶时，根据PFv，可求得F4 000 N而此时牵引力和阻力大小相等(2)由于3 s时的速度vat6 m/s，而牵引力由FFfma得F8 000 N，故此时的功率为PFv4.8104 W.(3)设匀加速运动的时间为t，则t时刻的速度为vat，这时汽车的功率为额定功率由PFv，将F8 000 N和vat代入得t5 s.(4)匀加速运动阶段牵引力为恒力，牵引力所做的功WFlFat28 000252 J2105 J