2022年高中物理第章机械能和能源第节功率第节能源的利用与开发学业分层测评粤教版 .pdf

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1、1 能源的利用与开发(建议用时： 45 分钟) 学业达标 1下列关于能源开发和利用的说法中正确的是( ) A能源利用的过程是内能转化成机械能的过程B要合理开发和节约使用核能、太阳能、风能、地热能、海洋能等常规能源C能源利用的过程是一种形式的能向其他形式的能转化的过程D无论是节约能源还是开发能源，我国都需要外国支援【解析】能源的利用过程实际上是一种形式的能向其他形式的能转化的过程，并不一定是单一的向机械能转化的过程，所以C正确， A错误； B中的核能、风能、地热能、海洋能等属于新能源，而不是常规能源，故 B错误；节约能源和开发能源方面，我国主要依靠自己，故 D错误【答案】C 2关于功率，下列说法

2、中正确的是( ) A根据PWt可知，机械做功越多，其功率就越大B根据PFv可知，汽车的牵引力一定与其速度成反比C根据PWt可知，只要知道时间t内所做的功，就可知任意时刻的功率D根据PFv可知，发动机的功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比【解析】由PWt可知，在时间t一定的情况下，机械做功越多，其功率就越大，选项 A错误；根据PFv可知，在发动机的输出功率P一定的情况下， 汽车的牵引力与其速度成反比，选项B错误， D正确；功W与一段运动过程相对应，故利用PWt计算出的是时间t内力对物体做功的平均功率，选项C错误【答案】D 3质量为m的物体从静止开始做加速度为a的匀加速直线运动在运动时间为

3、t的过程中，合外力对它做功的平均功率为( ) Ama2tB.12ma2tC2ma2tD.22ma2t【解析】WFsma12at212ma2t2，PWt12ma2t，故选项B正确【答案】B 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - 2 4一质量为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.F2T2mB.F2TmC.F2T2mD.F2T22m【解析】木块

4、加速度aFm，tT时速度vaTFTm，瞬时功率PFvF2Tm. 【答案】B 5一小球以初速度v0水平抛出，不计空气阻力，小球在空中运动的过程中重力做功的功率P随时间t变化的图象是 ( ) 【解析】设经过时间t速度大小为v，其方向与竖直方向( 或重力方向 ) 成 角，由功率公式PFvcos 知，此时重力的功率Pmgvcos mgvymggtmg2t，所以 A正确【答案】A 6同一恒力按同样的方式施于物体上，使它分别沿着粗糙水平地面和光滑水平地面移动相同一段距离时，恒力做的功和平均功率分别为W1、P1和W2、P2，则二者的关系是( ) AW1W2、P1P2BW1W2、P1P2CW1W2、P1P2D

5、W1W2、P1P2【解析】恒力做的功仅由力、位移及二者夹角决定，由题意，很显然W1W2；沿粗糙面运动时，加速度小，通过相同位移所用时间长，即t1t2，根据PWt，则有P1P2，故选项 B正确【答案】B 7一个质量为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P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)( ) APmg2t2，P12mg2t2BPmg2t2，Pmg2t2名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - -

6、- - - - - 3 CP12mg2t，Pmg2tDPmg2t，P2mg2t【解析】前t秒内重力做功的平均功率PWtmg12gt2t12mg2tt秒末重力做功的瞬时功率PFvmggtmg2t. 故 C正确【答案】C 8(2016广州期末) 把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客， 这样的客车车辆叫做动车而动车组就是几节自带动力的车辆( 动车 ) 加几节不带动力的车辆 (也叫拖车 ) 编成一组，如图4-7-12所示假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等若 1 节动车加 3 节拖车编成的动车组的最大速度为12

7、0 km/h ；则 6 节动车加3 节拖车编成的动车组的最大速度为 ( ) 图 4-7-12A320 km/h B240 km/h C120 km/h D480 km/h 【解析】动车组达到最大速度时，必有Ff阻若 1 节动车加 3 节拖车编成动车组，则有P额4kmgvm，则P额kmg4vm480 km/h；若 6 节动车加3 节拖车编成动车组，达到最大速度时，则有6P额9kmgvm，故vm 320 km/h. 选项 A正确，其他选项均错【答案】A 9质量为m5103kg 的汽车在水平公路上行驶，阻力是车重的0.1 倍让汽车保持额定功率为60 kW，从静止开始行驶. 【导学号： 3539007

8、9】(1) 若以额定功率启动，求汽车达到的最大速度vm及汽车车速v12 m/s 时的加速度(2) 若汽车以v26 m/s 的速度匀速行驶，求汽车的实际功率(g取 10 m/s2) 【解析】(1) 由PFvfvm得名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 4 vmPfPmg601030.1 510310 m/s 12 m/s. 由PFv得FPv，当v12 m/s 时F1Pv1601032 N3104 N 由牛顿第二定律得F1

9、fma，所以aF1mgm31040.1 5103105103 m/s25 m/s2. (2)Pfv2mgv20.1 5103106 W3104 W30 kW. 【答案】(1)12 m/s 5 m/s2(2)30 kW 能力提升 10飞行员进行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态开始下摆，到达竖直状态的过程中( 如图 4-7-13 所示 )，飞行员所受重力的瞬时功率的变化情况是( ) 图 4-7-13A一直增大B一直减小C先增大后减小D先减小后增大【解析】对飞行员受力及运动分析如图所示，在A位置，飞行员受重力但速度为零，所以Pmgv0；在B位置， 飞行员受重力mg，速度为v，90， 所以PFvcos

10、 0；在A、B之间的任意位置C,0 90. 由PFvcos 知P为一个大于零的数值，所以运动员所受重力的瞬时功率的变化情况是先增大后减小【答案】C 11( 多选 )如图 4-7-14 所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图象，Oa为过原点名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - 5 的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下述说法正确的是( ) 图 4-7-14A0t1时间内汽

11、车做匀加速运动且功率恒定Bt1t2时间内汽车牵引力逐渐减小Ct1t2时间内的平均速度为12(v1v2) D在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值，t2t3时间内牵引力最小【解析】由题图可知， 0t1时间内汽车做匀加速直线运动，牵引力恒定， 由PFv可知，汽车的功率均匀增大，A 错误；t1t2时间内汽车以额定功率行驶，速度逐渐增大，牵引力逐渐减小，B正确；因t1t2时间内，ab图线与t轴所围面积大于ab直线与t轴所围面积，故该过程中的平均速度大于12(v1v2) ，C 错误； 0t1时间内，牵引力恒定，功率均匀增大，t1时刻以后牵引力逐渐减小，到t2时刻牵引力等于阻力，达到最小，而t1时刻

12、达到额定功率后，功率保持不变，D正确【答案】BD 12如图 4-7-15 所示，质量为2 kg 的物体在大小为24 N、沿斜面向上的力F作用下，由静止开始沿光滑斜面体向上运动，斜面的倾角为30，斜面足够长(g取 10 m/s2) 求：图 4-7-15(1)5 s内拉力对物体做功的功率；(2)5 s末拉力对物体做功的功率；(3)5 s末物体克服重力做功的功率【解析】物体在斜面上运动的加速度大小aFmgsin m24200.52m/s27 m/s25 s 内发生的位移s12at212752 m 87.5 m 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - -

13、- - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - 6 5 s 末物体的速度v1at35 m/s 5 s 内拉力做的功WFs2487.5 J 2 100 J. 5 s 内拉力做功的功率PWt420 W. 5 s 末拉力做功的功率P5Fv12435 W 840 W. 5 s 末物体克服重力做功的功率Pmgv1sin 30 203512W350 W. 【答案】(1)420 W (2)840 W (3)350 W 13. (2016成都高一检测) 一辆汽车质量为2103 kg ，最大功率为3104 W，在水平路面由静止开始做直

14、线运动，最大速度为v2，运动中汽车所受阻力恒定发动机的最大牵引力为 6103 N，其行驶过程中牵引力F与车速的倒数1v的关系如图4-7-16 所示试求：【导学号： 35390080】图 4-7-16(1) 根据图线ABC判断汽车做什么运动？(2)v2的大小；(3) 整个运动中的最大加速度；(4) 当汽车的速度为10 m/s 时发动机的功率为多大？【解析】(1) 图线AB表示牵引力F不变，阻力f不变， 汽车做匀加速直线运动，图线BC的斜率表示汽车的功率P，P不变，则汽车做加速度减小的加速运动，直至达到最大速度v2，此后汽车做匀速直线运动(2) 汽车速度为v2时，牵引力为F12103 N，所以v2

15、PmF131042103 m/s 15 m/s. (3) 汽车做匀加速直线运动时的加速度最大，阻力fPmv2310415 N2 000 N aFmfm32 000 m/s22 m/s2. (4) 与B点对应的速度为v1PmFm31046103 m/s 5 m/s 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - 7 当汽车的速度为10 m/s 时处于图线BC段，故此时的功率为最大功率Pm3104 W. 【答案】(1) 见解析(2)15 m/s (3)2 m/s2(4)3 104 W 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -