1.2功率 课时训练（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第二册
1.2功率 课时训练（解析版）
1．质量为m的物体竖直下落，重力加速度为g。当物体的速度为v时，重力的瞬时功率为（　　）
A．mv B．mgv C． D．
2．在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学研究方法，如理想实验法、控制变量法 、极限思想法、微元法和建立物理模型法等。以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是（　　）
A．在物体本身的大小和形状对研究的问题影响非常小时，物体可简化为一个具有质量的点，这种方法叫极限思想法
B．根据功率的定义式，当时间间隔非常小时，就可以用这一间隔内的平均功率表示间隔内某一时刻的瞬时功率，这应用了控制变量法
C．如果一个力的作用效果与另外两个力的作用效果相同，这个力就是那两个力的合力。这里采用了理想实验法
D．在推导弹簧弹力做功的表达式时，把整个做功过程划分成很多小段，每一小段近似看作恒力做功，然后把各小段弹力所做的功相加，这里采用了微元法
3．我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平。若某段工作时间内，“天鲲号”的泥泵输出功率恒为，排泥量为1.5m3/s，排泥管的横截面积为50dm2，则泥泵对排泥管内泥浆的推力为（　　）
A． B． C． D．
4．汽车沿平直的公路以恒定功率P从静止开始启动，若所受阻力始终不变，如图所示为牵引力F与速度v的关系，加速过程在图中A点结束，所用的时间，10s后汽车做匀速运动。则（　　）
A．汽车匀速运动时的牵引力大小为
B．汽车所受阻力的大小为
C．汽车恒定功率为
D．汽车在时，速度大小为5
5．质量为m的汽车，启动后沿平直公路行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶中受到的阻力大小恒定，汽车能达到的最大速度为v。当汽车的瞬时速度为时，汽车的加速度大小为（　　）
A． B．
C． D．
6．关于功率，下列说法正确的是（　　）
A．由公式可知做功越少，功率越小
B．由公式可知做功时间越短，功率越大
C．由公式P=Fv可知，速度越大，功率越大
D．功率表示做功的快慢
7．已知动车组列车每节动车的额定功率相同，每节动车与拖车质量相等，动车组运行时所受阻力与其重力成正比。若某动车组由4节动车加8节拖车组成，其运行的最大速率为240km/h，则由该4节动车加4节拖车组成的动车组，运行的最大速率为(　　)
A．480km/h B．360km/h C．320km/h D．240km/h
8．有质量相同的两个小物体a、b．现将小物体a从高为h的光滑斜面的顶端由静止释放，同时小物体b从与a等高的位置开始做自由落体运动，最后到达同一水平面，如图所示．则下列判断正确的是
A．重力对两物体做功相同
B．重力的平均功率相同
C．到达底端时两物体的速率相同
D．到达底端时重力的瞬时功率相同
9．质量为2×103kg的汽车发动机额定功率为80kW，若汽车在平直公路上所受阻力大小恒为4×103N，那么（　　）
A．汽车在公路上的最大行驶速度为20m/s
B．汽车以额定功率启动，当汽车速度为5m/s时，加速度为12m/s2
C．汽车以2m/s2的加速度做匀加速运动后第2s末发动机实际功率为32kW
D．汽车以2m/s2的加速度做匀加速运动所能维持的时间为6s
10．关于功率，下列说法中正确的是（ ）．
A．对某物体做功的功率大说明对该物体做功多 B．对某物体做功的功率小说明对该物体做功慢
C．单位时间内做的功越多，其功率越大 D．由可知，机车运动速度越大，功率一定越大
11．一质量为2kg的滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0时速度大小为1m/s，从此时刻开始在滑块运动的直线上再施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图甲、乙所示。若甲、乙两图中力F和速度v取同一正方向，重力加速度大小为g=10m/s2，则以下说法正确的是（　　）
A．滑块运动的加速度大小为1m/s2 B．滑块与水平地面间的动摩擦因数为0.2
C．第1s内摩擦力对滑块做功为-0.5J D．第2s内力F的平均功率为0.75W
12．在水平地面上方的同一点将三个完全相同的小球以大小相等的初速度v0分别竖直上抛、平抛、竖直下抛，则（　　）
A．从抛出到落地的过程中，重力对它们做的功相同
B．从抛出到落地的过程中，重力对它们做功的功率相同
C．三个小球落地时，重力的瞬时功率相同
D．竖直上抛、竖直下抛两个小球落地时，重力的瞬时功率相同
13．如图甲、乙所示分别是某学生骑车爬坡以及沿水平路面运动的情形。假如他骑车时的最大功率 P=1200 W，车和学生的总质量m =75kg，斜坡倾角θ= 20°，爬坡以及沿水平路面运动过程中所受摩擦等阻力均恒为，取，求：
(1)该学生骑车上坡的最大速度的大小；
(2)该学生在水平路面上汽车的最大速度的大小。
14．一列火车总质量，发动机的额定功率，在水平轨道上行驶时，轨道对列车的阻力是车重的0.02倍。（取）
（1）求列车在水平轨道上行驶的最大速度；
（2）在水平轨道上，发动机以额定功率工作，求当行驶速度为时，列车的瞬时加速度的大小；
（3）若列车从静止开始，保持的加速度做匀加速运动，求匀加速过程中牵引力做的功？
15．某同学对一辆自制小遥控车的性能进行测试，让小车在水平地面上由静止开始运动.小车上的传感器将小车运动的全过程记录下来，通过数据处理得到如图所示的图像.已知小车在s内做匀加速直线运动，s内小车牵引力的功率保持不变，在10s末停止遥控，关闭电动机小车的总质量，整个过程中小车受到的阻力保持不变.求：
（1）小车所受的阻力大小；
（2）小车在s内牵引力的功率；
（3）小车在s内的位移大小。
16．下表是一辆电动自行车的部分参数配置表，其中的额定车速是指该电动自行车满载的情况下，在平直道路上以额定功率匀速行驶时的速度。
额定车速 18 km/h 电源输出电压 ≥36 V
整车质量 40 kg 充电时间 6 h~8 h
载重 80 kg 电动机的额定输出功率 180 W
电源 36 V/12 Ah 电动机的额定工作电压/电流 36 V/6 A
请根据表中的数据，解决下列问题（g取10 m/s2）。
(1)在行驶的过程中，车受到的阻力是车重（包括载重）的k倍，假设k是定值，试推算k的大小；
(2)在(1)条件下，若满载时车以额定功率行驶，求速度为3m/s时的加速度大小。
参考答案
1．B
【详解】
由于物体竖直下落，故其速度与重力共线同向，根据瞬时功率公式P=Fv，可得当物体的速度为v时，重力的瞬时功率为
故选B。
2．D
【详解】
A．在物体本身的大小和形状对研究的问题影响非常小时，物体可简化为一个具有质量的点，这种方法叫理想模型法。A错误；
B．根据功率的定义式，当时间间隔非常小时，就可以用这一间隔内的平均功率表示间隔内某一时刻的瞬时功率，这应用了极限思想法。B错误；
C．如果一个力的作用效果与另外两个力的作用效果相同，这个力就是那两个力的合力。这里采用了等效替代法。C错误；
D．在推导弹簧弹力做功的表达式时，把整个做功过程划分成很多小段，每一小段近似看作恒力做功，然后把各小段弹力所做的功相加，这里采用了微元法。D正确。
故选D。
3．A
【详解】
根据排泥管每秒钟排出体积为
V=Sv
解得
根据泥泵输出功率大小为
P=Fv
可知
BCD错误，A正确。
故选A。
4．B
【详解】
AB．由图像可知，汽车匀速运动时的牵引力大小为，此时汽车所受阻力的大小为，选项A错误，B正确；
C．汽车恒定功率为
选项C错误；
D．汽车在时，汽车做匀速运动，则速度大小为，选项D错误。
故选B。
5．B
【详解】
当汽车匀速行驶时，可得阻力为
根据
可得
由牛顿第二定律
联立解得
故选B。
6．D
【详解】
A．由公式
可知，做功越多，功率不一定大，还与时间有关，故A错误；
B．由公式
可知，时间短，功率不一定大，还与做功的多少有关，故B错误；
C．根据
知，速度越大，汽车发动机的功率不一定大，可能功率保持不变，速度增大，牵引力减小，故C错误；
D．根据功率的物理意义可知，功率表示做功的快慢的物理量，故D正确。
故选D。
7．B
【详解】
由
设每节车质量为m
则4节动车8节拖车时
其中
4节动车4节拖车时
解得
故选B。
8．AC
【详解】
AB．重力对两物体做功均为：；重力的平均功率：，自由落体运动：，解得：，沿斜面下滑：，解得：，所以，所以重力平均功率不同，A正确B错误
C．根据动能定理：，所以两物体到达底端速率均为：，C正确
D．重力的瞬时功率等于重力与竖直速度的乘积，因为到达底端时速率相同，而速度方向不同，所以竖直分速度不同，重力瞬时功率不同，D错误
9．AC
【详解】
A．当牵引力等于阻力时，速度达到最大
故A符合题意；
B．若汽车保持额定功率起动，则当汽车速度为5 m/s时，根据牛顿第二定律
代入数据解得
a=6m/s2
故B不符合题意；
C．汽车以加速度2m/s2匀加速启动，起动后第2秒末的速度为
v=at=4m/s
根据牛顿第二定律
F-f=ma
解得
F=8000N
此时的瞬时功率
P=Fv=32000W
故C符合题意；
D．汽车以加速度2m/s2做初速为0的匀加速运动中，最大速度
此过程持续的时间
故D不符合题意。
故选AC。
10．BC
【详解】
A．某物体做功的功率大说明对该物体做功快，但是做功不一定多，选项A错误；
B．对某物体做功的功率小说明对该物体做功慢，选项B正确；
C．根据P=W/t可知，单位时间内做的功越多，其功率越大，选项C正确；
D．由可知，机车运动速度越大，功率不一定越大，选项D错误；
故选BC.
11．AC
【详解】
A．滑块运动的加速度大小
故A正确；
B．由题图知，第内有
故
又由
可得动摩擦因数，故B错误；
C．第内的位移大小为
根据功的公式可得第内摩擦力对滑块做功为，故C正确；
D．根据图象可知，第2秒内的平均速度大小
所以第内力F的平均功率
故D错误。
故选AC。
12．AD
【详解】
A．三个小球由同一点抛出，到落地的过程中，下降的高度相同，则重力做功相同，A正确；
B．在竖直上抛、平抛、竖直下抛中，运动的时间不同，根据知，重力对它们的平均功率不同，B错误；
CD．根据动能定理得，重力做功相同，初动能相同，则落地的动能相等，可知落地速度大小相同，由于平抛运动落地时竖直分速度与竖直上抛、下抛的竖直分速度不同，则重力做功的瞬时功率不同，而竖直上抛、下抛的竖直分速度相同，则重力做功的瞬时功率相同，C错误，D正确。
故选：AD。
13．(1) ；(2)
【详解】
(1)学生骑车上坡时，根据牛顿第二定律有
当速度最大时加速度等于零时有
则、
(2)学生在水平路面上骑车时，根据牛顿第二定律有
当速度最大时加速度等于零
则
14．（1）60m/s；（2）1m/s2；（3）3×107J
【详解】
（1）列车以额定功率工作时，当牵引力等于阻力
时列车的加速度为零，速度达最大，则有
（2）当时列车加速运动，当时有：
据牛顿第二定律得
.
（3）据牛顿第二定律得牵引力
解得
在此过程中，速度增大，发动机功率增大.当功率为额定功率时速度大小为，即
据，代入数据得
.
通过的位移为
牵引力做功为
15．（1）；（2）；（3）。
【详解】
（1）对小车分析，在s内由
解得
m/s2=2m/s2
根据牛顿第二定律有
解得N
（2）小车在s内功率不变，设为，在内，由汽车做匀速运动，根据平衡条件可得
根据功率
解得W
（3）在s内，由
解得
m/s2
位移
m
根据牛顿第二定律有
解得N
令s的时间为，在s内根据动能定理有
解得m
16．(1)0. 03；(2)0.2 m/s2
【详解】
(1)由表可得到，额定车速
车以额定功率做匀速直线运动时，牵引力
阻力
解得
(2)当车速时，牵引力
由牛顿第二定律知
解得