1.3功率同步练习题2021-2022学年鲁科版必修2高中物理

1.3功率同步练习题2021-2022学年鲁科版必修2高中物理
一、单选题
一汽车的额定功率为，设在水平公路行驶所受的阻力恒定，最大行驶速度为，则
A. 无论汽车以哪种方式启动，加速度与牵引力成正比
B. 若汽车匀加速启动，则在刚达到额定功率时的速度等于
C. 若汽车以额定功率启动，则做匀加速直线运动
D. 汽车以速度匀速行驶，若要减速，则要减少实际功率
一辆汽车的质量是，发动机的额定功率为，汽车所受阻力恒为，如果汽车从静止开始以的加速度做匀加速直线运动，功率达到最大后汽车又以额定功率运动了一段距离达到了最大速度，在整个过程中汽车运动了。则关于汽车在整个运动过程中的下列说法，正确的是
A. 汽车受到的牵引力为
B. 汽车匀加速运动的时间为
C. 汽车运动过程中的最大速度为
D. 汽车牵引力做的功为
某国产汽车输出的最大功率为，试车员驾车在某段平直路面上由静止开始做加速度为的匀加速直线运动，汽车受到的阻力恒为。已知试车员和汽车的总质量为，从启动到刚开始以最大功率匀速运动用时为，则
A. 汽车做匀加速直线运动时牵引力逐渐增大
B. 汽车做匀加速直线运动时发动机输出功率与时间成正比
C. 汽车做匀加速运动所用的时间为
D. 汽车的最大速度为
设飞机飞行中所受阻力与其速度的平方成正比，如飞机以速度匀速飞行时，其发动机功率为。则飞机以速度匀速飞行时，其发动机功率为
A. B. C. D. 无法确定
设一个学生在平直公路上以一般速度行驶自行车，所受阻力约为车、人总重的倍，则骑车人的功率最接近于
A. B. C. D.
关于功率，下列说法正确的是
A. 功率是描述力对物体做功多少的物理量
B. 力做功时间越长，力的功率一定越小
C. 力对物体做功越快，力的功率一定越大
D. 力越大，速度越大，瞬时功率就越大
关于功率下列说法正确的是
A. 力对物体做的功越多，表示这个力的功率就越大
B. 力对物体做的功时间越短，表示这个力的功率就越大
C. 单位时间内物体做的功越多，表示功率越大
D. 当汽车匀速运动时，则牵引力和阻力大小相等，此时牵引力做功的功率为零
如图所示，某生产厂家为了测定该厂所生产的玩具车的性能，将两个完全相同的玩具车、并排放在两平行且水平的轨道上，分别通过挂钩连接另一个与玩具车等质量的货车无牵引力，控制两车以相同的速度做匀速直线运动。某时刻，通过控制器使两车的挂钩断开，玩具车保持原来的牵引力不变，玩具车保持原来的输出功率不变，当玩具车的速度为时，玩具车的速度为，运动过程中受到的阻力仅与质量成正比，与速度无关，则正确的是
A. 在这段时间内两车的位移之比为
B. 玩具车的功率变为原来的倍
C. 两车克服阻力做功的比值为
D. 两车牵引力做功的比值为
关于功率的公式，下列说法正确的是
A. 机器做功越多，其功率越大
B. 若做功的时间趋近于，则该功率为瞬时功率
C. 平均功率很大，则任意时刻的功率都很大
D. 功率与功成正比，与时间成反比
关于功率，下列说法正确的是
A. 根据功率，做功越多，功率就越大
B. 根据功率，可以求出任意时刻的功率
C. 根据功率可知，汽车的牵引力与速度成反比
D. 根据功率可知，汽车的功率一定时，它的牵引力与速度成反比
二、填空题
一起重机由静止开始匀加速提起质量为的重物，当重物的速度为时，起重机的牵引功率达到最大值，此后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到以最大速度匀速上升为止，则整个过程中，重物上升的最大速度为_____________，匀加速上升的加速度为_______________。
狗拉雪橇是冬季雪上旅游的一个热门项目，其过程可简化如下：人和雪橇总质量为，在大小为，方向与水平方向成的拉力作用下由静止开始沿水平面运动，雪橇受到的阻力为总重力的倍。已知重力加速度，，。在雪橇运动的过程中，求：
雪橇前进前内，拉力做功为多少？
前内拉力的平均功率和第末拉力的瞬时功率分别是多少？
如图所示，质量为的木块在倾角为的斜面顶端由静止开始在外力作用下加速下滑，已知加速度，假设斜面足够长，且以斜面顶端点所在平面为零势能面，取，，，求：
末木块的重力势能_________；
前内木块重力的平均功率_________；
末木块重力的瞬时功率___________。
三、简答题
额定功率为的汽车，在某平直的公路上行驶的最大速度为，汽车的质量如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为运动过程中阻力不变．求：
汽车所受的恒定阻力是多大？
末汽车的瞬时功率多大？
匀加速直线运动时间多长？
在匀加速直线运动中，汽车的牵引力做的功多大？
如图所示的“滑滑梯”是小朋友喜爱的游戏活动．“滑滑梯”可简化为如图所示的模型，斜面倾角，高，点处有墙壁．一位质量为的小朋友视为质点从点开始静止下滑，最后停在水平滑道上．假定小朋友与、间的动摩擦因数均为，且经过点时速度大小不变，，，求：
小朋友在滑行过程中重力做的功；
小朋友滑到点时重力的瞬时功率；
为防止小朋友在点撞墙，间的最小距离．
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
根据牛顿第二定律得出加速度与牵引力的表达式，从而判断加速度与牵引力的关系．汽车以恒定加速度启动，当功率达到额定功率时，在匀加速直线运动中，速度最大，然后做变加速直线运动，加速度为零时，速度达到最大．当汽车以恒定功率启动，结合牵引力的变化，根据牛顿第二定律判断加速度的变化。
本题考查机车的两种启动方式，要注意恒定功率启动时，汽车做变加速运动；匀加速启动时，汽车达到额定功率后有一段变加速过程。
【解答】
A.根据牛顿第二定律得，，可知加速度与牵引力不是成正比关系，故A错误；
B.若汽车匀加速启动，功率达到额定功率时，速度没有达到最大，然后做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，速度最大，故B错误；
C.若汽车以额定功率启动，汽车先做加速度减小的加速运动，加速度减为零后做匀速直线运动，故C错误；
D.汽车匀速行驶时，牵引力等于阻力，若要减速，则需减小牵引力，减少实际功率，故 D正确。
故选D。
2.【答案】
【解析】
【分析】
机车启动问题常常与牛顿第二定律相结合进行考查，对于机车的两种方式，要根据牛顿第二定律和牵引力功率公式，弄清过程中速速、加速度的变化情况。
【解答】
A.汽车先以恒定加速度运动，根据牛顿第二定律有：，则牵引力
功率达到最大后汽车又以额定功率运动，则，速度增大，牵引力减小，当速度达到最大时，牵引力等于阻力，即，故A错误；
B.达到额定功率时的速度：，则匀加速的时间：，故B错误；
C.当速度达到最大时，牵引力等于阻力，即，根据，得最大速度为：，故C错误；
D.在整个加速过程中根据动能定理有：，解得：，故D正确。
故选D。
3.【答案】
【解析】本题考查汽车匀加速起动过程，力、加速度、功率间的变化关系。功率先均匀增大后保持不变，重点分析运动过程中牵引力的变化。
A.汽车连同驾驶员、下同水平方向受牵引力和阻力，匀加速直线运动时，，为恒力，A错误；
B.发动机输出功率，B正确；
C.汽车时间内做匀加速运动，结束时其功率达到，即，，C错误；
D.汽车最终做匀速运动，此时速度最大，功率为，，D错误。
故选B。
4.【答案】
【解析】
【分析】
由于飞机飞行中所受阻力与其速度的立方成正比，由此可以求得飞机在速度为和时受到的阻力的大小，再由可以求得飞机的功率的大小。
本题主要考查功率与速度的关系，知道当飞机匀速飞行时，飞机的牵引力和受到的阻力大小相等，由此可以求得飞机飞行时的功率，但需要注意的是飞机在以不同的速度飞行时受到的阻力的大小是不同的。难度不大。
【解答】
设飞机飞行中所受阻力，在匀速飞行时飞机受到的阻力的大小和飞机的牵引力的大小相等，所以飞机以速度飞行时：，当飞机以匀速飞行时，，故C正确，ABD错误。
故选C。
5.【答案】
【解析】解：一个学生与车的质量约为，重力就是，则受到的阻力的大小为，
骑自行车的速度一般约为，即约为，取大小为
则匀速行驶时，骑车人的功率，最接近的为选项故ABD错误，C正确
故选：。
一般人的质量在左右，即体重为，骑自行车的速度一般小于，由匀速行驶时功率，可以求得结果。
本题要用到平时的生活常识，人的一般体重和骑自行车的速度的大小，知道这些，再根据功率的公式就很容易分析了。
6.【答案】
【解析】解：、功率是描述做功快慢的物理量，故A错误。
B、根据知，力做功时间越长，功率不一定小，故B错误。
C、功率是描述做功快慢的物理量，做功越快，功率越大，故C正确。
D、根据知，力越大，速度越大，瞬时功率不一定大，若与的夹角为度，则瞬时功率为零，故D错误。
故选：。
功率等于单位时间做功的多少，反映做功快慢的物理量，功率的大小与做功的多少无关．
解决本题的关键知道功率的物理意义，知道功率的大小与做功的多少以及做功的时间无关．
7.【答案】
【解析】解：、根据知，力对物体做的功越多，功率不一定大，故A错误。
B、根据知，力对物体做的功时间越短，功率不一定大，故B错误。
C、功率等于单位时间内物体做功的多少，单位时间内做功越多，功率越大，故C正确。
D、当汽车匀速运动时，合力为零，但是牵引力不为零，根据知，牵引力功率不为零，故D错误。
故选：。
功率等于单位时间内做功的多少，表示做功快慢的物理量，做功越多，功率不一定大．
解决本题的关键知道功率的物理意义，表示做功快慢的物理量，功率的大小与做功的多少无关．
8.【答案】
【解析】
【分析】
两车以相同的速度做匀速直线运动时，功率相等；两车连接拖车的挂钩同时断开，玩具车保持原来的牵引力不变前进，作匀变速直线运动；玩具车保持原来的输出功率不变前进，作变加速直线运动；利用动能定律分别讨论选项。
本题考查功能关系的应用。解题的关键是能够根据题目给出的条件，合理选用合适的公式。
【解答】
A.设挂钩断开瞬间的牵引力为，车受的摩擦力大小，对分析有；对分析有，已知，对分析由动量定理得：，，解得，故A错误；
C.克服阻力做功，则，故C正确；
D.牵引力做功，，得，故D错误；
B.，故B错误。
故选C。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题就是考查学生对功率概念的理解，知道功率是表示做功的快慢的物理量，做的功多，功率不一定大。
【解答】
A.做功的多少由功率和时间共同决定，项错误；
B.如果做功的时间趋近于，则该功率为瞬时功率，项正确；
C.平均功率很大，不一定任意时刻的功率很大，项错误；
D.是功率的定义式，功率与功不成正比，与时间也不成反比，项错误。
故选B。
10.【答案】
【解析】
【分析】
根据求出的功率是某段时间内的平均功率，不能表示任意时刻的功率，根据瞬时功率的公式，在功率一定的条件下，牵引力与速度成反比。
解决本题的关键区分平均功率和瞬时功率，平均功率是某顿时间内的功率，瞬时功率是某个时刻的功率，两个功率的求法不同。
【解答】
A、根据知，机械功越多，功率不一定大，还与时间有关，故A错误；
B、根据求出的功率是某段时间内的平均功率，不能表示任意时刻的功率，故B错误；
、根据瞬时功率的公式，在功率一定的条件下，牵引力与速度成反比，故C错误，D正确。
故选：。
11.【答案】；。
【解析】
【分析】
匀加速提升重物时钢绳拉力最大，且等于匀加速结束时的拉力，由求出最大拉力；重物以最大速度为匀速上升时，，所以求出最大速度；根据牛顿第二定律求出加速度。
本题考查的是汽车的启动方式，对于汽车的两种启动方式，恒定加速度启动和恒定功率启动，对于每种启动方式的汽车运动的过程一定要熟悉。
【解答】
重物以最大速度为匀速上升时，，所以；
匀加速提升重物时钢绳拉力最大，且等于匀加速结束时的拉力，由得
重物做匀加速运动的加速度。
故填：；。
12.【答案】解：根据牛顿第二定律得，物体的加速度，
内的位移，
则拉力做功的大小；
前内拉力的平均功率；
末的速度，
则末拉力的瞬时功率：。
【解析】根据牛顿第二定律求出物体的加速度，结合位移时间公式求出物体的位移，根据功的公式求出做功的大小，
结合平均功率和瞬时功率的公式进行求解．
解决本题的关键掌握功和功率的求法，知道平均功率和瞬时功率的区别，掌握这两种功率的求法。
13.【答案】
【解析】
【分析】
由运动学公式求出内下滑的位移，再求出重力做的功，由重力做功与重力势能的关系，求解末木块的重力势能
由平均功率 求出内平均功率
求出末的速度，由求出瞬时功率
【解答】
前内木块的位移：，
重力在前内做的功：，
所以重力势能减少了，故末木块的重力势能；
由平均功率的公式得前内木块重力的平均功率 ；
木块在第末的瞬时速度为：
末重力的瞬时功率为：．
14.【答案】解：匀速时，速度最大，阻力。
根据匀变速直线运动，可知
匀加速过程中，
解得牵引力，
瞬时功率
当功率达到额定功率时，结束匀加速运动，此时匀加速运动的末速度，
匀加速运动的时间。
根据动能定理
其中
代入数据得：
答：汽车受到的阻力为；
末汽车的瞬时功率为；
匀加速直线运动时间为；
在匀加速直线运动中，汽车的牵引力做的功为。
【解析】匀速行驶时，汽车的速度最大，根据，结合阻力求出最大速度；
根据匀变速直线运动公式求出末汽车速度，根据牛顿第二定律求出牵引力的大小，求出瞬时功率；
，结合求出匀加速运动的末速度，根据速度时间公式求出匀加速运动的时间；
根据动能定理求出牵引力的功。
本题考查了机车的启动问题，知道牵引力等于阻力时，速度最大，掌握恒定功率启动和恒定加速度启动两个过程的运动规律，结合运动学公式灵活求解。
15.【答案】解：小朋友在滑行过程中重力做的功为；
设小朋友滑到点时的速度大小为，由动能定理有：
，
解得，
小朋友滑到点时重力的瞬时功率为：；
设、间的最小距离为，根据动能定理有：
，
解得。
答：小朋友在滑行过程中重力做的功为；
小朋友滑到点时重力的瞬时功率为；
为防止小朋友在点撞墙，间的最小距离为。
【解析】重力做的功为；
小朋友在斜面上运动的过程，应用动能定理列式，可求得小朋友到达斜面底端时的速度，然后根据求解重力的功率；
研究小朋友在水平地垫上运动的过程，应用动能定理可以求出的最小长度。
本题考查重力做功、瞬时功率以及动能定理的应用，注意重力的瞬时功率公式为：，只与竖直方向速度有关，要根据平行四边形定则和几何关系求解竖直方向的速度。
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