4.2功率基础巩固（word版含答案）

4.2功率基础巩固2021—2022学年高中物理教科版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．关于功率，下列说法正确的是(　　)
A．由P＝W/t可知，只要知道W和t的值就可以计算出任意时刻的功率
B．由P＝F·v可知，汽车的功率一定与它的速度成正比
C．由P＝F·v可知，牵引力一定与速度成反比
D．当汽车P一定时，牵引力一定与速度成反比
2．在光滑的水平面上，一个物体在恒力作用下从静止开始加速运动，经过一段时间，末速度为，则（　　）
A．在时间内力对物体做的功为
B．在时间力的功率为
C．在时刻力的功率为
D．在时刻力的功率为
3．在光滑的水平面上，用—水平拉力F使物体从静止开始运动位移x，平均功率为P。如果将水平拉力增大至4F，使同一物体从静止开始运动位移x，则平均功率为（ ）
A．2P B．4P
C．6P D．8P
4．如果卡车发动机的额定功率为100 kW，它受到的阻力恒为2.5×103N，则这辆卡车行驶的速度最大能达到(　)
A．75 km/h B．30 m/s C．25 km/h D．40 m/s
5．一质量为1 kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时刻开始，受到水平外力F的作用，如图所示。下列判断正确的是（　　）
A．第1s末的瞬时功率为6W B．第1s内的平均功率为4W
C．前2s内的平均功率为8W D．第1 s末与第2 s末外力的瞬时功率之比为9∶4
6．一个小钢球从高为h处由静止下落至地面，用时为t，则下述结论正确的是（　　）
A．前、后内重力做功不相等
B．前、后内重力做功不相等
C．前、后内重力做功的平均功率相等
D．前、后内重力做功的平均功率相等
7．图为健身用的“跑步机”示意图．质量为m的运动员踩在与水平面成α角的静止皮带上，运动员双手抓好扶手并且脚用力向后蹬皮带．皮带运动过程中受到的阻力恒为f,使皮带以速度v匀速运动．则在运动过程中（ ）
A．人对皮带的摩擦力一定是滑动摩擦力
B．人对皮带不做功
C．人对皮带做功的功率一定为mgvsinα
D．人对皮带做功的功率为fv
8．据《科技日报》2007年12月23日报道，时速为300公里的“和谐号”动车组是在引进、消化和吸收国外时速200公里动车组技术平台的基础上，由中国自主研发制造的世界上运营速度最高的动车组列车之一.如果列车受到的阻力与其运行速度的二次方成正比，当速度由原来的200km/h提高到现在的300km/h后，机车发动机的功率要变为原来的(　　)
A．1.5倍 B．(1.5)2倍 C．(1.5)3倍 D．(1.5)4倍
9．一辆汽车的额定功率为73.5kw，当它以36km/h的速度行驶时，它的牵引力大小可能是（ ）
A．7.35×103N B．7.35×104N C．104N D．103N
10．一列火车在恒定功率的牵引下由静止从车站出发，沿直轨道运动，行驶5min后速度达到20m／s，设列车所受阻力恒定，则可以判定列车在这段时间内（ ）
A．行驶的距离可能等于3km B．行驶的距离一定大于3km
C．牵引力做的功等于机车动能的增加量 D．机车一定做匀加速运动
11．2019年4月15日正式实施《电动自行车安全技术规范》强制性国家标准，新标准全面提升了电动自行车的安全性能，最高车速调整为25 km/h，整车质量(含电池)不超过55 kg，蓄电池标称电压不超过48 V．假定一个成人在平直公路上以最高车速骑行时，受到的阻力约为总重力的0.03倍，电动自行车电能转化效率为50%，则电动机的工作电流最接近(　　)
A．0.1 A B．1 A C．10 A D．100 A
12．质量为5×103kg的器材在水平路面上由静止开始以加速度a=2m/s2做匀加速直线运动，所受阻力大小恒为1.0×103N，汽车匀加速起动过程中，下列说法正确的是
A．第1s内汽车所受牵引力做功为1.0×104J
B．第1s内汽车所受合力的平均功率为20kW
C．第1s末汽车所受合力的瞬时功率为22kW
D．第1s末汽车所受牵引力的瞬时功率为22kW
13．如图所示，质量为m的物体从倾角为θ、高为h的斜面顶端由静止滑下，经时间t到达斜面底端时速度大小为v，此时重力的瞬时功率为（　　）
A． B．
C． D．
14．如图，小球甲从A点水平抛出，将小球乙从B点自由释放，两小球先后经过C点时速度大小相等，方向夹角为θ=53°，已知A、C高度差为h，两小球质量均为m，（g=10m/s2， sin53°=0.8，cos53°=0.6），不计空气阻力，由以上条件可知（ ）
A．两小球在C点的速度大小均为
B．A、B两点高度差为
C．两小球在C点时重力的瞬时功率大小相等
D．甲、乙两小球到达C点所用时间之比为3：5
15．全球最大水平臂上回转自升塔式起重机的开发和应用，意味着中国桥梁及铁路施工装备进一步迈向世界前列。该起重机某次从时刻由静止开始提升质量为的物体，其图像如图所示，内起重机的功率为额定功率，不计其他阻力，重力加速度为，则以下说法正确的是（　　）
A．物体匀加速阶段的位移为
B．该起重机的额定功率为
C．时刻物体正在减速上升
D．和时间内牵引力做的功之比为
二、填空题（共4题）
16．一辆动车组的总质量M=2.0×105kg，额定输出功率为4800kW。假设该动车组在水平轨道上运动时的最大速度为270km/h，受到的阻力f与速度v满足f=kv，该动车组以最大速度匀速行驶时的牵引力为________N，当匀速行驶的速度为最大速度一半时，动车组的输出功率为________kW。
17．“绿色奥运”是2008年北京奥运会的三大理念之一，新型节能环保电动车被用于在各比赛场馆之间接送选手和运送器材．在检测某款电动车性能的一次实验中，质量为2.0×103 kg的电动车A沿平直路面行驶，其发动机的额定功率为80kW．该车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小为1.0m/s2，A车达到额定功率后，保持额定功率不变继续行驶．若A车在行驶过程中所受阻力恒为2.5×103 N，则A车在整个运动过程中所能达到的最大速度为______m/s；当车的速度为20m/s时的加速度为________m/s2.
18．、如图所示，用大小为F=400N的拉力在水平路面上拉车走50m，拉力方向与水平面成30°角，共用时间100s，那么在这段时间内拉力对车做功_______J，拉力做功的功率是_________W．
19．在一次物理探究活动中同学们用如图所示的装置来测定一微型电动机在稳定状态下的输出功率．实验器材：微型电动机带有两个固定铁夹的铁架台，电磁打点计时器，低压交流电源，垂锤，细线，米尺，纸带，复写纸，天平等．实验步骤如下：
①如图所示，将微型电动机和电磁打点计时器固定在铁架台上，并与电源连接．把一根细线固定在电动机的转轮上，细线下端连接在重锤上端，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在重锤上．
②接通打点计时器的电源，计时器开始打点，同时启动微型电动机带动重锤上升．
③经过一段时间，关闭打点计时器和微型电动机，取下纸带，进行测量．
④用天平测出重锤的质量．
已知交流电源周期T=0.02s，当地的重力加速度g=9.80m/s2，某次实验测得重锤的质量为0.40kg，得到纸带的一段如图所示．试回答下列问题：
（1）由纸带上打下的点，可以判断重锤做 _________运动．
（2）由已知量和测得量求得微型电动机的输出功率P=___．（计算结果保留3位有效数字）
（3）你认为微型电动机的实际输出功率____（填“大于”或“等于”或“小于”）计算值．原因是______________． ．
三、综合题（共4题）
20．长久以来，作为全国重要的工业城市，太原市的城市减排治污工作始终是“头等大事”，特别是在非采暖季，机动车尾气是造成城市PM2.5等空气污染的“元凶”，为有效治理污染，改善生态环境，山西省政府和太原市政府分别与比亚迪公司签署战略合作协议和投资协议，决定将太原市所有的燃油燃气出租车更换为比亚迪e6纯电动出租车。现假设该车发动机的额定功率为P=60kW，车的质量为m=2.0×103kg，在足够长的水平路面从静止以a1=1.0m/s2的加速度先做匀加速直线运动，当车牵引力的功率达到最大时，保持最大功率不变变加速直线运动了t2=20s后车的速度达到最大vm，已知该车在行驶中所受路面阻力大小恒定为重力大小的0.1倍，重力加速度取g=10m/s2。求：
（1）该车在水平路面能达到的最大速度大小vm；
（2）当车的瞬时速度为v2=25m/s时，此时车的加速度a2大小。
21．如图，AB为足够长的粗糙水平轨道，D为AB上的一点，DB长度s=2m，BC为光滑圆弧轨道，两轨道在B点平滑连接．C点高度H=4m，质量m=lkg的滑块，在水平向右的恒力F=10N作用下，从D点由静止开始运动，受到恒定的摩擦力f=6N．当滑块运动到B点后撤去恒力F．求：（g取10m/s2）
(1)滑块从D点运动到B点的过程中合力做的功．
(2)滑块运动到B点时恒力F的功率．
(3)滑块在圆弧轨道BC上所能达到的最大高度h.
(4)若只改变出发点D的位置，其他条件不变，通过计算分析滑块能到达C点时s所满足的条件．
22．汽车发动机的额定功率为60kW，质量5000kg，当汽车在水平路面上行驶时，遇到的阻力是车重的0.1倍，
（1）汽车能够达到的最大速度是多少？
（2）若汽车从静止开始以1m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？
23．下图是一个遥控电动小车在水平直轨道上运动的图像，图中时间段的图像为曲线，其余时间段均为直线。已知小车运动过程中所受阻力不变，在时间段内小车的功率保持不变，在末停止供电而让小车自由滑行，小车的质量为。求：
（1）小车减速过程中加速度以及所受到的阻力；
（2）小车匀速行驶阶段牵引力的功率；
（3）小车在加速运动过程中（指图像中0~10秒内）牵引力所做的功。
参考答案
1．D
2．C
3．D
4．D
5．D
6．B
7．D
8．C
9．A
10．B
11．C
12．D
13．D
14．D
15．B
16．
17．32 0.75
18．10000 100
19．匀速运动 1.76W 大于 纸带运动过程中受到摩擦阻力的作用，重锤匀速上升时，电动机的牵引力大于重锤的重力
20．（1）30m/s；（2）0.2m/s2
21．(1)8J；(2)40W；(3)0.8m；(4)s 10m
22．（1）12m/s；（2）6s
23．（1），1.5N，方向与运动方向相反；（2）；（3）