4.2 功率 优化作业（word版含答案）

4.2 功率 优化作业
一、单选题
1．（2021·江苏省黄埭中学高一阶段练习）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（　　）
A．， B．，
C．， D．，
2．（2022·浙江·高二学业考试）有一辆质量为170kg、输出功率为1440W的太阳能试验汽车，安装有约6m2的太阳能电池板和蓄能电池，该电池板在有效光照条件下单位面积输出的电功率为30W/m2。驾驶员的质量为70kg，汽车最大行驶速度为90km/h。假设汽车行驶时受到的阻力与其速度成正比，则汽车（　　）
A．以最大速度行驶时牵引力大小为60N
B．以额定功率启动时的加速度大小为0.24m/s2
C．保持最大速度行驶1h至少需要有效光照8h
D．直接用太阳能电池板输出的功率可获得6m/s的最大行驶速度
3．（2022·山东·济南市历城第二中学高三开学考试）扔皮球是儿童经常玩的游戏。若把皮球视为质点，皮球两次投中同一点的过程可以简化为如图所示的两个过程，一次从点水平抛出，另一次从点正下方地面上的点斜向上抛出，其轨迹的最高点和点等高，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．皮球两次运动的位移的大小相等
B．皮球两次运动的时间相等
C．皮球两次运动落地前瞬间重力的功率相等
D．皮球两次运动落地前瞬间的速率相等
4．（2021·辽宁丹东·高三阶段练习）如图所示，高速公路上汽车定速巡航（即保持汽车的速率不变）沿拱形路面上坡，空气阻力和摩擦阻力的大小不变。此过程中（　　）
A．汽车的牵引力大小逐渐变大 B．汽车的输出功率保持不变
C．汽车的输出功率逐渐减小 D．汽车所受重力的功率不变
5．（2021·云南·曲靖一中模拟预测）小汽车在平直路面上行驶，路边有很多等间距电线杆，如图所示。某时刻起，驾驶员采用空挡（未到达电线杆1处），汽车失去了驱动力，汽车依靠自身惯性向前滑行，至电线杆4时速度为0；假设汽车所受阻力恒定。汽车途经电线杆1、2、3时速度大小分别为v1、v2、v3，克服阻力做功的功率分别为P1、P2、P3；若途经电线杆1、2所经历时间为t1，汽车克服阻力所做功为W1；途经电线杆2、3所经历时间为t2，汽车克服阻力所做功为W2；途经电线杆3、4所经历时间为t3，汽车克服阻力所做功为W3。则（　　）
A．v1:v2:v3=3:2:1
B．t1:t2:t3=
C．P1:P2:P3=
D．Wl>W2>W3
6．（2021·湖南衡阳·高二阶段练习）2021年6月25日，我国首条高原电气化铁路—拉萨至林芝铁路正式通车，结束了藏东南不通铁路的历史.动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车，假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比。某列车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，其运行的最大速率为180km/h，若再把第3、7节车厢改为动车，其运行的最大速率将变为（　　）
A．400km/h B．360km/h C．240km/h D．180km/h
7．（2021·湖南省隆回县第二中学高三阶段练习）图甲所示的救生缓降器由挂钩（或吊环）、吊带、绳索及速度控制装置等组成，是一种可使人沿（随）绳（带）缓慢下降的安全营救装置。如图乙所示，高层建筑工人在一次险情中，将安全带系于腰部，从离地面某高度处通过钢丝绳先匀加速运动后匀减速运动安全着陆，图丙是工人运动全过程的图像。已知工人的质量m=70kg，，则下列说法中错误的是（　　）
A．发生险情处离地面的高度为
B．加速下滑时钢丝绳对工人的拉力大小为
C．整个过程中工人重力做功为
D．时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为
8．（2021·全国·高三专题练习）如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙、丙所示。取g=10 m/s2，则（　　）
A．第1 s内推力做功为1 J
B．第2 s内物体克服摩擦力做的功为W=2.0 J
C．第1.5 s时推力F的功率为2 W
D．第2 s内推力F做功的平均功率=1.5 W
9．（2021·湖南·高三阶段练习）高山滑雪是比赛冬季奥林匹克运动会项目之一，因其惊险刺激、动作优美深受观众喜爱，倾角为的山坡滑道底端与水平滑道平滑连接，滑雪板与山坡滑道及水平滑道间的动摩擦因数相同。某次场地测试实验，让质量为小物块从山坡滑道上某处由静止下滑，到达山坡滑道底端时，物块速度大小为，此后继续在水平滑道上滑行了一段距离后静止，空气阻力不计，重力加速度为，则（　　）
A．减小物块质量，可增大物块在水平滑道上滑过的距离
B．物块在水平滑道上滑过的距离与物块质量无关
C．物块沿山坡滑道下滑时受摩擦力大小为
D．滑到底端时物块所受重力的瞬时功率
10．（2021·湖北·高三阶段练习）某些汽车配置有定速巡航系统，启动定速巡航系统后，汽车按照设定的速度匀速率行驶。如图所示，一汽车定速巡航通过路面，其中段为平直上坡路面，段为水平路面。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化。下列说法正确的是（　　）
A．在段，汽车的输出功率增大 B．在段，汽车的输出功率减小
C．汽车在段的输出功率比在段的大 D．汽车在段的输出功率比在段的小
11．（2021·福建省福清第一中学高三期中）质量为m的物体P置于倾角为θ1的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑轻质定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率v水平向右做匀速直线运动。如图所示，小车与滑轮间的细绳和水平方向的夹角为θ2，重力加速度为g。下列判断正确的是（　　）
A．物体P做匀速直线运动
B．绳的拉力大于mgsinθ1
C．此时物体P的速率为vcosθ1
D．此时绳的拉力对P做功的功率等于mgvsinθ1cosθ2
二、填空题
12．（2021·广东潮州·高一期末）质量为 2kg 的小球从高空自由下落，5秒后落地则该小球下落1秒末时的重力做功率是____________，下落的前3秒内重力做功的功率又是多少______________（忽略空气阻力，g取10m/s2）
13．（2022·福建师大附中高一期末）快递员驾驶电动车配送货物，人和车的质量为250kg，货物的质量为50kg，送货和返回过程电 动车的v-t图像如图所示，两过程中电动车都是先匀加速启动，后保持额定功率行驶。已知电动车受到的阻力与其总重力成正比，匀加速的最大速度均为2.4m/s,则送货过程电动车匀加速运动的加速度为_______m/s2，电动车的额定功率为_______W. （g取10m/s2）
14．（2021·江苏·阜宁实验高中高二学业考试）如图所示，AB是半径为R的 圆弧轨道，B点的切线在水平方向，且B点距离水平地面高度为h，有一物体（可视为质点）从A点由静止开始滑下，到达B点时，对轨道的压力为其所受重力的2倍（重力加速度为g）。物体落地时重力的瞬时功率为________。（结果均用题中字母表示）
三、解答题
15．（2022·重庆八中高三阶段练习）跳台滑雪是北京冬奥会的比赛项目之一。如图所示，质量为m的运动员从着陆坡顶端A处水平飞出，经过一段时间，落在着陆坡上的B处，A、B之间的距离为l，着陆坡的倾角为。运动员可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）运动员从A处水平飞出的初速度大小；
（2）运动员刚落在B处时的重力的功率。
16．（2019·四川成都·高一期末）滑雪是一项非常刺激的运动项目，位于大邑县的西岭雪山有一大型滑雪场，如图所示，假设一位质量m=50kg的滑雪运动员（包括滑雪板和所有装备）从高度h=960m的顶端无初速滑下。斜坡的倾角θ=37°，滑雪板与雪面间的动摩擦因数μ=0.5。则运动员滑至坡底的过程中（不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）合力做的功；
（2）下滑过程中重力的平均功率。
17．（2021·四川省广安代市中学校高一阶段练习）如图所示，位于水平面上的物体A，在斜向上的恒定拉力作用下，由静止开始向右做匀加速直线运动。已知物体质量为10kg，F的大小为100N，方向与速度v的夹角为37°，物体与水平面间的动摩擦因数为，g=10m/s2。求：
（1）第2s末，拉力F对物体做功的功率是多大；
（2）从运动开始，物体前进12m过程中拉力对物体做功的功率。（，）
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．C
3．C
4．C
5．C
6．B
7．C
8．B
9．B
10．C
11．B
12． 200W 300W
13． 0.4 720
14．
15．（1）；（2）
16．（1）；（2）
17．（1）960W；（2）480W
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