1.2功率 自主提升过关练(Word版含答案)

1.2功率 自主提升过关练（含解析）
一、选择题
1．空间太阳能电站建设也称“逐日工程”。在地球同步轨道上，太阳光的能量密度要比地球表面高得多，大约是。能量密度用国际单位制基本单位表示为（　　）
A． B． C． D．
2．如图甲所示，用起重机起吊质量为的重物，重物上升过程中速度的平方与上升高度的关系图像如图乙所示，重力加速度为，则重物上升过程中，下列说法正确的是（　　）
A．重物加速上升的时间为
B．起重机对重物做功的最大瞬时功率为
C．重物上升过程中，克服重力做功的平均功率为
D．重物加速上升时，起重机对重物做正功，减速上升时，起重机对重物做负功
3．据报道，山东将持续加大高铁建设力度，规划到2022年，全省高铁建成和在建里程达到3900千米，不仅让老百姓的出行更加方便，也将推动各地经济文化技术交流。现有一列质量为m的动车，从静止开始，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度vm，设动车行驶过程所受到的阻力f保持不变。动车在时间t内（　　）
A．动车启动过程所受合外力不变
B．动车位移为s＝
C．平均速度为
D．动车先做匀加速运动后做加速度减小的加速运动
4．一质量为50kg的人乘电梯上楼，当电梯匀速上升的速度为3m/s时，电梯对人做功的功率为（取重力加速度为10m/s2）（ ）
A．50 W B．1500W C．1800 W D．5400 W
5．一辆汽车沿平直公路行驶，牵引力大小恒为。当汽车的速度大小为时，牵引力的功率为（　　）
A． B． C． D．
6．战国时期墨家的著作《墨经》记载了利用斜面提升重物可以省力的方法。如图所示，倾角、长为1m的斜面固定在水平地面上，质量为80kg的滑块静置于斜面底部A处，滑块与斜面之间的动摩擦因数为0.5，现用恒力F沿斜面将滑块拉到斜面顶端B处时，滑块速度大小为1m/s，重力加速度g取，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。将滑块沿斜面拉到距斜面底部0.25m处时拉力F的功率为（　　）
A．260W B．420W C．180W D．360W
7．一质量为1kg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作用，如图所示，下列判断正确的是（　　）
A．0～2s内外力的平均功率是6W
B．第2s内外力所做的功是4J
C．0～2s内外力做的总功为4J
D．第1s末与第2s末外力的瞬时功率之比为9：4
8．某种升降机的装置原理图如图所示，各钢绳保持竖直方向，升降机上方的绳从左到右分别记为1、2、3、4、5，升降机只能在竖直方向运动．已知升降机和人的总质量为150 kg，配重A质量为200 kg，电动机的输出功率为1.2 kW，不计滑轮、钢绳的质量和所有摩擦力，当升降机向上匀速运动时（g取10 m/s2）（　　）
A．升降机的速度大小与配重A的速度大小相等
B．绳3和绳4对升降机的拉力相等
C．升降机向上匀速运动的速度为2.4 m/s
D．配重A通过绳对升降机做的功比电动机对升降机做的功少
9．质量为1 kg的物体由静止下落5 m的过程中，重力做功的平均功率为（g取10 m/s2，不计空气阻力）（　　）
A．5 W B．10W C．50 W D．100 W
10．随着时速高达350公里的“复兴号”动车组高铁列车投入运营，中国已成为世界上高铁商业运营速度最快的国家。假设“复兴号”受到的阻力大小正比于它速率的二次方，如果“复兴号”动车组发动机的输出功率变为原来的8倍，则它的最大速率变为原来的（　　）
A．2倍 B．倍 C．4倍 D．8倍
11．遥控无人机在无风的晴朗天气里沿水平方向匀速飞行，场景如图所示。无人机支架平面与水平面的夹角为，受到的空气阻力大小（其中k为常量，v是飞行速度的大小），无人机的质量为m，则机翼旋转产生的升力的机械功率为（　　）
A． B．
C． D．
12．“雷风行”电动车是时下流行的共享代步工具。一质量为40kg的女教师骑着质量为20kg的“雷风行”电动车以3m/s2的加速度启动，沿水平路面直线前行。已知“雷风行”电动车与路面间的动摩擦因数为0.1，所用电机铭牌标有“80V 5A"字样，电机线圈电阻为，重力加速度大小为g= 10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．电机正常工作时的输出功率为400W
B．电动车允许运行的最大速度为6m/s
C．当运行速度为1 m/s时，电机消耗的电功率为240 W
D．电动车匀加速持续的时间为0.5s
13．质量m=2000kg的汽车，其发动机的额定功率，汽车在某一段水平路面上行驶时受到的阻力。若汽车从静止开始沿水平路面以加速度匀加速启动，经3s达到的功率为，之后保持该功率不变，再经一段时间汽车以速度匀速行驶。下列说法正确的是（　　）
A．汽车匀加速运动阶段的牵引力
B．汽车匀加速运动阶段的牵引力
C．的大小为18m/s
D．的大小为25m/s
14．大型汽车上坡时，司机一般都将变速挡换到低速挡位上，而小型汽车上坡时，司机一般加大油门，这样做主要是为了（　　）
A．节省燃料 B．后者使汽车获得较大的功率
C．前者使汽车获得较大的牵引力 D．后者使汽车获得较小的牵引力
15．如图所示，质量m=2kg的木块A叠放在质量M=4kg足够长的木板B上，木板B的右端通过细绳与电动机连接，t=0时在电动机带动下AB一起由静止向右做加速度为1m/s2的匀加速运动，经2s绳突然断裂，不考虑绳断对物体速度影响，已知A、B间动摩擦因数为0.2，木板B与地面间动摩擦因数为0.4。则下列说法正确的是（　　）
A．t=1s时电动机输出功率为30W
B．绳断后木板B减速过程中加速度大小为7m/s2
C．为使物块A不从木板上落下，开始运动时物块A距木板右端距离最小值为0.6m
D．该过程中绳的拉力做的总功为15J
二、解答题
16．一个质量的物体与水平地面间滑动摩擦系数，受到一个大小为且与水平方向成的斜向上拉力作用后从静止开始运动，如下图所示。若拉力作用的时间，g取，，，求：
（1） 内拉力做的功；
（2） 末拉力做功的功率。
17．一质量m=1 kg的物体置于水平面上，t=0时物体的初速度大小v1=4 m/s，物体受到恒定的水平拉力作用，物体运动的速度v与时间t的关系图像如图所示，已知在t1=8 s时撤去水平拉力。求∶
（1）物体受到的摩擦力大小；
（2）在0~10 s内物体克服摩擦力所做的功；
（3）6 s末水平拉力的瞬时功率。
参考答案
1．B
【解析】
【详解】
根据公式、和可得
能量密度用国际单位制基本单位表示为
故选B。
2．C
【解析】
【详解】
A．由图像可以看出，重物加速阶段的位移是向上的0，图像斜率含义由匀变速直线运动规律
初速度等于零，带入可知斜率
图像斜率不变，所以重物是匀加速直线运动，加速度
加速阶段上升的时间
故A错误；
B．向上加速阶段，钢绳对重物的拉力大于重力，速度最大时钢绳拉力的功率大于，所以B错误；
C．重物上升过程中，匀速阶段时间
减速阶段与加速阶段图像对称，过程对称，所以时间
克服重力做功的平均功率为
故C正确；
D．重物加速上升和减速过程，起重机对重物的拉力向上，与速度方向相同，一直做正功，故D错误。
故选C。
3．B
【解析】
【详解】
A．动车的功率恒定，根据
P＝Fv
可知v增大，动车的牵引力减小，受到的合力
F合＝F﹣f
将减小，A错误；
B．在整个运动过程中，根据动能定理可得
解得
B正确；
CD．根据牛顿第二定律可知
F﹣f＝ma
由于牵引力F减小，则动车的加速度减小，所以动车做加速度减小的变加速运动，其平均速度，CD错误。
故选B。
4．B
【解析】
【详解】
电梯匀速上升，由平衡条件可知，电梯对人的作用力
F = mg = 500N
由功率公式得
P = Fv = 1500W
故B正确，ACD错误。
故选B。
5．A
【解析】
【详解】
根据公式可知，牵引力的功率为
故BCD错误A正确。
故选A。
6．B
【解析】
【详解】
对滑块受力分析，根据牛顿第二定律有
根据运动学公式有
联立解得
F＝840N，
将滑块沿斜面拉到距斜面底部0.25m处时，速度大小为
则此时拉力的功率为
故选B。
7．D
【解析】
【详解】
AC．0-1s内，物体的加速度
则质点在0-1s内的位移
1s末的速度
第2s内物体的加速度
第2s内的位移
物体在0-2s内外力F做功的大小
可知0-2s内外力的平均功率
故AC错误；
B．第2s内外力做功的大小
故B错误；
D．第1s末外力的瞬时功率
第2s末的速度
则外力的瞬时功率
第1s末和第2s末外力的瞬时功率之比为9：4，故D正确。
故选D。
8．C
【解析】
【详解】
A．根据滑轮组的特点可知，配重A在相同时间内移动的距离是升降机移动距离的一半，所以升降机的速度大小与配重A的速度大小之比为2∶1，A错误；
B．绳3的拉力与绳2的拉力大小相等，都是配重A重力的一半，即1000 N，对升降机受力分析知，受绳3的拉力、绳4的拉力以及升降机和人的总重力，因为升降机向上匀速运动，所以受力平衡，故绳4的拉力为1500 N－1000 N＝500 N，绳3和绳4对升降机的拉力不相等，B错误；
C．根据
得
C正确；
D．配重A通过绳对升降机做的功的功率为
所以配重A通过绳对升降机做的功比电动机对升降机做的功多，D错误。
故选C。
9．C
【解析】
【分析】
【详解】
根据
运动时间
由功的定义
W=mgh=1×10×5=50J
重力做功的平均功率为
故选C。
10．A
【解析】
【详解】
由题意可得
当动车组以最大速率行驶时，发动机的牵引力与动车组受到的阻力大小相等，满足
由此可知，如果动车组发动机的输出功率变为原来的8倍，则它的最大速率变为原来的2倍。
故选A。
11．D
【解析】
【详解】
设无人机在水平向右匀速运动，对无人机受力分析如图，根据受力平衡条件可得
联立可得
v=
则机翼旋转产生的升力的机械功率
=
故ABC错误，D正确。
故选D。
12．BD
【解析】
【详解】
A．电机正常工作时的输出功率
故A错误；
B．当加速度为零时，即
此时行驶速度最大，且
得
故B正确；
C．由
得
但这是电机的输出功率，实际消耗的功率还包括线圈的发热功率，故电动机的电功率大于240W，故C错误；
D．匀加速阶段，根据牛顿第二定律有
电机的输出功率随速度的增加而增大，当功率增加到额定功率P时，匀加速结束，并由
得匀加速持续时间为
故D正确。
故选BD。
13．BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB．根据
解得
A错误B正确；
CD．经3s达到的速度
此时发动机的功率
则汽车匀速行驶速度
D错误C正确。
故选BC。
14．BC
【解析】
【分析】
【详解】
根据
P=Fv
可知，大型汽车上坡时，司机将变速挡换到低速挡位上是为了增大牵引力；而小型汽车上坡时，司机一般加大油门，是为了使汽车获得较大的功率。
故选BC。
15．AC
【解析】
【详解】
A．对A、B运动的前2s，由牛顿第二定律
解得
F=30N
1s末A、B的速度
则运动1s时电动机输出功率为
P=Fv1=30W
A正确；
B．2s后，对A，由牛顿第二定律
对B
解得
B错误；
C．2s末绳断时A、B速度
v=at=2m/s
之后A、B运动的总位移
所以
C正确；
D．该过程中绳的拉力做的总功
D错误。
故选AC。
16．（1）960J；（2）960W
【解析】
【详解】
（1）受力如图
竖直方向，根据平衡条件可得
由牛顿第二定律
解得
由位移公式可得
2s内拉力做的功
（2）2s末速度
末拉力做功的功率
17．（1）4 N；（2）224 J；（3）31.5 W
【解析】
【分析】
【详解】
（1）根据题图可知，8 s~10 s内物体的加速度大小
a==4 m/s2
该时间段已经撤去拉力，故物体只受摩擦力，根据牛顿第二定律，物体受到的摩擦力大小
f=ma
解得
f=4 N
（2）根据题图可知，0~10 s内物体的位移大小
x=×8 m+×2 m=56 m
0~10 s内物体克服摩擦力所做的功
Wf=fx
解得
Wf=224 J
（3）0~8 s内物体的加速度大小
a'==0.5 m/s2
6 s时的速度大小
v=v1+a't2=7 m/s
根据牛顿第二定律有
F-f=ma'
解得
F=4.5 N
6 s时水平拉力的瞬时功率
P=Fv=31.5 W
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