4.2 功率 课时作业训练
一、单选题
1.(2022届浙江省高三(下)3月高考选考物理试题)为了测量自己骑自行车时的功率,小明找来一辆自行车(如图所示)在某段斜坡上进行实验.当小明骑车下坡时,刚好在不踩踏板的情况下可以匀速行驶;当小明上坡时,他从坡底出发在20s时间内匀速蹬脚踏板16圈到达坡顶。通过查阅相关资料发现,该自行车的踏板每转动一圈,车后轮相对转轴转动3圈,后轮直径为61cm,自行车质量为15kg,该斜坡与水平面的倾角为3o;已知小明质量为60kg,重力加速度,,假设小明骑车上坡和下坡过程中轮胎与路面间产生的热量相等。根据上述数据,可求得小明骑车上坡时做功的功率约为( )
A.170W B.340W C.510W D.680W
2.(2022·河北唐山·一模)如图所示,一个质量为m的小球以初速度水平抛出,当小球速度与水平方向夹角为53°时,重力加速度取g,,,重力的瞬时功率为( )
A. B. C. D.
3.(2021·辽宁·高三阶段练习)2020年年底,世界最长的跨海峡公铁两用大桥——平潭海峡公铁两用大桥全面通车。由福州开往平潭的D55905次试运行动车从福州站由静止沿平直的路线启动过程的加速度a与位移x的关系图像如图所示,则( )
A.动车位移为x1时的速度大小为a0x1
B.动车位移为x2时的速度大小为
C.动车在0~x1过程中所经历的时间为2
D.动车在x1~x2过程中所经历的时间为
4.(2022·全国·高三专题练习)一质量为1500kg的汽车,在平直路面上从静止开始在1500N的合外力作用下以恒定加速度启动,当速度达到20m/s时功率达到额定功率,接着以额定功率继续加速,最后以30m/s的最大速度匀速运动,整个运动过程中汽车所受阻力恒定,下列说法正确的是( )
A.汽车的额定功率为80kW
B.汽车的额定功率为90kW
C.汽车受到的阻力大小为2000N
D.汽车受到的阻力大小为4000N
5.(2022·全国·高三专题练习)如图所示为质量为m的汽车在水平路面上启动过程的v﹣t图象,Oa为过原点的倾斜直线,ab段是汽车以额定功率行驶时的加速阶段速度随时间变化的曲线,bc段是与ab段相切的水平直线。整个启动过程中阻力恒为f,则下列说法正确的是( )
A.0~t1时间内汽车牵引力
B.0~t1时间内汽车以恒定功率做匀加速运动
C.t1~t2时间内汽车的平均速度为
D.t1时刻汽车的牵引力小于t2时刻汽车的牵引力
6.(2021·北京海淀·高二学业考试)蹦床运动是极具技巧性和观赏性的项目,具有弹性的蹦床可以简化成下端固定的竖直放置的轻弹簧,用小球替代运动员,如图所示。运动员从最高点A点由静止下落,当他经过B点时,此时弹簧恰好处于自由状态,C点是运动过程的最低点。在整个竖直运动过程中,弹簧始终处于弹性限度内,空气阻力忽略不计。运动员从A点运动到B点的过程中,他所受重力的瞬时功率( )
A.越来越大 B.越来越小
C.保持不变 D.先增大,再减小
7.(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
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·全国·高三专题练习)质量为1kg的物体在t=0时刻从一足够高的某位置由静止释放,在1s末给物体施加一个竖直向上大小为20 N的恒力,则(忽略空气阻力,重力加速度g=10 m/s2)( )
A.前2 s内重力做功为0 J B.前2 s内重力的平均功率为0 W
C.第2 s末重力的功率为0 W D.第1 s末重力的功率为50 W
10.(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
11.(2020·广东·揭阳市揭东区教育局教研室高一期末)汽车在平直公路上以v0匀速行驶,因前方路况不好,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小为原来的一半,并保持该功率继续行驶,设汽车行驶过程中,所受阻力恒定,下列说法正确的是( )
A.汽车先做加速度增大的减速运动,之后再匀速行驶
B.汽车先做加速度减小的减速运动,之后再匀速行驶
C.汽车最后匀速行驶时的速度大小为0.25v0
D.汽车最后匀速行驶时的速度大小为0.5v0
二、填空题
12.(2022·福建莆田·一模)悬崖速降是选择崖面平坦,高度适合的崖壁,用专业的登山绳作保护,由崖壁主体缘绳下滑,从崖顶下降到崖底的一种运动,如图所示,某次速降可视为竖直方向的直线运动,速降者先从静止开始做匀加速运动至,接着匀速运动了,之后做匀减速运动,到达地面时速度恰好减为零,总共历时,若速降者及装备的总质量为,运动方向始终竖直向下,取重力加速度大小,则速降者下降的起点距地面的高度为________m,在整个下降过程中,速降者及装备所受重力的最大功率为_______W。
13.(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)
14.(2021·湖南郴州·高一期末)静止在光滑水平面上的物体,在水平恒力的作用下,经过的时间沿直线运动了的距离。在这段时间里,恒力对物体所做的功为______,平均功率为______。
三、解答题
15.(2022·浙江·丽水第二高级中学高三阶段练习)在我国四川大凉山腹地,有一个悬崖村,它坐落在海拔1600米的悬崖顶上,交通十分不便,人均收入几乎为零,为了争取早日脱贫攻坚任务,当地政府与京东展开合作。村民们可以利用无人机(如下图)将山里的特产送下山,也可以利用无人机运输急救药品和生活必需品。某次无人机在基地进行物流配送与飞行测试。实验中该无人机空载先从地面由静止竖直向上匀加速起飞,上升到100m高度时无人机速度达到最大速度20m/s,随后以等大加速度减速正好到达目标所在位置。当无人机满载物品后,先以加速度匀加速下降。已知无人机在飞行测试阶段受到的空气阻力为重力的0.1倍,己知该无人机的空载质量为80kg,有效载荷为20kg,求:
(1)无人机从静止到目标所在位置的时间;
(2)在空载上升阶段中,当无人机速度达到最大速度20m/s瞬间,无人机发动机的输出功率;
(3)满载后,无人机从目标所在位置回到地面时,当达到最大速度20m/s后匀速飞行5s,最后匀减速直线运动回到地面速度恰好为零,求减速阶段无人机的升力。
16.(2022·河北·高三专题练习)在一次无人机飞行演练中,某同学操控自己设计的遥控无人机由地面从静止开始在26N的恒定动力作用下竖直向上运动,6s后关闭动力,无人机上升的最大高度为19.5m,上升到最大高度后该同学操控无人机下落,经6.5s返回地面时速度刚好减为零,已知无人机质量为2kg,空气阻力恒定,g取,求:
(1)空气阻力的大小;
(2)整个运动过程中动力的平均功率。
17.(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。
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参考答案:
1.B
2.C
3.D
4.B
5.A
6.A
7.B
8.B
9.C
10.B
11.BD
12. 60 1500
13.
14. 18 9
15.(1);(2);(3)
16.(1);(2)
17.(1);(2)
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