鲁科版（2019）必修第二册1.2功率同步练习（word版含答案）

鲁科版 （2019）必修第二册 1.2 功率 同步练习
一、单选题
1．一质量为1 kg的物体（视为质点）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．0～2 s内外力的平均功率是5 W
B．第2 s内外力所做的功是4 J
C．第2 s末外力的瞬时功率最大
D．第1 s末与第2 s末外力的瞬时功率之比为9∶4
2．将质量m=0.2 kg的小球以水平速度v0=3 m/s抛出，不计空气阻力，g取10 m/s2，下列说法中正确的是（　　）
A．抛出后0.4 s内重力对小球的功1J B．抛出后0.4 s时重力的功率10W
C．抛出后0.4 s内重力的平均功率5W D．抛出后0.4 s内小球速度变化量4m/s，方向竖直向下
3．我国高铁动车技术世界领先．一辆型动车组的总质量，额定输出功率为。假设该动车组在水平轨道上运动时的最大速度为，受到的阻力与速度v满足，g取。下列说法正确的是（　　）
A．该动车组以最大速度行驶时的牵引力为
B．从题中给出的数据可算出
C．以额定功率行驶、速度为最大速度一半时，动车组的加速度为
D．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
4．在距离不太远的情况下，亲子电动车（如图）是很多家长接送小学生的选择，亲子电动车一般限制时速不能超过25公里/小时，图为某电动车起步时的速度随时间变化的图像，下列说法正确的是（　　）
A．0~5s内电动车的位移为15m
B．t=5s时电动车的加速度为1.2m/s2
C．0~5s内电动车的平均速度大于3m/s
D．在起步过程中电动车的功率是一定的
5．实际生活中，大货车司机通常采用换档的方式使车辆“爬坡”，这样做的目的是（　　）
A．减小速度，增大牵引力
B．减小速度，减小牵引力
C．增大速度，减小牵引力
D．增大速度，增大牵引力
6．质量为m的汽车沿平直的公路行驶，在时间t内，以恒定功率P由静止开始经过距离s达到最大速度vm。已知汽车所受的阻力Ff恒定不变，则在这段时间内发动机所做的功W可用下列哪些式子计算（　　）
A． B． C． D．
7．关于功和功率的概念，下列说法中正确的是（　　）
A．因为功有正负，所以功是矢量
B．力对物体不做功，说明物体一定无位移
C．汽车以额定功率上坡时，需换成高速档位
D．汽车以额定功率上坡时，需换成低速档位
8．以下说法中正确的是（　　）
A．静摩擦力只能做负功
B．力对物体做功越快，力的功率一定越大
C．合外力不做功，物体必定做匀速直线运动
D．在相同的时间内作用力与反作用力做的功一定是绝对值相等，一正一负
9．某飞艇在平流层匀速飞行时，其所受阻力与速度成正比。已知当飞艇以速度匀速飞行时，动力系统的输出功率为P，现将动力系统的输出功率提高至原先的k倍，一段时间后飞艇最多能加速至，则有（　　）
A． B． C． D．
10．一个质量为的物体做自由落体运动，经历时间，重力加速度为，则下列说法正确的是（　　）
A．时间内重力对物体做功为
B．时间内重力的平均功率为
C．时刻与时刻重力的瞬时功率之比为
D．前时间内与后时间内重力的平均功率之比为
11．如图所示的是当车以的速率匀速行驶时，发动机和传动与驱动系统内的功率分配关系。其中，水泵的功率始终恒定，传动与变速等内部器件因摩擦而损耗的功率与汽车的行驶速率成正比。汽车行驶时所受空气阻力与行驶速率的关系为（k为恒量）。地面的摩擦力大小恒定。若该汽车发动机的最大输出功率，则在汽车速度为v0时能产生的最大牵引力F大小为（　　）
A．500N B．850N C．7150N D．7500N
12．一小球从高空由静止开始自由下落，从下落时刻开始计时，不计空气阻力。若用a、v、t、h、P分别表示小球的加速度、速度、时间、下落高度、重力的瞬时功率，则如图所示图像正确的是（　　）
A． B． C． D．
13．将一质量为m的小球以初速度从倾角为的斜坡顶向外水平抛出，并落在斜坡上，那么当它击中斜坡时重力做功的功率为（　　）
A． B． C． D．
14．一辆玩具赛车在水平直线跑道上由静止开始以的恒定功率加速前进，赛车瞬时速度的倒数和瞬时加速度的关系如图所示，已知赛车在跑道上所受到的阻力不变，赛车到达终点前已达到最大速度。下列说法中正确的是（　　）
A．赛车做加速度逐渐增大的加速直线运动
B．赛车的质量为
C．赛车所受阻力大小为
D．赛车速度大小为时，加速度大小为
15．质量的金属小球，从空中某点由静止开始自由下落，经2s落地。该过程中空气阻力不计，，则小球在下落过程中重力的平均功率为（　　）
A．1W B．2W C．10W D．20W
二、填空题
16．质量为M千克的汽车在平直公路上以速度v米/秒匀速行驶，汽车所受阻力是车重的K倍，这时汽车发动机的输出功率为________；若汽车的额定功率为P瓦，则汽车行驶的最大速度为________。
17．雪豹的心脏每跳一次输送的血液，设雪豹心脏主动脉内径为2cm，血压（可看作心脏压送血液的压强）的平均值为，心跳每分钟60次，则雪豹心脏的平均功率为___________W，血液从心脏流出的平均速度约___________。
18．从高为30m空中以40m/s的初速度沿着水平方向抛出一个重为10N的物体，不计空气阻力，取g=10m/s2，则：在抛出后2s内重力的功率是______；在抛出后2s时重力的功率是______。
三、解答题
19．如图1所示，一质量为15kg的孩子滑滑梯的情景，图2为滑梯的示意图，已知滑梯的高度hAC=3m，斜面AB的长度l=5m，斜面的滑动摩擦系数，现孩子（视为质点）从滑梯顶端A点，静止下滑，沿着斜面AB加速下滑到滑梯底端B处，求∶
（1）滑滑梯过程中重力对孩子做功；
（2）滑滑梯过程中重力的平均功率；
（3）孩子滑到底端时，重力的功率。
20．质量为kg的汽车，在水平路面上由静止开始运动，汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为2000N，汽车发动机的额定输出功率为W，开始时以的加速度做匀加速运动，取重力加速度。求：
（1）汽车所能达到的最大速率；
（2）汽车做匀加速运动的时间。
21．如图所示，用竖直向上的拉力F提升原来静止的质量的物体，使其以的加速度匀加速竖直上升，不计其他阻力，，求开始运动的内：
（1）物体重力做的功；
（2）拉力F做的功；
（3）物体合外力做功的平均功率。
22．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。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
AB．0～1 s内，物体的加速度
物体在0～1 s内的位移
1 s末的速度是
第2 s内的加速度是
第2 s内的位移
x2=v1t2+a2=3×1 m+×1×1 m=3.5 m
0～2 s内外力F对物体做的功
可知0～2 s内外力的平均功率
P== W=4 W
A错误；
第2 s内外力做功
B错误；
CD．第1 s末外力的功率是
第2 s末物体的速度
外力的功率
可知第2 s末外力功率不是最大，第1 s末和第2 s末外力的瞬时功率之比是9∶4，C错误，D正确。
故选D。
2．D
【详解】
A．依题意，小球做平抛运动，抛出后0.4 s内下落的高度为
重力对小球的功
联立，可得
故A错误；
B．抛出后0.4 s时，小球的竖直分速度为
此时重力的功率可表示为
联立，可得
故B错误；
C．抛出后0.4 s内重力的平均功率为
联立，可得
故C错误；
D．抛出后0.4 s内小球速度变化量为
解得
故D正确。
故选D。
3．C
【详解】
A．最大速度为
根据
得该动车组以最大速度行驶时的牵引力为
故A错误；
B．当牵引力与阻力相等时，速度最大，则
解得
故B错误；
C．匀速行驶的速度为
阻力为
牵引力为
由牛顿第二定律
解得
故C正确；
D．匀速行驶时牵引力和阻力相等，得
故D错误。
故选C。
4．C
【详解】
A．由面积法可知0~5s内电动车的位移大于15m，故A错误；
B．5s内的平均加速度大小为，t=5s时电动车的加速度小于，故B错误；
C．0~5s内电动车的平均速度大于3m/s，故C正确；
D．由图可知开始时速度为0，所以功率=0，5s之后加速a逐渐趋于0，所以F逐渐趋于恒定，功率也逐渐趋于稳定值，所以在起步过程中电动车的功率是变化的，故D错误。
故选C。
5．A
【详解】
AB．发动机功率P一定时，由功率公式P=Fv，知，减小速度，会增大牵引力，便于“爬坡”，故A正确，B错误；
CD．上坡时，需要增大牵引力。P一定，由公式P=Fv，知上坡时减小速度，可以增大牵引力，故CD错误。
故选A。
6．C
【详解】
AD．汽车从静止到最大速度的过程中，由动能定理可知
故AD错误；
BC．速度达到最大时，牵引力等于Ff
发动机的功率恒定，经过时间t，发动机做的功
W＝Pt
联立可得
故B错误，C正确。
故选C
7．D
【详解】
A．功是标量，正负表示动力还是阻力做功，故A错误；
B．力对物体不做功，可能力的方向始终与位移方向垂直，故B错误；
CD．汽车以额定功率上坡时，P一定，由公式
P=Fv
可知上坡时需换成低速档位，从而减小速度，来增大牵引力，故D正确。
故选D。
8．B
【详解】
A．静摩擦力方向与相对运动方向相反，当静摩擦力的方向和运动方向相同时，静摩擦力做正功，A错误；
B．功率是反映做功快慢的物理量，力对物体做功越快，力的功率一定越大，B正确；
C．合外力不做功，物体不一定做匀速直线运动，也可能做匀速圆周运动，C错误；
D．一对作用力和反作用力的作用点的位移可能同向，也可能反向，大小可以相等，也可以不等，故一对作用力和反作用力做功不一定相等，故相互作用力做功之和不一定为零，故D错误。
故选B。
9．A
【详解】
设阻力与速度的比例系数为，当速度为时
现将动力系统的输出功率提高至原先的k倍，则有
联立可得
故A正确，BCD错误。
故选A。
10．B
【详解】
A．时间内物体下落高度为
重力对物体做功为
故A错误；
B．时间内重力的平均功率为
故B正确；
C．时刻与时刻重力的瞬时功率之比为
故C错误；
D．前时间内的位移
后时间内的位移
由
前时间内与后时间内重力的平均功率之比为
故D错误。
故选B。
11．C
【详解】
汽车速度为v0时，汽车的输出功率一部分分配为水泵功率和器件摩擦功率，余下的功率提供牵引力，则有
故选C。
12．C
【详解】
A．小球做自由落体运动，其加速度等于重力加速度g，不随时间变化，故A错误；
B．根据自由落体运动的规律可得，小球的速度v=gt，可知速度与时间成正比，故B错误；
C．根据自由落体运动的位移-时间关系可得h=gt2，解得
可知与t成正比，故C正确；
D．重力的瞬时功率
P=mgv=mg
P与成正比，故D错误。
故选C。
13．C
本题考察平抛加斜面的运动问题和功率的计算。
【详解】
小球从斜面顶点落到斜面上，位移偏向角等于斜面倾角θ，如图

则有
速度偏向角β
位移偏向角与速度偏向角的关系
则
重力的功率
故选C。
平抛加斜面的运动问题，从斜面上平抛出落到斜面上，位移的偏向角等于斜面倾角。本题用到平抛运动的二级结论：速度偏向角正切值是位移偏向角的2倍。瞬时功率的计算式（θ是F与v的夹角）。
14．C
【详解】
由牛顿第二定律
可知赛车做加速度逐渐减小的加速直线运动，根据公式整理得
可见图象的斜率恒定为，与纵轴的截距为，结合图象可得
解得
代入解得
故C正确，ABD错误。
故选C。
15．C
【详解】
金属小球2s内下落距离
重力做功
求得
C正确.
故选C。
16． 瓦 米/秒
【详解】
[1]汽车发动机的输出功率为
[2]若汽车的额定功率为P瓦，则当汽车行驶的速度最大时
F=KMg
则
17． 6
【详解】
[1]设雪豹的心脏每跳一次输送的血液距离为L，血管的截面积为S，则心脏每跳一次需做的功为
心跳每分钟60次，则心脏工作的平均功率为
[2]主动脉横截面积为
每秒压送血液量为
血液从心脏流出的平均速度为
18． 100W 200W
【详解】
[1]抛出后2s内下落的高度为
重力做功为
2s内重力的功率是平均功率为
[2]后在重力方向的速度为
2s时重力的功率是瞬时功率为
19．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）滑滑梯过程中重力对孩子做功
（2）孩子沿着斜面AB加速下滑的加速度
根据得滑到滑梯底端B处的时间
则滑滑梯过程中重力的平均功率
（3）孩子滑到底端时的速度
竖直方向的分速度
则滑到底端时重力的功率
20．（1）15m/s；（2）10s
【详解】
（1）汽车达到最大速度时，加速度为零，此时牵引力等于阻力，故所能达到的最大速度
（1）根据牛顿第二定律有
解得
汽车匀加速能达到的最大速度
解得匀加速运动的时间为
21．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）3s内物体上升的高度为
物体重力做的功为
（2）根据牛顿第二定律可得
解得
则拉力做功为
（3）内合外力做功为
平均功率为
22．（1）；（2）
【详解】
（1）设无人机从静止开始上升过程中，在升力作用下的加速度大小为，上升的高度为，关闭动力后，上升阶段的加速度大小为，上升的高度为，整个过程上升的最大高度为H，则有
，
关闭动力后，对无人机有
上升的高度为
又
联立解得
（2）无人机从最大高度处运动到地面的过程中，由动能定理有
匀减速上升阶段的运动时间
整个过程的运动时间为
上升过程中动力做的正功为
则整个过程动力的平均功率为
联立解得
答案第1页，共2页
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