必修第二册1.2功率同步练习 （word版含答案）

必修第二册 1.2 功率 同步练习
一、单选题
1．如图所示、一小球由轻质细绳悬挂于天花板上，从某一位置由静止自由摆至最低点，则此过程中（　　）
A．重力的功率先变大再变小
B．重力的功率变大
C．绳子拉力的功率先变大再变小
D．绳子拉力功率变大
2．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
3．汽车在研发过程中都要进行性能测试，如图所示为某次测试中某型号汽车的速度与拉力大小倒数的图像。已知汽车在平直路面上由静止启动，平行于轴，反向延长过原点。已知阻力是车重的0.2倍，汽车质量为，下列说法正确的是（　　）
A．汽车由b到c过程做匀加速直线运动
B．汽车从a到b持续的时间为4s
C．汽车额定功率为50kW
D．汽车能够获得的的最大速度为为12m/s
4．质量为的汽车启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为，且行驶过程中受到的阻力大小一定。当汽车速度为时，汽车做匀速运动；当汽车速度为时，汽车的瞬时加速度大小为（　　）
A． B． C． D．
5．五菱宏光汽车广受车友们的爱戴，被称为“中国神车”。某型号的五菱汽车发动机铭牌如图所示，该汽车在水平路面上启动的过程中，保持发动机的输出功率恒为最大净功率，假定汽车受到的总阻力大小恒为1800N。下列说法正确的是（　　）
A．汽车启动的过程中，发动机提供的牵引力恒为1800N
B．汽车匀速行驶时，发动机提供的牵引力为1800N
C．汽车启动过程中，速度为30m/s时合力为2000N
D．汽车启动过程中，所能达到的最大速度为33.3km/h
6．将两个质量相同的物体从同一高度分别自由下落和水平抛出。当它们落到地面上时，下列说法正确的是（　　）
A．落地时重力的瞬时功率相同
B．运动全过程中重力做的功不同
C．落地时速度相同
D．运动全过程中重力的平均功率不同
7．有一辆质量为170 kg、额定输出功率为1200 W的太阳能实验汽车，安装有约2m2的太阳能电池板和蓄能电池，电池板在有效光照条件下单位面积输出的电功率为。已知地球表面每平方米接收太阳能的平均辐射功率为1.35kW，若驾驶员的质量为70 kg，在额定输出功率下汽车最大行驶速度为。假设汽车行驶时受到的阻力与其速率成正比（即，k为常数），则汽车（ ）
A．保持最大速度行驶1 h至少需要有效光照 5 h
B．仅用电池板提供的功率可获得4 m/s的最大行驶速度
C．以最大速度行驶时牵引力大小为600 N
D．该电池板在有效光照条件下的太阳能利用效率为3.56%
8．一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
9．秋千是中国古代北方少数民族创造的一种运动，因其设备简单，容易学习，故而深受人们的喜爱。如图所示，一小同学表演荡秋千，秋千板离拴绳子的横梁距离为2.5m，绳的质量忽不计，可视为质点的小同学和秋千踏板的总质量约为25kg。如果秋干板摆动经过秋千支架的正下方的最低位置时的速度大小是3m/s，则此时（　　）
A．小同学处于失重状态
B．小同学加速度大小为3.6
C．此时两根绳子承受的拉力大小共170N
D．小同学由最高点荡到秋千支架正下方的过程中，重力的功率始终在增大
10．气垫登陆艇，主要用于投送登陆部队，为滩头部队提供火力支援，另外也可以执行布雷任务，拥有强悍的运力。如图所示，某重型气垫船，自重达，最高时速为，装有额定输出功率为的燃气轮机。假设该重型气垫船在海面直线航行过程所受的阻力不变，下列说法正确的是（　　）
A．该重型气垫船在海面直线航行过程加速度一定保持不变
B．该重型气垫船在海面直线航行过程所受的阻力为
C．以最高时速一半的速度匀速航行时，气垫船所受的牵引力为
D．以最高时速一半的速度匀速航行时，气垫船发动机的输出功率为
11．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．
12．假设摩托艇受到的阻力的大小与它的速率的平方成正比。如果摩托艇的最大速率变为原来的2倍，则摩托艇发动机的输出功率变为原来的（　　）
A．2倍 B．4倍 C．8倍 D．12倍
13．起重机沿竖直方向匀速吊起重物，在时间内做的功为，则该起重机的功率为（　　）
A． B． C． D．
14．几辆汽车在水平路面上行驶，下列说法正确的是（　　）
A．汽车所受到的重力不做功
B．汽车所受到的合力做的总功一定比各个分力做的功大
C．速度大的汽车功率一定大
D．汽车的速度发生变化，其动能就一定发生变化
15．质量为1kg的物体由静止自由下落5m，运动的时间为1s，则在这个过程中重力做功的平均功率为（g取，不计空气阻力）（　　）
A．5W B．10W C．50W D．100W
二、填空题
16．如图所示是我国自主研发的全自动无人值守望远镜，安装在位于南极大陆的昆仑站，电力供应仅为 1×103W。这里的“W”是物理量__________的单位，用国际单位制基本单位的符号来表示 W，1W=_________。
17．如图所示，汽车在粗糙水平面上做匀加速直线运动的过程中，阻力f对汽车做_______（填“正功”或“负功”或“不做功”），牵引力F对汽车做________（填“正功”或“负功”或“不做功”）；牵引力F的瞬时功率将_________（填“增大”或“减小”或“不变”）。
18．辘轳的发明和使用体现了我国劳动人民的智慧。如图所示，辘轳主要由支架，卷筒，手柄等部分组成，井绳的一端绕在卷筒上，另一端系在水桶上，人通过转动手柄将木桶提起，水桶在上升过程中经历了加速、匀速和减速三个阶段，简要回答下列问题：
（1）在上述三个阶段中，哪个阶段绳子最容易断？为什么？______
（2）若装水的水桶总质量为20kg，在匀速阶段上升了20m，上升的速度为0.5m/s，g取10m/s2，该阶段水桶的重力势能变化量为______J，水桶的机械能变化量为______J，重力对水桶做功的功率大小为______W。
三、解答题
19．今年是我省“五水共治”全面铺开之年，一场气势恢宏、声势浩大的全民治水攻坚战在浙江大地全面打响，某地在“治污水”过程中，须对一污染井水进行排污处理，如图所示为用于排污“龙头”的示意图，喷水口距离地面高度h=1.25m，抽水机的效率η=70%，从距地面深为H=5m的井里抽水，使水充满喷水口，并以恒定的速率从该“龙头”沿水平喷出，喷水口的截面积为S=2cm2，其喷灌半径R=10m，已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3，不计空气阻力。求：
(1)污水从喷水口射出时的速率多大？
(2)在1s钟内抽水机至少对水所做的功？
(3)抽水机的电动机的最小输出功率为多少？
20．如图所示，质量为m=2kg的木块在倾角θ=37°的斜面上由静止开始下滑（斜面足够长），木块与斜面间的动摩擦因数为0.5。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2。求
（1）前2s内重力做的功；
（2）前2s内重力的平均功率；
（3）2s末重力的瞬时功率。
21．如图所示，滑板静止在水平轨道上，质量m＝2 kg，板长L＝0.6 m，左端A点到轨道上B点距离x＝6 m，滑板与轨道间的动摩擦因数μ＝0.2。现对滑板施加水平向右的推力F＝10 N，作用一段时间后撤去，滑板右端恰能到达B点，求：
（1）推力F作用的时间；
（2）推力F的最大功率。
22．汽车发动机的额定牵引功率为60kW，汽车的质量为5×103kg，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，试求：
（1）汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少；
（2）当汽车的加速度为2m/s2时速度多大；
（3）当汽车的速度为6 m/s时加速度多大；
（4）汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间；这段时间内牵引力做的功为多少。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
AB．小球由静止释放运动到最低点的过程中，速率一直增大，但在竖直方向分速度先增大后减小，因此重力的功率先变大再变小，故A正确，B错误；
CD．绳子拉力与速度方向一直垂直不做功，功率为0，故CD错误。
故选A。
2．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。
3．C
【详解】
A．由于图像斜率为定值，即
可知，发电机功率为定值，由牛顿第二定律可得
可得
所以，不变，增大，则加速度减小，故汽车由到过程做加速度减小的变加速直线运动，故A错误；
B．汽车从到牵引力不变，设为，阻力不变，汽车做匀加速直线运动，设加速度大小为，根据牛顿第二定律有
由图可知，牵引力
由图可知，当速度达到最大速度时，牵引力
联立并带入数据得加速度
设点的速度为，汽车从到持续的时间为
故B错误；
C．点时已经达到最大功率，则最大功率为
故C正确；
D．汽车能够获得的最大速度为
故D错误。
故选C。
4．A
【详解】
当汽车速度为时，汽车做匀速运动，则汽车受到的阻力
当汽车速度为时，汽车的牵引力
根据牛顿第二定律
汽车的瞬时加速度大小为
故A正确，BCD错误。
故选A。
5．B
【详解】
A．根据
汽车启动的过程中，速度增大，依题意汽车功率保持不变，所以发动机提供的牵引力应该减小。故A错误；
B．汽车匀速行驶时，有
故B正确；
C．设汽车启动过程中，速度为30m/s时，牵引力为，有
又
联立，可得
故C错误；
D．当汽车所受牵引力等于阻力时，速度达到最大，有
解得
故D错误。
故选B。
6．A
【详解】
A．两物体竖直方向都是自由落体运动，下落高度相等，由
知两者落地时竖直方向速度相等。重力瞬时功率为
两者质量又相同，所以落地时重力的瞬时功率相同，故A正确；
B．两者运动过程下落高度相同，重力大小相等，由
知重力做功相同，故B错误；
C．两者落地时竖直方向速度相同，平抛物体落地时水平方向还有速度，所以两者落地时速度不同，故C错误；
D．运动全过程两者重力做功相同，运动时间相等，由知重力的平均功率相同，故D错误。
故选A。
7．B
【详解】
A、由于消耗的电能等于储存的电能，即
1200W×1h=2×24W×t
可得
A错误；
B．行驶过程中，根据
整理得
在额定输出功率下，将汽车最大行驶速度，代入上式，可得
仅用电池板提供的功率行驶时
可得
B正确；
C．以最大速度行驶时牵引力大小为
C错误；
D．该电池板在有效光照条件下的太阳能利用效率为
D错误。
故选B。
8．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。
9．B
【详解】
A．小同学荡到秋千支架的正下方时受重力和绳竖直向上的两个拉力，提供竖直向上的向心力，处于超重状态，故A错误；
B．此时小同学所受合力全部提供向心力，向心加速度即为该小同学加速度，大小
故B正确；
C．根据牛顿第二定律
解得两根绳承受的拉力
故C错误；
D．根据功率定义可知初末两态小同学所受重力瞬时功率均为零，因此小同学在题述过程中重力的功率先增大后减小，故D错误。
故选B。
10．B
【详解】
A．在额定功率运动过程中，登陆艇的牵引力逐渐减小，当时速达到最大时，牵引力等于阻力不变，A错误；
BC．由
可得
当气垫船以不同的速度做匀速运动时，牵引力等于阻力，B正确，C错误；
D．根据
解得
D错误。
故选B。
11．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。
12．C
【详解】
由功率公式有
结合题意可知
所以当vm变为原来的2倍，P变为原来的8倍。故C正确，ABD错误。
故选C。
13．C
【详解】
根据功率的定义得
故C正确，ABD错误。
故选C。
14．A
【详解】
A．功等于力与力方向位移的乘积，汽车在水平面上行驶，位移在水平方向，重力方向竖直向下，重力方向与位移方向垂直，因此汽车所受到的重力不做功，故A正确；
B．合力做功等于各个分力做功的代数和，分力做功有正功、有负功，因此汽车所受到的合力做的总功不一定比各个分力做的功大，故B错误；
C．一个力的功率等于力与力方向速度的乘积
这个力的功率不但与速度大小有关而且还与力和速度的夹角有关，因此速度大的汽车功率不一定大，故C错误；
D．物体动能的表达式
由于速度是矢量，速度方向发生变化也是变速运动，因此速度大小不变但是方向发生变化的变速运动，其动能不变，汽车的速度发生变化，其动能不一定变化，故D错误。
故选A。
15．C
【详解】
物体由静止自由下落5m过程中，重力做功
重力做功的平均功率
故选C。
16． 功率
【详解】
[1] 这里的“W”是物理量功率的单位；
[2]根据公式
又
可得功率的单位
17． 负功 正功 增大
【详解】
[1]阻力与汽车运动的位移方向相反，故阻力做负功；
[2] 牵引力与汽车运动的方向相同，故牵引力做正功；
[3]根据功率的公式
因为汽车做匀加速运动，速度一直增大，F不变，故功率增大。
18． 见解析 4000 4000 100
【详解】
（1）[1] 加速阶段容易断，因为加速阶段，水桶处于超重状态，绳子的拉力大于水桶的重力，绳子容易断；匀速阶段绳子拉力等于水桶重力，减速阶段处于失重状态，拉力小于重力。
（2）[2] 重力势能变化量
[3]水桶匀速上升，动能不变，所以机械能变化量等于重力势能变化量4000J；
[4] 重力对水桶做功的功率大小
19．(1)20m/s； (2)1050J；(3)1500W
【详解】
(1)由平抛运动得
故
速度
(2)由功能关系可得
(3) 最小输出功率
20．（1）48J；（2）24W；（3）48W
【详解】
（1）由
解得木块的加速度
前2s内木块的位移
重力在前2s内做的功
（2）由
知出2s内平均功率
（3）木块在第2s末的瞬时速度为
v=at=2×2m/s=4m/s
第2s末重力的瞬时功率为
21．（1）1.2 s；（2）36 W
【详解】
（1）在外力F作用下，根据牛顿第二定律可知
F－μmg＝ma1
解得
a1＝3 m/s2
经历的时间为t，则
v＝a1t
通过的位移为
撤去外力后的加速度大小为
减速通过的位移为
又因
x1＋x2＝x－L
联立解得
t＝1.2 s
v＝3.6 m/s
（2）推力的最大功率
P＝Fv＝10×3.6 W＝36 W
22．(1)12m/s；(2)4m/s；(3)1m/s2；(4)16s，
【详解】
(1)当牵引力与阻力大小相等时汽车的速度最大，由
得
(2)由牛顿第二定律
解得
所以当汽车的加速度为2m/s2时速度为
(3) 当汽车的速度为6 m/s时，牵引力为
加速度为
(4)由牛顿第二定律
得保持以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动的牵引力为
匀加速的最大速度为
匀加速的时间
匀加速运动的位移
这段时间内牵引力做的功为W，由动能定理得
解得
答案第1页，共2页
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