教科版（2019）高一物理必修第二册第四章机械能及其守恒定律-2 功率课时练习

高中物理教科版（2019）必修第二册第四章机械能及其守恒定律-2
功率课时练习
一、单选题
1.关于功率公式
和P
=
Fv，下列说法正确的是（??
）
A.?由
知，只要知道功W和时间t就可求出任意时刻的功率
B.?由P=Fv知汽车的功率与牵引力F成正比
C.?由P=Fv知汽车的功率与它的速度v成正比
D.?由P=Fv知当汽车发动机功率一定时，牵引力F与速度v成反比
2.如图所示，一个物体在恒力F的作用下，从静止开始沿光滑的水平面运动，经过时间t，物体通过距离为x，速度达到v，则在t时刻力F的功率P为
（
??）
A.?0?????????????????????????????????????????B.?Fx?????????????????????????????????????????C.??????????????????????????????????????????D.?Fv
3.质量为1kg的物体从某一高度开始做自由落体运动，1s后物体着地。g取10m/s2。则该物体落地时重力的瞬时功率是（??
）
A.?25W???????????????????????????????????B.?50W???????????????????????????????????C.?75W???????????????????????????????????D.?100W
4.汽车发动机的额定功率为80kW，它以额定功率在平直公路上行驶的最大速度为20m/s，那么汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力是（??
）
A.?8000N????????????????????????????????B.?4000N????????????????????????????????C.?2500N????????????????????????????????D.?1600N
5.质量为
的物体从静止开始做加速度为
的匀加速直线运动，在运动时间为
的过程中，合力对它做功的平均功率为(?
?)
A.????????????????????????????????B.????????????????????????????????C.????????????????????????????????D.?
6.如图所示，水平面上固定有一个表面光滑的四分之一圆弧轨道，将小球置于轨道的最高点，由静止释放，小球从释放到运动至最低位置的过程中，重力的瞬时功率将（??
）
A.?始终增大???????????????????????B.?始终减小???????????????????????C.?先增大后减小???????????????????????D.?先减小后增大
7.汽车在平直路面上行驶时，受到的阻力恒为
，若汽车发动机的额定功率为
，则汽车的最大速度为（??
）
A.??????????????????????????????????B.??????????????????????????????????C.??????????????????????????????????D.?
8.司机在驾驶汽车爬坡时，需要“换挡”，其目的是（???
）
A.?减小速度，得到较小的牵引力
B.?增大速度，得到较小的牵引力
C.?增大速度，得到较大的牵引力
D.?减小速度，得到较大的牵引力
9.功率是表示在单位时间内做功的多少。由下表可知，在相同的时间内，做功最多的是（??
）
汽车的功率60000W
某电动机的功率200W
电风扇的功率50W
货轮的功率150000W
A.?汽车??????????????????????????????????B.?电动机??????????????????????????????????C.?电风扇??????????????????????????????????D.?货轮
10.设汽车在启动阶段所受阻力恒定并做匀加速直线运动，则在这过程中(?
?)．
A.?牵引力增大，功率增大???????????????????????????????????????B.?牵引力不变，功率增大
C.?牵引力增大，功率不变???????????????????????????????????????D.?牵引力不变，功率不变
11.“金山银山，不如绿水青山”，现在越来越多的环保新能源电动车出现我们的生活中。为了检测某款新型电动车的性能，让其由静止开始沿平直公路行驶，用仪器测得不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v，并绘出
图象如图所示（图中AB、BC均为直线，C点为实线与虚线的分界点）。假设电动车行驶中所受的阻力恒定，电动车总质量为200kg，重力加速度g取10m/s2。则由图象可知（??
）
A.?电动车在AB段做匀速直线运动，在BC段做匀加速直线运动
B.?电动车行驶中所受阻力为400N，最大速度为20m/s
C.?BC段斜率的意义表示电动车的额定功率，大小为4000W
D.?若测得BC段位移为6m，则可算得BC段经历时间为4s
12.某质量为
的战舰，其额定功率为
，最大航速为
。在一次航行中，战舰上的速度计显示速度为
，已知此时战舰以额定功率航行，则其加速度的大小是（??
）
A.???????????????????????B.???????????????????????C.???????????????????????D.?
二、填空题
13.小明体重为70kg，他从一楼匀速跑到五楼用时20s，已知楼层高为3m，他克服自身重力做功的功率约为________（g=10m/s2）
14.水平路面上行驶的汽车所受到的阻力大小Ff与汽车行驶的速率成正比。若汽车保持功率不变，速率变为原来的2倍，则汽车的牵引力变为原来的________倍；若汽车匀加速行驶，速率变为原来的2倍，则汽车的功率________（选填“大于”“小于”或“等于”）原来的4倍。
15.额定功率为60kw的某汽车在平直的水平路面从静止开始匀加速启动，发动机功率P随时间t变化的图象如图所示，已知汽车受到的阻力大小为3000N，汽车的质量为2t，若汽车匀加速运动的加速度为1m/s2
，
则汽车匀加速运动持续的时间为________s，若t=20s，则汽车在20秒内牵引力的功为________J．
16.一石块在空中由静止释放开始计时，不计空气阻力，则石子在第1s内与第2s内重力做功之比为________，重力平均功率之比为________
三、综合题
17.成都第三绕城高速公路串联起了整个成都经济区，将于2021年4月21日交工验收并开通运营，如图为在建的一段高架桥。一质量
的汽车，在三绕已竣工段的平直公路上，由静止开始匀加速启动，经过一段时间汽车的速度为
，此时汽车发动机的功率达到额定值
，再经过一段时间
汽车的速度达到最大值
。设汽车行驶过程中受到的阻力恒定，求：
（1）汽车受到的阻力f；
（2）汽车从静止启动至达到最大速度的过程中运动的位移x。（计算结果保留一位小数）
18.质量为5×103kg的汽车在水平路面上由静止开始以加速度a=2m/s2开始做匀加速直线运动，所受阻力是1.0×103N，求汽车匀加速起动过程中：
（1）第1s内汽车所受牵引力做的功；
（2）第1s末汽车所受牵引力的瞬时功率。
19.汽车发动机的功率为60kW，若其总质量为2t，在水平路面上行驶时，所受阻力恒定为
，试求：
（1）汽车所能达到的最大速度．
（2）若汽车以
的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持多长时间．
（3）若汽车保持额定功率加速，当速度是10m/s时，加速度是多少？
参考答案
1.【答案】
D
【解析】A．根据：
只要知道功W和时间t就可求这段时间内的平均的功率，不能求出任意时刻的功率，A不符合题意；
BC．汽车的功率是汽车发动机本身的属性，与牵引力和速度无关，BC不符合题意；
D．当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比，D符合题意。
故答案为：D。
2.【答案】
D
【解析】由功率的公式
可只，D符合题意；
故答案为：D。
3.【答案】
D
【解析】物体做自由落体运动，1s末的速度v=gt=10×1
m/s
=10m/s
1s末重力的瞬时功率P=mgv=1×10×10
W
=100W
故答案为：D。
4.【答案】
B
【解析】汽车匀速运动,说明汽车处于受力平衡状态,此时汽车受到的阻力的大小和汽车的牵引力大小相等,由
可以求得
故答案为：B
5.【答案】
B
【解析】物体做的是匀加速直线运动，t时刻速度的大小为
该过程的平均速度的大小为
物体受到的合外力为
所以合外力对它做功的平均功率为
故答案为：B。
6.【答案】
C
【解析】开始时小球静止，则小球在初位置重力做功的瞬时功率为零；到达最低位置时，小球速度沿水平方向，由于重力的方向与速度方向垂直，则重力做功的瞬时功率为零。因为小球在初、末位置的瞬时功率都为零，且小球在中间过程中的瞬时功率不为零，所以A到B过程中重力做功的瞬时功率先增大后减小。
故答案为：C。
7.【答案】
C
【解析】当阻力和牵引力相等时，速度最大，故
时，速度最大，根据
可得
，C符合题意．
故答案为：C
8.【答案】
D
【解析】由P=Fv可知，在功率一定的情况下，换低档速度减小时，汽车的牵引力就会增大，此时更容易上坡，所以D符合题意。
故答案为：D。
9.【答案】
D
【解析】由
可知功率大的机械在相同时间内做功就多，根据题意可知功率最大的是货轮为150000W，所以在相同的时间内，做功最多的是货轮，A、B、C不符合题意，D符合题意；
故答案为：D。
10.【答案】
B
【解析】汽车启动阶段受到牵引力
和阻力
作用，根据牛顿第二定律
，匀加速直线运动加速度
不变，阻力不变，所以牵引力
不变，汽车的功率
，随时间延长功率逐渐增大B符合题意．
故答案为：B
11.【答案】
D
【解析】A．电动车在AB段受到牵引力和阻力均不变，从静止开始匀加速运动；在BC段，根据
可知，功率不变，则做变加速运动，A不符合题意；
B．由图可知，电动车的最大速度为15m/s，BC段图线的斜率等于额定功率，则
当牵引力等于阻力时，速度最大，阻力
BC不符合题意；
D．若测得BC段位移为6m，根据动能定理
?
其中F1=2000N,则可算得BC段经历时间为t=4s
D符合题意。
故答案为：D。
12.【答案】
A
【解析】战舰以最大航速匀速前进时，有
则
在一次航行中，速度为
有
得
又
解得战舰的加速度大小
故答案为：A。
13.【答案】
420W
【解析】一楼到五楼的高度为
小明克服重力所做的功
他克服重力做功的功率
14.【答案】
；小于
【解析】速率变为原来的2倍，汽车的功率不变，根据P=Fv可知汽车的牵引力变为原来的0.5倍；若汽车匀加速行驶，速率变为原来的2倍，则阻力f变为原来的2倍，由F=ma+f可知F小于原来的2倍，根据P=Fv，则汽车的功率小于原来的4倍。
15.【答案】
12；8.4×105
【解析】汽车做匀加速运动时，根据牛顿第二定律得：
解得：
匀加速直线运动的最大速度为：
由
得匀加速运动的时间为：
匀加速运动的位移为：
汽车在20秒内牵引力的功为：
总
16.【答案】1:3；1:3
【解析】物体做自由落体运动，由初速度为零的匀加速运动的规律可知，在第1s内，第2s内，在第3s内位移之比为1：3：5……；第1s内和第2s内位移之比为1：3。由
，可知第1s内与第2s内重力做功之比为1：3；由
，可知重力平均功率之比为1：3.
17.【答案】
（1）解：当汽车的牵引力与阻力大小相等时，汽车速度最大，则有
（2）解：汽车匀加速过程中的牵引力为
设汽车匀加速过程中的加速度为a，则有
即有
解得
汽车匀加速过程的位移为
设变加速过程的位移为
，由动能定理有
解得
则总位移为
【解析（1）当汽车的牵引力等于阻力的时候，汽车的加速度为零，此时的汽车的速度最大，利用公式P=Fv求解即可；
（2）结合汽车的初末速度，对汽车在此运动过程中应用动能定理求解运动的时间即可。
18.【答案】
（1）解：根据牛顿第二定律得F-f=ma
则有F=f+ma=1000N+5000×2N=11000N
汽车第1s末的速度为v=at=2×1m/s=2m/s
第1s内汽车位移为：
第1s内汽车所受牵引力做功为W=Fx=11000×1=1.1×104J
（2）解：根据P=Fv
可得第1s末汽车所受牵引力的瞬时功率为P=11000×2W=2.2×104W
【解析】（1）利用牛顿第二定律结合位移公式可以求出牵引力做功的大小；
（2）利用功率的表达式可以求出瞬时功率的大小。
19.【答案】
（1）解：当牵引力等于阻力时，速度最大，根据P=fv
知
最大速度
（2）解：根据牛顿第二定律得
解得
则匀加速运动的末速度
匀加速运动的时间
（3）解：当速度为10m/s时，牵引力
则加速度
【解析】（1）当汽车的牵引力等于阻力的时候，汽车的加速度为零，此时的汽车的速度最大，利用公式P=Fv求解即可；
（2）结合当前的加速度，对汽车进行受力分析，求出最大速度，结合运动学公式求解时间。
（3）结合此时汽车的速度，利用P=Fv求出当前速度的牵引力，结合牛顿第二定律求解此时的加速度。