【名師一號】2021年人教版物理雙基限時練-必修二：第七章-3功率

雙基限時練(十六)功率1．下面關于功率的說法正確的是()A．做功多的汽車，功率必定大B．功率大的汽車，做功肯定快C．功率是描述做功快慢的物理量，所以10kW的功率比5kW的功率做功多D．以上說法都不正確解析由功率的物理意義可知B項對；做功多，時間長而功率未必就大，A項錯；功率大做功并不肯定多，C項錯．答案B2．火車從車站開出做勻加速運動，若阻力與速度成正比，則()A．火車發(fā)動機的功率肯定越來越大，牽引力越來越大B．火車發(fā)動機的功率恒定不變，牽引力越來越小C．當火車達到某一速率時，若要保持此速率做勻速運動，則發(fā)動機的功率這時應減小D．當火車達到某一速率時，若要保持此速率做勻速運動，則發(fā)動機的功率肯定跟此時速率的平方成正比解析依據(jù)P＝Fv，F(xiàn)－Ff＝ma，F(xiàn)f＝kv，得P＝(kv＋ma)v＝kv2＋mav，故在題設條件下，火車發(fā)動機的功率和牽引力都隨速率v的增大而增大，則選項A正確；當火車達到某一速率時，欲使火車做勻速運動，則a＝0，此時P＝kv2，減小mav，故選項C、D也正確．答案ACD3．一質量為m的滑塊靜止在光滑水平地面上，從t＝0開頭，將一個大小為F的水平拉力作用在滑塊上，如圖所示，在t＝t1時刻力F的功率應是()A.eq\f(F2t1,2m) B.eq\f(F2t\o\al(2,1),2m)C.eq\f(F2t1,m) D.eq\f(F2t\o\al(2,1),m)解析由牛頓其次定律物體的加速度a＝eq\f(F,m)，由運動學公式v＝at1＝eq\f(F,m)t1，則P＝Fv＝Feq\f(F,m)t1＝eq\f(F2t1,m)，故C選項正確．答案C4．用水平恒力F作用在一個物體上，使該物體沿光滑水平面在力的方向移動距離s，恒力F做的功為W1，功率為P1；再用同樣的水平力F作用在該物體上，使該物體在粗糙的水平面上在力的方向上移動距離s，恒力F做的功為W2，功率為P2，下面選項正確的是()A．W1<W2，P1>P2 B．W1>W2，P1>P2C．W1＝W2，P1>P2 D．W1<W2，P1<P2解析水平拉力F相同，位移s相同，所以兩次力F所做的功相同，但兩次物體移動的速度不同，做功的時間不同，在粗糙平面上移動的速度慢，所以兩次的功率不同．答案C5．設飛機飛行中所受阻力與速率的平方成正比，假如飛機以速率v勻速飛行，其發(fā)動機的功率為P，當發(fā)動機的功率為8P時，飛機勻速飛行的速率為()A.eq\r(2)v B．2vC．4v D．8v解析當速度為v時，牽引力F＝kv2，則P＝Fv＝kv3.設功率為8P時，速率為v′，則8P＝kv′3.由以上兩式得v′＝2v，故B選項正確．答案B6.將一物體用輕質細線拴住，一端固定于O點，將物體拉至使細線處于水平狀態(tài)，如圖所示．無初速釋放．當物體下擺到懸點正下方過程中，物體的重力瞬時功率變化狀況是()A．始終增大B．始終減小C．先增大后減小D．先減小后增大解析在剛開頭釋放時物體的速度為零，故重力的功率為零．到達最低點時物體的速度最大，但速度方向與重力的方向垂直，故物體在最低點重力的瞬時功率也為零，但下落過程中重力的瞬時功率并不為零，故重力的功率是先增大后減小，C選項正確．答案C7．一輛小車在水平面上做勻速直線運動，從某時刻起，小車所受的牽引力和阻力隨時間變化規(guī)律如下圖所示，則作用在小車上的牽引力F的功率隨時間變化規(guī)律如下列選項圖中的()解析車所受的牽引力和阻力恒定，所以車做勻加速直線運動，牽引力的功率P＝Fv＝F(v0＋at)，對應選項D.答案D8．從空中以50m/s的初速度平拋一個重為10N的物體，物體在空中運動3s落地，不計空氣阻力，取g＝10m/s2，則物體落地時重力的瞬時功率P1、全過程的平均功率P2為()A．P1＝500WP2＝500WB．P1＝300WP2＝150WC．P1＝500WP2＝150WD．P1＝700WP2＝500W解析落地時物體的豎直分速度vy＝gt＝10×3m/s＝30m/s.重力的瞬時功率P1＝mgvy＝10×30m/s＝300W．豎直方向的平均速度eq\x\to(v)y＝eq\f(vy,2)＝15m/s，所以全過程的平均功率P2＝mgeq\x\to(v)y＝10×15W＝150W.答案B9．一輛汽車以恒定的輸出功率，以某一初速度沖上一斜坡，在上坡過程中，它的運動狀況可能是()A．先加速，后勻速B．先加速，后減速C．始終加速且加速度越來越小D．始終減速且加速度越來越大解析設汽車牽引力為F，斜坡傾角為θ，汽車質量為m，摩擦力為Ff，當F>Ff＋mgsinθ時，有可能先加速后勻速到達坡頂；若坡較短，則可能在變加速過程中到達坡頂．當F<Ff＋mgsinθ時，汽車則減速上升，由F＝P/v可知，v減小，則F增大，故加速度越來越小，a＝0時，v最小．答案AC10．質量為m，發(fā)動機的額定功率為P0的汽車沿平直大路行駛，當它的加速度為a時，速度為v，測得發(fā)動機的實際功率為P1，假設運動中所受阻力恒定，則它在平直大路勻速行駛的最大速度是()A．v B.eq\f(P1,ma)C.eq\f(P0v,P1－mav) D.eq\f(P1v,P0－mav)解析當加速度為a時，由F＝Ff＋ma＝eq\f(P1,v)，得阻力Ff＝eq\f(P1,v)－ma，當F＝Ff時，速度最大為vm，則vm＝eq\f(P0,Ff)＝eq\f(P0v,P1－mav).答案C11．以恒定功率從靜止開頭運動的汽車，經(jīng)時間t后速度達到最大速度vm，在此過程中汽車通過的位移為s，則()A．s>vmt/2 B．s＝vmt/2C．s<vmt/2 D．無法推斷解析汽車的速度圖象如圖所示，假定汽車做勻變速直線運動，其圖象是直線，圖中三角形的面積即eq\f(vmt,2)，由于汽車以恒定功率開頭運動，則其加速度應漸漸減小，實際圖線如圖中曲線所示，由圖象可知，兩圖象所包圍的面積大小不相等，故A選項正確．答案A12．汽車的額定功率為60kW，總質量為2×103(1)當汽車的加速度是1m/s2時，速度多大；(2)汽車行駛的最大速度多大；(3)10s內(nèi)牽引力做的功為多少．解析(1)由牛頓其次定律F牽－F阻＝ma，依據(jù)P＝F牽v，兩式聯(lián)立解得v＝15m/s.(2)當汽車做勻速運動時，汽車的速度最大，此時F牽＝F阻，由P＝F牽vmax，得vmax＝eq\f(P,F牽)＝eq\f(P,F阻)＝eq\f(60×103,2000)m/s＝30m/s.(3)牽引力做功W＝Pt＝60×103×10J＝6×105J.答案(1)15m/s(2)30m/s(3)6×105J13．如圖所示，力F的功率不變，可使物體沿傾角為θ的粗糙斜面以速度v勻速上升．若此力拉著該物體沿斜面下滑，可使物體以速度2v勻速下滑．若此力拉著該物體在同樣粗糙的水平路面上運動時，則勻速運動的速度為多少？解析物體沿傾角為θ的斜面上升時F－mgsinθ－Ff＝ma①而F＝P/v，eq\f(P,v)－(mgsinθ＋Ff)＝ma②a＝0時，達最大速度vm1＝v＝eq\f(P,mgsinθ＋Ff)③物體沿斜面下滑時F＋mgsinθ－Ff＝maeq\f(P,v)＋mgsinθ－Ff＝ma④a＝0時，達最大速度vm2＝2v＝eq\f(P,Ff－mgsinθ)⑤⑤/③得eq\f(Ff＋mgsinθ,Ff－mgsinθ)＝2⑥Ff＝3mgsinθ＝μmgcosθ，μ＝3tanθ⑦當物體在同樣粗糙水平面上運動時：eq\f(P,v)－μmg＝maa＝0時，vm＝v′＝eq\f(P,μmg)⑧而由③P＝(mgsinθ＋Ff)v＝(mgsinθ＋μmgcosθ)v⑨v′＝eq\f(mgsinθ＋μmgcosθv,μmg)⑩⑦代入⑩得v′＝eq\f(4,3)vcosθ.答案eq\f(4,3)vcosθ14．如圖所示為修建高層建筑常用的塔式起重機．在起重機將質量m＝5×103kg的重物豎直吊起的過程中，重物由靜止開頭向上做勻加速直線運動，加速度a＝0.2m/s2，當起重機輸出功率達到其允許的最大值時，保持該功率直到重物做vm＝1.02m/s的勻速運動．取g＝10m/s(1)起重機允許輸出的最大功率；(2)重物做勻加速運動所經(jīng)受的時間和起重機在第2s末的輸出功率．解析(1)設起重機允許輸出的最大功率為P0，重物達到最大速度時，拉力F0等于重力．P0＝F0vm①F0＝mg②代入數(shù)據(jù)，得P0＝5.1×104W③(2)勻加速運動結束時，起