2024-2025學(xué)年高中物理第4章2功率練習(xí)含解析教科版必修2

PAGEPAGE72.功率課時過關(guān)·實(shí)力提升一、基礎(chǔ)鞏固1.下列說法正確的是()A.只要物體受力的同時又有位移發(fā)生,則肯定有力對物體做功B.力很大,位移很大,這個力所做的功肯定許多C.機(jī)械做功越多,其功率越大D.汽車上坡的時候,司機(jī)必需換擋,其目的是減小速度,得到較大的牽引力解析:有力且在力的方向上有位移,力才做功,選項(xiàng)A錯誤;由W=Flcosα知,F大,l大,若α=90°,W=0,選項(xiàng)B錯誤;做功多,用時間長,功率不肯定大,選項(xiàng)C錯誤;由P=Fv,可知P肯定時,v減小,F增大,選項(xiàng)D正確.答案:D2.關(guān)于功率公式P=A.由P=B.由P=Fv只能求某一時刻的瞬時功率C.由P=Fv知,汽車的功率與它的速度成正比D.從P=Fv知,當(dāng)汽車發(fā)動機(jī)功率肯定時,牽引力與速度成反比解析:P=Wt一般用于求一段時間內(nèi)的平均功率,選項(xiàng)A錯誤;公式P=Fv一般用于求瞬時功率,但若v表示平均速度,則P=Fv求的是平均功率,選項(xiàng)B錯誤;假如F是答案:D3.一個人用水平力拉一個重物,若用的力是100N,重物在0.5s內(nèi)勻速前進(jìn)0.6m,則人對重物做功的功率是()A.300W B.240WC.120W D.100W解析:P=Wt=100答案:C4.飛行員進(jìn)行素養(yǎng)訓(xùn)練時,抓住秋千桿由水平狀態(tài)起先下擺,如圖所示.到達(dá)豎直狀態(tài)的過程中,飛行員受到的重力的瞬時功率改變狀況是()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:由于P=mgv豎直,飛行員在搖擺過程中,v豎直先由零漸漸增大,后又漸漸減小到零,故P先增大后減小,選項(xiàng)C正確.答案:C5.一起重機(jī)的鋼繩由靜止起先勻加速提起質(zhì)量為m的重物,當(dāng)重物的速度為v1時,起重機(jī)達(dá)到額定功率P.以后起重機(jī)保持該功率不變,接著提升重物,直到達(dá)到最大速度v2為止,則整個過程中,下列說法正確的是(重力加速度為g)()A.鋼繩的最大拉力為mgB.鋼繩的最大拉力為C.重物的平均速度大小為D.重物勻加速運(yùn)動的加速度為解析:勻加速提升重物時鋼繩拉力最大,依據(jù)功率公式得拉力F=Pv1,此時Pv1-mg=ma,解得勻加速運(yùn)動的加速度a=答案:B6.質(zhì)量為5t的汽車在水平路面上由靜止起先以2.2m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動,所受阻力是1.0×103N,則汽車起動后第1s末發(fā)動機(jī)的瞬時功率是()A.2kW B.11kWC.20kW D.26.4kW解析:由牛頓其次定律得F-f=ma,所以F=ma+f=1.2×104N.由v=at知汽車起動后第1s末的速度為v=2.2m/s由P=Fv得第1s末發(fā)動機(jī)的瞬時功率P=1.2×104×2.2W=2.64×104W,選項(xiàng)D正確.答案:D7.一輛小車在水平路面上勻速前進(jìn),從某時刻起小車受到的牽引力和阻力隨時間改變的規(guī)律如圖所示,則作用在小車上的牽引力的功率隨時間改變規(guī)律應(yīng)是圖中的()解析:小車所受牽引力F>f,合力恒定,做勻加速直線運(yùn)動,v=v0+at,所以牽引力功率P=Fv=Fv0+Fat,選項(xiàng)D正確.答案:D8.某汽車的質(zhì)量為5000kg,發(fā)動機(jī)的額定功率為36kW,在水平馬路上勻速行駛時所受阻力為2400N,則求:(1)汽車行駛中能達(dá)到的最大速度.(2)汽車以額定功率啟動,速度達(dá)到v=10m/s時的加速度大小.解析:(1)當(dāng)汽車在額定功率下勻速運(yùn)動時速度最大P額=Fv,F=f阻所以v=P額(2)當(dāng)v=10m/s時,P=FvF-f阻=ma聯(lián)立可得a=0.24m/s2.答案:(1)15m/s(2)0.24m/s29.如圖所示,傾角為30°、長度為10m的光滑斜面,一質(zhì)量為1.2kg的物體從斜面頂端由靜止起先下滑,求物體滑到斜面底端時重力做功的瞬時功率是多少?整個過程中重力做功的平均功率是多少?(g取10m/s2)解析:物體下滑時做勻加速直線運(yùn)動,受力狀況如圖所示.由牛頓其次定律F=ma得物體的加速度a=Gsinθm=gsin30°=10下滑究竟端時的速度v=2ax=此時重力的瞬時功率P=Gvsinθ=mgvsin30°=1.2×10×10×12W物體下滑過程中重力做的總功W=Gxsinθ=mgxsin30°=1.2×10×10×12J物體下滑的時間t=va=重力做功的平均功率P=Wt=答案:60W30W二、實(shí)力提升1.(多選)關(guān)于功率,下列說法正確的是()A.不同物體做的功相同,它們的功率肯定相同B.物體做功越多,它的功率就越大C.物體做功越快,它的功率就越大D.發(fā)動機(jī)的額定功率與實(shí)際功率可能相等,也可能不相等解析:功率是表示力做功快慢的物理量,不僅與做功的多少有關(guān),而且跟做功所需的時間有關(guān),故選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)A、B錯誤;因額定功率是發(fā)動機(jī)正常工作的實(shí)際功率的最大值,故發(fā)動機(jī)的實(shí)際功率可能等于額定功率,也可能小于額定功率,故選項(xiàng)D正確.答案:CD2.質(zhì)量為m的物體,在水平恒力F的作用下,在光滑水平面上從靜止起先運(yùn)動,則有()A.力F對物體做功的瞬時功率保持不變B.力F對物體做功的瞬時功率跟時間t成正比C.某時刻力F的瞬時功率小于從起先到此時刻這段時間內(nèi)力F的平均功率D.某時刻力F的瞬時功率等于從起先到此時刻這段時間內(nèi)力F的平均功率解析:物體的加速度a=Fm,t時刻的速度v=at=Ftm,t時刻的功率P=Fv=Fat=F2tm,因?yàn)镕、m為定值,所以P與t成正比,即P答案:B3.質(zhì)量為m的物體從靜止起先做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動,在運(yùn)動時間為t的過程中合外力對它做功的平均功率為()A.ma2t B.C.2ma2t D.解析:物體所受的合外力為F=ma,t時間內(nèi)位移為x=12at2.由P答案:B4.如圖所示,一個小孩站在船頭,用同樣大小的力拉繩.在甲、乙兩種狀況中,經(jīng)過相同的時間t(船未碰撞),小孩做的功W1、W2及功率P1、P2的關(guān)系為()A.W1>W2,P1=P2 B.W1=W2,P1=P2C.W1<W2,P1<P2 D.W1<W2,P1=P2解析:小孩做的功,在題圖甲狀況下是指對自身(包括所站的船)做的功,在題圖乙狀況下除對自身(包括所站的船)做的功外,還包括對另一小船做的功.在兩種狀況下由于力相同,則小孩自身及所站的小船在兩種狀況下的加速度也相同,因而位移也就相等了.這樣,兩種狀況中小孩對自身(包括所站的船)所做的功相等,但在題圖乙狀況下小孩還對另一小船做了功,因此W1<W2,又由功率的定義式P=Wt得P1<P2答案:C5.假設(shè)摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率.假如摩托艇發(fā)動機(jī)的輸出功率變?yōu)樵瓉淼?倍,則摩托艇的最大速率變?yōu)樵瓉淼?)A.4倍 B.2倍 C.解析:因阻力的大小正比于速率,即f=kv,當(dāng)摩托艇勻速運(yùn)動時,速度達(dá)到最大,則P=fv,所以,P=kv2.由此可知,功率P變?yōu)樵瓉淼?倍時,最大速率變?yōu)樵瓉淼?倍答案:D6.如圖甲所示,某高架橋的引橋可視為一個傾角θ=30°、長l=500m的斜面.一輛質(zhì)量m=2000kg的電動汽車從引橋底端由靜止起先加速,其加速度a隨速度改變的關(guān)系圖像如圖乙所示,電動汽車的速度達(dá)到1m/s后,牽引力的功率保持恒定.已知行駛過程中電動汽車受到的阻力f(摩擦和空氣阻力)不變,重力加速度g取10m/s2.下列說法正確的是()A.電動汽車所受阻力f=12000NB.電動汽車的速度達(dá)到1m/s后,牽引力的功率P0=12kWC.第1s內(nèi)電動汽車牽引力的功率P與時間t滿意P=12000tD.第1s內(nèi)電動汽車機(jī)械能的增加量等于牽引力與阻力做功的代數(shù)和,大小為6000J解析:由牛頓其次定律可知,加速階段F-f-mgsinθ=ma,之后保持功率不變,當(dāng)速度達(dá)到1m/s時,P0v-f-mgsinθ=ma,電動汽車做加速度漸漸減小的加速運(yùn)動,最終加速度減小到0,電動汽車達(dá)到該功率該路況下的最大速度,P0vmax-f-mgsinθ=0,解得P0=14kW,f=2000N,選項(xiàng)A、B錯誤;第1s內(nèi)電動汽車牽引力的功率P=Fv=答案:D7.如圖所示,在自動扶梯以恒定的速度v運(yùn)動時,第一次有一個人站到扶梯上相對扶梯靜止不動,扶梯載他上樓過程中對他做功為W1,電機(jī)帶動扶梯做功功率為P1.其次次這人在運(yùn)動的扶梯上又以相對扶梯的速度v'同時勻速向上走,則這次扶梯對該人做功為W2,電機(jī)帶動扶梯做功功率為P2.以下說法中正確的是()A.W1>W2,P1>P2 B.W1>W2,P1=P2C.W1=W2,P1>P2 D.W1=W2,P1=P2解析:由功的計算公式得扶梯對人做功為W=Fxcosα,式中α是扶梯對人的支持力(等于人的重力)和扶梯所在斜面的夾角.由于其次次人沿扶梯向上走了一段距離,所以第一次扶梯載人運(yùn)動的距離要比其次次扶梯載人運(yùn)動的距離長,即x1>x2,故W1>W2.兩次扶梯運(yùn)動的速率v不變,對人作用力不變.依據(jù)P=Fvcosα知P1=P2.選項(xiàng)B正確.答案:B8.下圖為修建高層建筑常用的塔式起重機(jī).在起重機(jī)將質(zhì)量m=5×103kg的重物豎直吊起的過程中,重物由靜止起先向上做勻加速直線運(yùn)動,加速度a=0.2m/s2.當(dāng)起重機(jī)輸出功率達(dá)到其允許的最大值時,保持該功率直到重物以vm=1.02m/s的速度做勻速運(yùn)動.g取10m/s2,不計額外功.求:(1)起重機(jī)允許輸出的最大功率.(2)重物做勻加速運(yùn)動所經(jīng)驗(yàn)的時間和起重機(jī)在第2s末的輸出功率.解析:(1)設(shè)起重機(jī)允許輸出的最大功率為P0,重物達(dá)到最大速度時,拉力F0等于重力,有P0=F0vm,F0=m