2021～2022學(xué)年新教材高中物理第1章功和機(jī)械能第2節(jié)功率課后練習(xí)【含答案】

功率(建議用時(shí)：40分鐘)考點(diǎn)一功率的含義1．(棗莊高一檢測)如圖所示，拖拉機(jī)耕地時(shí)一般比在道路上行駛時(shí)速度慢，這樣做的主要目的是()A．節(jié)省燃料B．提高拖拉機(jī)的功率C．提高傳動(dòng)機(jī)械的效率D．增大拖拉機(jī)的牽引力D[拖拉機(jī)耕地時(shí)受到的阻力比在道路上行駛時(shí)大得多，根據(jù)P＝Fv，在功率一定的情況下，減小速度，可以獲得更大的牽引力，則D正確，A、B、C錯(cuò)誤。]2．從同一高度將質(zhì)量相等的A、B兩小球以大小不同的初速度水平拋出。A、B兩小球拋出后落至同一水平地面，若落地瞬間，兩小球所受重力的功率分別為PA、PB，不計(jì)空氣阻力，則()A．PA>PB B．PA<PBC．PA＝PB D．無法判斷C[根據(jù)P＝Fvcosα，注意到落地瞬間的vcosα可以理解成平拋運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)速度的豎直分速度，由于兩球質(zhì)量相同，因此重力相同；兩球下落高度相同，落地時(shí)的豎直分速度相同，因此重力的瞬時(shí)功率相等，C正確。]3．在上初一的小明同學(xué)因上課遲到，一口氣便從一樓跑到三樓，用時(shí)10s，則他上樓過程中克服自己重力做功的功率最接近下列的哪個(gè)值()A．3W B．30WC．300W D.3000WC[小明同學(xué)是初中學(xué)生，體重約400N，一層樓高約4m，從一樓跑到三樓有兩層樓高約8m，所用時(shí)間為10s，則克服自己重力做功的功率為：P＝eq\f(W,t)＝eq\f(Gh,t)＝eq\f(400×8,10)W＝320W；所以C選項(xiàng)比較接近。]4.某高三同學(xué)在參加引體向上測試時(shí)，若完成一次完整的引體向上所需要時(shí)間為2s，則他在完成一次完整的引體向上測試中克服重力做功的平均功率最接近()A．15WB．150WC．300WD．600WB[高三同學(xué)體重大約60kg，引體向上時(shí)向上運(yùn)動(dòng)的位移大約0.5m，則克服重力做功的平均功率為eq\o(P,\s\up8(－）＝eq\f(mgh,t)＝eq\f(60×10×0.5,2)W＝150W，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。]5．一個(gè)質(zhì)量為m的小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，那么，在前t秒內(nèi)重力對(duì)它做功的平均功率eq\x\to(P)及在t秒末重力做功的瞬時(shí)功率P分別為(t秒末小球未著地)()A．eq\x\to(P)＝mg2t2，P＝eq\f(1,2)mg2t2B．eq\x\to(P)＝mg2t2，P＝mg2t2C．eq\x\to(P)＝eq\f(1,2)mg2t，P＝mg2tD．eq\x\to(P)＝mg2t，P＝2mg2tC[前t秒內(nèi)重力做功的平均功率eq\x\to(P)＝eq\f(W,t)＝eq\f(mg·\f(1,2)gt2,t)＝eq\f(1,2)mg2tt秒末重力做功的瞬時(shí)功率P＝Fv＝mg·gt＝mg2t。故C正確。]考點(diǎn)二功率與力、速度的關(guān)系6．一輛小車在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，從某時(shí)刻起，小車所受牽引力和阻力隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，則作用在小車上的牽引力F的功率隨時(shí)間變化的規(guī)律是()ABCDD[車所受的牽引力和阻力恒定，所以車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，牽引力的功率P＝Fv＝F(v0＋at)，故選項(xiàng)D正確。]7．汽車由靜止開始運(yùn)動(dòng)，若要使汽車在開始運(yùn)動(dòng)后一小段時(shí)間內(nèi)保持勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則()A．不斷增大牽引力和牽引力的功率B．不斷減小牽引力和牽引力的功率C．保持牽引力不變，不斷增大牽引力功率D．不能判斷牽引力功率怎樣變化C[汽車保持勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所受合力不變，其中牽引力也不變，但速度增大，牽引力的功率增大，C正確，A、B、D錯(cuò)誤。]8.(福建廈門模擬)如圖所示，無論是遠(yuǎn)海島礁建設(shè)，還是超大型疏浚及填海造陸工程，都離不開鋼鐵巨輪——重型絞吸船。我國自主研制的自航絞吸挖泥船“天鯤號(hào)”性能達(dá)到世界先進(jìn)水平，其最大排距達(dá)15000m。若某段工作時(shí)間內(nèi)，“天鯤號(hào)”的泥泵輸出功率恒為1.6×104kW，排泥量為1.6m3/s，排泥管的橫截面積為A．5×106N B．8×106NC．5×107N D．8×107NB[根據(jù)排泥管每秒鐘排出的泥漿體積為V＝Sv·1s，解得v＝eq\f(V·1s,S)＝eq\f(1.6,0.8)m/s＝2m/s。根據(jù)泥泵輸出功率大小為P＝Fv，可知F＝eq\f(P,v)＝eq\f(1.6×107,2)N＝8×106N，B正確，A、C、D錯(cuò)誤。]9．(沈陽高一檢測)一場別開生面的節(jié)能車競賽在廠區(qū)內(nèi)進(jìn)行，40支車隊(duì)以各家獨(dú)門絕技挑戰(zhàn)1升汽油行駛里程的最高紀(jì)錄。某公司研制的某型號(hào)小汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為24kW，汽車連同駕乘人員總質(zhì)量為m＝2000kg，在水平路面上行駛時(shí)受到恒定的阻力是800N，(1)汽車在額定功率下勻速行駛的速度大??；(2)汽車在額定功率下行駛，速度為20m/[解析](1)汽車勻速行駛時(shí)，牽引力F等于阻力Ff，即F＝Ff又P＝Fv代入數(shù)據(jù)得v＝30m/(2)設(shè)v1＝20m/s時(shí)汽車牽引力為F1，則P＝F1v根據(jù)牛頓第二定律F1－Ff＝ma代入數(shù)據(jù)得：a＝0.2m/s2(1)30m/s(2)0.2m/10.(山東菏澤模擬)在地域情況復(fù)雜、救援情況緊急的事件中，使用作為航空應(yīng)急救援核心裝備的直升機(jī)是首選應(yīng)急救援手段。如圖所示為直升機(jī)搶救傷員的情境，直升機(jī)懸停在空中，用繩索將傷員由靜止向上吊起，繩索對(duì)傷員做功的功率恒定。則在傷員加速上升的過程中(不計(jì)空氣阻力)()A．繩索對(duì)傷員的拉力越來越大B．傷員克服重力做功的功率恒定C．傷員運(yùn)動(dòng)的速度變化越來越慢D．合力對(duì)傷員做功的功率越來越大C[繩索對(duì)傷員的拉力做功的功率不變，而傷員加速上升，速度增大，由P＝Fv可知，繩索對(duì)傷員的拉力F越來越小，故A錯(cuò)誤；由P1＝mgv可知，傷員克服重力做功的功率不斷增大，故B錯(cuò)誤；由F－mg＝ma可知，傷員運(yùn)動(dòng)的加速度越來越小，速度變化得越來越慢，故C正確；合力對(duì)傷員做功的功率P合＝(F－mg)v＝P－mgv，由于P不變，速度越來越大，則合力對(duì)傷員做功的功率越來越小，故D錯(cuò)誤。]11.如圖所示，質(zhì)量為50kg的同學(xué)在做仰臥起坐運(yùn)動(dòng)。若該同學(xué)上半身的質(zhì)量約為全身質(zhì)量的eq\f(3,5)，她在1min內(nèi)做了50個(gè)仰臥起坐，每次上半身重心上升的距離均為0.3m，則她克服重力做的功W和相應(yīng)的功率P約為()A．W＝4500JP＝75W B．W＝450JP＝7.5WC．W＝3600JP＝60W D．W＝360JP＝6WA[每次上半身重心上升的距離均為0.3m，則她每一次克服重力做的功：W＝eq\f(3,5)mgh＝eq\f(3,5)×50×10×0.3J＝90J；1min內(nèi)克服重力所做的功：W總＝50W＝50×90J＝4500J；相應(yīng)的功率約為：P＝eq\f(W總,t)＝eq\f(4500,60)W＝75W，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。]12．“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組開啟了中國鐵路技術(shù)裝備一個(gè)嶄新的時(shí)代。一列“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組由幾節(jié)自帶動(dòng)力的車輛(動(dòng)車)加幾節(jié)不帶動(dòng)力的車輛(拖車)編組而成。(1)假設(shè)“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組運(yùn)行過程中受到的阻力與其所受重力成正比，每節(jié)動(dòng)車與拖車的質(zhì)量都相等，每節(jié)動(dòng)車的額定功率都相等。若1節(jié)動(dòng)車加4節(jié)拖車編成的動(dòng)車組的最大速度為v1＝90km/h，則7節(jié)動(dòng)車加2節(jié)拖車編成的動(dòng)車組的最大速度v(2)若“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組運(yùn)行過程中受到的阻力正比于其速度，當(dāng)動(dòng)車組額定功率為P0時(shí)，動(dòng)車組運(yùn)行的最大速度是v，在動(dòng)車組編組節(jié)數(shù)不變的情況下，當(dāng)動(dòng)車組提速一倍時(shí)，動(dòng)車組的額定功率應(yīng)調(diào)整為多少？[解析](1)假設(shè)每節(jié)動(dòng)車的額定功率為P，每節(jié)動(dòng)車的重力是mg，阻力為kmg，1節(jié)動(dòng)車加4節(jié)拖車編成的動(dòng)車組達(dá)到最大速度時(shí)P＝F1v1＝5kmgv17節(jié)動(dòng)車加2節(jié)拖車編成的動(dòng)車組達(dá)到最大速度時(shí)7P＝F2v2＝9kmgv2聯(lián)立解得v2＝350km/(2)由題可知?jiǎng)榆嚱M以額定功率運(yùn)行，速度達(dá)到最大時(shí)動(dòng)車組受到的阻力f＝k′v動(dòng)車組達(dá)到最大速度時(shí)F－f＝0，則P0＝Fv＝k′v2當(dāng)動(dòng)車組提速一倍時(shí)，動(dòng)車組的額定功率應(yīng)調(diào)整為P1＝k′(2v)2＝4P0。(1)350km/h(2)413．近年來，被稱為“綠色環(huán)保車”的電動(dòng)車成了不少市民購買的首選(如圖甲所示)，電動(dòng)車在出廠時(shí)都要進(jìn)行檢測，在檢測某款電動(dòng)車性能的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為8×102kg的電動(dòng)車由靜止開始沿平直公路行駛，達(dá)到的最大速度為15m/s，利用傳感器測得此過程中不同時(shí)刻電動(dòng)車的牽引力F與對(duì)應(yīng)的速度v，并描繪出F-eq\f(1,v)圖像，如圖乙所示(圖中AB、BO甲乙(1)能否求電動(dòng)車的額定功率？若能，額定功率為多少？(2)電動(dòng)車由靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過多長時(shí)間，速度達(dá)到2m/s?[解析](1)可以，由F-eq\f(1,v)圖像知，AB段對(duì)應(yīng)電動(dòng)車加速過程中保持牽引力F＝2000N恒定不變，即做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；BO段中直線的斜率k＝eq\f(F,\f(1,v）＝Fv保持恒定不變，即電動(dòng)車的額定功率。當(dāng)電動(dòng)車達(dá)到最大速度vmax＝15m/s電動(dòng)車的牽引力F＝f＝400N，f為地面對(duì)電動(dòng)車的阻力。所以電動(dòng)車的額定功率P＝fvmax＝400×15W＝6000W。(2)電動(dòng)車勻加速行駛過程中的加速度a＝eq\f