高中物理 第一章 功和功率 1.3 功率同步测试 鲁科版必修2.doc

1.3功率一、单选题（共10题；共20分）1.现用一台起重机在5s内要将2103的物体由静止开始匀加速提升10米，不计一切摩擦及空气阻力，g取10m/s2 ， 那么此起重机应具备的最小功率是（） a.40kwb.80kwc.73.6kwd.86.4kw2.关于功率公式和的说法正确的是： （） a.由知，只要知道w和t就可求出任意时刻的功率b.由只能求某一时刻的瞬时功率c.从知，汽车的功率与它的速度成正比d.从知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比3.一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的有用功率达到最大值p，以后，起重机保持该功率不变，继续提升重物直到以最大速度v2匀速上升为止，则整个过程中，下列说法不正确的是（ ） a.钢绳的最大拉力为b.钢绳的最大拉力为c.重物的最大速度为 d.重物做匀加速运动的时间为4.一台起重机匀加速地将质量m=1.0103kg的货物从静止竖直吊起，在2s末货物的速度v4.0m/s取g10m/s2 ， 不计阻力，则起重机在这2s时间内的平均输出功率和起重机在2s末的瞬时输出功率分别是（） a.4103w, 8.0103wb.1.6104w, 3.2104wc.2.4104w, 4.8104wd.2.0104w , 4.0104w5.如图所示，分别用力f1、f2、f3将质量为m的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，在此过程中，f1、f2、f3做功的功率大小关系是（）a.p1=p2=p3b.p1p2=p3 c.p3p2p1d.p1p2p36.机车从静止开始沿水平的直轨道做匀加速直线运动，所受的阻力始终不变，在此过程中，下列说法正确的是（ ） a.机车的牵引力逐渐减小b.机车的牵引力逐渐增大c.机车输出功率逐渐减小d.机车输出功率逐渐增大7.王同学在完成 “引体向上”项目体育测试中，1分钟完成了20个“引体向上”，若王同学每次 “引体向上”重心上升约0.5m，则王同学在本次测试中做功的平均功率接近（） a.1000wb.100wc.10wd.1w8.一辆汽车从静止出发在平直公路上加速前进，如果汽车发动机功率一定，遇到的阻力也一定，在达到最大速度之前（ ） a.汽车的加速度大小不变b.汽车的加速度不断增加c.汽车的加速度不断减小d.汽车的加速度大小跟速度成反比9.今年年初我国南方部分地区遭遇了严重雪灾在抗雪救灾中，运输救灾物资的汽车以额定功率上坡时，为增大牵引力，司机应使汽车的速度（ ） a.减小b.增大c.保持不变d.先增大后保持不变10.一辆汽车的额定功率为73.5kw，当它以36km/h的速度行驶时，它的牵引力大小可能是（ ） a.104 nb.103 nc.7.35104 nd.7.35103 n二、多选题（共3题；共9分）11.如图质量为m的汽车在水平路面上启动，运动过程中的速度图象，oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下述说法正确的是（ ）a.t1t2时间内汽车牵引力做功为 m m b.0t1时间内汽车做匀加速运动且功率逐渐增大c.t2t3时间内汽车的牵引力最小，与阻力相等d.t1t2时间内汽车的牵引力逐渐在增大12.一辆汽车在平直的公路上运动，运动过程中先保持某一恒定加速度，后保持恒定的牵引功率，其牵引力和速度的图像如图所示若已知汽车的质量m，牵引力f1 和速度v1及该车所能达到的最大速度v3 则根据图像所给的信息，能求出的物理量是（ ）a.汽车运动中的最大功率为f1v1b.速度为v2时的加速度大小为 c.汽车行驶中所受的阻力为 d.恒定加速时，加速度为 13.质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t0时刻开始受到水平力的作用力的大小f与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则（ ）a.3t0时刻的瞬时功率为 b.3t0时刻的瞬时功率为 c.在t0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为 d.在t0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为 三、填空题（共3题；共5分）14.质量为2103kg的汽车，保持40kw的功率行驶，能达到的最大速度为20m/s当它以最大速度前进时，所受阻力的大小为_n，若汽车受阻力大小不变，它的速度为10m/s时加速度的大小为_m/s2 15.质量10t的汽车，额定功率是60kw，在水平路面上行驶的最大速度为15m/s，设它所受运动阻力保持不变，则汽车受到的运动阻力是_n；在额定功率下，当汽车速度为10m/s时的加速度_m/s2 16.一质量为m的木块静止在光滑的水平地面上，大小为f、方向与水平面成角的恒力作用在该木块上，经过时间t，力f的瞬时功率为_。 四、解答题（共1题；共5分）17.汽车发动机的额定功率为40kw，质量为2000kg，当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍，（g=10m/s2）汽车在路面上能达到的最大速度？若以恒定功率启动，当汽车速度为10m/s时的加速度是多少？ 五、综合题（共2题；共20分）18.汽车发动机的功率为60kw，汽车的质量为4t，当它行驶在坡度为0.02（sin=0.02）的长直公路上时，如图所示，所受摩擦阻力为车重的0.1倍（g=10m/s2），求：（1）汽车所能达到的最大速度vm； （2）若汽车从静止开始以0.6m/s2的加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持多长时间？ 19.汽车发动机的额定功率p0=150kw，汽车的质量m=5.0103，汽车在水平路面上行驶驶时，阻力是车重的k=0.10倍，重力加速度g=10m/s2 （所有计算结果保留两位有效数字） （1）若汽车保持额定功率不变从静止启动，当车速为v1=10m/s时其加速度a1 是多大？ （2）若汽车从静止开始，保持以a=1.0m/s2 的加速度做匀加速直线运动，维持这一过程的时间t是多长？这一过程中汽车牵引力做功w是多少？ 答案解析部分一、单选题1.【答案】d 【解析】【分析】因为物体是从静止开始匀加速的，所以根据公式可得，物体上升的加速度为a=0.8m/s2 ， 起动机的牵引力为f-mg=ma，解得：， 5s后物体具有的速度为，v=at=4m/s，物体在5s末的功率最大，为p=fv=86.4kw,即此起重机应具备的最小功率86.4kw，d正确，【点评】本题是一道最容易出错的题目，需要明白在5s末起重机的功率最大，所以要想达到目的，所以起重机的具有的功率最小为5s末时的功率，2.【答案】d 【解析】【分析】a、公式是平均功率的表达式，只能计算平均功率的大小，不能用来计算瞬时功率；错误b、可以计算平均功率也可以是瞬时功率，取决于速度是平均速度还是瞬时速度；错误c、从知，当f不变的时候，汽车的功率和它的速度是成正比的，而汽车的牵引力是变化的；错误d、可以表示汽车的瞬时功率，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比；正确故选d【点评】是功率的定义式，若t较长，p为平均功率只有在趋向于零时，p才视为瞬时功率，可见只能计算平均功率；在中，v可以是平均速度，也可以是瞬时速度，因此p=fv既可以计算平均功率也可计算瞬时功率。3.【答案】b 【解析】【分析】ab、匀加速提升重物时钢绳拉力最大，且等于匀加速结束时的拉力，由得；a正确不选，b错误应选c重物以最大速度为匀速上升时，f=mg，所以；正确不选d、重物做匀加速运动的加速度，则匀加速的时间为；正确不选故选b。【点评】匀加速提升重物时钢绳拉力最大，且等于匀加速结束时的拉力，由求出最大拉力；重物以最大速度为匀速上升时，f=mg，所以， 求出最大速度；先根据牛顿第二定律求出加速度，再根据匀加速直线运动速度时间公式求出时间。4.【答案】c 【解析】【分析】起重机匀加速运动，由牛顿第二定律可以求得起重机拉力的大小，由匀变速直线运动的规律可以求得货物上升的高度，再利用功率的公式可以求得平均功率和瞬时功率。货物匀加速运动，由速度公式可得，v=at，所以a=2m/s2 ， 2s内的位移是x=at24m，由牛顿第二定律可得 f-mg=ma，所以 f=mg+ma=1.010310+1.01032=12000n，起重机做的功为 w=fx=120004j=48000j，所以起重机在这2s内的平均功率为：起重机在这2s末的瞬时功率为，p瞬=fv=120004w=48000w。故选c。【点评】解决本题的关键区分平均功率和瞬时功率，根据p=【可求平均功率，根据p=fv可求瞬时功率。5.【答案】a 【解析】【分析】从题中我们知道，物体是从静止开始运动的，加速度相同，到达斜面顶端经过的位移相同，所以根据公式可得，三种情况下物体的运动时间是相同的，所以根据公式可得，到达斜面顶端的速度是相同的，过程中重力做负功，f做正功，所以根据动能定理可得，所以三种情况下f做功时相同的，根据公式可得，三种情况下f的功率是相同的，所以a正确。【点评】在计算功率的时候，可以通过公式计算，也可以通过公式计算，根据题目中的信息选择公式。6.【答案】d 【解析】【解答】解：机车做匀加速直线运动，加速度不变，根据ff=ma知，牵引力f=f+ma，可知牵引力不变，根据p=fv，f不变，v增大，则机车的输出功率变大，故d正确，a、b、c错误故选：d【分析】机车做匀加速直线运动，加速度不变，根据牛顿第二定律得出拉力的变化，从而根据p=fv得出输出功率的变化7.【答案】b 【解析】【分析】该同学在1min内克服重力做功为，所以平均功率为，带入，可得， b正确。【点评】本题的能理性较强，需要学生学会估算，知道一些常识性知识8.【答案】c 【解析】【解答】解：发动机的功率p保持恒定，汽车所受阻力f保持不变，根据p=fv得：f= 根据牛顿第二定律得：a= ，速度不断增大，则加速度不断减小，当f=f时速度达到最大值，所以在达到最大速度之前汽车的加速度不断减小，故c正确故选：c【分析】发动机的功率保持恒定，汽车所受阻力保持不变，根据p=fv及牛顿第二定律列式即可判断加速度的变化情况9.【答案】a 【解析】【解答】解：由功率公式p=fv可知，在功率一定的情况下，当速度减小时，汽车的牵引力就会增大，此时更容易上坡故选：a【分析】司机用“换挡”的办法来减速行驶是为了获得更大的牵引力来上坡，由p=fv可知，在功率一定的情况下，当速度减小时，汽车的牵引力就会增大10.【答案】d 【解析】【解答】解：p=73.5kw=73500wv=36km/h=10m/s因为p=fv，所以f= = =7350n故d正确，abc错误故选：d【分析】已知汽车的功率和汽车运行的速度，有p=fv即可求出牵引力的大小二、多选题11.【答案】b,c 【解析】【解答】解：a、根据动能定理知，在t1t2时间内，有： ，可知牵引力功不等于 ，故a错误b、0t1时间内，汽车做匀加速直线运动，根据p=fv知，功率逐渐增大，故b正确c、t2t3时间内，汽车做匀速直线运动，牵引力等于阻力，牵引力最小，故c正确d、t1t2时间内，功率不变，根据p=fv知，速度增大，牵引力减小，故d错误故选：bc【分析】根据动能定理得出汽车牵引力做功的大小；根据速度时间图线得出0t1时间内、t2t3时间汽车的运动规律，当牵引力不变时，结合p=fv分析功率的变化；当功率不变时，根据p=fv分析牵引力的变化12.【答案】a,c 【解析】【解答】解：a、根据牵引力和速度的图像和功率p=fv得汽车运动中的最大功率为f1v1 ， 故a正确b、汽车运动过程中先保持某一恒定加速度，后保持恒定的牵引功率，所以速度为v2时的功率是f1 v1 ， 根据功率p=fv得速度为v2时的牵引力是 ，对汽车受力分析，受重力、支持力、牵引力和阻力，该车所能达到的最大速度时加速度为零，所以此时阻力等于牵引力，所以阻力f= 根据牛顿第二定律，有速度为v2时加速度大小为a= ，故b错误，c正确d、根据牛顿第二定律，有恒定加速时，加速度a= ，故d错误故选ac【分析】汽车先做匀加速运动，再以恒定功率运动，对汽车受力分析后根据牛顿第二定律列方程，再结合图像进行分析即可13.【答案】b,d 【解析】【解答】3t0时速度va12t0a2t0 2t0 t0 3t0时刻瞬时功率p3f0v ，故a不符合题意，b符合题意；02t0内，力f0做的功w1f0 （2t0）2 2t03t0内位移x2a12t0t0 2t03t0内水平力3f0做的功w23f0x2 03t0内平均功率 ，c不符合题意，d符合题意。故答案为：b、d。【分析】利用牛顿第二定律和匀变速直线运动公式可求出3t0时刻的速度，利用功率p=fv可得出瞬时功率的大小，求平均功率利用公式，故应该先求出总功率，此题主要考查平均功率公式和瞬时功率的用法，需引起重视。三、填空题14.【答案】2000；1 【解析】【解答】解：当牵引力等于阻力时，速度最大，根据p=fvm得，阻力f= ，根据p=fv得，牵引力f= ，根据牛顿第二定律得，汽车的加速度a= 故答案为：2000，1【分析】当牵引力等于阻力时，速度最大，根据p=fvm求出汽车所受的阻力大小，根据p=fv求出牵引力的大小，结合牛顿第二定律求出汽车的加速度15.【答案】4000；0.2 【解析】【解答】解：汽车以额定功率在水平路面行驶，达到最大速度，则有由功率公式 p=fv，f= 此时阻力等于牵引力，即为4000n汽车以额定功率在水平路面行驶，速度为10m/s时，则有由牛顿第二定律可得： 得 故答案为：4000；0.2【分析】汽车的功率可由牵引力与速度乘积来表达，当汽车达到最大速度，此时做匀速运动，则牵引力等于运动阻力，而牵引力由额定功率与最大速度来算出当汽车以额定功率运动时，可得出牵引力大小，由于阻力不变，所以由牛顿第二定律可求出加速度大小16.【答案】【解析】【解答】对木块受力分析可知，木块受重力、支持力和力f的作用，由牛顿第二定律可得，fcos ma，所以a ，t时刻的速度为v1at ，所以瞬时功率pfv1cos 。【分析】首先利用牛顿第二定律求出物体的加速度，然后得出在t时刻的瞬时速度大小，利用公式瞬时功率公式进行求解，此题属于基础题型。四、解答题17.【答案】解：汽车有最大速度时，此时牵引力与阻力相等，有：p=fv=fvm可得汽车最大速度为：vm= = =10m/s当速度v=10m/s时，牵引力为：f牵= = n=4000n，故此时加速度为：a= = m/s2=1m/s2答：汽车在路面上能达到的最大速度为10m/s；若以恒定功率启动，当汽车速度为10m/s时的加速度是1m/s2 【解析】【分析】（1）当汽车达到最大速度时，处于受力平衡状态，汽车的牵引力和阻力大小相等，由p=fv=fvm可以求得最大速度；（2）首先要求出速度为10m/s时汽车的牵引力的大小，再由牛顿第二定律可以求得此时加速度的大小五、综合题18.【答案】（1）解；汽车在坡路上行驶，所受阻力 ff=kmg+mgsin=4000n+800n=4800n当汽车加速度为零时，达到的速度最大，此时有 f=ff时，由发动机的功率 p=fvm=ffvm ， 所以 vm= = m/s=12.5m/s答：汽车所能达到的最大速度vm为12.5m/s（2）解；汽车从静止开始，以a=0.6 m/s2匀加速行驶，根据牛顿第二定律得： fff=ma，所以牵引力 f=ma+kmg+mg