粤教版必修二 功率 第1课时 作业.docx

粤教版高中物理必修二 4.7功率 同步测试一、单选题（共7题；共14分）1.飞机在飞行时受到的空气阻力与速率的平方成正比若飞机以速率v匀速飞行时，发动机的功率为p，则当飞机以速率nv匀速飞行时，发动机的功率为（ ） a.npb.2npc.n2pd.n3p2.质量相等的甲、乙两车从某地同时由静止开始沿直线同方向加速运动，甲车功率恒定，乙车牵引力恒定，两车所受阻力相等且均为恒力经过t时间，甲、乙两车速度相同，则（ ） a.t时刻甲车一定在乙车的前面b.t时刻甲车加速度大于乙车加速度c.t时刻甲车牵引力的瞬时功率大于乙车牵引力的瞬时功率d.t时间内甲车牵引力的平均功率小于乙车牵引力的平均功率3.一汽车在平直公路上行驶从某时刻开始计时，发动机的功率p随时间t的变化如图所示假定汽车所受阻力的大小f恒定不变下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中，可能正确的是（ ）a.b.c.d.4.质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为p，汽车行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为 时，汽车的瞬时加速度的大小为（ ） a.b.c.d.5.设飞机飞行中所受阻力与其速度的平方成正比，若飞机以速度v飞行，其发动机功率为p，则飞机以3v匀速飞行时，其发动机的功率为（ ） a.3pb.9pc.27pd.无法确定6.在平直的公路上，汽车由静止开始做匀加速直线运动，当速度达到v时立即关闭发动机滑行，直到停止，运动过程中的vt图象图示，设汽车的牵引力为f，阻力为f，则（）a.f f = 3 1b.f f = 4 1c.f f = 1 3d.f f = 1 47.2011年7月23日，甬温线d301次列车与d3115次列车发生追尾事故，事故共造成了40人死亡，200多人受伤，从而引发了广大民众对我国高铁运行安全的关注和担忧若在水平直轨道上有一列以额定功率行驶的列车，所受阻力与质量成正比，由于发生紧急情况，使最后几节车厢与车体分离，分离后车头保持额定功率运行，则（ ） a.车头部分所受牵引力增大，速度也增大b.车头部分所受牵引力减小，速度也减小c.脱离部分做匀减速运动，车头部分做匀加速运动d.分离出的车厢越多，车头能获得的最大速度越大二、多选题（共3题；共9分）8.一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，物体上升的高度为h，则整个过程中，下列说法正确的是（ ） a.重物的最大速度大于 b.钢绳的最大拉力为 c.重物匀加速运动的加速度为 gd.重物做匀加速运动的时间为 9.如图是一汽车在平直路面上启动的速度时间图象，若启动过程中汽车所受阻力恒定，由图象可知（ ）a.0t1时间内，汽车的牵引力增大，加速度增大，功率不变b.0t1时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变，功率增大c.t1t2时间内，汽车的牵引力减小，加速度减小，功率不变d.t1t2时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变，功率增大10.一辆汽车从静止出发，在平直的公路上加速前进，如果发动机的牵引力保持恒定，汽车所受阻力保持不变，当功率达到额定功率后继续加速到最大速度，对于其速度变化图象和功率变化图象正确的是（ ） a.b.c.d.三、填空题（共2题；共3分）11.质量为4103kg的汽车，其发动机提供牵引力的额定功率为60kw，设它在平直公路上行驶时所受阻力恒定，且为 3103n则汽车可达到的最大速度为_m/s当速度为10m/s时，汽车的加速度为_m/s2 12.一质量为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）13.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3题；共35分）14.某型号汽车发动机的额定功率为60kw，在水平路面上行驶时受到的阻力是2000n，求： （1）发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度大小 （2）在同样的阻力下，若汽车行驶速度只有54km/h，则发动机输出的实际功率 15.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？ 16.用一台额定功率为p0=60kw的起重机，将一质量为m=500kg的工件由地面竖直向上吊起，不计摩擦等阻力，取g=10m/s2 求： （1）工件在被吊起的过程中所能达到的最大速度vm； （2）若使工件以a=2m/s2的加速度从静止开始匀加速向上吊起，则匀加速过程能维持多长时间？ （3）若起重机在始终保持额定功率的情况下从静止开始吊起工件，经过t=1.14s工件的速度vt=10m/s，则此时工件离地面的高度h为多少？ 答案解析部分一、单选题1.【答案】d 【解析】【解答】解：由题得，阻力的表达式f=kv2 ， k是比例系数当飞机以速率v匀速飞行时，发动机的功率为p，则有p=fv，而牵引力f=f=kv2 ， 则得p=kv3 当飞机以速率nv匀速飞行时，发动机的功率为p=fnv=fnv=k（nv）2nv=n3kv3=n3p故选d【分析】由题，飞机在飞行时受到的空气阻力与速率的平方成正比，可得到阻力的表达式f=kv2 ， k是比例系数发动机的功率等于牵引力与速度的乘积，匀速运动时，牵引力与阻力大小相等，列出发动机功率为p与速度的关系，再求解速度为nv时的功率本题是运用数学知识列出阻力的表达式，还抓住匀速运动时，牵引力与阻力平衡的条件，运用比例法求解2.【答案】a 【解析】【分析】甲车功率恒定，可知v增大，f减小，所以加速度在减小，即甲做加速度减小的加速运动，乙车牵引力恒定，所以加速度恒定，故乙车做加速度恒定的加速运动，根据v-t图像可得，在t时刻甲图线与坐标轴围成的面积大于乙图线与坐标轴围成的面积，故t时刻甲车一定在乙车前面，a正确，图线的斜率表示加速度，所以t时刻甲的加速度小于乙的加速度，b错误，根据可得，阻力相等，所以t时刻的牵引力甲小于乙的，所以根据公式，速度相等，故t时刻甲车牵引力的瞬时功率小于乙车牵引力的瞬时功率，c错误，过程中甲车的牵引力功率为额定功率，而乙车t时刻的功率不大于额定功率，所以平均功率小于额定功率，故t时间内甲车牵引力的平均功率大于乙车牵引力的平均功率，d错误。【点评】本题结合v-t图像分析，简单明了。3.【答案】a 【解析】【解答】解：在0t1时间内，如果匀速，则vt图象是与时间轴平行的直线，如果是加速，根据p=fv，牵引力减小；根据ff=ma，加速度减小，是加速度减小的加速运动，当加速度为0时，即f1=f，汽车开始做匀速直线运动，此时速度v1= = 所以0t1时间内，vt图象先是平滑的曲线，后是平行于横轴的直线；在t1t2时间内，功率突然增加，故牵引力突然增加，是加速运动，根据p=fv，牵引力减小；再根据ff=ma，加速度减小，是加速度减小的加速运动，当加速度为0时，即f2=f，汽车开始做匀速直线运动，此时速度v2= = 所以在t1t2时间内，即vt图象也先是平滑的曲线，后是平行于横轴的直线故a正确，bcd错误；故选：a【分析】对于汽车，受重力、支持力、牵引力和阻力，根据p=fv和牛顿第二定律分析加速度的变化情况，得到可能的vt图象4.【答案】c 【解析】【解答】解：汽车速度达到最大后，将匀速前进，根据功率与速度关系公式p=fv和共点力平衡条件f1=f p=f1v 当汽车的车速为 时p=f2（ ） 根据牛顿第二定律f2f=ma 由式，可求的a= 故选c【分析】汽车速度达到最大后，将匀速前进，根据功率与速度关系公式p=fv和共点力平衡条件，可以先求出摩擦阻力；当汽车的车速为 时，先求出牵引力，再结合牛顿第二定律求解即可5.【答案】c 【解析】【解答】解：设飞机飞行中所受阻力f=kv2 ， 在匀速飞行时飞机受到的阻力的大小和飞机的牵引力的大小相等，所以飞机以速度v飞行时 p=fv=kv2v=kv3 ， 当飞机以3v匀速飞行时，p=fv=k（3v）3=27p，故选c【分析】由于飞机飞行中所受阻力与其速度的平方成正比，由此可以求得飞机在速度为v和3v时受到的阻力的大小，再由p=fv=fv可以求得飞机的功率的大小6.【答案】b 【解析】【分析】由功能定理，以整个过程为研究对象，在速度时间图像中，图线的面积表示位移大小，由此可知，b对，acd错；故选b【点评】本题难度较小，选择整体为研究对象是关键7.【答案】d 【解析】【解答】解：a、最后几节车厢与车体分离后，列出质量减小，所受阻力减小，此时牵引力大于阻力，列出做加速运动，而速度增大，功率不变，所以牵引力减小，列车做加速度减小的加速运动，故ab错误；c、脱离部分没有牵引力，在阻力作用下做减速运动，列车做加速度减小的加速度运动，故c错误；d、分离出的车厢越多，车头剩余的质量越小，所受阻力越小，而功率不变，当牵引力等于阻力时，速度最大，根据vm= 可知，车头能获得的最大速度越大，故d正确故选d【分析】最后几节车厢与车体分离后，列出质量减小，所受阻力减小，功率不变，根据p=fv即可判断车头的运动情况，脱离部分没有牵引力，在阻力作用下做减速运动二、多选题8.【答案】c,d 【解析】【解答】解：a、当拉力等于重力时，速度最大，根据p=fv=mgv2得最大速度为： ，故a错误b、重物匀加速直线运动时，拉力不变，达到最大功率后，功率不变，速度增大，牵引力减小，则匀加速直线运动时拉力最大，根据p=fv1得最大拉力为：f= ，故b错误c、根据牛顿第二定律得，匀加速直线运动的加速度为：a= ，故c正确d、匀加速直线运动的时间为：t= ，故d正确故选：cd【分析】当拉力等于重物的重力，速度最大，根据p=mgv求出最大速度匀加速直线运动时，拉力最大，根据p=fv1求出最大牵引力，结合牛顿第二定律求出加速度，根据速度时间公式求出匀加速直线运动的时间9.【答案】b,c 【解析】【解答】解：a、由图可知，0t1时间内，汽车的速度是均匀增加的，是匀加速运动，所以汽车的牵引力不变，加速度不变，功率增大，所以a错误，b正确c、t1t2时间内，汽车的功率已经达到最大值，功率不能再增加，所以汽车的牵引力在减小，加速度也要减小，所以c正确，d错误故选：bc【分析】由图可知，汽车从静止开始做匀加速直线运动，随着速度的增加，汽车的功率也要变大，当功率达到最大值之后，功率不能在增大，汽车的牵引力就要开始减小，以后就不是匀加速运动了，当实际功率达到额定功率时，功率不能增加了，要想增加速度，就必须减小牵引力，当牵引力减小到等于阻力时，加速度等于零，速度达到最大值10.【答案】b,c 【解析】【解答】解：发动机的牵引力保持恒定，根据牛顿第二定律可知，a一定，根据v=at知v增大，根据p=fv知牵引力增大，功率p也均匀增大，达到p额后，功率保持不变，由v继续增大，所以f= 减小，a= 减小，当f=f时，a=0，vm= ，此后做匀速运动，bc符合题意，ad不符合题意故答案为：bc【分析】机车的启动方式一共有两种，其中一种就是以恒定加速度启动，根据速度时间图像和功率时间图像的物理意义找出对应的图像即可。三、填空题11.【答案】20；0.75 【解析】【解答】解：当牵引力等于阻力时，速度最大，根据p=fvm得，最大速度 当汽车的速度为10m/s时，牵引力f= ，根据牛顿第二定律得，汽车的加速度a= 故答案为：20，0.75【分析】机车启动问题等机车出现最大速度时，牵引力等于阻力。牵引力减去阻力等于机车受到的合外力。结合功率的公式进行求解。12.【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13.【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14.【答案】（1）解：汽车匀速行驶时，牵引力与阻力平衡，有f=f，根据p=fv=fv得，匀速行驶的速度v= =108km/h答：发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度大小为108km/h（2）解：若汽车行驶速度只有54km/h=15m/s，发动机输出的实际功率p=fv=fv=200015w=30kw答：发动机输出的实际功率为30kw 【解析】【分析】（1）匀速运动时，牵引力等于阻力，结合p=fv求出匀速运动时的速度（2）根据p=fv求出发动机输出的实际功率15.【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+mgsin41030.6 n+4800n=7.2103n保持这一牵引力，当汽车的实际功率等于额定功率时，匀加速运动的速度达到最大，设匀加速行驶的最大速度为vm，则有 vm= = m/s=8.33 m/s由运动学规律得：匀加速行驶的时间为：t= = s=13.9s答：若汽车从静止开始以0.6m/s2的加速度