2020年高中物理课时训练(新人教必修二)7.3《功率》7.docx

(时间30分钟满分50分)一、选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分，每小题至少有一个选项正确)1一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t0开头，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上。在tt1时刻，力F的功率是()A. B.C. D.解析：由题知物体做加速度a的匀加速直线运动，当tt1时，物体的速度vat，则tt1时刻力F的功率PFv，故C正确。答案：C2在一次举重竞赛中，一名运动员在抓举竞赛时，将质量为127.5 kg的杠铃举起历时约2 s，该运动员在举起杠铃过程中的平均功率是()图1A几十瓦左右 B一千瓦左右C几十千瓦左右 D几百千瓦左右解析：抓举过程中运动员克服重力做功Wmgh，杠铃上升的高度h约为2 m，时间t约为2 s，则平均功率P W1 275 W1.275 kW。故B正确。答案：B3甲、乙两个质量相同的小球，在距地面相同的高处，以不同的初速度水平抛出，速度v甲v乙21，不计空气阻力，以下说法正确的是()A从抛出到落地的过程中，重力对甲球做功的平均功率大B从抛出到落地的过程中，重力对两球做功的平均功率相等C落地时，重力对甲球做功的瞬时功率大D落地时，重力对两球做功的瞬时功率相等解析：从抛出到落地的过程中，重力做功相等。W甲W乙mgh，下落时间相等t甲t乙。由P可知，重力对两球做功的平均功率相等。A错，B对。落地时，两球的竖直分速度相等。v甲竖v乙竖。而重力做功的瞬时功率等于重力与物体竖直分速度的乘积，所以瞬时功率相等，C错，D对。答案：BD4设汽车行驶时所受阻力与它的速度成正比，假如汽车以v的速度匀速行驶时，发动机的功率为P。当汽车以2v的速度匀速行驶时，汽车发动机的功率为()AP B2PC3P D4P解析：这是一个变力做功的问题。由题意知汽车以速度v匀速行驶时，汽车的牵引力为F1Ffkv，此时汽车的功率为：PF1vkv2当汽车以2v的速率匀速行驶时，汽车的牵引力变为F2Fk2v，此时汽车的功率变为：P2F2v24kv2结合两式可得P24P。答案：D5假如汽车以额定功率P由静止动身，沿平直路面行驶，受到的阻力恒为Ff，则下列推断正确的是()A汽车行驶的最大速度为vmB汽车先做匀加速运动，最终做匀速运动C汽车先做加速度越来越小的加速运动，最终做匀速运动D汽车先做匀加速运动，再做匀减速运动，最终做匀速运动解析：据F知，汽车加速，牵引力F减小，加速度减小，故汽车做加速度减小的加速运动，最终匀速时，FFf，最大速度vm，A、C正确，B、D错误。答案：AC6质量为m的汽车，其发动机额定功率为P。当它开上一个倾角为的斜坡时，受到的阻力为车重力的k倍，则车的最大速度为()A. B.C. D.解析：汽车速度最大时，a0，牵引力Fmgsin kmgmg(ksin )。故此时最大速度vm，D对。答案：D7如图2甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2 kg的物体在F作用下由静止开头向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知 (g取10 m/s2)() 图2A物体加速度大小为2 m/s2BF的大小为21 NC4 s末F的功率大小为42 WD 4 s内F做功的平均功率为42 W解析：由速度时间图象可得加速度a0.5 m/s2，由牛顿其次定律得：2Fmgma，所以F10.5 N，4 s末，PF(2v物)10.522 W42 W，4 s内， W21 W，故选项C正确。答案：C8(2022江苏高考)如图3所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球，在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点，在此过程中拉力的瞬时功率变化状况是()A渐渐增大B渐渐减小 图3C先增大，后减小D先减小，后增大解析：设F与速度v的夹角为，则PFvcos ，对力进行分解，在切线方向上(速度方向上)合力为0，即mgsin Fcos ，所以Pmgvsin ，随增大，P增大。答案：A二、非选择题(本题共2小题，共18分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)9(10分)质量为2 000 kg、额定功率为80 kW的汽车，在平直大路上行驶中的最大速度为20 m/s。若汽车从静止开头做匀加速直线运动，加速度大小为2 m/s2，运动中的阻力不变。求：(1)汽车所受阻力的大小；(2)3 s末汽车的瞬时功率；(3)汽车做匀加速运动的时间；(4)汽车在匀加速运动中牵引力所做的功。解析：(1)所求的是运动中的阻力，若不留意“运动中的阻力不变”，则阻力不易求出。以最大速度行驶时，依据PFv，可求得F4 000 N。而此时牵引力和阻力大小相等。(2)由于3 s时的速度vat6 m/s，而牵引力由FFfma得F8 000 N，故此时的功率为PFv4.8104 W。(3)设匀加速运动的时间为t，则t时刻的速度为vat，这时汽车的功率为额定功率。由PFv，将F8 000 N和vat代入得t5 s。(4)匀加速运动阶段牵引力为恒力，牵引力所做的功WFlFat28 000252 J2105 J。答案：(1)4 000 N(2)4.8104 W(3)5 s(4)2105 J10. (8分)如图4所示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m5103 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开头向上做匀加速直线运动，加速度a0.2 m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm1.02 m/s的匀速运动。取g10 m/s2，不计额外功。求： 图4(1)起重机允许输出的最大功率；(2)重物做匀加速运动所经受的时间和起重机在第2秒末的输出功率。解析：(1)设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，拉力F0等于重力，有P0F0vm，F0mg，代入数据，得：P05.1104 W(2)匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经受的时间为t1，有：P0Fv1，Fmgma，v1at1联立以上各式并代入数据，得：t15 st2 s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，则有v2at，PFv2联立以上各式并代入数据，得：P2.04104 W。答案：(1)5.1104 W(2)5 s2.04104 W