高中物理人教版 (新课标)必修23.功率课时作业

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 第七章　机械能守恒定律 3　功率基础过关练题组一　功率　　　　　　　　　　　　　　　　　　1.关于功率,下列说法正确的是 (　　)A.功率是描述力对物体做功多少的物理量B.力做功时间越长,力的功率一定越小C.力对物体做功越快,力的功率一定越大D.力对物体做功越多,力的功率一定越大2.(2021福建福州格致中学高一下期中)质量为50 kg的运动员,用300 s的时间登上高60 m的山丘,那么他登山时重力的平均功率为(已知重力加速度g=10 m/s2)              (　　)A.10 kW B.1 kWC.100 W D.10 W3.某人用同一水平拉力F先后两次拉同一物体,第一次使此物体从静止开始在光滑水平面上前进s距离,第二次使此物体从静止开始在粗糙水平面上前进s距离。若先后两次拉力做的功分别为W1和W2,拉力做功的功率分别为P1和P2,则              (　　)A.W1=W2,P1=P2 B.W1=W2,P1>P2C.W1>W2,P1>P2 D.W1>W2,P1=P2题组二　功率与速度4.(2021重庆高三下第二次联合诊断检测)重庆欢乐谷主题公园内有全球第六、西南地区最高的观光摩天轮,约40层楼高,如图所示。游客乘坐时,转轮始终在竖直面内匀速转动,则在乘坐过程中,游客              (　　)A.向心加速度始终不变B.对座椅的压力始终不变C.重力的瞬时功率始终不变D.所受合力的大小始终不变5.(2021湖南邵阳高三下第一次模拟)一质量m=2 kg的物体在粗糙的水平面上受到水平拉力作用,在一段时间内的速度随时间变化情况如图所示,已知物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,重力加速度g=10 m/s2。则拉力的功率最大值是              (　　)A.30 W B.50 W C.60 W D.120 W6.(2020河北唐山第十一中学高二期中)如图所示为汽车中用于改变车速的排挡。保持发动机功率一定,手推变速杆到达不同挡位,可获得不同的运动速度,从1~5逐挡速度增大,R是倒车挡,若要以最大牵引力上坡,变速杆应推至哪一挡              (　　)A.1挡 B.2挡 C.4挡 D.5挡7.(2020北京北师大附中高一下期中)一辆汽车在平直公路上以额定功率行驶,设所受阻力不变。在汽车加速过程中              (　　)A.牵引力减小,加速度增大B.牵引力减小,加速度减小C.牵引力增大,加速度增大D.牵引力增大,加速度减小8.假设列车从静止开始做匀加速直线运动,经过500 m后,速度达到最大,为360 km/h。整列列车的质量为1×105 kg,如果不计阻力,在匀加速阶段,牵引力的最大功率是              (　　)A.4.67×106 kW B.1×105 kWC.1×108 kW D.4.67×109 kW9.(2020江西南昌第一中学高三月考)汽车以额定功率P在平直公路上以速度v1=10 m/s匀速行驶,在某一时刻突然使汽车的功率变为2P,并保持该功率继续行驶,汽车最终以速度v2匀速行驶(假设汽车所受阻力不变),则              (　　)A.v2=10 m/sB.v2=20 m/sC.汽车在速度v2时的牵引力是速度v1时的牵引力的两倍D.汽车在速度v2时的牵引力是速度v1时的牵引力的一半能力提升练 能力提升练 题组一　计算平均功率和瞬时功率的大小1.(2021黑龙江大庆实验中学高一下质检,)如图所示,光滑水平桌面上有一质量为1 kg的物块在大小为6 N的拉力F作用下由静止开始运动,保持拉力F与水平方向之间的夹角为60°不变,g=10 m/s2,在物块运动过程中,下列说法正确的是              (　　)A.拉力F在0~2 s内做的功为36 JB.拉力F在2 s时的瞬时功率为18 WC.拉力F在0~2 s内平均功率为18 WD.重力在0~2 s内的做功值为60 J2.(2020广东兴宁第一中学高三月考,)如图,小球甲从A点水平抛出,小球乙从B点自由释放,两小球先后经过C点时速度大小相等,方向夹角为θ=53°,已知A、C高度差为h,两小球质量均为m,重力加速度大小为g,sin 53°=0.8, cos 53°=0.6,不计空气阻力,由以上条件可知              (　　)A.两小球在C点的速度大小均为2B.A、B两点高度差为hC.两小球在C点时重力的瞬时功率大小相等D.甲、乙两小球到达C点所用时间之比为3∶5题组二　生活中的功率问题3.(2020福建莆田第二十五中学高三期末,)如图所示,质量为50 kg的同学在做仰卧起坐。若该同学上半身的质量约为全身质量的,她在1 min内做了50个仰卧起坐,每次上半身重心上升的距离均为0.3 m,则她在1 min内克服重力做的功W和相应的功率P约为　              (　　)A.W=4 500 J　P=75 W B.W=450 J　P=7.5 WC.W=3 600 J　P=60 W D.W=360 J　P=6 W4.(2020山东泰安一中高三月考,)“双摇跳绳”是指每次在双脚跳起后,绳连续绕身体两周的跳绳方法。在比赛中,高三某同学1 min摇轻绳240圈,跳绳过程脚与地面接触的时间约为总时间的2/5,则他在整个跳绳过程中的平均功率约为              (　　)A.15 W B.60 W C.120 W D.300 W题组三　机车启动问题5.(2020江苏西亭高级中学高三期中,)一辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前5 s内做匀加速直线运动,第5 s末达到额定功率,之后保持以额定功率运动,其v-t图象如图所示。已知汽车的质量为m=1×103 kg,汽车受到地面的阻力为车重的0.1,g取10 m/s2,则以下说法正确的是              (　　)A.汽车在前5 s内的牵引力大小为5×102 NB.汽车速度大小为15 m/s时的加速度大小为1.5 m/s2C.汽车的额定功率为30 kWD.汽车的最大速度为35 m/s6.(2021吉林长春第一中学高一下月考,)一质量为m=5 t的汽车,发动机额定功率为P=80 kW,汽车由静止开始以加速度a=1 m/s2做匀加速直线运动。汽车在发动机达到额定功率后以恒定功率继续行驶。假设车的阻力为车重的0.06,g取10 m/s2。求:(1)汽车的最大速度vm;(2)汽车做匀加速直线运动的最长时间。     
答案全解全析3　功率基础过关练1.C　功率是描述力对物体做功快慢的物理量,力对物体做功越快,力的功率越大,A错误,C正确;力对物体做功时间长,未必做功慢,B错误;力对物体做功多,未必做功快,D错误。2.C　运动员登上山丘时克服重力所做的功W=mgh=50×10×60 J=30 000 J,则重力的平均功率P== W=100 W,故C正确。3.B　用同一水平拉力F先后两次拉同一物体,物体的位移都是s,由W=Fs可知W1=W2。物体在粗糙水平面上前进时,加速度较小,由s=at2可知用时较长,再由P=可知P1>P2,选项B正确。4.D　游客在竖直面内做匀速圆周运动,向心加速度大小不变,方向改变,A错误;游客对座椅的压力是变力,其大小一直改变,B错误;游客速度的竖直分量不断变化,重力的瞬时功率不断变化,C错误;游客所受合力等于向心力,其大小始终不变,D正确。5.C　当物体速度达到5 m/s时,拉力的功率最大,在前5 s物体的加速度为1 m/s2,摩擦力为f=μmg=10 N,由牛顿第二定律可知F-f=ma,解得F=12 N,根据P=Fv,可得Pmax=60 W,故选C。6.A　由P=Fv可知功率P一定时,v越小,F越大,所以车以最大牵引力上坡时,应推至1挡,选项A正确,B、C、D错误。7.B　根据P=Fv知,发动机的功率恒定,速度增大,则牵引力减小;根据牛顿第二定律有F-f=ma,可知加速度减小,选项B正确。8.B　经过500 m后,列车的速度达到v=360 km/h=100 m/s,由v2=2ax得a== m/s2=10 m/s2,则牵引力F=ma=1×105×10 N=1×106 N,所以牵引力的最大功率P=Fv=1×106×100 W=1×108 W=1×105 kW,选项B正确。9.B　汽车匀速行驶时,牵引力等于阻力,汽车受到的阻力为f=。某一时刻突然使汽车的功率变为2P,当汽车最终以速度v2匀速行驶时,牵引力等于阻力,已知阻力不变,故有v2==2v1=20 m/s,选项A、C、D错误,B正确。能力提升练1.B　由牛顿第二定律,在水平方向有F cos 60°=ma,得a=3 m/s2,由x=at2,得2 s内物块的水平位移为x=6 m,竖直方向由于F sin 60°<mg,所以竖直方向物块无位移,拉力F在0~2 s内做功WF=F cos 60°·x=18 J,A错误;在2 s时,物块的速度为v=at=6 m/s,拉力F在2 s时的瞬时功率为P=F cos 60°·v=18 W,B正确;拉力F在0~2 s内平均功率为== W=9 W,C错误;因为物块在竖直方向上无位移,故重力不做功,D错误。2.D　小球甲做平抛运动,竖直方向上做自由落体运动,由h=gt2可得甲运动的时间为t甲=,竖直分速度vy=gt甲=,根据运动的合成与分解可知,甲在C点的速度v甲===v乙,故A错误。小球乙做自由落体运动,B、C高度差h'==h,由题知A、C高度差为h,则A、B高度差为Δh=h-h=h,故B错误。小球甲在C点时重力的瞬时功率为P甲=mgvy=mg,小球乙在C点时重力的瞬时功率为P乙=mgv乙=,故P甲≠P乙,故C错误。小球甲到达C点所用时间为t甲=,小球乙到达C点所用时间为t乙==,故t甲∶t乙=3∶5,故D正确。3.A　每次上半身重心上升的距离均为0.3 m,则她每一次克服重力做的功W1=mgh=×50×10×0.3 J=90 J。1分钟内克服重力所做的功W=50W1=50×90 J=4 500 J。相应的功率约为P===75 W,选项A正确,B、C、D错误。4.C　假设该同学的质量为50 kg,g取10 m/s2,每次跳跃的时间t1= s=0.5 s,腾空时间t2=×0.5 s=0.3 s,腾空高度h=g=0.112 5 m,上升过程中克服重力做功W=mgh=50×10×0.112 5 J=56.25 J,则跳绳的平均功率== W=112.5 W,最接近120 W,选项C正确,A、B、D错误。5.C　汽车做匀加速直线运动时的加速度大小为a== m/s2=2 m/s2,根据牛顿第二定律得F-f=ma,解得牵引力为F=f+ma=(0.1×1×104+1×103×2)N=3×103 N,选项A错误;额定功率为P=Fv=3 000×10 W=3×104 W,当汽车的速度大小是15 m/s时,牵引力F'== N=2 000 N,汽车的加速度大小a'== m/s2=1 m/s2,选项B错误,C正确;当牵引力与阻力相等时,速度最大,最大速度为vm== m/s=30 m/s,选项D错误。6.答案　(1) m/s　(2)10 s解析　(1)当牵引力等于阻力:F=f时,汽车的速度最大,由P=Fvm=fvm解得vm= m/s(2)汽车匀加速阶段,由牛顿第二定律有F-f=ma解得F=8 000 N根据公式P=Fv解得加速结束时汽车的速度为v=10 m/s根据公式v=at解得t=10 s