《2020版新教材高中物理 课时素养评价二 功率（含解析）鲁教版必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020版新教材高中物理 课时素养评价二 功率（含解析）鲁教版必修2（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、功率 (25分钟60分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.关于功率,下列说法中正确的是()A.物体做功越快,其功率越大B.物体做功越多,其功率越大C.实际功率一定等于额定功率D.由P=可知,功率与时间成反比【解析】选A。功率是表示做功快慢的物理量,功率越大,做功越快,A对。物体做功多,用的时间很长,功率不一定大, B错。物体的实际功率可能小于或等于额定功率,也可能短时间内大于额定功率,C错。由P=可知,只有在做功一定的情况下,功率才与时间成反比,D错。2.2019年5月26日,中国场地自行车联赛总决赛团体竞速赛在山西太原举行,浙江队选手王天琪在成年男子团体竞速赛决赛中表现优异。
2、最终,浙江队以43秒894的成绩获得冠军。如图所示是两位运动员在比赛冲刺阶段的画面,若运动员此时受到的阻力约为200 N,则运动员的输出功率最接近()A.40 WB.4.0102 WC.4.0103WD.4.0104 W【解析】选C。运动员的速度大约72 km/h=20 m/s,P=Fv=fv=20020 W=4.0103 W,C正确,A、B、D选项数量级差太多,是错误的。3.质量为5 t的汽车,在水平路面上以加速度a=2 m/s2启动,所受阻力为1.0103 N,汽车启动后第1 s末的瞬时功率是()A.2 kW B.22 kW C.1.1 kW D.20 kW【解析】选B。根据牛顿第二定律得
3、F-f=ma,则F=f+ma=1 000 N+5 0002 N=11 000 N。汽车第1 s末的速度v=at=21 m/s=2 m/s,所以P=Fv=11 0002 W=22 000 W=22 kW,故B正确,A、C、D错误。【补偿训练】解放前后,机械化生产水平较低,人们经常通过“驴拉磨”的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用。如图所示,假设驴拉磨的平均拉力大小为500 N,运动的半径为1 m,驴拉磨转动一周所用时间约为10 s,则驴拉磨转动一周的平均功率约为()A.0 B.50 W C.50 W D.100 W【解析】选D。由P=得P=100 W,故D正确,A、B、C错误。4.假设摩托艇受到的阻
4、力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍,则摩托艇的最大速率变为原来的()A.4倍B.2倍C.倍D.倍【解题指南】解答本题时应注意理解以下两点:(1)当摩托艇速率最大时加速度为零,即牵引力与阻力相等。(2)输出功率与牵引力的关系:P=Fv。【解析】选D。当功率为P时,P=Fv=kvv=kv2;当功率为2P时,2P=kvv=kv2,因此,v=v,D正确,A、B、C错误。【补偿训练】设飞机飞行中所受阻力与速率的平方成正比,如果飞机以速度v匀速飞行,其发动机功率为P,则当发动机功率为8P时,飞机飞行的速度为()A.v B.2v C.4v D.8v【解析】选B。飞机匀速飞行时,
5、应有F=F阻=kv2,所以P=Fv=kv3,因此功率为8P时v=2v。则B正确,A、C、D错误。5.一小球做自由落体运动,小球在空中运动的过程中重力做功的功率P随时间t变化的图像是()【解析】选A。设经过时间t速度大小为v,此时重力的功率P=mgv=mggt=mg2t,则A正确,B、C、D错误。【补偿训练】一辆小车在水平路面上做匀速直线运动,从某时刻起,小车所受到的牵引力F和阻力f随时间变化的规律如图甲所示,则作用在小车上的牵引力F的功率随时间变化的规律应是图乙中的()【解析】选D。根据牵引力F与阻力f随时间变化的图像可知,小车做匀减速直线运动,即vt=v0-at。那么,小车牵引力的功率随时间
6、的变化规律为P=Fvt=Fv0-Fat,牵引力的功率随时间变化的图线是一条倾斜直线,且随时间的增加而减小,选项D正确,其他选项均错。6.列车提速的一个关键技术问题是提高机车发动机的功率。已知匀速运动时,列车所受阻力与速度的平方成正比,即f=kv2。设提速前速度为80 km/h,提速后速度为120 km/h,则提速前与提速后机车发动机的功率之比为()A.B.C.D.【解析】选C。当列车的速度为80 km/h时,此时由于列车是匀速运动,牵引力和阻力相等,即F=f=kv2,由P=Fv可得,此时功率P1=F1v1=k,同理,当列车的速度为120 km/h时,由P=Fv可得,此时的功率P2=F2v2=k
7、,所以提速前与提速后列车发动机的功率之比=()3=,则C正确,A、B、D错误。二、计算题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)7.(10分)如图所示,质量为m=5.0 kg的物体静置于粗糙水平面上,在水平拉力F=20 N作用下物体开始向右做匀加速运动,物体和水平面间的动摩擦因数=0.2。重力加速度g=10 m/s2,不计空气阻力。(1)求物体在5 s内运动的位移。(2)求5 s末时摩擦力的功率大小。【解析】(1)由牛顿第二定律得:F-mg=ma解得:a= m/s2=2 m/s25 s内的位移为:x=at2=252 m=25 m(2)5 s末的速度为:v
8、=at=25 m/s=10 m/s5 s末摩擦力的功率大小为:P=mgv=0.25.01010 W=100 W答案:(1)25 m(2)100 W8.(14分)如图甲所示,质量为1.0 kg的物体置于固定斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,1.0 s末将拉力撤去,物体运动的v -t图像如图乙,试求:(g取10 m/s2)(1)拉力F的大小。(2)拉力F在第1 s内的平均功率。【解析】(1)由v -t图像知,当撤去拉力F后,物体做匀减速直线运动,加速度大小a=6 m/s2。由牛顿第二定律得f+mgsin=ma=6 N,当物体受拉力F的作用时,由牛顿第二定律得F-f-mgsin=ma,其中由
9、题图知加速度a=12 m/s2,所以F=18 N。(2)物体在拉力F作用下第1 s内的位移s=at2=6 m所以拉力F在第1 s内的平均功率P= W=108 W。答案:(1)18 N(2)108 W (15分钟40分)9.(6分)(多选)如图所示,质量相同的两物体处于同一高度,A沿固定在地面上的光滑斜面下滑,B自由下落,最后到达同一水平面,则()A.重力对两物体做功相同B.重力的平均功率相同C.到达底端时重力的瞬时功率PAPA,C正确。10.(6分)(多选)如图所示是健身用的“跑步机”示意图,质量为m的运动员踩在与水平面成角的静止皮带上,运动员用力向后蹬皮带,皮带运动过程中,受到的阻力恒定为f
10、,使皮带以速度v匀速运动,则在运动过程中,下列说法正确的是()A.人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力B.人对皮带不做功C.人对皮带做功的功率为mgvD.人对皮带做功的功率为fv【解析】选A、D。脚蹬皮带时,脚和皮带之间产生了摩擦力,皮带受到的摩擦力是皮带运动的动力,故选项A正确;皮带在人的作用下移动了距离,人对皮带做功,故选项B错误;皮带运动过程中受到的阻力恒定为f,使皮带以速度v匀速运动,人对皮带做功的功率,等于阻力的功率,即人对皮带做功的功率为fv,故选项C错误,选项D正确。11.(6分)(多选)我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器。舰载机总质量为3.0104 kg,设起飞过程中发
11、动机的推力恒为1.0105 N;弹射器有效作用长度为100 m,推力恒定;要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80 m/s。弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和,假设所受阻力为总推力的20%,则()A.弹射器的推力大小为1.1106 NB.弹射器对舰载机所做的功为1.1108 JC.弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8107 WD.舰载机在弹射过程中的加速度大小为32 m/s2【解析】选A、B、D。由题意可知,舰载机弹射过程的加速度为a= m/s2=32 m/s2,D项正确;根据牛顿第二定律,0.8(F发+F弹)=ma,求得弹射器的推力大小F弹=1.1106 N,A项正确;弹射
12、器对舰载机做的功为W=1.1106100 J= 1.1108 J,B项正确;弹射过程的时间t= s=2.5 s,弹射器做功的平均功率P=4.4107 W,C项错误。12.(22分)如图所示,一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动,先匀加速运动t1=10 s达到速度大小v=54 km/h,再匀速运动t2=100 s,接着匀减速运动t3=12 s到达乙站停车。列车在运行过程中所受的阻力大小恒为f=1105 N,列车在减速过程中发动机停止工作,求:(1)列车匀速运动过程中克服阻力所做的功W。(2)列车在匀加速阶段牵引力的平均功率。【解析】(1)已知v=54 km/h=15 m/s列车在匀速阶段的位移为:x=vt2=1 500 m列车匀速运动过程中克服阻力所做的功为:W=fx=1.5108 J(2)设列车在匀加速阶段的加速度大小为a1,由牛顿第二定律有:F-f=ma1又:a1=匀减速过程有:f=mg=ma2,又a2=得m=8104 kg,F=2.2105 N该阶段牵引力的平均功率=F解得:=1.65106 W。答案:(1)1.5108 J(2)1.65106 W- 8 -
