2022-2023粤教版（2019）必修第二册 4.2 功率 课时作业（含解析）

4.2 功率
一、单选题
1．学校进行消防疏散演习，某同学从五楼撤离到地面用时2min。在此过程中，该同学重力做功的平均功率最接近于（ ）
A．5W B．50W C．500W D．5000W
2．汽车爬坡时，要使用低速挡减速行驶，这样做的主要目的是( )
A．节省汽油
B．减少汽车的惯性
C．减少汽车的阻力
D．获得较大的牵引力
3．某利用太阳能驱动的小车质量为m，当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进．小车在平直的道路上由静止开始匀加速行驶，经过时间t，速度达到时电动机功率达到额定功率，并保持不变；小车又继续前进了s距离，达到最大速度．小车运动过程中所受阻力恒为，则小车的额定功率为( )
A． B． C． D．
4．汽车由静止开始运动，若要使汽车在开始运动的一小段时间内保持匀加速直线运动，则（　　）
A．不断增大牵引力功率
B．不断减小牵引力功率
C．保持牵引力功率不变
D．不能判断牵引力功率如何变化
5．汽车以额定功率在平直公路上匀速行驶，在t1时刻司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶，到t2时刻汽车又开始做匀速直线运动（设整个过程中汽车所受的阻力不变）．则在t1~t2的这段时间内（ ）
A．汽车的加速度逐渐减小 B．汽车的加速度逐渐增大
C．汽车的速度先减小后增大 D．汽车的速度逐渐增大
6．一个物体从光滑斜面下滑，下列说法正确的是（ ）
A．重力不变，重力做功的功率也不变
B．重力做功的平均功率等于重力和下滑速度平均值的乘积
C．重力做功的功率等于重力和下滑速度的乘积
D．重力做功的功率小于重力和下滑速度的乘积
7．汽车上坡时，在功率保持不变的情况下，由“5”挡换到“4”挡或更低的挡位，其目的是（　　）
A．增大速度，得到较大的牵引力 B．增大速度，得到较小的牵引力
C．减小速度，得到较大的牵引力 D．减小速度，得到较小的牵引力
8．质量为2kg的物体从45m高的地方自由下落，则物体在2s内及2s末重力的功率分别为（ ）
A．400W 200W B．900W 400W C．200W 400W D．400W 900W
9．动车组就是几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组。带动力的车厢叫动车，不带动力的车厢叫拖车。设动车组运行过程中的阻力与质量成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等，若开动一节动车带三节拖车，最大速度可达到150km/h。当开动二节动车带三节拖车时，最大速度可达到（　　）
A．200km/h B．240km/h C．280km/h D．300km/h
10．汽车以额定功率从水平路面上坡时，司机换挡目的是（ ）
A．增大速度，增大牵引力 B．减小速度，减小牵引力
C．增大速度，减小牵引力 D．减小速度，增大牵引力
11．质量为的小鸟，以速度沿着与水平成角斜向上的方向匀速飞行，重力加速度为，则（　　）
A．小鸟处于超重状态
B．空气对小鸟作用力的方向与的方向相反
C．空气对小鸟作用力的大小为
D．重力对小鸟做功功率为
12．甲、乙两物体质量相同，甲放在光滑的水平面上，乙放在粗糙的水平面上，在相同的水平力F作用下，由静止开始都通过了相同的位移x，在此过程中。若恒力F对甲做功的平均功率为P1，对乙做功的平均功率为P2，则（　　）
A．P1>P2 B．P1<P2 C．P1=P2 D．无法判断
二、多选题
13．一辆汽车在运动中所受阻力恒定。在下列关于汽车速度和发动机功率随时间变化情况中，正确的是（　　）
A．当速度在减小时，功率不可能在增加
B．当功率在减小时，速度可能在增加
C．若速度随时间均匀增大，功率也一定随时间均匀增大
D．若功率随时间均匀增大，速度也一定随时间均匀增大
14．一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前4s内做匀加速直线运动，4s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v-t图象如图所示。已知汽车的质量m=1.5×103kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，不计空气阻力，g取10m/s2，则（　　）
A．汽车在前4s内的牵引力为4×103N
B．汽车的额定功率为36kW
C．汽车的最大速度为20m/s
D．前4s内汽车克服地面阻力做功2.4×104J
15．一辆汽车在平直的公路上匀速行驶，汽车的功率为P，某时刻汽车行驶中受到的阻力突然减小为原来的0.8倍，若汽车的功率不变，则此后，汽车变速运动过程中（　　）
A．汽车的牵引力不断增大 B．汽车的牵引力不断减小
C．汽车的加速度不断增大 D．汽车的加速度不断减小
三、解答题
16．一种新型氢气燃料的汽车，质量为，发动机的额定输出功率为80kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍．若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为2.0m/s2．达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶．试求：
（1）汽车的最大行驶速度．
（2）汽车匀加速运动的时间．
（3）当速度为5 m/s时，汽车牵引力的瞬时功率．
17．一辆质量为，额定功率为的汽车，在水平公路上以额定功率行驶，汽车受到的阻力为一定值。在某时刻汽车的速度为20m/s，加速度为。求：汽车所能达到的最大速度是多大？
参考答案：
1．B
【详解】该同学体重大约60kg，下楼通过的位移大约为
则重力做功的平均功率
更接近50W，其余选项相差太大，故B正确，ACD错误。
故选B。
2．D
【详解】因为，所以汽车牵引力，由于汽车的最大功率是一定的，当减小行驶速度时，可以获得更大的牵引力．故选D．
3．B
【详解】小车匀加速运动时，根据牛顿第二定律
且
解得
当达到最大速度时，此时牵引力
则
故选项B正确，ACD错误。
故选B。
考点：功率；牛顿第二定律.
4．A
【详解】汽车做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有
F-f=ma
阻力不变，则牵引力不变，根据P=Fv知，牵引力功率增大，故A正确，BCD错误。
故选A。
5．A
【详解】匀速行驶时，牵引力等于阻力，当功率减小一半时，速度来不及变化，只是牵引力减小为原来的一半，小于阻力，此时开始做减速运动，，之后速度减小，牵引力增大，加速度减小，所以汽车将做加速度减小的减速运动，A对．
6．D
【详解】ACD． 物体下落高度为h时，根据机械能守恒可知
沿斜面方向的速度为
则竖直方向的分速度为
则此时重力的功率为
所以随着下落高度的增大，重力的功率增大，故AC错误，D正确；
B． 重力做功的平均功率等于重力和下滑速度的竖直分速度平均值的乘积，故B错误。
故选D。
7．C
【详解】由功率的表达式
可知，在功率保持不变的情况下，减小速度，可以增大牵引力。
故选C。
8．C
【详解】2s下降高度为h＝gt2＝×10×22m＝20m；2s末速度为v=gt=20m/s；2s内重力的功率为；2s末的功率为P=Fv=mgv=2×10×20W=400W；故选C.
9．B
【详解】设每节车厢质量为m，一节动车带动三节拖车以最大速度行驶时所受阻力为
（k为比例常数）
每节动车的额定功率为P，则有
当改为二节动车带三节拖车以最大速度行驶时，则有
联立解得
故选B。
10．D
【详解】汽车上坡时，与在水平路面上行驶相比，需要多克服重力的下滑分力做功，故需要增加牵引力；根据功率与速度关系公式P=Fv，功率一定的情况下，增加牵引力需要减小速度；
故选D．
11．C
【详解】A．因为小鸟做匀速直线运动，则小球处于平衡状态，所以小鸟不处于超重状态，A错误；
BC．小鸟只受到自身的重力和空气的作用力，这两个力是一对平衡力，所以空气对小鸟作用力的方向竖直向上，大小为，B错误C正确；
D．功率
要求力和速度共线，重力的方向和速度方向不共线，所以重力对小鸟做功功率不等于，D错误。
故选C。
12．A
【详解】根据
可知，甲、乙质量相等，且所受推力相等，因此有
根据牛顿第二定律可知
由于甲、乙质量相等，且所受推力相等，因此有
根据
可得
根据
可得
故A正确，BCD错误。
故选A。
13．BC
【详解】A．速度在减小，则加速度方向与速度方向相反
f﹣F=ma
若加速度在减小，则牵引力在增大，功率可能在增加，故A错误；
B．功率在减小，若F也再减小，则速度可能增加，故B正确；
C．若速度随时间均匀增大，则加速度恒定，牵引力恒定，根据
P=Fv
可知功率一定随时间均匀增大，故C正确；
D．若功率随时间均匀增大，根据
P=Fv
只有F一定时，速度才随时间均匀增大，故D错误。
故选BC。
14．BD
【详解】A．根据v-t图象，可知，汽车在前4s内做匀加速度直线运动，加速度
汽车水平方向受阻力f和牵引力F作用，根据牛顿第二定律
因为阻力
可得
故A错误；
B．4s时汽车功率达到额定功率，根据可知
故B正确；
C．当牵引力等于阻力时，汽车速度最大，所以
故C错误；
D．根据v-t图象，可知，前4s内汽车走过的位移
阻力做功
汽车克服地面阻力做功2.4×104J，故D正确。
故选BD。
15．BD
【详解】AB．由于阻力减小，汽车做加速运动，由可知，汽车的牵引力减小，A错误，B正确；
CD．根据牛顿第二定律
因为汽车的牵引力减小，所以汽车的加速度减小，C错误，D正确。
故选BD。
16．（1）40m/s（2）（3）30kW
【详解】（1）当加速度为零时，物体速度最大，即：，根据功率方程，得：
（2）根据牛顿第二定律匀加速阶段：，且，当速度增大，功率增大，当功率增大到额定功率时，匀加速结束，有：，根据匀变速规律
（3）当匀加速结束时，物体速度：，当速度为5m/s,仍处于匀加速阶段，功率
17．
【详解】设某时刻汽车的牵引力为F，汽车受到的恒定阻力为f，则
由牛顿第二定律得
所以
当汽车速度达到最大速度时有
F=f
所以

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