高中物理鲁科版第一章功和功率3功率 2023版学业分层测评3

学业分层测评(三)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．下列关于功率的说法中正确的是( )A．由P＝eq\f(W,t)知，力做的功越多，功率越大B．由P＝Fv知，物体运动得越快，功率越大C．由W＝Pt知，功率越大，力做的功越多D．由P＝Fvcosα知，某一时刻，即使力和速度都很大，但功率不一定大【解析】在公式P＝eq\f(W,t)中，只有P、W、t中两个量确定后，第三个量才能确定，故选项A、C错误；在P＝Fv中，P与F、v有关，故选项B错误；在P＝Fvcosα中，P还与α有关，故选项D正确．【答案】D2．(多选)有关额定功率和实际功率的理解，正确的是 ( )A．动力机械铭牌上标明的是该机械的实际功率B．额定功率是动力机械工作时必须保持的稳定功率C．在较短的时间内，实际功率可以大于额定功率D．在较长的时间内，实际功率可以小于额定功率【解析】动力机械铭牌上标明的是机械的额定功率，A错误．额定功率是机械正常工作时的最大功率，但机械工作时实际功率可以小于额定功率，B错误．在工作时，机械可以短时间超过额定功率工作，长时间工作必须小于或等于额定功率，C、D正确．【答案】CD3．一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t＝0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在t＝T时刻F的功率是( )【导学号：45732023】\f(F2T2,m) \f(F2T,m)\f(F2T,2m) \f(F2T2,2m)【解析】木块加速度a＝eq\f(F,m)，t＝T时速度v＝aT＝eq\f(FT,m)，瞬时功率P＝Fv＝eq\f(F2T,m).【答案】B4．一个质量为m的小球做自由落体运动，那么，在前t秒内重力对它做功的平均功率P及在t秒末重力做功的瞬时功率P分别为(t秒末小球未着地)( )A．P＝mg2t2，P＝eq\f(1,2)mg2t2B．P＝mg2t2，P＝mg2t2C．P＝eq\f(1,2)mg2t，P＝mg2tD．P＝mg2t，P＝2mg2t【解析】前t秒内重力做功的平均功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f(mg·\f(1,2)gt2,t)＝eq\f(1,2)mg2tt秒末重力做功的瞬时功率P＝Fv＝mg·gt＝mg2t.故C正确．【答案】C5．一辆小车在水平面上做匀速直线运动，从某时刻起，小车所受牵引力和阻力随时间变化的规律如图1­3­7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是下图中的()图1­3­7【解析】车所受的牵引力和阻力恒定，所以车做匀加速直线运动，牵引力的功率P＝Fv＝F(v0＋at)，故选项D正确．【答案】D6．汽车由静止开始运动，若要使汽车在开始运动后一小段时间内保持匀加速直线运动，则()【导学号：45732023】A．不断增大牵引力和牵引力的功率B．不断减小牵引力和牵引力的功率C．保持牵引力不变，不断增大牵引力功率D．不能判断牵引力功率怎样变化【解析】汽车保持匀加速直线运动，所受合力不变，其中牵引力也不变，但速度增大，牵引力的功率增大，C对，A、B、D错．【答案】C7．从同一高度将质量相等的A、B两小球以大小不同的初速度水平抛出．A、B两小球抛出后落至同一水平地面，若落地瞬间，两小球所受重力的功率分别为PA、PB，不计空气阻力，则( )A．PA>PB B．PA<PBC．PA＝PB D．无法判断【解析】根据P＝Fvcosα，注意到落地瞬间的vcosα可以理解成平抛运动瞬时速度的竖直分速度，由于两球质量相同，因此重力相同；两球下落高度相同，落地时的竖直分速度相同，因此重力的瞬时功率相等，C正确．【答案】C8．质量为m＝5×103kg的汽车在水平公路上行驶，阻力是车重的倍．让汽车保持额定功率为60kW，从静止开始行驶．(1)若以额定功率起动，求汽车达到的最大速度vm及汽车车速v1＝2m/s时的加速度；(2)若汽车以v2＝6m/s的速度匀速行驶，求汽车的实际功率．(g取10m/s2)【导学号：45732023】【解析】(1)由P＝Fv＝fvm得vm＝eq\f(P,f)＝eq\f(P,μmg)＝eq\f(60×103,×5×103×10)m/s＝12m/s.由P＝Fv得F＝eq\f(P,v)，当v1＝2m/s时F1＝eq\f(P,v1)＝eq\f(60×103,2)N＝3×104N由牛顿第二定律得F1－f＝ma，所以a＝eq\f(F1－μmg,m)＝eq\f(3×104－×5×103×10,5×103)m/s2＝5m/s2.(2)P＝fv2＝μmgv2＝×5×103×10×6W＝3×104W＝30kW.【答案】(1)12m/s5m/s2(2)30kW[能力提升]9．飞行员进行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态开始下摆，到达竖直状态的过程中(如图1­3­8所示)，飞行员所受重力的瞬时功率的变化情况是( )图1­3­8A．一直增大 B．一直减小C．先增大后减小 D．先减小后增大【解析】对飞行员受力及运动分析如图所示，在A位置，飞行员受重力但速度为零，所以P＝mgv＝0；在B位置，飞行员受重力mg，速度为v，α＝90°，所以P＝Fvcosα＝0；在A、B之间的任意位置C,0°<α<90°.由P＝Fvcosα知P为一个大于零的数值，所以运动员所受重力的瞬时功率的变化情况是先增大后减小．【答案】C10．(多选)如图1­3­9所示为汽车在水平路面上起动过程中的速度图象，Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下述说法正确的是( )图1­3­9A．0～t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定B．t1～t2时间内汽车牵引力逐渐减小C．t1～t2时间内的平均速度为eq\f(1,2)(v1＋v2)D．在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值，t2～t3时间内牵引力最小【解析】由题图可知，0～t1时间内汽车做匀加速直线运动，牵引力恒定，由P＝F·v可知，汽车的功率均匀增大，A错误；t1～t2时间内汽车以额定功率行驶，速度逐渐增大，牵引力逐渐减小，B正确；因t1～t2时间内，ab图线与t轴所围面积大于ab直线与t轴所围面积，故该过程中的平均速度大于eq\f(1,2)(v1＋v2)，C错误；0～t1时间内，牵引力恒定，功率均匀增大，t1时刻以后牵引力逐渐减小，到t2时刻牵引力等于阻力，达到最小，而t1时刻达到额定功率后，功率保持不变，D正确．【答案】BD11．如图1­3­10所示，质量为2kg的物体在大小为24N、沿斜面向上的力F作用下，由静止开始沿光滑斜面体向上运动，斜面的倾角为30°，斜面足够长(g取10m/s2)．求：【导学号：45732023】图1­3­10(1)5s内拉力对物体做功的功率；(2)5s末拉力对物体做功的功率；(3)5s末物体克服重力做功的功率．【解析】物体在斜面上运动的加速度大小a＝eq\f(F－mgsinθ,m)＝eq\f(24－20×,2)m/s2＝7m/s25s内发生的位移s＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)×7×52m＝m5s末物体的速度v1＝at＝35m/s5s内拉力做的功W＝F·s＝24×J＝2100J5s内拉力做功的功率P＝eq\f(W,t)＝420W5s末拉力做功的功率P5＝F·v1＝24×35W＝840W5s末物体克服重力做功的功率P′＝mgv1sin30°＝20×35×eq\f(1,2)W＝350W.【答案】(1)420W(2)840W(3)350W12．质量为150kg的摩托车，额定功率为kW.现使其由静止开始沿水平路面以2m/s2的加速度向前行驶，若此摩托车所受阻力恒为车重的倍，(g取10m/s2)则：(1)行驶16m时，摩托车的瞬时功率为多大？(2)它能维持匀加速运动多长时间？(3)此摩托车运动过程中最大速度多大？【解析】(1)由F－f＝ma得牵引力F＝f＋ma＝×150×10N＋150×2N＝375N摩托车达到额定功率时的速度v′＝eq\f(P额,F)＝eq\f×103,375)m/s＝12m/s通过的位移s′＝eq\f(v′2,2a)＝eq\f(122,2×2)m＝36m故摩托车行驶16m时，处在匀加速运动阶段，此时的瞬时速度v＝eq\r(2as)＝eq\r(2×2×