2022年高中物理人教版必修2习题：第七章 机械能守恒定律 第3节 功率2 Word版含答案

2022年高中物理人教版必修2习题：第七章 机械能守恒定律 第3节 功率2 Word版含答案一、选择题：本大题共6小题，每小题8分，共48分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确，选对的得8分，对而不全得4分。选错或不选的得0分。1关于功率公式P和PFv的说法正确的是（ ）A由P知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率B由PFv只能求某一时刻的瞬时功率C从PFv知，汽车的功率与它的速度成正比D从PFv知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比2用水平恒力F作用在一个物体上，使该物体沿光滑水平面在力的方向移动距离s，恒力F做的功为W1，功率为P1；再用同样的水平力F作用在该物体上，使该物体在粗糙的水平面上在力的方向上移动距离s，恒力F做的功为W2，功率为P2.下面哪个选项是正确的（ ）AW1W2，P1P2 BW1W2，P1P2CW1W2，P1P2DW1W2，P1P23某同学进行体能训练，用了100s时间跑上20m高的高楼，试估测他登楼时的平均功率最接近的数值是（ ）A10 WB100 WC1 kWD10 kW4汽车在恒定的功率下，由静止沿平直公路开始起动，对于它的速度时间图象，图1中正确的可能是（ ）图15竖直上抛一球，球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于球的速度，下列说法中正确的是 （ ）A上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功B上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功C上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率D上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力做功的平均功率6如图2所示，质量为m的物体，自高为h、倾角为的光滑斜面顶端由静止滑下，经历时间t到达斜面底端，到达斜面底端时的速度为v，则物体在斜面底端时，重力的功率是（ ）图2AmgvBmgvsinCmgvcosDmgvtan第卷（非选择题，共52分）二、填空、实验题：本大题共3小题，每小题8分，共24分。把正确答案填写在题中横线上或按要求作答。7一物体在推力F作用下克服恒定的阻力运动，其vt图和Fs图如图3所示，则在第1个5s、第2个5s、第3个5s内推力F对物体做的功W1_J、W2_J、W3_J；在15s内阻力共做功Wf_J；力F的最大瞬时功率Pm_W，15 s内F的平均功率_W。图38质量为m的汽车在倾角为的斜坡上匀速行驶，上坡时的速度为v1，下坡时的速度为v2，设汽车运动过程中所受阻力不变，且上、下坡时汽车发动机的功率也相同，则汽车的功率等于_。9随着人类能量消耗的迅速增加，如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务。如图4所示，是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小的坡度，请你从提高能量利用率的角度，分析这种设计的优点。图4三、计算题：本大题共2小题，计28分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。10（12分）汽车质量为2.0t，发动机的额定功率为60 kW，在平直公路上行驶的最大速度是108 km/h，试计算：汽车由静止开始，以1.5 m/s2的加速度启动，求：（1）匀加速的过程能持续多长时间？（2）若接着以额定功率运行，再经15s达到最大速度，那么汽车启动过程中发动机共做多少功？11（16分）一杂技运动员骑摩托车沿一竖直圆轨迹做特技表演，如图5所示，若车的速度恒为20m/s，人与车的质量之和为200 kg，摩托车与轨道间的动摩擦因数为0.1，车通过最低点A时，发动机功率为12 kW，求车通过最高点B时发动机的功率（g取10 m/s2）。图5参考答案一、选择题：1【答案】D【点拨】公式P一般用来计算平均功率，公式PFv既可以计算瞬时功率，又可以计算平均功率。2【答案】C【点拨】物体在光滑水平面和粗糙水平面上运动时，力相同，在力的方向上发生的位移为s，所以功W1W2；但在粗糙水平面移动s所需时间长，故P1P2。3【答案】B【点拨】这是一道实际生活中平均功率的计算试题，考查估算能力。设人的质量m50 kg，所以W100 W。4【答案】C【点拨】汽车在恒定功率下，沿平直公路的运动是加速度逐渐减小的加速运动，达到最大速度后匀速运动，图象C反映了这一过程中速度随时间变化的规律。5【答案】BC【点拨】假设物体质量为m，上升的高度为h，物体上升过程中克服重力做的功以及下降过程中重力做的功相等。由于空气阻力的作用，物体上升过程的加速度大于下降过程的加速度，根据匀变速直线运动的规律可得t，所以上升过程用的时间比较少，故上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率。B、C正确。6【答案】B【点拨】重力和瞬时速度之间夹角为（90），根据PFvcos得重力的瞬时功率Pmgvcos（90）mgvsin。二、填空、实验题：7【答案】2；2；0；4；0.8；0.27 【点拨】由vt图知，第1个5s的位移为2.5m、第2个5s的移为5.0m、第3个5s的位移为2.5m。由Fs图知，第1个5s的推力为0.8N、第2个5s的推力为0.4N、第3个5s的的推力为0。阻力大小等于0.4N。5s末力F的瞬时功率最大。8【答案】【点拨】设摩擦力为Ff，下滑力为G1，G1mgsin。则上坡时，牵引力F1FfG1，PF1v1（FfG1）v1；下坡时，牵引力F2G1Ff ，PF2v2（G1Ff）v2，解得P。9【答案】列车进站时，利用上坡使部分动能转化为重力势能，减少因刹车而损耗的机械能，列车出站时利用下坡把储存的重力势能又转化为动能，起到节能作用。【点拨】（略）三、计算题：10【答案】（1）8.0 s；（2）1.14106 J【解析】（1）汽车的最大速度vm108 km/h30 m/s。因为汽车以最大速度vm行驶时，Ff。根据PFvfvm，所以f N2000 N。在匀加速阶段，根据牛顿第二定律有：F1f ma所以F1ma1f 5000 N。达到额定功率时的匀加速运动的最大速度12 m/s。故匀加速阶段的运行时间为t1 s 8.0 s（2）匀加速阶段的运动距离为：s1a1t121.58.02 m48 m此过程牵引力做的功为：W1F1s1500048 J2.4105 J以恒定功率运动的第二段，牵引力做的功为：W2Pt26.010415 J9.0105 J所以汽车启动过程中发动机共做的功为WW1W22.4105 J9.0105 J1.14106 J。11【答案】4103 W【解析】以人和摩托车作为一个整体为研究对象，分别对其在A点和B点时进行受力分析如图所示，FNA、FNB分别表示摩托车在A点和B点受到轨道的弹力，FA、FB表示的是摩托车的牵引力，FfA、FfB则表示的是摩擦阻力，对于A、B两点而言都是竖直方向上的合力提供向心力，又由于摩托车保持匀速率不变，因此摩托车在切线方向上合外力为零，即A、B两点牵引力与摩擦力大小相等，方向相反。由牛顿第二定律可得：FNAmgFNBmg在A点：FfAFNAFA在B点：FfBFNBFB由功率公式可知：PAFAvPBFBv联立以上各式，得：PBPA2mgv4103 W，即为摩托车通过最高点时发动机的功率。