高中物理沪科版 (2019)必修 第二册1.2 功与功率当堂达标检测题

【优选】1.2功与功率-1优选练习

一．填空题

1．某种型号汽车发动机的额定功率为60kW，设汽车在水平公路上行驶时受到的阻力恒定，大小为2000N。发动机在额定功率下，汽车匀速行驶的速度v=_____m/s；当汽车以10m/s的速度匀速行驶时，发动机的实际功率P=_____W。

2．一辆动车组的总质量M=2.0×105kg，额定输出功率为4800kW。假设该动车组在水平轨道上运动时的最大速度为270km/h，受到的阻力f与速度v满足f=kv，该动车组以最大速度匀速行驶时的牵引力为________N，当匀速行驶的速度为最大速度一半时，动车组的输出功率为________kW。

3．质量为1Kg的物体自由下落，在头3s内，重力做功的平均功率是________W，3s 末的瞬时功率_______ W。

4．质量为5千克的物体从某一高度自由下落，在下落过程中的第2秒末，重力做功的瞬时功率P为________瓦，在下落的头2秒内，重力做功的平均功率为________瓦。

5．18．汽车在平直的公路上从静止开始做匀加速运动，当

汽车速度达到vm时关闭发动机，汽车继续滑行了一段时间后停止运动，其运动的速度如图3所示。若汽车加速行驶时其牵引力做功为W1，汽车整个运动中克服阻力做功等于W2，则W1与W2的比值为_____        __。牵引力和阻力大小之比为_____       ___。

6．高铁在水平直轨道上高速运行时，假设空气阻力占全部阻力的75%，在空气阻力中90%是车头和车尾形成的压强差阻力，如图所示。某列车在前进时，大气压p0，车头压强1.005p0，车尾压强0.985p0，车身截面积等效为S。则该列车匀速前进过程中，全部阻力大小为_________。保持列车牵引功率不变，进入平直隧道后，车头压强变为1.010p0，车尾压强变为0.980p0，如果认为压强差阻力在总阻力中所占比例不变，列车匀速前进的车速将变为隧道外车速的_________%。

7．质量为2kg的物体从某一高度做自由落体运动，则最初2s内重力做的功为      J，3s末重力的瞬时功率为      W．

8．将质量为1kg的物体以3m/s的速度水平抛出，当物体的速度为5m/s时，其重力的瞬时功率为_________。

9．一动车组的总质量，额定输出功率为。假设该动车组在水平轨道上运动时的最大速度为，受到的阻力___________N（）。

10．汽车在阻力一定的水平路面上以额定功率行驶，当汽车加速度增大时，牵引速度在________。（填“增大”．“减小”．“不变”）

11．质量为m的汽车，起动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为时，汽车的瞬时加速度的大小为___。

12．抽水机在1分钟内将地面上10kg的水，抽到了距离地面10m的高处，这段时间内抽水机对水做了______J，抽水机的功率为______W。

13．功率

（1）意义：功率是表示做功的_____的物理量。

（2）定义：功W与完成这些功所用_____之比。

（3）定义式：。单位：____，简称____，符号是___。

（4）功率是____（填“标”或“矢”）量。

14．汽车发动机的额定功率为60kW，汽车的质量为5t，汽车在平直路面上行驶时，阻力是5103N，汽车保持额定功率不变从静止启动（g=10m/s2），汽车所能达到的最大速度______，当汽车的速度为6m/s时的加速度________。

15．质量为1kg的物体从某一高度开始做自由落体运动，3s后物体着地。则该物体下落过程中重力的平均功率是_____W；落地时重力的瞬时功率是_____W。

16．汽车发动机的功率为50kW，若汽车总质量为5Xl03 kg，在水平路面上行驶时，所受阻力大小恒为5×l03 N，则汽车所能达到的最大速度为________m/s;若汽车以0.5m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持的时间为____________s。

17．一辆质量为2.0×103kg的汽车在平直公路上行驶，若汽车行驶过程中所受阻力恒为f=2.5×103N，且保持功率为80kW。则：汽车在运动过程中所能达到的最大速度_____；汽车的速度为5m/s时的加速度_____；汽车的加速度为0.75m/s2时的速度_____。

18．雪豹的心脏每跳一次输送的血液，设雪豹心脏主动脉内径为2cm，血压（可看作心脏压送血液的压强）的平均值为，心跳每分钟60次，则雪豹心脏的平均功率为___________W，血液从心脏流出的平均速度约___________。

参考答案与试题解析

1．【答案】30m/s    20kW   

【解析】【来源】北京市丰台区2019-2020学年高一（下)期末物理试题

【分析】

【详解】

[1]．根据P=Fv，当匀速行驶时F=f，则

[2]．当汽车以10m/s的速度匀速行驶时，发动机的牵引力为

F′=f=2000N

则发动机的实际功率

2．【答案】       

【解析】【来源】辽宁省协作校2019-2020学年高一（下）期中物理试题

【分析】

【详解】

[1]270km/h=75m/s

根据

可知最大速度时的牵引力

[2]当匀速行驶的速度为最大速度一半时，可得

此时的功率

3．【答案】  150      ；      300

【解析】物体做自由落体运动在3s内下落的位移为 ，根据功率

3s末的速度为 ，所以3s 末的瞬时功率

故本题答案是：(1). 150      ；      (2).   300

点睛：能区分和 ，并利用两个公式求瞬时功率和平均功率。

4．【答案】1000    500   

【解析】【来源】上海师范大学附属中学2019-2020学年高一(下)期中考试物理试题

【分析】

【详解】

[1] 2秒末的瞬时速度

所以重力做功的瞬时功率

[2] 2秒内位移

重力做功

重力做功的平均功率

5．【答案】1:1    4:1

【解析】

6．【答案】    66.7   

【解析】

[1]头和车尾形成的压强差阻力为

全部阻力大小为

[2]设列车牵引力功率为，当牵引力等于阻力时，列车做匀速直线运动，则有

列车匀速前进的车速将变为隧道外车速的百分比为

7．【答案】400；600

【解析】【知识点】功和功率

【试题解析】2s内的位移为：h＝；所以第2s内重力做功为W＝mgh＝2×10×20 J＝400J；3s末的速度v＝gt＝30m/s；所以第2s末重力的瞬时功率P＝mgv＝600W。

8．【答案】40W

【解析】【来源】天津市宝坻区大钟庄高级中学2019-2020学年高一（下)6月物理试题

【分析】

【详解】

物体的竖直速度

重力的瞬时功率为

PG=mgvy=10×4W=40W

9．【答案】64000

【解析】

[1]根据

P=Fv

当速度最大时

F=Ff

则

10．【答案】减小

【解析】【来源】上海市黄浦区敬业中学2020-2021学年高一（下）期中物理试题

由牛顿第二定律可得

当汽车加速度增大时，说明牵引力F在增大；由功率的表达式

可知，功率一定时，牵引力F增大，运动速度v就要减小。

11．【答案】

【解析】【来源】陕西省汉中市部分高中2019-2020学年高一（下）期中质量检测物理试题

【分析】

【详解】

汽车以速度匀速行驶时，受到的阻力为

当汽车速度为时，由牛顿第二定律可得

解得

12．【答案】1000       

【解析】

[1]抽水机每分钟抽的水重

G=mg=10×10N=100N

抽水机对水做功

W=Gh=100×10J=1000J

[2]抽水机的功率

13．【答案】快慢    时间t    瓦特    瓦    W    标   

【解析】

略

14．【答案】12m/s    1m/s2   

【解析】【来源】福建省永春县第一中学2018-2019学年高一3月月考物理试题

【详解】

当汽车的牵引力减小到等于阻力时，汽车的速度达到最大．根据P=Fv=fv得，最大速度．当汽车的速度为6m/s时，汽车的牵引力；根据牛顿第二定律得，

15．【答案】       

【解析】【来源】宁夏银川市宁夏大学附属中学2019-2020学年高一（下）期末物理试题

【分析】

【详解】

[1]物体在内下落的高度为

重力做功为

平均功率为

[2]落地瞬时速度为

落地时瞬时功率为

16．【答案】    (1). 10            (2). 40/3

【解析】试题分析：汽车达到最大速度时：a=0，F牵＝F阻，发动机功率等于额定功率，由得：最大速度为10m/s。汽车匀加速启动，由牛顿第二定律，F牵－F阻＝ma，求出牵引力；当发动机功率增大到额定功率，匀加速运动结束，由P＝Fv=Fat，可求时间为。

考点：本题考查机车启动。

17．【答案】32m/s    6.75m/s2    20m/s   

【解析】【来源】山西省朔州市应县第一中学校2019-2020学年高一（下）期中考试物理试题

【分析】

【详解】

[1]当牵引力F=f时，汽车的速度最大，则汽车在运动过程中所能达到的最大速度

[2]根据

F-f=ma

其中

联立解得汽车的加速度

a=6.75 m/s2

[3]汽车的加速度为0.75m/s2时，根据牛顿第二定律

F′-f=ma′

其中

解得

v′=20m/s

18．【答案】    ①. 6    ②.

【解析】

【分析】

【详解】[1]设雪豹的心脏每跳一次输送的血液距离为L，血管的截面积为S，则心脏每跳一次需做的功为

心跳每分钟60次，则心脏工作的平均功率为

[2]主动脉横截面积为

每秒压送血液量为

血液从心脏流出的平均速度为