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12.在无风的天气，一名中学生在平直的马路上以正常速度骑行时，所受的阻力约为人重力的0.02倍，那么请你估算下该中学生骑车的功率大约与下面哪个值比较接近 （
A.20W
B.60W
C.120W
D.200W
B
）A.20W
B.60W
C.120W
D.200W
答案
B
解析
【分析】
本题是估算骑车功率的问题，解题思路为：①结合生活常识估算中学生的体重，计算其重力；②根据阻力与重力的关系算出骑车时的阻力；③估算平直马路上正常骑行的速度；④匀速骑行时牵引力等于阻力，利用功率公式$P=Fv$计算功率，对比选项得出结果。
【解析】
1. 估算中学生质量：中学生质量约为$m=50kg$，则重力$G=mg=50kg×10N/kg=500N$；
2. 计算阻力：阻力约为人重力的0.02倍，故$f=0.02G=0.02×500N=10N$；
3. 估算骑行速度：平直马路上正常骑行速度约为$v=5m/s$；
4. 计算功率：匀速骑行时，牵引力$F=f=10N$，根据功率公式$P=Fv$，得$P=10N×5m/s=50W$，与选项B（60W）最接近。
【答案】
B
【知识点】
功率的计算、力的估算
【点评】
本题为估算类物理题，需结合生活常识获取必要的物理量（中学生体重、骑行速度），再利用功率公式求解，考查物理知识的实际应用能力，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题是估算骑车功率的问题，解题思路为：①结合生活常识估算中学生的体重，计算其重力；②根据阻力与重力的关系算出骑车时的阻力；③估算平直马路上正常骑行的速度；④匀速骑行时牵引力等于阻力，利用功率公式$P=Fv$计算功率，对比选项得出结果。
【解析】
1. 估算中学生质量：中学生质量约为$m=50kg$，则重力$G=mg=50kg×10N/kg=500N$；
2. 计算阻力：阻力约为人重力的0.02倍，故$f=0.02G=0.02×500N=10N$；
3. 估算骑行速度：平直马路上正常骑行速度约为$v=5m/s$；
4. 计算功率：匀速骑行时，牵引力$F=f=10N$，根据功率公式$P=Fv$，得$P=10N×5m/s=50W$，与选项B（60W）最接近。
【答案】
B
【知识点】
功率的计算、力的估算
【点评】
本题为估算类物理题，需结合生活常识获取必要的物理量（中学生体重、骑行速度），再利用功率公式求解，考查物理知识的实际应用能力，难度适中。
【难度系数】
0.5
13.在平直高速公路上，甲、乙两车以不同的速度匀速行驶，若甲、乙两车牵引力的功率之比为2:3，牵引力大小之比为4:5，则甲、乙两车的速度大小之比为（
A.8:15
B.15:8
C.6:5
D.5:6
D
）A.8:15
B.15:8
C.6:5
D.5:6
答案
D
解析
【分析】本题考查功率与牵引力、速度的关系，核心公式为$ P = Fv $。解题思路是：先将功率公式变形为速度表达式$ v = \frac{P}{F} $，再根据比例关系推导甲、乙两车的速度之比，最后代入题目给出的功率比和牵引力比进行计算，即可得出结果。
【解析】根据功率公式$ P = Fv $，变形可得速度$ v = \frac{P}{F} $。因此，甲、乙两车的速度之比为：
$\frac{v_{甲}}{v_{乙}} = \frac{\frac{P_{甲}}{F_{甲}}}{\frac{P_{乙}}{F_{乙}}} = \frac{P_{甲}}{P_{乙}} × \frac{F_{乙}}{F_{甲}}$
已知$ P_{甲}:P_{乙} = 2:3 $，$ F_{甲}:F_{乙} = 4:5 $，代入上式得：
$\frac{v_{甲}}{v_{乙}} = \frac{2}{3} × \frac{5}{4} = \frac{10}{12} = \frac{5}{6}$
即甲、乙两车的速度大小之比为$ 5:6 $，对应选项D。
【答案】D
【知识点】功率公式应用、比例计算
【点评】本题属于基础物理题，主要考查功率与牵引力、速度的关系，解题关键是熟练掌握$ P = Fv $的变形公式，通过比例运算即可快速得出结果，难度较低，适合初中物理阶段的基础练习。
【难度系数】0.7
【解析】根据功率公式$ P = Fv $，变形可得速度$ v = \frac{P}{F} $。因此，甲、乙两车的速度之比为：
$\frac{v_{甲}}{v_{乙}} = \frac{\frac{P_{甲}}{F_{甲}}}{\frac{P_{乙}}{F_{乙}}} = \frac{P_{甲}}{P_{乙}} × \frac{F_{乙}}{F_{甲}}$
已知$ P_{甲}:P_{乙} = 2:3 $，$ F_{甲}:F_{乙} = 4:5 $，代入上式得：
$\frac{v_{甲}}{v_{乙}} = \frac{2}{3} × \frac{5}{4} = \frac{10}{12} = \frac{5}{6}$
即甲、乙两车的速度大小之比为$ 5:6 $，对应选项D。
【答案】D
【知识点】功率公式应用、比例计算
【点评】本题属于基础物理题，主要考查功率与牵引力、速度的关系，解题关键是熟练掌握$ P = Fv $的变形公式，通过比例运算即可快速得出结果，难度较低，适合初中物理阶段的基础练习。
【难度系数】0.7
14.(2024·亭湖区校级期末)一辆汽车沿直线通过两段平直道路,已知后一段路面比前一段路面更粗糙,汽车始终保持匀速.则下列描述汽车行驶过程中发动机的功率P随时间t、克服阻力做功W随运动路程s的变化关系图像中,可能正确的是 (
B
)答案
B
解析
【分析】
要解决本题，需结合匀速直线运动的受力特点、功率和功的公式分析图像规律：汽车匀速行驶时，牵引力与阻力平衡，即$ F=f $；功率公式为$ P=Fv $，克服阻力做功公式为$ W=fs $。已知后一段路面更粗糙，阻力更大，据此分析各物理量的变化，判断对应图像是否正确。
【解析】
1. 分析功率$ P $随时间$ t $的变化：
汽车匀速运动，速度$ v $不变，牵引力$ F $等于阻力$ f $。前一段路面较光滑，阻力$ f_1 $较小，牵引力$ F_1=f_1 $，功率$ P_1=F_1v $，恒定不变；后一段路面更粗糙，阻力$ f_2＞f_1 $，牵引力$ F_2=f_2 $，功率$ P_2=F_2v $，因$ v $不变、$ F_2＞F_1 $，故$ P_2＞P_1 $，且后一段匀速时$ F $不变，$ P $保持恒定。因此$ P-t $图像应是“前一段$ P $不变，后一段$ P $更大且不变”，对应图像B，A错误。
2. 分析克服阻力做功$ W $随路程$ s $的变化：
克服阻力做功$ W=fs $，$ W $与$ s $成正比，图像斜率为阻力$ f $。前一段$ f_1 $小，斜率小；后一段$ f_2 $大，斜率大。图像C斜率不变，错误；图像D前一段斜率大、后一段小，错误。
综上，正确图像为B。
【答案】B
【知识点】功率、功的计算、匀速直线运动受力分析
【点评】本题结合匀速运动的受力规律，分析功率和功的图像变化，需明确物理量间的比例关系，区分不同图像的斜率意义，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
要解决本题，需结合匀速直线运动的受力特点、功率和功的公式分析图像规律：汽车匀速行驶时，牵引力与阻力平衡，即$ F=f $；功率公式为$ P=Fv $，克服阻力做功公式为$ W=fs $。已知后一段路面更粗糙，阻力更大，据此分析各物理量的变化，判断对应图像是否正确。
【解析】
1. 分析功率$ P $随时间$ t $的变化：
汽车匀速运动，速度$ v $不变，牵引力$ F $等于阻力$ f $。前一段路面较光滑，阻力$ f_1 $较小，牵引力$ F_1=f_1 $，功率$ P_1=F_1v $，恒定不变；后一段路面更粗糙，阻力$ f_2＞f_1 $，牵引力$ F_2=f_2 $，功率$ P_2=F_2v $，因$ v $不变、$ F_2＞F_1 $，故$ P_2＞P_1 $，且后一段匀速时$ F $不变，$ P $保持恒定。因此$ P-t $图像应是“前一段$ P $不变，后一段$ P $更大且不变”，对应图像B，A错误。
2. 分析克服阻力做功$ W $随路程$ s $的变化：
克服阻力做功$ W=fs $，$ W $与$ s $成正比，图像斜率为阻力$ f $。前一段$ f_1 $小，斜率小；后一段$ f_2 $大，斜率大。图像C斜率不变，错误；图像D前一段斜率大、后一段小，错误。
综上，正确图像为B。
【答案】B
【知识点】功率、功的计算、匀速直线运动受力分析
【点评】本题结合匀速运动的受力规律，分析功率和功的图像变化，需明确物理量间的比例关系，区分不同图像的斜率意义，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
15.某型号汽车发动机的额定功率为$4× 10^{4}\mathrm{W}$，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1600N.在额定功率下，当汽车匀速行驶时，求：
(1)发动机所提供的牵引力大小.
(2)汽车行驶10min牵引力所做的功.
(3)汽车行驶速度的大小.
(1)发动机所提供的牵引力大小.
(2)汽车行驶10min牵引力所做的功.
(3)汽车行驶速度的大小.
答案
解:(1)因为汽车在水平路面上匀速行驶，所以,发动机所提供的牵引力 $F=f=1600\mathrm{N}.$
(2)汽车行驶 10min 牵引力所做的功
$W=Pt=4×10^4\mathrm{W}×10×60\mathrm{s}=2. 4×10^7\mathrm{J}.$
(3)由$P=\dfrac{W}{t}=\dfrac{Fs}{t}=Fv$可得,汽车行驶的速度
$v=\dfrac{P}{F}=\dfrac{4×10^4\mathrm{W}}{1600\mathrm{N}}=25\mathrm{m/s}.$
(2)汽车行驶 10min 牵引力所做的功
$W=Pt=4×10^4\mathrm{W}×10×60\mathrm{s}=2. 4×10^7\mathrm{J}.$
(3)由$P=\dfrac{W}{t}=\dfrac{Fs}{t}=Fv$可得,汽车行驶的速度
$v=\dfrac{P}{F}=\dfrac{4×10^4\mathrm{W}}{1600\mathrm{N}}=25\mathrm{m/s}.$
解析
【分析】
本题考查二力平衡、功和功率的相关计算，解题思路如下：(1)汽车匀速行驶时处于平衡状态，水平方向牵引力与阻力是平衡力，大小相等，据此求牵引力；(2)利用功的公式$W=Pt$计算牵引力做功，需将时间单位换算为秒；(3)根据功率推导式$P=Fv$变形得到速度公式，代入已知量求速度。
【解析】
解：(1)因为汽车在水平路面上匀速行驶，处于平衡状态，水平方向牵引力与阻力是一对平衡力，所以发动机提供的牵引力 $ F = f = 1600\mathrm{N} $；
(2)已知额定功率 $ P = 4×10^4\mathrm{W} $，行驶时间 $ t = 10\mathrm{min} = 10×60\mathrm{s} = 600\mathrm{s} $，根据功的计算公式 $ W = Pt $，可得牵引力做的功：
$ W = 4×10^4\mathrm{W} × 600\mathrm{s} = 2.4×10^7\mathrm{J} $；
(3)由功率的推导式 $ P = \frac{W}{t} = \frac{Fs}{t} = Fv $，变形得速度 $ v = \frac{P}{F} $，代入数据：
$ v = \frac{4×10^4\mathrm{W}}{1600\mathrm{N}} = 25\mathrm{m/s} $。
【答案】
解:(1)因为汽车在水平路面上匀速行驶，所以,发动机所提供的牵引力 $ F=f=1600\mathrm{N}. $
(2)汽车行驶 10min 牵引力所做的功
$ W=Pt=4×10^4\mathrm{W}×10×60\mathrm{s}=2.4×10^7\mathrm{J}. $
(3)由$ P=\dfrac{W}{t}=\dfrac{Fs}{t}=Fv $可得,汽车行驶的速度
$ v=\dfrac{P}{F}=\dfrac{4×10^4\mathrm{W}}{1600\mathrm{N}}=25\mathrm{m/s}. $
【知识点】
二力平衡、功的计算、功率的计算
【点评】
本题是初中物理力学中功率相关的基础应用题，考查二力平衡条件及功、功率公式的简单应用，题目常规，步骤清晰，适合巩固基础知识点。
【难度系数】
0.8
本题考查二力平衡、功和功率的相关计算，解题思路如下：(1)汽车匀速行驶时处于平衡状态，水平方向牵引力与阻力是平衡力，大小相等，据此求牵引力；(2)利用功的公式$W=Pt$计算牵引力做功，需将时间单位换算为秒；(3)根据功率推导式$P=Fv$变形得到速度公式，代入已知量求速度。
【解析】
解：(1)因为汽车在水平路面上匀速行驶，处于平衡状态，水平方向牵引力与阻力是一对平衡力，所以发动机提供的牵引力 $ F = f = 1600\mathrm{N} $；
(2)已知额定功率 $ P = 4×10^4\mathrm{W} $，行驶时间 $ t = 10\mathrm{min} = 10×60\mathrm{s} = 600\mathrm{s} $，根据功的计算公式 $ W = Pt $，可得牵引力做的功：
$ W = 4×10^4\mathrm{W} × 600\mathrm{s} = 2.4×10^7\mathrm{J} $；
(3)由功率的推导式 $ P = \frac{W}{t} = \frac{Fs}{t} = Fv $，变形得速度 $ v = \frac{P}{F} $，代入数据：
$ v = \frac{4×10^4\mathrm{W}}{1600\mathrm{N}} = 25\mathrm{m/s} $。
【答案】
解:(1)因为汽车在水平路面上匀速行驶，所以,发动机所提供的牵引力 $ F=f=1600\mathrm{N}. $
(2)汽车行驶 10min 牵引力所做的功
$ W=Pt=4×10^4\mathrm{W}×10×60\mathrm{s}=2.4×10^7\mathrm{J}. $
(3)由$ P=\dfrac{W}{t}=\dfrac{Fs}{t}=Fv $可得,汽车行驶的速度
$ v=\dfrac{P}{F}=\dfrac{4×10^4\mathrm{W}}{1600\mathrm{N}}=25\mathrm{m/s}. $
【知识点】
二力平衡、功的计算、功率的计算
【点评】
本题是初中物理力学中功率相关的基础应用题，考查二力平衡条件及功、功率公式的简单应用，题目常规，步骤清晰，适合巩固基础知识点。
【难度系数】
0.8
16.列车提速要解决许多技术问题，研制出更大功率的机车是重要课题之一.已知列车匀速行驶时所受阻力与速度的平方成正比，即$f=kv^2$.那么，当列车分别以60km/h和120km/h的速度在水平轨道上匀速行驶时，机车牵引力的功率之比是（
A.$1:2$
B.$1:3$
C.$1:4$
D.$1:8$
D
）A.$1:2$
B.$1:3$
C.$1:4$
D.$1:8$
答案
D 【点拨】已知列车匀速行驶时所受阻力与速度的平方成正比,即$f=kv^2$,当列车在水平轨道上匀速行驶时,牵引力等于阻力,即$F=f=kv^2$,则功率$P=Fv=kv^3$,所以当列车分别以60km/h和120km/h的速度在水平轨道上匀速行驶时,$\dfrac{P_1}{P_2}=\dfrac{v_1^3}{v_2^3}=\dfrac{1}{8}$,故D正确.
解析
【分析】
解题思路：首先，列车匀速行驶时处于平衡状态，牵引力与阻力大小相等，即F=f；其次，功率公式为P=Fv，结合已知阻力f=kv²，可推导功率与速度的关系；最后代入两个速度的比值，计算出功率之比。
【解析】
1. 列车匀速行驶时，受力平衡，牵引力等于阻力，即$ F = f = kv^2 $；
2. 根据功率公式$ P = Fv $，将$ F=kv^2 $代入得：$ P = kv^2 · v = kv^3 $；
3. 当速度分别为$ v_1=60km/h $和$ v_2=120km/h $时，功率之比为：
$ \frac{P_1}{P_2} = \frac{kv_1^3}{kv_2^3} = ( \frac{v_1}{v_2} )^3 = ( \frac{60}{120} )^3 = \frac{1}{8} $，故答案为D。
【答案】
D
【知识点】
功率的计算、二力平衡、阻力与速度的关系
【点评】
本题结合列车匀速行驶的实际场景，考查力学中受力平衡和功率公式的应用，核心是推导功率与速度的三次方成正比的关系，属于基础比例计算题型，掌握相关公式即可顺利解答。
【难度系数】
0.6
解题思路：首先，列车匀速行驶时处于平衡状态，牵引力与阻力大小相等，即F=f；其次，功率公式为P=Fv，结合已知阻力f=kv²，可推导功率与速度的关系；最后代入两个速度的比值，计算出功率之比。
【解析】
1. 列车匀速行驶时，受力平衡，牵引力等于阻力，即$ F = f = kv^2 $；
2. 根据功率公式$ P = Fv $，将$ F=kv^2 $代入得：$ P = kv^2 · v = kv^3 $；
3. 当速度分别为$ v_1=60km/h $和$ v_2=120km/h $时，功率之比为：
$ \frac{P_1}{P_2} = \frac{kv_1^3}{kv_2^3} = ( \frac{v_1}{v_2} )^3 = ( \frac{60}{120} )^3 = \frac{1}{8} $，故答案为D。
【答案】
D
【知识点】
功率的计算、二力平衡、阻力与速度的关系
【点评】
本题结合列车匀速行驶的实际场景，考查力学中受力平衡和功率公式的应用，核心是推导功率与速度的三次方成正比的关系，属于基础比例计算题型，掌握相关公式即可顺利解答。
【难度系数】
0.6
