2025年物理机车题目及答案

2025年物理机车题目及答案

一、单项选择题1.机车在启动过程中，若保持额定功率不变，随着速度的增大，其牵引力将（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小答案：B2.一辆机车质量为\(m\)，在平直轨道上以速度\(v\)匀速行驶时，受到的阻力为\(f\)，此时机车的功率为（）A.\(fv\)B.\(mv\)C.\(f/v\)D.\(m/v\)答案：A3.机车以恒定加速度启动时，其功率（）A.一直不变B.一直增大C.先增大后不变D.先不变后增大答案：C4.当机车的速度达到最大时，一定有（）A.加速度最大B.牵引力最大C.加速度为零D.功率为零答案：C5.对于机车的两种启动方式（恒定功率启动和恒定加速度启动），下列说法正确的是（）A.两种启动方式最终达到的最大速度相同B.恒定功率启动时，加速度一直减小C.恒定加速度启动时，速度一直均匀增大D.两种启动方式在启动过程中发动机的功率都保持不变答案：B6.一机车质量为\(M\)，在水平轨道上行驶，所受阻力为\(f\)，当机车以速度\(v\)匀速行驶时，发动机的输出功率为\(P\)，若机车以\(2v\)的速度匀速行驶，则发动机的输出功率为（）A.\(P\)B.\(2P\)C.\(4P\)D.\(P/2\)答案：B7.机车启动过程中，关于其速度、加速度、功率的变化情况，下列说法错误的是（）A.恒定功率启动时，速度一直增大B.恒定加速度启动时，功率一直增大C.当功率达到额定功率后，速度还可能继续增大D.加速度为零时，功率也为零答案：D8.设机车在行驶过程中所受阻力不变，当机车以额定功率启动时，经过时间\(t\)达到最大速度\(v_m\)，则在这段时间内机车行驶的距离（）A.大于\(\frac{1}{2}v_mt\)B.等于\(\frac{1}{2}v_mt\)C.小于\(\frac{1}{2}v_mt\)D.无法确定答案：A9.机车在水平轨道上从静止开始启动，若发动机的功率保持不变，在达到最大速度之前（）A.机车的加速度逐渐减小，速度逐渐增大B.机车的加速度逐渐增大，速度逐渐增大C.机车的加速度不变，速度逐渐增大D.机车的加速度不变，速度不变答案：A10.一台机车的额定功率为\(P\)，质量为\(m\)，在水平路面上行驶时所受阻力为车重的\(k\)倍（\(k\lt1\)），则机车能达到的最大速度为（）A.\(\frac{P}{kmg}\)B.\(\frac{P}{mg}\)C.\(\frac{P}{(1-k)mg}\)D.\(\frac{P}{(1+k)mg}\)答案：A二、多项选择题1.关于机车的启动，以下说法正确的是（）A.恒定功率启动时，速度不断增大，加速度不断减小B.恒定功率启动时，速度达到最大时，牵引力等于阻力C.恒定加速度启动时，功率不断增大，直到达到额定功率D.恒定加速度启动时，速度达到最大时，功率也达到最大答案：ABC2.机车在行驶过程中，下列说法正确的是（）A.当牵引力大于阻力时，机车加速行驶B.当牵引力等于阻力时，机车匀速行驶C.当牵引力小于阻力时，机车减速行驶D.机车的速度大小只与牵引力有关答案：ABC3.对于机车以恒定功率启动的过程，下列物理量随时间变化的关系正确的是（）A.速度随时间均匀增大B.加速度随时间逐渐减小C.牵引力随时间逐渐减小D.功率随时间先增大后不变答案：BC4.机车以恒定加速度启动，在达到额定功率前（）A.速度均匀增大B.功率均匀增大C.牵引力不变D.加速度不变答案：ABCD5.以下关于机车启动的相关物理量，说法正确的是（）A.机车的额定功率是其正常工作时的最大功率B.机车启动过程中，若功率不变，则速度和牵引力成反比C.机车达到最大速度时，其动能最大D.机车启动过程中，加速度方向始终与速度方向相同答案：ABC6.机车在水平轨道上启动，若所受阻力恒定，下列说法正确的是（）A.恒定功率启动时，机车克服阻力做的功等于机车动能的增加量B.恒定加速度启动时，机车克服阻力做的功小于机车动能的增加量C.两种启动方式达到最大速度时，机车克服阻力做的功都与机车动能的增加量有关D.机车启动过程中，发动机做的功一部分用于克服阻力，一部分用于增加机车的动能答案：CD7.关于机车启动过程中的能量转化，下列说法正确的是（）A.发动机的化学能转化为机械能B.一部分机械能用于克服阻力做功，转化为内能C.发动机的功率越大，能量转化的效率越高D.机车达到最大速度时，机械能不再增加答案：ABD8.机车启动时，考虑空气阻力和轨道摩擦力，下列说法正确的是（）A.随着速度增大，空气阻力会增大B.轨道摩擦力大小与速度无关C.机车启动过程中，合力逐渐减小D.机车达到最大速度时，合力为零答案：ABCD9.以下关于机车启动的描述，符合实际情况的有（）A.实际中机车启动过程可能会有多种方式结合B.启动过程中司机会根据路况调整功率或加速度C.机车启动过程中，其零部件的磨损与启动方式有关D.不同类型的机车启动方式可能不同答案：ABCD10.机车在启动和行驶过程中，涉及到的物理知识有（）A.牛顿第二定律B.功率的计算C.动能定理D.能量守恒定律答案：ABCD三、判断题1.机车以恒定功率启动时，速度一直增大，加速度也一直增大。（×）2.当机车的牵引力等于阻力时，机车的速度达到最大。（√）3.恒定加速度启动的机车，功率会一直保持不变。（×）4.机车启动过程中，发动机做的功全部转化为机车的动能。（×）5.若机车所受阻力不变，以额定功率启动，速度越大，牵引力越小。（√）6.机车启动时，加速度方向一定与速度方向相同。（×）7.机车达到最大速度后，若减小功率，速度也会随之减小。（√）8.恒定功率启动和恒定加速度启动，最终达到的最大速度一定不同。（×）9.机车在启动过程中，功率越大，启动速度就越快。（×）10.机车行驶过程中，只要功率不变，速度就不会改变。（×）四、简答题1.简述机车以恒定功率启动的过程及各物理量的变化情况。答案：机车以恒定功率启动，开始时速度较小，由\(P=Fv\)可知牵引力较大，牵引力大于阻力，机车加速。随着速度增大，牵引力减小，根据\(F-f=ma\)，加速度减小。但速度仍在增大，直到牵引力等于阻力，加速度为零，速度达到最大，此后机车做匀速直线运动。即速度不断增大至最大，加速度不断减小至零，牵引力不断减小至与阻力相等，功率始终不变。2.说明机车以恒定加速度启动时，功率、速度、牵引力、加速度的变化情况。答案：机车以恒定加速度启动，根据\(F-f=ma\)，牵引力\(F\)不变。速度\(v=v_0+at\)均匀增大，由\(P=Fv\)可知功率不断增大。当功率增大到额定功率后，功率不变，此时随着速度继续增大，由\(P=Fv\)得牵引力减小，再由\(F-f=ma\)可知加速度减小，直到牵引力等于阻力，加速度为零，速度达到最大。3.分析机车启动过程中，能量是如何转化的。答案：机车启动时，发动机燃烧燃料，将化学能转化为内能，再通过做功转化为机械能。在启动过程中，一部分机械能用于克服轨道摩擦力和空气阻力等，转化为内能散失；另一部分用于增加机车的动能，使机车速度增大。当机车达到最大速度匀速行驶时，发动机的功率全部用于克服阻力做功，维持机车的匀速运动，此时机械能不再增加。4.为什么机车启动时，不能一直保持恒定加速度直到达到最大速度？答案：机车以恒定加速度启动，由\(F-f=ma\)可知牵引力\(F\)不变。速度\(v=v_0+at\)不断增大，根据\(P=Fv\)，功率\(P\)不断增大。但机车的额定功率是有限的，当功率增大到额定功率后，就不能再增大了。此后若速度继续增大，由\(P=Fv\)可知牵引力必须减小，再由\(F-f=ma\)可知加速度也会减小，所以不能一直保持恒定加速度直到达到最大速度。五、讨论题1.讨论在不同路况下（如平坦路面、上坡、下坡），机车应如何选择启动方式以达到最佳行驶效果？答案：在平坦路面，若追求快速达到较大速度，可选择恒定功率启动，其开始加速度大，速度增长快。若对启动平稳性要求高，可选择恒定加速度启动。上坡时，需较大牵引力，可先采用恒定加速度启动，使牵引力保持较大值，达到额定功率后再以恒定功率行驶。下坡时，重力沿坡面分力有助于机车加速，可适当减小功率启动，以更好控制速度，保证安全行驶，根据实际坡度和路况灵活调整启动方式。2.结合实际，谈谈机车启动方式对能源利用效率和机车使用寿命的影响。答案：从能源利用效率看，恒定功率启动初期加速度大，速度增长快，能源转化为动能效率较高，但可能存在功率过大浪费情况。恒定加速度启动功率均匀增大，相对平稳，能源利用较稳定。对机车使用寿命而言，恒定功率启动初期大加速度对零部件冲击大，易造成磨损。恒定加速度启动相对平稳，对零部件冲击小，可延长使用寿命。实际中需综合考虑能源效率和机车寿命，合理选择启动方式。3.探讨随着科技发展，未来机车启动方式可能会有哪些改进和创新？答案：未来随着科技发展，机车启动方式可能会有重大创新。比如采用新型能源驱动，其启动方式可能基于能源特性全新设计，如电动汽车利用电池快速充电与高效电机配合，实现瞬间高功率启动且平稳加速。智能控制系统的应用，可根据路况、负载实时调整启动参数，实现最优化启动。还可能出现磁悬浮等新型驱动方式，彻底改变传统启动模式，提高启动效率和