专题机车启动解析版

专题机车启动同步练习一、单选题1.(2021·上海长宁·一模)某人在平直公路上仅靠电机驱动电动车以额定功率从静止启动,已知电动车能够达到的最大速度为v,电动车所受的阻力是人和车总重力的。当车速为时,人和车的瞬时加速度为()(g取10m/s2)A.0.5m/s2 B.1m/s2 C.1.5m/s2 D.2m/s2【答案】B【解析】由题意可知电动车所受的阻力大小为①当电动车以最大速度行驶时,电机牵引力与阻力大小相等,则②当车速为时,电机牵引力大小为③设此时人和车的瞬时加速度为a,根据牛顿第二定律有④联立①②③④解得⑤故选B。2.(2021·全国·高一专题练习)火车在一段平直的轨道上做匀加速运动,若阻力不变,则牵引力F和它的瞬时功率P的变化情况是()A.F不变,P变大 B.F变小,P不变C．F变大,P变大 D．F不变,P不变【答案】A【解析】因为火车做匀加速运动,所以牵引力F不变,但速度在增大,故牵引力的瞬时功率变大,BCD错误,A正确。故选A。3．（2020·全国·高一课时练习）用起重机将地面上静止的货物竖直向上吊起,货物由地面运动至最高点的过程中,其v-t图像如图所示,下列说法正确的是（）A.在0-t1时间内,起重机拉力逐渐变大B.在t1-t2时间内,起重机拉力的功率保持不变C.在t1-t2时间内,货物的机械能保持不变D．在t2-t3时间内,起重机拉力对货物做负功【答案】B【解析】在0-t1时间内,货物加速上升,加速度逐渐减小,根据牛顿第二定律,有:F-mg=ma,故F=m(g+a),故拉力逐渐减小,故A错误;在t1-t2时间内,货物匀速上升,故拉力等于重力,起重机拉力的功率P=Fv保持不变,故B正确;在t1-t2时间内,货物匀速上升,动能不变,重力势能增加,故机械能总量增加,故C错误;在t2-t3时间内,货物减速上升,拉力向上,位移向上,故拉力依然做正功,故D错误;故选B.4．（2021·广东东莞·高三阶段练习）一辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前5s内做匀加速直线运动,5s末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其图像如图所示。已知汽车的质量为m=2×103kg,汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍,g取10m/s2,则（）A.汽车的额定功率为50kWB．当汽车速度为15m/s时,加速度大小为1.5m/s2C.汽车在前5s内的牵引力为6×103ND.汽车的最大速度为20m/s【答案】C【解析】C.依题意,汽车受到的阻力前5s内汽车的加速度由图可得根据牛顿第二定律求得汽车的牵引力,故C正确;A.在末汽车达到额定功率,有,故A错误;D.当牵引力等于阻力时,汽车达到最大速度,则最大速度,故D错误。B．当汽车速度为15m/s时,此时汽车受到的牵引力为根据牛顿第二定律有代入数据可得此时的加速度大小为故B错误。故选C。5.(2021·全国·高一专题练习)钢球在足够深槽中由静止开始下降,若槽中的油对球的阻力与其速率成正比,则球在下落的过程中阻力对球做功的功率随时间的变化关系最接近下列图像中的()A./ B./C./D./【答案】A【解析】开始阶段,球的速度小,阻力也小,由P＝Ffv知,功率也小。由于Ff＝kv则P＝kv2速度随时间非线性增大,可知,阻力的功率随时间非线性增大。当重力与阻力相等时,球的速度不变,阻力的功率达到最大,故选项A正确;BCD错误;故选A。6．(2020·福建·泉州市教科所模拟预测)某汽车在平直公路上以恒定功率匀速行驶时,牵引力大小为。在时刻,司机迅速减小油门,使功率减为原来的一半,此后保持该功率不变继续行驶,时刻,汽车又恢复到匀速运动状态。假设汽车受到的阻力保持不变,则关于汽车牵引力F大小在此过程中随时间t变化的图象,可能正确的是()A./B./C./D./【答案】D【解析】汽车以功率P、速率v匀速行驶时牵引力与阻力平衡,阻力大小当司机减小油门,使汽车的功率减为时,由得汽车的牵引力突然减小为由于此时,汽车开始做减速运动,由于功率保持为,随着速度的减小,牵引力逐渐增大,根据牛顿第二定律得知汽车的加速度逐渐减小,即汽车做初速率为v、加速度减小的减速运动,当牵引力与阻力再次平衡时,汽车再次匀速运动,得由以上分析可知:a逐渐减小到零,意味着速度v减小得越来越慢,由可知F增加得越来越慢,逐渐增大到。故选D。7．（2022届北京市丰台区高三（上）期末练习物理试题）如图所示,京张高铁将北京到张家口的通行时间缩短在1小时内,成为2022年北京冬奥会重要的交通保障设施。假设此高铁动车启动后沿平直轨道行驶,发动机的功率恒为P,且行驶过程中受到的阻力大小恒定。已知动车的质量为m,最高行驶速度km/h。则下列说法正确的是（）A.行驶过程中动车受到的阻力大小为B.当动车的速度为时,动车的加速度大小为C．从启动到速度为的过程中,动车牵引力所做的功为D.由题目信息可估算京张铁路的全长为350km【答案】B【解析】A.动车速度最大时,牵引力与阻力平衡,则行驶过程中动车受到的阻力大小,故A错误;B．当动车的速度为时,动车的牵引力根据牛顿第二定律解得,故B正确;C.从启动到速度为的过程中,动车牵引力所做的功等于动车动能增加量和克服阻力做功之和,故大于,故C错误;D．只知道最高的瞬时速率,无法估算平均速率,无法得出大致路程,故D错误。故选B。二、多选题8.(2021·广东·东莞市东莞中学松山湖学校高一期中)如图所示是某汽车启动过程中的图像,由图可知()A.内,汽车做匀加速直线运动 B.内,汽车加速度逐渐增大C．内,汽车加速度逐渐减小 D．内,汽车做匀速直线运动【答案】CD【解析】ABC.图像中,图线的斜率表示汽车的加速度,所以内,汽车加速度逐渐减小。不会做匀加速直线运动。故AB错误;C正确;D.同理。内,汽车加速度为零,做匀速直线运动。故D正确。故选CD。9．(2021·全国·高一专题练习）质量为2×103kg、发动机的额定功率为80kW的汽车在平直公路上行驶。若该汽车所受阻力大小恒为4×103N,则下列判断中正确的有(）A.汽车的最大速度是10m/sB.汽车以2m/s2的加速度匀加速启动,启动后第2s末发动机的实际功率是32kWC.汽车以2m/s2的加速度匀加速启动,匀加速运动所能维持的时间为10sD．若汽车保持额定功率启动,则当其速度为5m/s时,加速度为6m/s2【答案】BD【解析】A.当牵引力大小等于阻力时速度最大,根据P＝fvm得,汽车的最大速度vm＝＝20m/s,故A错误;B.根据牛顿第二定律得F－f＝ma解得F＝f＋ma＝4000N＋2000×2N＝8000N第2s末的速度v＝at＝2×2m/s＝4m/s第2s末发动机的实际功率P1＝Fv＝8000×4W＝32kW,故B正确;C.匀加速直线运动的末速度v1＝＝m/s＝10m/s做匀加速直线运动的时间t′＝＝s＝5s,故C错误;D．当汽车速度为5m/s时,牵引力F′＝＝N＝16000N根据牛顿第二定律得汽车的加速度a′＝＝6m/s2故D正确。故选BD。10.(2021·全国·高三专题练习)如图所示为牵引力F和车速倒数的关系图像。若汽车质量为2×103kg,它由静止开始沿平直公路行驶,且行驶中阻力恒定,设其最大车速为30m/s,则正确的是()A.汽车所受阻力为2×103NB.汽车车速为15m/s,功率为3×104WC.汽车匀加速的加速度为3m/s2D.汽车匀加速所需时间为5s【答案】AD【解析】A.由题图可知,汽车达到最大速度v＝30m/s时对应的牵引力大小等于阻力为2×103N,故A正确;B．时,由得在速度由10m/s增至30m/s的过程中,功率不变,所以汽车速度为15m/s时的功率与速度为10m/s时的功率相等,故B错误;CD．在的过程中,汽车匀加速运动,根据牛顿第二定律可得代入数据解得匀加速运动的时间为故D正确,C错误。故选AD。11．（2020·福建·泉州市教科所高二期末）《电动自行车安全技术规范》强制性国家标准于2019年4月15日起正式实施。下表列出了某品牌电动自行车及其所用电动机的主要技术参数,不计其自身机械损耗。若该车在额定状态下以最高车速行驶,则（）自重55(kg）额定电压48(V）最大载重75(kg）额定电流12(A）最高车速25(km/h）额定输出功率400(W）A.电动机的额定功率为576W B.电动机的线圈电阻为4ΩC.该车获得的牵引力约为83N D.该车受到的阻力约为58N【答案】AD【解析】A.电动机的额定功率等于其额定电压与额定电流的乘积,则,故A正确;B.电动机的发热功率又,解得,故B错误;C.根据可知,电动车速度越小,获得的牵引力越大,该车获得的牵引力没有说明什么情况下的牵引力,问题不详,故C错误；D．电动车达到最高速度时,其加速度为零,此时牵引力与阻力是一对平衡力,即又联立解得故D正确。故选AD。三、解答题12.(2021·全国·高一课时练习)额定功率为80kW的汽车在水平平直公路上行驶时最大速率可达20m/s,汽车质量为2000kg,如果汽车从静止开始做匀加速直线运动,设运动过程中阻力不变,加速度大小为2m/s2,求:(1)汽车所受阻力多大;(2)汽车做匀加速直线运动的过程可以维持多长时间。【答案】(1)4000N;(2)5s【解析】(1)当牵引力与阻力相等时汽车的速度最大,由P=F牵vm得F阻=F牵=N＝4000N(2)由牛顿第二定律得F牵－F阻=ma则F牵=ma＋F阻=2000×2N＋4000N＝8000N由P=F牵v得80000=8000v解得v=10m/s由v=at解得t=5s13.(2021·全国·高一课时练习)如图所示是修建高层建筑常用的塔式起重机,在起重机将质量的重物沿竖直方向吊起的过程中,重物由静止开始向上做匀加速直线运动,加速度,当起重机输出功率达到其允许的最大值时,保持该功率直到重物做的匀速运动,不计额外功,求:()（1)重物做匀速运动时,起重机的输出功率。(2）重物做匀加速直线运动时的最大速度。【答案】(1);(2)1.18m/s【解析】（1）设起重机允许输出的最大功率为,重物达到最大速度时,此时物体做匀速直线运动,拉力等于重力．由可得起重机的最大输出功率为(2)匀加速运动结束时,起重机达到允许输出的最大功率,设此时重物受到的拉力为F1,速度为,由可解得14.(2020·全国·高一课时练习)假定某汽车额定功率为80kW,在平直的公路上行驶的最大速度为20m/s,质量为。如果汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度