高中物理第八章 机械能守恒定律综合与测试同步测试题

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第八章　机械能守恒定律专题强化练10　机车启动问题一、选择题1.(2021山东薛城高一下期中,)一质量为m的小轿车以恒定功率P启动,沿平直路面行驶,若行驶过程中受到的阻力大小不变,能够达到的最大速度为v,当小轿车的速度大小为时,其加速度大小为              (　　)A.　　　　　　　　   B.C.　　　　　　　　  D.2.(2021河北唐山玉田一中高三模拟,)一辆汽车从静止开始以恒定功率启动,汽车受到的阻力恒定,则在汽车加速运动过程中              (　　)A.汽车克服阻力做功的功率恒定B.汽车克服阻力做功的功率越来越小C.汽车合力做功的功率恒定D.汽车合力做功的功率越来越小3.(2020安徽滁州期末,)(多选)一质量为800 kg的电动汽车由静止开始沿平直公路行驶,达到的最大速度为18 m/s。利用传感器测得此过程中不同时刻电动汽车的牵引力F与对应的速度v,并描绘出F-图像,图中AB、BC均为直线。若电动汽车在行驶过程中所受的阻力恒定,由图像可知,下列说法正确的是              (　　)A.电动汽车由静止开始一直做变加速直线运动B.电动汽车的额定功率为10.8 kWC.电动汽车由静止开始经过2 s,速度达到6 m/sD.电动汽车行驶中所受的阻力为600 N4.(2021江苏常州第二中学高一下期中,)一辆载货卡车正在一段坡路上以速度v1匀速行驶,卡车受到来自地面的阻力大小为f1。上坡过程中,突然天降大雨,地面的阻力大小减小为f2,卡车功率保持不变,一直运动到再次保持匀速v2,则下列说法正确的是              (　　)A.图甲为卡车的速度-时间图像B.图乙为卡车的速度-时间图像C.卡车先后匀速运动的速度大小之比为v1∶v2=f2∶f1D.卡车在变速运动阶段的平均速度小于5.(2020河北唐山高三一模,)(多选)一辆汽车从t=0时刻开始,以2 m/s的初速度做匀加速直线运动,至t时刻牵引力做功为W,-t图像如图所示。则由图像可知              (　　)A.t=1 s时汽车发动机的输出功率为20 kWB.汽车牵引力大小为5×103 NC.汽车加速度大小为4 m/s2D.1～2 s内牵引力做功为2.5×104 J二、非选择题6.(2020湖北随州一中高一下期中,)如图所示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5×103 kg的重物竖直吊起的过程中,重物由静止开始向上做匀加速直线运动,加速度a=0.2 m/s2,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vm=1.02 m/s的匀速运动。取g=10 m/s2,不计额外功。求:(1)起重机允许的最大输出功率;(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2 s末的输出功率。       
答案全解全析1.A　小轿车速度达到最大后,将匀速前进,设阻力为f,牵引力为F1,根据功率与速度的关系式P=Fv和力的平衡条件得P=F1v,F1=f;当小轿车的速度大小为时,设牵引力为F2,则有P=F2·;根据牛顿第二定律得F2-f=ma,联立解得a=,故A正确,B、C、D错误。2.D　汽车克服阻力做功的功率Pf=fv,汽车受到的阻力恒定,在汽车加速运动过程中,速度v增大,因此,汽车克服阻力做功的功率越来越大,故A、B错误。汽车合力做功的功率P合=P-Pf=P-fv,因为汽车以恒定功率启动,即P不变,而v增大,故汽车合力做功的功率越来越小,故D正确,C错误。3.BD　根据题图可知,AB段对应的牵引力不变,根据牛顿第二定律知,电动汽车的加速度不变,做匀加速直线运动,A错误;电动汽车达到最大速度18 m/s时,其所受合外力为零,故此时阻力等于牵引力,为600 N,D正确;电动汽车的额定功率P=fvm=600×18 W=10.8 kW,B正确;电动汽车匀加速运动的加速度a= m/s2=3 m/s2,B点对应的速度v==3.6 m/s,所以匀加速运动的时间t==1.2 s,若电动汽车匀加速运动2 s,其速度才可达到6 m/s,实际上电动汽车匀加速运动1.2 s后做加速度逐渐减小的变加速运动,因而2 s时电动汽车的速度小于6 m/s,选项C错误。4.A　设卡车的质量为m,路面倾角为θ,开始匀速上坡时,牵引力F1=f1+mg sin θ=;阻力大小减小后,卡车加速,功率保持不变,牵引力因车速增大而减小,合力减小,故卡车先做加速度减小的加速运动;当牵引力为F2=f2+mg sin θ=时,再次做匀速运动,A正确,B错误。卡车先后匀速运动的速度大小之比为v1∶v2=(f2+mg sin θ)∶(f1+mg sin θ),C错误。卡车在变速运动阶段做加速度逐渐减小的加速运动,位移大于加速到相同速度时匀加速直线运动的位移,故平均速度大于,D错误。5.BC　汽车以v0=2 m/s的初速度做匀加速直线运动,时间t内牵引力做的功W=Fx=F×=Fv0t+Fat2则=Fat+Fv0,由图像可得纵轴截距Fv0=1×104 J/s,解得牵引力F=5×103 N,选项B正确;图线斜率为Fa=×104 J/s2,解得加速度a=4 m/s2,选项C正确;t=1 s时汽车的速度为v1=v0+at1=6 m/s,此时发动机的输出功率为P=Fv1=3.0×104 W,选项A错误;1～2 s内汽车的位移为x=v1t2+a=8 m,1～2 s内牵引力做的功为W=Fx=4.0×104 J,选项D错误。6.答案　(1)5.1×104 W　(2)5 s　2.04×104 W解析　(1)设起重机允许的最大输出功率为P0,重物达到最大速度时,拉力F0等于重力,由P0=F0vm,F0=mg可得P0=mgvm=5.1×104 W(2)匀加速运动结束时,起重机达到允许的最大输出功率,设此时重物受到的拉力为F,速度为v1,匀加速运动经历的时间为t1,则有P0=Fv1,F-mg=ma,v1=at1联立并代入数据得t1=5 s,F=5.1×104 N第2 s末,重物处于匀加速运动阶段,设此时重物的速度为v2,起重机的输出功率为P,有v2=at,P=Fv2联立并代入数据解得P=2.04×104 W。