專題6-機(jī)車勻加速啟動模型-高考物理機(jī)械能常用模型(原卷版)

高考物理《機(jī)械能》常用模型最新模擬題精練專題6.機(jī)車勻加速啟動模型一、選擇題1．.（2023天津名校聯(lián)考）一輛汽車由靜止開始沿平直公路行駛，汽車所受牽引力F隨時(shí)間t變化關(guān)系如圖所示。若汽車的質(zhì)量為1.2×103kg，阻力恒定，汽車的最大功率恒定，則以下說法正確的是A．汽車的最大功率為5×104WB．汽車勻加速運(yùn)動階段的加速度為2.5m/s2C．汽車先做勻加速直線運(yùn)動，然后再做勻速直線運(yùn)動D．汽車從靜止開始運(yùn)動12s內(nèi)的位移是60m2.（2023濟(jì)南重點(diǎn)高中質(zhì)檢）如圖所示，京張高鐵將北京到張家口的通行時(shí)間縮短在1小時(shí)內(nèi)，成為2022年北京冬奧會重要的交通保障設(shè)施。假設(shè)此高鐵動車啟動后沿平直軌道行駛，發(fā)動機(jī)的功率恒為P，且行駛過程中受到的阻力大小恒定。已知動車的質(zhì)量為m，最高行駛速度km/h。則下列說法正確的是（）A.行駛過程中動車受到的阻力大小為B.當(dāng)動車的速度為時(shí)，動車的加速度大小為C.從啟動到速度為的過程中，動車牽引力所做的功為D.由題目信息可估算京張鐵路的全長為350km3（2023洛陽名校聯(lián)考）汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為40kW，質(zhì)量為2000kg，汽車在水平路面上行駛時(shí)受到阻力為車重的0.1倍，取g=10m/s2，若汽車從靜止開始保持1m/s2的加速度作勻加速直線運(yùn)動，達(dá)到額定輸出功率后，汽車保持功率不變又加速行駛了800m，直到獲得最大速度后才勻速行駛，則（

）A.

汽車在水平路面上能達(dá)到的最大速度為20m/s

B.

汽車勻加速的運(yùn)動時(shí)間為10s

C.

當(dāng)汽車速度達(dá)到16m/s時(shí)，汽車的加速度為0.5m/s2

D.

汽車從靜止到獲得最大行駛速度所用的總時(shí)間為57.5s4.（2020河南開封一模）有一輛汽車在平直的公路上由靜止開始啟動．在啟動過程中，汽車牽引力的功率隨時(shí)間的變化情況如圖所示．已知汽車所受阻力恒為重力的五分之一，5s末汽車速度為5m/s，而在15s時(shí)汽車已經(jīng)達(dá)到了最大速度，重力加速度g取10m/s2．則下列說法正確的是A．該汽車的質(zhì)量為3000kgB．該汽車的最大速度為8m/sC．在前5s內(nèi)，汽車克服阻力做的功為50kJD．在5～15s內(nèi)，該汽車的位移大小約為67m5．（6分）某品牌純電動汽車參數(shù)為：車上電池充滿電時(shí)電池容量為100kw?h，當(dāng)整車質(zhì)量（含車內(nèi)人員和物品）為2000kg時(shí)，從靜止加速到30m/s最短時(shí)間為5s，從30m/s到剎停的最短距離為30m，最大速度可達(dá)60m/s。在平直道路上行駛時(shí)可認(rèn)為阻力恒為車重的0.05倍，電能轉(zhuǎn)化為有用功的效率為80%，取g＝10m/s2，．若該車在平直道路上行駛，下列結(jié)論正確的是（）A．若汽車從靜止加速到30m/s用時(shí)為5s，則這一過程的平均加速度大小為6m/s2 B．汽車剎車由30m/s減速到0所用的最短時(shí)間為1s C．當(dāng)汽車以30m/s勻速行駛時(shí)，汽車克服阻力做功的功率為30kW D．當(dāng)汽車以30m/s勻速行駛時(shí)，汽車的續(xù)航里程（最大行駛距離）為360km6．（3分）(2019浙江稽陽聯(lián)誼學(xué)校聯(lián)考模擬)自主品牌比亞迪汽車，2018年度新能源汽車總銷量超越全球知名品牌特斯拉，旗下熱銷車型比亞迪?唐好評如潮。表格中是純電動唐的部分技術(shù)參數(shù)，分析可知（）續(xù)航里程（km，特定工況下）520整備質(zhì)量（kg）2155最高車速（km/h）160電池組儲能（kwh）82.8電機(jī)額定機(jī)械功率（kw）180電池組總功率與電機(jī)機(jī)械功率的轉(zhuǎn)化效率80%A．工況條件下百公里耗電量17.3kwh B．電池組容量約為2.98×108C C．若持續(xù)額定機(jī)械功率工作，可工作約0.46h D．在水平直道上以最高車速行駛時(shí)，受到的阻力約為4050N質(zhì)為m汽在路面啟啟過速度時(shí)圖如所從1時(shí)刻，則8.武廣高鐵已通車運(yùn)行，速度最高可達(dá)390km/h，轉(zhuǎn)彎時(shí)的半徑達(dá)到了8km。若機(jī)車在運(yùn)行過程中所受的阻力大小始終不變，在某一段直線軌道上勻加速運(yùn)動的過程中，下列說法正確的是()A.機(jī)車輸出功率不變B.機(jī)車輸出功率逐漸增大C.機(jī)車一直勻加速運(yùn)動，直到最大速度D.在任意兩相等的時(shí)間內(nèi)，機(jī)車動能變化相同9一輛汽車在平直的公路上運(yùn)動，運(yùn)動過程中先保持某一恒定加速度，后保持恒定的牽引功率，其牽引力和速度的關(guān)系圖像如圖所示。若已知汽車的質(zhì)量m、牽引力F1和速度v1及該車所能達(dá)到的最大速度v3，運(yùn)動過程中所受阻力恒定，則根據(jù)圖像所給的信息，下列說法正確的是()A．汽車運(yùn)動中所受的阻力為eq\f(F1v1,v3)B．汽車勻加速運(yùn)動的過程中牽引力的沖量大小為eq\f(mv1v3,v3－v1)C．速度為v2時(shí)的加速度大小為eq\f(F1v1,mv2)D．若速度為v2時(shí)牽引力恰為eq\f(F1,2)，則有v2＝2v110.（2023河南鄭州四中第一次調(diào)研）小華同學(xué)下樓時(shí)乘坐小區(qū)電梯，在坐電梯運(yùn)動的過程中，重力的瞬時(shí)功率與時(shí)間的關(guān)系圖像如圖所示。已知小華的質(zhì)量為m，重力加速度大小為g。下列說法正確的是（）A.0~t0時(shí)間內(nèi)，電梯的加速度大小為B.0~t0時(shí)間內(nèi)，電梯對小華支持力大小為C.0~2t0時(shí)間內(nèi)重力做的功為D.0~2t0時(shí)間內(nèi)小華克服支持力做的功為二．計(jì)算題1.汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為60kW，汽車的質(zhì)量為5×103kg，汽車在水平路面上行駛時(shí)，阻力是車重力的0.1倍(g取10m/s2)，試求：(1)若汽車保持額定功率不變從靜止啟動，汽車所能達(dá)到的最大速度是多大？當(dāng)汽車的加速度為2m/s2時(shí)速度是多大？(2)若汽車從靜止開始，保持以0.5m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動，這一過程能維持多長時(shí)間？2．(2015·四川理綜，9)(20分)嚴(yán)重的霧霾天氣，對國計(jì)民生已造成了嚴(yán)重的影響，汽車尾氣是形成霧霾的重要污染源，“鐵腕治污”已成為國家的工作重點(diǎn)。地鐵列車可實(shí)現(xiàn)零排放，大力發(fā)展地鐵，可以大大減少燃油公交車的使用，減少汽車尾氣排放。若一地鐵列車從甲站由靜止啟動后做直線運(yùn)動，先勻加速運(yùn)動20s達(dá)最高速度72km/h，再勻速運(yùn)動80s，接著勻減速運(yùn)動15s到達(dá)乙站停住。設(shè)列車在勻加速運(yùn)動階段牽引力為1×106N，勻速運(yùn)動階段牽引力的功率為6×103kW，忽略勻減速運(yùn)動階段牽引力所做的功。(1)求甲站到乙站的距離；(2)如果燃油公交車運(yùn)行中做的功與該列車從甲站到乙站牽引力做的功相同，求公交車排放氣態(tài)污染物的質(zhì)量。(燃油公交車每做1焦耳功排放氣態(tài)污染物3×10－6克)3.（12分）(2021北京西城期末)新能源汽車的研發(fā)和使用是近幾年的熱門話題。新能源汽車是指采用非常規(guī)的燃料作為動力來源的汽車。新能源汽車的使用將把人類帶入清潔能源時(shí)代。圖1圖1“將近6米的超長車身設(shè)計(jì)，使得整車車頂集成的太陽能芯片面積達(dá)到了6平方米左右。極富流線型的整車造型，隱藏式的輪轂設(shè)計(jì)，纖細(xì)的攝像頭式后視鏡，使整車風(fēng)阻大幅下降。全車采用鋁合金框架并結(jié)合碳纖維車身，整車質(zhì)量僅700千克，這一輕量化設(shè)計(jì)使整車能耗極低?！保?）設(shè)上述新能源汽車采用混合動力設(shè)計(jì)，發(fā)動機(jī)最大輸出功率為30kW，在廠區(qū)內(nèi)的實(shí)驗(yàn)路段上行駛時(shí)所受總阻力約為車和駕駛員總重的0.1倍。試估算50kg的工程師駕駛這種汽車在實(shí)驗(yàn)路段上行駛的最高車速。（2）為進(jìn)一步測試這種汽車的性能，該工程師在上述實(shí)驗(yàn)路段上以某種方式行駛，通過計(jì)算機(jī)采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪出了汽車牽引力F與車速倒數(shù)v-1間的關(guān)系圖線ABC，如圖2所示，線段AB平行于橫軸，線段BC延長線過坐標(biāo)原點(diǎn)。請根據(jù)圖線ABC判斷汽車做什么運(yùn)動，并求B點(diǎn)時(shí)發(fā)動機(jī)的輸出功率。FF/N7500v-1/(s·m-1)ABC0.025圖2（3）已知太陽輻射的總功率P0=4×1026W，太陽到地球的距離r=1.5×1011m，太陽光傳播到達(dá)地面的過程中大約有34%的能量損失。目前，制作太陽能電池的最好的材料為砷化鎵，其將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率可達(dá)到31.6%。試通過計(jì)算分析，這種汽車只采用純太陽能驅(qū)動，且能保持最大輸出功率30kW不變的可行性。

4．（13分）（2021黑龍江名校質(zhì)檢）2021年1月22日京哈高鐵全線貫通，1198公里的里程僅需4小時(shí)52分。高鐵相比傳統(tǒng)列車優(yōu)點(diǎn)很多，可以用下面的模型車類比高鐵與普通列車的起動過程。模型一為模擬由一節(jié)機(jī)車頭帶4節(jié)車廂的普通列車，車頭和普通車廂質(zhì)量相等均為10kg，運(yùn)行時(shí)阻力是重力的0.2倍。起動時(shí)只有第一節(jié)機(jī)車可動，發(fā)動機(jī)輸出70N的恒定牽引力，當(dāng)機(jī)車頭前進(jìn)2.5m時(shí)，瞬間與后四節(jié)車廂作用成為一個(gè)整體，之后發(fā)動機(jī)以不變的牽引力150N帶動整列火車?yán)^續(xù)加速到15m/s。模型二為五節(jié)完全一樣的動車組，每節(jié)質(zhì)量為7.5kg，運(yùn)行時(shí)阻力是重力的0.1倍，因?yàn)槊抗?jié)車廂都能提供動力，可以實(shí)現(xiàn)五節(jié)車廂同時(shí)起動，發(fā)動機(jī)提供的總牽引力為150N，同樣加速到15m/s。g取10m/s2。（1）若兩列車的發(fā)動機(jī)的總額定功率均為1.8kW，求模型車一、二的最大行駛速度大小；（2）求出兩列車的速度從0加速到15m/s的時(shí)間差。5.（10分）25m/sQUOTE，若行駛過程中阻力QUOTE大小不變，取重力加速度大小10m/s2QUOTE.（1）求阻力QUOTE的大?。唬?）若K6從靜止開始以加速度1m/s2QUOTE勻加速運(yùn)動，求運(yùn)動10s后K6發(fā)動機(jī)的功率.6.（2019湖南長沙長郡中學(xué)二模）動車組列車是由幾節(jié)自帶動力的車廂（動車）和幾節(jié)不帶動力的車廂（拖車）編成一組．某興趣小組在模擬實(shí)驗(yàn)中用4節(jié)小動車和4節(jié)小拖車組成動車組，總質(zhì)量為m=2kg，每節(jié)動車可以提供P0=3W的額定功率．開始時(shí)動車組先以恒定加速度a=1m/s2啟動做勻加速直線運(yùn)動，達(dá)到額定功率后保持功率不變再做變加速直線運(yùn)動，直至動車組達(dá)到最大速度vm=6m/s并開始勻速行駛．行駛過程中所受阻力恒定．

（1）求動車組所受阻力大?。磺髣蚣铀龠\(yùn)動的時(shí)間．

（2）動車組變加速運(yùn)動過程的時(shí)間為10s，求變加速運(yùn)動的位移．

7.汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為60kW，汽車的質(zhì)量為5×103kg，汽車在水平路面上行駛時(shí)，阻力是車重力的0.1倍(g取10m/s2)，試求：(1)若汽車保持額定功率不變從靜止啟動，汽車所能達(dá)到的最大速度是多大？當(dāng)汽車的加速度為2m/s2時(shí)速度是多大？(2)若汽車從靜止開始，保持以0.5m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動，這一過程能維持多長時(shí)間？8．(20分)額定功率為80kW的汽車，在平直的公路上行駛的最大速度是20m/s，汽車的質(zhì)量是2t，如果汽車從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，加速度的大小是2m/s2，運(yùn)動過程中阻力不變。求：(1)汽車受到的阻力大??；(2)3s末汽車的瞬時(shí)功率；(3)汽車維持勻加速直線運(yùn)動的時(shí)間。9．(2016·河北唐山模擬)(20分)動車組是城際間實(shí)現(xiàn)小編組、大密度的高效運(yùn)輸工具，以其編組靈活、方便、快捷、安全、可靠、舒適等特點(diǎn)而備受世界各國鐵路運(yùn)輸和城市軌道交