練習(xí)25功和能之機(jī)車啟動(dòng)圖像問(wèn)題-2021年高考物理一輪復(fù)習(xí)習(xí)題課(必修2)

功和能習(xí)題課--機(jī)車啟動(dòng)圖像問(wèn)題練習(xí)1、放在粗糙水平地面上的物體受到水平拉力的作用，在0～6s內(nèi)其速度與時(shí)間的關(guān)系圖象和拉力的功率與時(shí)間的關(guān)系圖象如圖所示．下列說(shuō)法正確的是()A．物體的質(zhì)量為kgB．滑動(dòng)摩擦力的大小為5NC．0～6s拉力做的功為30JD．0～2s內(nèi)拉力做的功為20J2、(多選)如圖所示是“武廣鐵路”上一輛列車在某段時(shí)間內(nèi)它的功率隨時(shí)間變化的“P－t”圖象，如果列車在行駛過(guò)程中受到的阻力大小恒定不變，那么對(duì)這段時(shí)間內(nèi)該列車的運(yùn)動(dòng)情況的圖象可用下圖中的哪些圖象來(lái)表示()3、（多選）汽車從靜止勻加速啟動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間及加速度、牽引力和功率隨速度變化的圖象如圖所示，其中正確的是()4．(2019·山東濟(jì)南模擬)(多選)汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P，牽引力為F0，t1時(shí)刻，司機(jī)減小了油門，使汽車的功率立即減小一半，并保持該功率繼續(xù)行駛，到t2時(shí)刻，汽車又恢復(fù)了勻速直線運(yùn)動(dòng)．下列能正確表示這一過(guò)程中汽車牽引力F隨時(shí)間t、速度v隨時(shí)間t變化的圖象是()5、(2015·新課標(biāo)全國(guó)Ⅱ，17)一汽車在平直公路上行駛。從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P隨時(shí)間t的變化如圖所示。假定汽車所受阻力的大小f恒定不變。下列描述該汽車的速度v隨時(shí)間t變化的圖線中，可能正確的是()6、(2019·合肥模擬)起重機(jī)的鋼索將重物由地面吊到空中某個(gè)高度，其速度圖像如圖7所示，則鋼索拉力的功率隨時(shí)間變化的圖像可能是()7.如圖所示為電動(dòng)車在水平路面上啟動(dòng)過(guò)程中的速度圖象，Oa段為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，ab段表示以額定功率行駛時(shí)的加速階段，bc段是與ab段相切的水平直線，則下列說(shuō)法中正確的是()A．0～t1時(shí)間內(nèi)電動(dòng)車做勻加速運(yùn)動(dòng)且功率恒定B．t1～t2時(shí)間內(nèi)電動(dòng)車牽引力做功為C．t1～t2時(shí)間內(nèi)電動(dòng)車的平均速度為mv－mv(v1＋v2)D．在全過(guò)程中，t1時(shí)刻的牽引力及其功率都是最大值，t2～t3時(shí)間內(nèi)牽引力最小8．(多選)某探究小組對(duì)一輛新能源小車的性能進(jìn)行研究．他們讓這輛小車在水平的直軌道上由靜止開始運(yùn)動(dòng)，并將小車運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程記錄下來(lái)，通過(guò)處理轉(zhuǎn)化為vt圖象，如圖所示(除2～10s時(shí)間段圖象為曲線外，其余時(shí)間段圖象均為直線)．已知小車運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，2～14s時(shí)間段內(nèi)小車的功率保持不變，在第14s末撤去動(dòng)力而讓小車自由滑行，小車的質(zhì)量為1.0kg，可認(rèn)為在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小車所受到的阻力大小不變．以下對(duì)小車的描述正確的是()A．小車所受到的阻力大小為3NB．小車勻速行駛階段的功率為9WC．小車在加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中位移的大小為42mD．小車在前2s受到的合力大于阻力9．水平路面上行駛的汽車所受到的阻力大小與汽車行駛的速率成正比。若汽車從靜止出發(fā)，先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，達(dá)到額定功率后保持額定功率行駛，則在整個(gè)行駛過(guò)程中，汽車受到的牽引力大小與阻力大小的關(guān)系圖象正確的是()10.(2019·宜昌期中聯(lián)考)一輛汽車在平直的公路上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中先保持某一恒定加速度，后保持恒定的功率，其牽引力與速度的關(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，則根據(jù)圖像所給的信息，下列說(shuō)法正確的是()A．汽車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大功率為F1v1B．速度為v2時(shí)的加速度大小為D．加速度恒定時(shí)，其大小為C．汽車行駛中所受的阻力為11.(2019·廣西檢測(cè))一輛汽車在平直的公路上以某一初速度運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持恒定的牽引功率，其加速度a和速度的倒數(shù)是()圖像如圖所示。若已知汽車的質(zhì)量，則根據(jù)圖像所給的信息，不能求出的物理量A．汽車的功率B．汽車行駛的最大速度C．汽車所受到的阻力D．汽車運(yùn)動(dòng)到最大速度所需的時(shí)間12、在檢測(cè)某種汽車性能的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為3×103kg的汽車由靜止開始沿平直公路行駛，達(dá)到的最大速度為40m/s，利用傳感器測(cè)得此過(guò)程中不同時(shí)刻該汽車的牽引力F與對(duì)應(yīng)的速度v，并描繪出如圖13所示的F－圖象(圖線ABC為汽車由靜止到達(dá)到最大速度的全過(guò)程，AB、BO均為直線).假設(shè)該汽車行駛中所受的阻力恒定，根據(jù)圖線ABC(1)求該汽車的額定功率；(2)該汽車由靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)35s達(dá)到最大速度40m/s，求其在BC段的位移大小.功和能習(xí)題課--機(jī)車啟動(dòng)圖像問(wèn)題練習(xí)答案1、放在粗糙水平地面上的物體受到水平拉力的作用，在0～6s內(nèi)其速度與時(shí)間的關(guān)系圖象和拉力的功率與時(shí)間的關(guān)系圖象如圖所示．下列說(shuō)法正確的是()A．物體的質(zhì)量為kgB．滑動(dòng)摩擦力的大小為5NC．0～6s拉力做的功為30JD．0～2s內(nèi)拉力做的功為20J答案A解析：當(dāng)P＝30W時(shí)，v＝6m/s，得到牽引力F＝＝5N；0～2s內(nèi)物體的加速度a＝＝3m/s2，根據(jù)F－f＝ma，可得m＝kg，A正確．在2～6s內(nèi)，v＝6m/s，P′＝10W，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)′＝f，則滑動(dòng)摩擦力為f＝F′＝＝N＝N，B錯(cuò)誤；在0～6s內(nèi)，拉力做的功為W1＝Pt1/2+Pt2＝70J,所以C錯(cuò)誤，在0～2s內(nèi)物體位移為x1＝6m，則拉力做的功為W1＝Fx1＝30J，D錯(cuò)誤．2、(多選)如圖所示是“武廣鐵路”上一輛列車在某段時(shí)間內(nèi)它的功率隨時(shí)間變化的“P－t”圖象，如果列車在行駛過(guò)程中受到的阻力大小恒定不變，那么對(duì)這段時(shí)間內(nèi)該列車的運(yùn)動(dòng)情況的圖象可用下圖中的哪些圖象來(lái)表示()答案ABD解析由圖象可知，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中列車的輸出功率一定，若列車的牽引力等于阻力，則列車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A、D正確；若列車正以恒定的功率啟動(dòng)，牽引力此時(shí)大于阻力，則隨著列車速度增大，牽引力減小，列車做加速度減小的加速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤。3、汽車從靜止勻加速啟動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間及加速度、牽引力和功率隨速度變化的圖象如圖所示，其中正確的是()答案ACD解析汽車啟動(dòng)時(shí)由P＝Fv和F－Ff＝ma可知，勻加速啟動(dòng)過(guò)程中，牽引力F、加速度a恒定不變，速度和功率均勻增大，當(dāng)功率增大到額定功率后保持不變，牽引力逐漸減小到與阻力相等，加速度逐漸減小到零，速度逐漸增大到最大速度，故A、C、D正確．4．(2019·山東濟(jì)南模擬)(多選)汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P，牽引力為F0，t1時(shí)刻，司機(jī)減小了油門，使汽車的功率立即減小一半，并保持該功率繼續(xù)行駛，到t2時(shí)刻，汽車又恢復(fù)了勻速直線運(yùn)動(dòng)．下列能正確表示這一過(guò)程中汽車牽引力F隨時(shí)間t、速度v隨時(shí)間t變化的圖象是()答案AD解析：到t1時(shí)刻功率立即減小一半，但速度減小有一個(gè)過(guò)程，不能直接變?yōu)樵瓉?lái)的一半，所以牽引力立即變?yōu)樵瓉?lái)的一半，根據(jù)公式P＝Fv，之后保持該功率繼續(xù)行駛，速度減小，牽引力增大，根據(jù)a＝，摩擦力恒定，所以加速度逐漸減小，即vt圖象的斜率減小，當(dāng)加速度為零時(shí)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A、D正確．5、(2015·新課標(biāo)全國(guó)Ⅱ，17)一汽車在平直公路上行駛。從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P隨時(shí)間t的變化如圖所示。假定汽車所受阻力的大小f恒定不變。下列描述該汽車的速度v隨時(shí)間t變化的圖線中，可能正確的是()【答案】A【解析】當(dāng)汽車的功率為P1時(shí)，汽車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中滿足P1＝F1v，因?yàn)镻1不變，v逐漸增大，所以牽引力F1逐漸減小，由牛頓第二定律得F1－f＝ma1，f不變，所以汽車做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)F1＝f時(shí)速度最大，且vm＝。當(dāng)汽車的功率突變?yōu)镻2時(shí)，汽車的牽引力突增為F2，汽車?yán)^續(xù)加速，由P2＝F2v可知F2減小，又因F2－f＝ma2，所以加速度逐漸減小，直到F2＝f時(shí)，速度最大vm′＝，以后勻速運(yùn)動(dòng)。綜合以上分析可知選項(xiàng)A正確。＝6、(2019·合肥模擬)起重機(jī)的鋼索將重物由地面吊到空中某個(gè)高度，其速度圖像如圖7所示，則鋼索拉力的功率隨時(shí)間變化的圖像可能是()答案B解析：0～t1時(shí)間內(nèi)重物勻加速上升，此過(guò)程中F1－mg＝ma1，P1＝F1v。可見F1恒定，起重機(jī)功率P1隨v均勻增大；t1～t2時(shí)間內(nèi)，重物勻速上升，F(xiàn)2＝mg，P2＝mgv，大小不變，但勻加速過(guò)程的末時(shí)刻功率大于mgv，故A、D均錯(cuò)誤；t2～t3時(shí)間內(nèi)，重物減速上升，mg－F3＝ma3，P3＝F3v，此過(guò)程中F3不變，P3隨v均勻減小，但勻速運(yùn)動(dòng)末時(shí)刻功率大于勻減速開始時(shí)刻的功率，故B正確，C錯(cuò)誤。7.如圖所示為電動(dòng)車在水平路面上啟動(dòng)過(guò)程中的速度圖象，Oa段為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，ab段表示以額定功率行駛時(shí)的加速階段，bc段是與ab段相切的水平直線，則下列說(shuō)法中正確的是()A．0～t1時(shí)間內(nèi)電動(dòng)車做勻加速運(yùn)動(dòng)且功率恒定B．t1～t2時(shí)間內(nèi)電動(dòng)車牽引力做功為mv－mvC．t1～t2時(shí)間內(nèi)電動(dòng)車的平均速度為(v1＋v2)D．在全過(guò)程中，t1時(shí)刻的牽引力及其功率都是最大值，t2～t3時(shí)間內(nèi)牽引力最小答案D解析0～t1時(shí)間內(nèi)電動(dòng)車做勻加速運(yùn)動(dòng)，牽引力F大小恒定，但電動(dòng)車的速度v逐漸增大，所以其功率逐漸增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；t1～t2時(shí)間內(nèi)，牽引力做正功，摩擦力做負(fù)功，合外力做功之和等于動(dòng)能的改變量，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)“面積”法求位移，t1～t2時(shí)間內(nèi)汽車的位移x＞(v1＋v2)(t2－t1)，所以平均速度＝＞(v1＋v2)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在全過(guò)程中t1時(shí)刻的斜率最大，加速度a1也最大，根據(jù)F1＝Ff＋ma1可知，此時(shí)牽引力F1最大，此時(shí)的功率P1也是在0～t1時(shí)間內(nèi)最大的，在t1時(shí)刻之后，電動(dòng)車的功率保持P1不變，所以P1是整個(gè)過(guò)程中的最大值，在t2～t3時(shí)間內(nèi)牽引力等于摩擦力，牽引力在整個(gè)過(guò)程中最小，選項(xiàng)D正確。8．(多選)某探究小組對(duì)一輛新能源小車的性能進(jìn)行研究．他們讓這輛小車在水平的直軌道上由靜止開始運(yùn)動(dòng)，并將小車運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程記錄下來(lái)，通過(guò)處理轉(zhuǎn)化為vt圖象，如圖所示(除2～10s時(shí)間段圖象為曲線外，其余時(shí)間段圖象均為直線)．已知小車運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，2～14s時(shí)間段內(nèi)小車的功率保持不變，在第14s末撤去動(dòng)力而讓小車自由滑行，小車的質(zhì)量為1.0kg，可認(rèn)為在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小車所受到的阻力大小不變．以下對(duì)小車的描述正確的是()A．小車所受到的阻力大小為3NB．小車勻速行駛階段的功率為9WC．小車在加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中位移的大小為42mD．小車在前2s受到的合力大于阻力答案BC解析：由速度－時(shí)間圖象得小車勻加速對(duì)應(yīng)的加速度a＝1.5m/s2，小車在2s時(shí)的功率等于勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的功率，因此有P＝(ma＋Ff)v2＝Ffv10，代入數(shù)據(jù)解得P＝9W，F(xiàn)f＝1.5N，前2s小車受到的合力大小恰好等于阻力大小，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤，B正確；2～10s時(shí)間內(nèi)小車的功率恒定，則由動(dòng)能定理得Pt2－Ffx2＝m(v－v)，解得x2＝39m，勻加速階段的位移x1＝v2t1＝3m，那么加速階段的總位移為x1＋x2＝42m，選項(xiàng)C正確．9．水平路面上行駛的汽車所受到的阻力大小與汽車行駛的速率成正比。若汽車從靜止出發(fā)，先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，達(dá)到額定功率后保持額定功率行駛，則在整個(gè)行駛過(guò)程中，汽車受到的牽引力大小與阻力大小的關(guān)系圖象正確的是()答案A解析設(shè)汽車所受阻力與速率的關(guān)系為Ff＝kv，汽車從靜止出發(fā)，在勻加速階段，由F－Ff＝ma，可得F＝Ff＋ma，可知牽引力隨阻力的增大而均勻增大，選項(xiàng)C、D錯(cuò)；汽車達(dá)到額定功率后保持額定功率行駛，由F＝和Ff＝kv，得F＝，可知牽引力與阻力成反比，A對(duì)，B錯(cuò)。10.(2019·宜昌期中聯(lián)考)一輛汽車在平直的公路上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中先保持某一恒定加速度，后保持恒定的功率，其牽引力與速度的關(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，則根據(jù)圖像所給的信息，下列說(shuō)法正確的是()A．汽車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大功率為F1v1C．汽車行駛中所受的阻力為B．速度為v2時(shí)的加速度大小為D．加速度恒定時(shí)，其大小為【答案】A【名師】由題圖Fv圖像可知，汽車運(yùn)動(dòng)中的最大功率為F1v1，選項(xiàng)A正確；當(dāng)汽車達(dá)到最大速度v3時(shí)牽引力等于阻力f，由fv3＝F1v1可得，汽車行駛中所受的阻力為f＝，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由題意可得F2v2＝F1v1，則速度為v2時(shí)汽車的牽引力F2＝，加速度的大小為a＝＝－，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；加速度恒定時(shí)，加速度大小為a＝，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。11.(2019·廣西檢測(cè))一輛汽車在平直的公路上以某一初速度運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持恒定的牽引功率，其加速度a和速度的倒數(shù)是()圖像如圖所示。若已知汽車的質(zhì)量，則根據(jù)圖像所給的信息，不能求出的物理量A．汽車的功率B．汽車行駛的最大速度C．汽車所受到的阻力D．汽車運(yùn)動(dòng)到最大速度所需的時(shí)間答案D解析：由牛頓第二定律得F－Ff＝ma，P＝Fv可得：a＝·－，對(duì)應(yīng)題圖圖線可知，＝|k|＝40m2·s－3，已知汽車的質(zhì)量，故可求出汽車的功率P，由a＝0時(shí)＝0.05m－1·s，可得汽車行駛的最大速度為vm＝20m/s，再由vm＝汽車運(yùn)動(dòng)到最大速度的時(shí)間。故D不