2022届高考物理一轮复习专题39功率和机车启动问题练习含解析

这是一份2022届高考物理一轮复习专题39功率和机车启动问题练习含解析，共5页。试卷主要包含了[2021·淮安中学测试]，[2021·金华十校模拟]等内容，欢迎下载使用。

1．[2021·南充一模]如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球．在水平拉力F作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点，在此过程中拉力F的瞬时功率的变化情况是( )
A．逐渐减小
B．逐渐增大
C．先减小，后增大
D．先增大，后减小
2．[2021·淮安中学测试](多选)
质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t＝0时刻开始受到水平力的作用．力的大小F与时间t的关系如图所示，设力的方向始终保持不变，则( )
A．3t0时刻力F的瞬时功率为eq \f(5F eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) t0,m)
B．3t0时刻力F的瞬时功率为eq \f(15F eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) t0,m)
C．在t＝0到3t0这段时间内，水平力F的平均功率为eq \f(23F eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) t0,4m)
D．在t＝0到3t0这段时间内，水平力F的平均功率为eq \f(25F eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) t0,6m)
3．(多选)地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面．某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等．不考虑摩擦阻力和空气阻力．对于第①次和第②次提升过程( )
A.矿车上升所用的时间之比为4∶5
B．电机的最大牵引力之比为2∶1
C．电机输出的最大功率之比为2∶1
D．电机所做的功之比为4∶5
4．如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2kg的物体在F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知( )
A．物体加速度大小为2m/s2
B.F的大小为21N
C．4s末F的功率大小为42W
D．4s内F做功的平均功率为42W
5．[2021·银川一中]质量为100kg的赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a和速度的倒数eq \f(1,v)的关系如图所示，则赛车( )
A．速度随时间均匀增大B．加速度随时间均匀增大
C．输出功率为40kWD．所受阻力大小为4000N
6．[2021·南昌模拟]如图所示为牵引力F和车速倒数eq \f(1,v)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2×103N
B．汽车车速为15m/s，功率为3×104W
C．汽车匀加速的加速度为3m/s2
D．汽车匀加速所需时间为4.5s
7．[2021·广东东莞模拟]汽车以恒定功率P、初速度v0冲上倾角一定的斜坡时，汽车受到的阻力恒定不变，则汽车上坡过程的v－t图像不可能是下图中的( )
8．[2021·金华十校模拟]
如图所示，某工地上的塔吊正在以额定功率P0将重物从静止开始竖直吊起，重物上升高度为h时刚好达到最大速度．重物的质量为m，绳子对重物的拉力为F，重物受到的空气阻力f大小不变．重物上升h的过程中，下列说法正确的是( )
A．重物的最大速度为eq \f(P0,f)
B．重物的重力势能增加了Fh
C．重物的机械能增加了Fh
D．重物在做加速度不断减小的加速运动
9．[2021·湖南卷]“复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的．总质量为m的动车组在平直的轨道上行驶．该动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为P，若动车组所受的阻力与其速率成正比(F阻＝kv，k为常量)，动车组能达到的最大速度为vm.下列说法正确的是( )
A．动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变
B．若四节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动
C．若四节动力车厢输出的总功率为2.25P，则动车组匀速行驶的速度为eq \f(3,4)vm
D．若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间t达到最大速度vm，则这一过程中该动车组克服阻力做的功为eq \f(1,2)mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(m)) －Pt
专题39 功率和机车启动问题
1．B 设细线与竖直方向的夹角为θ，在水平拉力F作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点的过程中，拉力F的瞬时功率P＝Fvcsθ，沿小球运动轨迹的切线方向有Fcsθ＝mgsinθ，解得P＝mgvsinθ，所以拉力F的瞬时功率逐渐增大，选项B正确．
2．BD 3.AC 4.A 5.C 6.A 7.A
8．D 重物达到最大速度时匀速运动，有P0＝(mg＋f)vm，vm＝eq \f(P0,f＋mg)，A错误；重力势能的增加量为mgh，B错误；重物机械能的增加量为(F－f)h，C错误；由P0＝F·v，F－f－mg＝ma可知v增大，F减小，a减小，D正确．
9．C 在动车组匀加速启动的过程中，对动车组受力分析，根据牛顿第二定律有F1－F阻＝ma1，其中F阻＝kv，在动车组匀加速启动的过程中，加速度a1不变，v增大，则F阻增大，故牵引力F1逐渐增大，A错误；若四节动力车厢输出功率均为额定值，则牵引力F2＝eq \f(4P,v)，而F2－F阻＝ma，其中F阻＝kv，由v增大可知加速度a减小，所以动车组从静止开始做加速度减小的变加速运动，B错误；设当四节动力车厢输出的总功率为2.25P时，动车组匀速运动的速度为v′m，动车组匀速行驶时受力平衡，有F′＝F阻＝kv′m，则4P＝kv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(m)) 、2.25P＝kv′ eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(m)) ，解得v′m＝eq \f(3,4)vm，C正确；当四节动力车厢输出功率均为额定值时，对动车组从启动到达到最大速度的过程，根据动能定理有4Pt－W克＝eq \f(1,2)mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(m)) ，解得这一过程中该动车组克服阻力做的功W克＝4Pt－eq \f(1,2)mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(m)) ，D错误．