【必刷题型05】变力做功与机车启动问题（原卷版）

【必刷题型05】变力做功与机车启动问题一、单选题1．（23-24高一下·浙江·期中）如图甲所示，光滑水平面上的小物块，在水平拉力F的作用下从坐标原点O开始沿x轴正方向运动，F随物块所在位置坐标x的变化关系如图乙所示，图线为半圆（与在数值上相等），则小物块从坐标原点O运动到处过程中拉力做的功为（）A．0 B． C． D．2．（20-21高一下·黑龙江·阶段练习）以前机械化生产水平较低，人们经常通过“驴拉磨”的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用，如图所示，假设驴拉磨的平均作用力大小为500N，运动的半径为1m，则驴拉磨转动一周所做的功为（）A．0 B．500J C．500πJ D．1000πJ3．（22-23高一下·湖南郴州·期末）某工地建房时用小车将细沙从一楼提到七楼（高度为20m），小车和细沙总质量为10kg。由于小车漏沙，在被匀加速提升至七楼的过程中，小车和细沙的总质量随着上升距离的变化关系如图所示。小车可以看成质点，已知小车加速度为2m/s2，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。由图像可知，在提升的整个过程中，拉力对小车做的功为（

）

A．2160J B．1800J C．2400J D．180J4．（23-24高一上·广东惠州·期末）一辆质量为的小汽车以的速度行驶，关闭发动机，经过匀减速停下来；重新起步后做匀加速直线运动，加速时牵引力恒为，假定行驶过程中汽车受到的阻力不变，则下列说法正确的是（）A．行驶过程中，小汽车受到的阻力为B．行驶过程中，小汽车受到的阻力为C．汽车重新起步后，加速度大小为D．汽车重新起步后，内发生的位移为5．（23-24高一下·山东泰安·期中）一辆汽车在平直公路上以恒定功率匀速行驶，行驶的速度为。现突然驶上一段泥泞的道路，阻力变为原来的2倍，行驶一段时间后道路又恢复至开始的情况，过程中汽车功率始终保持不变。则汽车的速度随时间变化的关系图像可能正确是（）A． B．C． D．6．（22-23高一下·广东广州·期末）复兴号动车在世界上首次实现速度350km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车，初速度为0，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t0达到该功率下的最大速度vm，设动车行驶过程所受到的阻力f保持不变，其加速过程的速度随时间变化关系如图所示。则动车在时间t0内（）

A．做匀加速直线运动 B．平均速度C．最大速度 D．牵引力做功7．（22-23高一下·广东广州·期末）人们生活中出现越来越多的环保电动自行车，这种轻便的交通工具受到许多上班族的喜爱。下表是一辆电动车铭牌上的参数。若质量为70kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶的如图所示，所受阻力大小恒为车重（包括载重）的0.02倍，取重力加速度，下列说法正确的是（

）规格后轮驱动直流永磁体电动机车型26’电动自行车额定输出功率400W整车质量30kg最大载重120kg

A．匀速阶段牵引力大小为25N B．匀速阶段电动机的输出功率为400WC．匀加速阶段牵引力大小为50N D．匀加速阶段电动机的输出功率随时间均匀增大8．（23-24高一下·浙江·期中）为了减少环境污染，适应能源结构调整的需要，我国对新能源汽车实行了发放补贴、免征购置税等优惠政策鼓励购买。在某次直线运动性能检测实验中，根据两辆新能源汽车运动过程分别作出甲车速度随时间变化的图像和乙车输出功率随时间变化的图像。甲车0至8s以恒定加速度行驶，8s至28s以额定功率行驶。乙车的速度增大到10m/s后保持额定功率不变，能达到的最大速度为20m/s。两辆汽车的质量均为kg，均由静止开始沿水平直公路行驶，最终匀速运动。假设甲车行驶中所受阻力恒定，乙车行驶中所受阻力恒为车重的0.25倍，重力加速度g取10m/s2。则在此次检测中（）A．乙车的速度为5m/s时，它的加速度大小是7.5m/s2B．甲车额定功率大于乙车额定功率C．若乙车的速度从10m/s增至20m/s所通过的位移为80m，则所用时间将是sD．8s至28s，甲车牵引力做功为J二、多选题9．（22-23高一下·广西北海·期末）下列关于图甲、乙、丙、丁四幅图中力F做功的说法正确的是（）

A．甲图中，全过程F做的总功为72JB．乙图中，若F大小不变，物块从A到C过程中，力F做的功为C．丙图中，绳长为R，若空气阻力f大小不变，OA水平，细绳伸直，小球从A运动到B过程中空气阻力做的功D．丁图中，F始终保持水平，缓慢将小球从P拉到Q，F做的功为10．（23-24高一上·浙江杭州·期末）某人驾驶小型汽车行驶在平直的封闭测试道路上，时刻开始无动力滑行，一段时间后以恒定功率加速行驶，车速达到最大后保持匀速，图像如图所示。汽车与人的总质量为，行驶中受到的阻力保持不变，则（）A．汽车行驶中所受阻力大小为B．1s~11s内汽车的功率为10kWC．1s~11s内汽车的位移为75mD．汽车加速过程中速度为6m/s时的加速度大小为11．（22-23高一下·广东茂名·期末）一辆机车在水平路面上从静止开始启动做直线运动，其加速度随时间变化的图像如图所示。已知机车的质量，机车前进过程中所受阻力大小恒定，时机车达到额定功率，之后保持该功率不变，下列说法正确的是（）A．机车所受到的阻力大小为B．0~40s内牵引力做功为C．机车的最大速度为80m/sD．机车从开始运动到达到最大速度所需要的时间可能为200s12．（22-23高一下·广东中山·期末）如图所示，载有餐具的智能送餐机器人在水平地面段以恒定功率30W、速度匀速行驶，在水平地面段以恒定功率40W、速度匀速行驶。段铺有地毯，阻力较大。已知机器人总质量为，，，假设机器人在两个路段所受摩擦阻力均恒定，不计空气阻力，下列说法正确的是（）

A．从M到N，机器人牵引力大小为15NB．从P到Q，机器人克服摩擦力做功120JC．在MN段与PQ段，机器人所受摩擦力大小之比为1：2D．在MN段与PQ段，合外力对机器人做功之比为1：213．（22-23高一下·广东汕尾·期末）某车企测试一货车满载时的性能，满载时货车和货物的总质量为，让其从静止开始保持恒定功率沿水平直线加速到最大速度20m/s，如图所示为牵引力F与速度v的关系，加速过程所用的时间，若货车所受阻力始终不变，则该货车满载时，下列说法正确的是（）

A．该货车做匀速运动时的牵引力大小为B．该货车加速阶段的加速度维持不变C．该货车的恒定功率为D．该货车加速阶段的位移大小为190m14．（22-23高一下·广东广州·期末）某电动车和驾驶员的总质量为m，行驶时所受阻力大小恒为f，电动车从静止开始以额定功率P在水平公路上沿直线行驶，t时间内速度达到v（未到达最大速度），下列说法正确的是（）A．该电动车能达到的最大速度B．该电动车做加速度先恒定后减小的加速直线运动C．该电动车t时间内的位移为D．在这次行驶中，当行驶速度为v时，电动车的加速度15．（22-23高一下·广东广州·期末）为了净化空气，广州环保部门每天派出大量的洒水车进行空气净化除尘，一辆洒水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，之后保持额定功率继续运动，其图像如图所示。已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取，则（）

A．汽车在前5s内的阻力为200N B．汽车在前5s内的牵引力为C．汽车的额定功率为40kW D．汽车的最大速度为30m/s16．（23-24高一下·重庆·期中）额定功率相同的甲、乙两车在同一水平路面上从静止启动，其发动机的牵引力随时间的变化曲线如图所示。两车分别从和时刻开始以额定功率行驶，从和时刻开始牵引力均视为不变。若两车行驶时所受的阻力大小与重力成正比，且比例系数相同，则（）A．甲车的总重比乙车大B．甲车比乙车先开始运动C．甲车在时刻和乙车在时刻的速率相同D．甲车在时刻和乙车在时刻的速率相同17．（23-24高一下·辽宁·期中）智慧充电技术的日益成熟，极大促进了电动汽车销量的增长。某辆总质量为m的电动汽车在封闭平直路段测试时，由静止开始做匀加速直线运动，经过时间t汽车的速度大小达到v时，其功率恰好达到额定值，之后汽车维持额定功率不变，汽车达到最大速度3v后做匀速直线运动。已知电动汽车在测试时受到的阻力恒定，汽车速度大小由v增至恰好为3v的过程中通过的位移大小为x。下列说法正确的是（）A．电动汽车达到最大速度之前一直做匀加速直线运动B．电动汽车的额定功率为C．汽车速度大小由v增至恰好为3v的时间为D．电动汽车从开始运动到恰好达到最大速度所用时间为18．（23-24高一下·河北沧州·期中）一辆汽车由静止开始沿平直公路行驶，汽车所受牵引力F随时间t变化关系如图所示，4s时汽车功率达到最大值，此后保持此功率不变继续行驶，12s后可视为匀速。若汽车的质量为，阻力恒定，且汽车在4s到12s之间的位移为42.5m，则以下说法正确的是（）A．汽车的最大功率为B．汽车匀加速运动阶段的加速度为2.5m/s2C．汽车先做匀加速直线运动，然后再做匀速直线运动D．汽车从静止开始运动12s内牵引力做的功为500kJ三、解答题19．（23-24高一上·贵州安顺·期末）如图，一自行车骑行者和车的总质量为从距离水平路面高为h=1.25m的斜坡路上A点，由静止开始不蹬踏板让车自由运动，到达水平路面上的B点时速度大小为v=4m/s，之后人立即以恒定的功率蹬车，人的输出功率P=180W，从B运动到C所用时间t=25s，到达C点时速度恰好达到最大。车在水平路面上行驶时受到阻力恒为总重力的0.05倍，运动过程可将人和车视为质点，重力加速度，求∶（1）A到B过程中车克服阻力做的功；（2）车的最大速度vm；（3）B、C之间的距离s。20．（22-23高一下·上海闵行·期末）如图所示为某机动车牵引力F和车速倒数的关系图像，若车由静止开始沿平直公路行驶，其质量为，所受阻力恒定，且最大车速为30m/s，则：（1）车起动过程中的最大功率为多少？（2）车速度为10m/s时的加速度为多少？（3）车维持匀加速运动的时间为多少？

21．（23-24高一下·浙江·期中）某型号新能源电动车质量为，在某一直线道路上行驶时，汽车速度随时间变化的图像如图所示，汽车以加速度启动，第时达到最大功率并保持功率不变继续加速一段时间达到最大速度行驶，在第时开始制动，汽车进行匀减速运动，测得制动距离为，行驶过程中受到的阻力大小恒为重力的0.2倍。（1）求行驶过程中达到的最大功率；（2）求制动过程的加速度大小；（3）求总共行驶的距离。22．（23-24高一下·浙江·期中）复兴号CR400AF型城际电力动车组由6节车厢编组而成，每节车厢的质量均为，其中第1节和第4节车厢带有动力，它们的牵引电机的额定功率分别为和。该动车组以的加速度沿水平直轨道由静止开始匀加速启动，当第1节车厢的牵引电机达到额定功率时，第4节车厢的牵引电机立即启动，继续使动车组保持的匀加速运动。当第四节车厢的牵引电机也达到额定功率时，整列动车保持恒定功率进一步加速。动车组行驶过程中受到的阻力为车重的0.1倍，重力加速度。求：（1）从静止开始到第4节车厢的牵引电机刚要启动时所经历的时间；（2）动车组能达到的最大速度有多大？（3）从动车组刚出发开始计时，经过30s后动车组的速度为50m/s，求这段过程中动车组行驶的位移大小。23．（23-24高一下·福建福州·期中）比亚迪-唐电车是当前销量较好的一款电动汽车。其质量，额定功率。该车沿水平路面行驶时所受阻力f恒为车重的0.1倍，（）求：（1）该车在水平路面行驶能达到的最大速度；（2）若该车以匀加速启动，维持匀加速运动的时间；（3）该车匀加速后紧接着再加速恰好达到最大速度，该车在时间内位移是多大?24．（23-24高一下·江苏苏州·期中）一质量为m=1kg，额定功率为P=40W电动玩具车，从水平轨道的某处以加速度a=2m/s2静止出发，欲冲上倾角为θ=18°的倾斜轨道，t1时刻到达倾斜轨道的底端且功率达到最大值，之后保持该功率不变继续运动，运动的图像如图所示，其中AB段为曲线，其他部分为直线。已知玩具车运动过程中所受水平轨道的摩擦阻力为自身重力的0.3倍，倾斜轨道的摩擦阻力为自身重力的0.1倍，不计空气阻力，不计轨道衔接处的速率变化。取重力加速度g=10m/s2，sin18°=0.30，cos18°=0.95。（1）求玩具车运动到倾斜底端的速度v1及时间t1；（2）求玩具车运动过程中的最大速度vm；（3）求玩具车12s内克服轨道摩擦阻力所做的功。25．（23-24高一下·江苏南通·期中）如图所示为赛车拉力赛的模拟图，在水平桌面上固定半圆形挡板墙BC，BC的半径R=m。质量m=0.1kg玩具遥控小车从A点静止开始做匀加速直线运动，加速度a=0.2m/s2，一段时间后小车达到额定功率，到达B点前小车做速度v=1.2m/s的匀速运动，小车到达挡板墙B点时立即关闭电机，小车恰好沿半圆形挡板墙BC内侧运动。已知A到B的总时间为5.6s，小车受到水平桌面的阻力大小恒为0.1N，挡板墙的内侧面光滑，取g=10m/s2。求：（1）小车电动机的额定功率Pm；（2）小车做匀加速直线运动的时间t1；（3）AB间的距离L及小车到达C端时的速度。26．（23-24高一下·山东济宁·期中）为促进区域经济发展和方便居民出行，济枣高铁邹城站已正式开工建设。施工现场用塔式起重机运输重物，起重机将质量的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上以加速度做匀加速直线运动，当起重机达到最大输出功率P＝60kW时，保持该功率继续提升重物，经，重物达到最大速度后继续匀速上升，不计额外功和空气阻力。求：（1）重物最大速度大小；（2）从开始运动计时，t＝2s时起重机的输出功率；（3）由开始运动到达到最大速度过程中，起重机的平均输出功率。27．（23-24高一下·江苏南京·期中）在平直的公路上汽车由静止开始做直线运动，运动过程中，汽车器件的摩擦损耗功率恒为3kW（发动机功率为输出功率与损耗功率之和）。图中曲线1表示汽车运动的速度和时间的关系，折线2表示汽车的发动机功率和时间的关系，汽车全程阻力不变，16s末恰好达到最大速度。（1）汽车受到的阻力和牵引力最大值；（2）汽车的质量；（3）汽车从静止到匀速运动的总位移。28．（23-24高一下·湖北黄冈·期中）新能源汽车在量产前都要经过各种测试。某品牌新能源汽车质量，电机的额定功率。在一次平直路面测试中，汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速5s达到额定功率，汽车保持额定功率继续行驶90s，速度达到最大，这一过程中汽车受到的阻力大小不变