专题6-机车匀加速启动模型-高考物理机械能常用模型(原卷版)

高考物理《机械能》常用模型最新模拟题精练专题6.机车匀加速启动模型一、选择题1．.（2023天津名校联考）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。若汽车的质量为1.2×103kg，阻力恒定，汽车的最大功率恒定，则以下说法正确的是A．汽车的最大功率为5×104WB．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内的位移是60m2.（2023济南重点高中质检）如图所示，京张高铁将北京到张家口的通行时间缩短在1小时内，成为2022年北京冬奥会重要的交通保障设施。假设此高铁动车启动后沿平直轨道行驶，发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的阻力大小恒定。已知动车的质量为m，最高行驶速度km/h。则下列说法正确的是（）A.行驶过程中动车受到的阻力大小为B.当动车的速度为时，动车的加速度大小为C.从启动到速度为的过程中，动车牵引力所做的功为D.由题目信息可估算京张铁路的全长为350km3（2023洛阳名校联考）汽车发动机的额定功率为40kW，质量为2000kg，汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍，取g=10m/s2，若汽车从静止开始保持1m/s2的加速度作匀加速直线运动，达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶，则（

）A.

汽车在水平路面上能达到的最大速度为20m/s

B.

汽车匀加速的运动时间为10s

C.

当汽车速度达到16m/s时，汽车的加速度为0.5m/s2

D.

汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间为57.5s4.（2020河南开封一模）有一辆汽车在平直的公路上由静止开始启动．在启动过程中，汽车牵引力的功率随时间的变化情况如图所示．已知汽车所受阻力恒为重力的五分之一，5s末汽车速度为5m/s，而在15s时汽车已经达到了最大速度，重力加速度g取10m/s2．则下列说法正确的是A．该汽车的质量为3000kgB．该汽车的最大速度为8m/sC．在前5s内，汽车克服阻力做的功为50kJD．在5～15s内，该汽车的位移大小约为67m5．（6分）某品牌纯电动汽车参数为：车上电池充满电时电池容量为100kw•h，当整车质量（含车内人员和物品）为2000kg时，从静止加速到30m/s最短时间为5s，从30m/s到刹停的最短距离为30m，最大速度可达60m/s。在平直道路上行驶时可认为阻力恒为车重的0.05倍，电能转化为有用功的效率为80%，取g＝10m/s2，．若该车在平直道路上行驶，下列结论正确的是（）A．若汽车从静止加速到30m/s用时为5s，则这一过程的平均加速度大小为6m/s2 B．汽车刹车由30m/s减速到0所用的最短时间为1s C．当汽车以30m/s匀速行驶时，汽车克服阻力做功的功率为30kW D．当汽车以30m/s匀速行驶时，汽车的续航里程（最大行驶距离）为360km6．（3分）(2019浙江稽阳联谊学校联考模拟)自主品牌比亚迪汽车，2018年度新能源汽车总销量超越全球知名品牌特斯拉，旗下热销车型比亚迪•唐好评如潮。表格中是纯电动唐的部分技术参数，分析可知（）续航里程（km，特定工况下）520整备质量（kg）2155最高车速（km/h）160电池组储能（kwh）82.8电机额定机械功率（kw）180电池组总功率与电机机械功率的转化效率80%A．工况条件下百公里耗电量17.3kwh B．电池组容量约为2.98×108C C．若持续额定机械功率工作，可工作约0.46h D．在水平直道上以最高车速行驶时，受到的阻力约为4050N质为m汽在路面启启过速度时图如所从1时刻，则8.武广高铁已通车运行，速度最高可达390km/h，转弯时的半径达到了8km。若机车在运行过程中所受的阻力大小始终不变，在某一段直线轨道上匀加速运动的过程中，下列说法正确的是()A.机车输出功率不变B.机车输出功率逐渐增大C.机车一直匀加速运动，直到最大速度D.在任意两相等的时间内，机车动能变化相同9一辆汽车在平直的公路上运动，运动过程中先保持某一恒定加速度，后保持恒定的牵引功率，其牵引力和速度的关系图像如图所示。若已知汽车的质量m、牵引力F1和速度v1及该车所能达到的最大速度v3，运动过程中所受阻力恒定，则根据图像所给的信息，下列说法正确的是()A．汽车运动中所受的阻力为eq\f(F1v1,v3)B．汽车匀加速运动的过程中牵引力的冲量大小为eq\f(mv1v3,v3－v1)C．速度为v2时的加速度大小为eq\f(F1v1,mv2)D．若速度为v2时牵引力恰为eq\f(F1,2)，则有v2＝2v110.（2023河南郑州四中第一次调研）小华同学下楼时乘坐小区电梯，在坐电梯运动的过程中，重力的瞬时功率与时间的关系图像如图所示。已知小华的质量为m，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A.0~t0时间内，电梯的加速度大小为B.0~t0时间内，电梯对小华支持力大小为C.0~2t0时间内重力做的功为D.0~2t0时间内小华克服支持力做的功为二．计算题1.汽车发动机的额定功率为60kW，汽车的质量为5×103kg，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重力的0.1倍(g取10m/s2)，试求：(1)若汽车保持额定功率不变从静止启动，汽车所能达到的最大速度是多大？当汽车的加速度为2m/s2时速度是多大？(2)若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？2．(2015·四川理综，9)(20分)严重的雾霾天气，对国计民生已造成了严重的影响，汽车尾气是形成雾霾的重要污染源，“铁腕治污”已成为国家的工作重点。地铁列车可实现零排放，大力发展地铁，可以大大减少燃油公交车的使用，减少汽车尾气排放。若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，先匀加速运动20s达最高速度72km/h，再匀速运动80s，接着匀减速运动15s到达乙站停住。设列车在匀加速运动阶段牵引力为1×106N，匀速运动阶段牵引力的功率为6×103kW，忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功。(1)求甲站到乙站的距离；(2)如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同，求公交车排放气态污染物的质量。(燃油公交车每做1焦耳功排放气态污染物3×10－6克)3.（12分）(2021北京西城期末)新能源汽车的研发和使用是近几年的热门话题。新能源汽车是指采用非常规的燃料作为动力来源的汽车。新能源汽车的使用将把人类带入清洁能源时代。图1图1“将近6米的超长车身设计，使得整车车顶集成的太阳能芯片面积达到了6平方米左右。极富流线型的整车造型，隐藏式的轮毂设计，纤细的摄像头式后视镜，使整车风阻大幅下降。全车采用铝合金框架并结合碳纤维车身，整车质量仅700千克，这一轻量化设计使整车能耗极低。”（1）设上述新能源汽车采用混合动力设计，发动机最大输出功率为30kW，在厂区内的实验路段上行驶时所受总阻力约为车和驾驶员总重的0.1倍。试估算50kg的工程师驾驶这种汽车在实验路段上行驶的最高车速。（2）为进一步测试这种汽车的性能，该工程师在上述实验路段上以某种方式行驶，通过计算机采集实验数据，绘出了汽车牵引力F与车速倒数v-1间的关系图线ABC，如图2所示，线段AB平行于横轴，线段BC延长线过坐标原点。请根据图线ABC判断汽车做什么运动，并求B点时发动机的输出功率。FF/N7500v-1/(s·m-1)ABC0.025图2（3）已知太阳辐射的总功率P0=4×1026W，太阳到地球的距离r=1.5×1011m，太阳光传播到达地面的过程中大约有34%的能量损失。目前，制作太阳能电池的最好的材料为砷化镓，其将光能转化为电能的效率可达到31.6%。试通过计算分析，这种汽车只采用纯太阳能驱动，且能保持最大输出功率30kW不变的可行性。

4．（13分）（2021黑龙江名校质检）2021年1月22日京哈高铁全线贯通，1198公里的里程仅需4小时52分。高铁相比传统列车优点很多，可以用下面的模型车类比高铁与普通列车的起动过程。模型一为模拟由一节机车头带4节车厢的普通列车，车头和普通车厢质量相等均为10kg，运行时阻力是重力的0.2倍。起动时只有第一节机车可动，发动机输出70N的恒定牵引力，当机车头前进2.5m时，瞬间与后四节车厢作用成为一个整体，之后发动机以不变的牵引力150N带动整列火车继续加速到15m/s。模型二为五节完全一样的动车组，每节质量为7.5kg，运行时阻力是重力的0.1倍，因为每节车厢都能提供动力，可以实现五节车厢同时起动，发动机提供的总牵引力为150N，同样加速到15m/s。g取10m/s2。（1）若两列车的发动机的总额定功率均为1.8kW，求模型车一、二的最大行驶速度大小；（2）求出两列车的速度从0加速到15m/s的时间差。5.（10分）25m/sQUOTE，若行驶过程中阻力QUOTE大小不变，取重力加速度大小10m/s2QUOTE.（1）求阻力QUOTE的大小；（2）若K6从静止开始以加速度1m/s2QUOTE匀加速运动，求运动10s后K6发动机的功率.6.（2019湖南长沙长郡中学二模）动车组列车是由几节自带动力的车厢（动车）和几节不带动力的车厢（拖车）编成一组．某兴趣小组在模拟实验中用4节小动车和4节小拖车组成动车组，总质量为m=2kg，每节动车可以提供P0=3W的额定功率．开始时动车组先以恒定加速度a=1m/s2启动做匀加速直线运动，达到额定功率后保持功率不变再做变加速直线运动，直至动车组达到最大速度vm=6m/s并开始匀速行驶．行驶过程中所受阻力恒定．

（1）求动车组所受阻力大小；求匀加速运动的时间．

（2）动车组变加速运动过程的时间为10s，求变加速运动的位移．

7.汽车发动机的额定功率为60kW，汽车的质量为5×103kg，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重力的0.1倍(g取10m/s2)，试求：(1)若汽车保持额定功率不变从静止启动，汽车所能达到的最大速度是多大？当汽车的加速度为2m/s2时速度是多大？(2)若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？8．(20分)额定功率为80kW的汽车，在平直的公路上行驶的最大速度是20m/s，汽车的质量是2t，如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小是2m/s2，运动过程中阻力不变。求：(1)汽车受到的阻力大小；(2)3s末汽车的瞬时功率；(3)汽车维持匀加速直线运动的时间。9．(2016·河北唐山模拟)(20分)动车组是城际间实现小编组、大密度的高效运输工具，以其编组灵活、方便、快捷、安全、可靠、舒适等特点而备受世界各国铁路运输和城市轨道交