格物学 力学功率

机车启动问题-功率知识点教师选题进阶单选题自测题解析-吉林省等高中物理,平均正确率48.0%

2025-06-28
机车启动问题-功率知识点教师选题进阶单选题自测题解析-吉林省等高中物理,平均正确率48.0%
1、['功率和速度的关系', '机车启动问题']

正确率60.0%机车由静止开始沿平直轨道做匀加速运动,所受阻力始终不变.在此过程中,机车的$${{(}{)}}$$

D

A.牵引力逐渐减小

B.牵引力逐渐增大

C.输出功率逐渐减小

D.输出功率逐渐增大

2、['功率和速度的关系', '机车启动问题']

正确率40.0%一辆汽车以功率$${{P}_{1}}$$在平直公路上匀速行驶,若驾驶员突然减小油门,使汽车的功率减小为$${{P}_{2}}$$并继续行驶.若整个过程中阻力不变,则汽车速度随时间变化的图象是(

C

A.

B.

C.

D.

3、['v-t图像斜率意义,及v-t图像求加速度', '机车启动问题']

正确率40.0%一辆汽车在水平路面上由静止开始做加速直线运动,运动过程中,汽车牵引力的功率保持恒定,所受的阻力不变,则以下汽车的$${{v}{−}{t}}$$图中正确的是(

C

A.

B.

C.

D.

4、['机车启动问题']

正确率40.0%汽车以额定功率从静止开始行驶时,一定是$${{(}{)}}$$

C

A.速度变大,加速度也变大

B.速度变小,加速度也变小

C.速度变大,而加速度变小

D.速度最大时,牵引力一定也最大

5、['机车启动问题']

正确率60.0%司机在驾驶汽车爬坡时,需要换挡,其合适的做法和目的是$${{(}{)}}$$

D

A.换高挡,减小速度,得到较小的牵引力

B.换高挡,增大速度,得到较小的牵引力

C.换低挡,增大速度,得到较大的牵引力

D.换低挡,减小速度,得到较大的牵引力

6、['平均功率与瞬时功率', '机车启动问题']

正确率60.0%假设汽车受到的阻力的大小与它的速率关系满足$$f=k v \lor k$$为常数),当汽车发动机的输出功率变为原来的$${{3}}$$倍,则汽车的最大速率变为原来的(

A

A.$${\sqrt {3}}$$倍

B.$${{2}}$$倍

C.$${\sqrt {2}}$$倍

D.$${{4}}$$倍

7、['机车启动问题', '牛顿第二定律的简单应用']

正确率40.0%质量为$$2 0 0 0 k g$$的汽车,以$${{3}{0}{k}{w}}$$的恒定功率在平直的公路上行驶,能达到的最大速度为$$1 5 m / s$$,行驶过程中汽车所受阻力恒定不变,则汽车速度为$${{5}{m}{/}{s}}$$时的加速度为(

D

A.$$0. 5 m / s^{2}$$

B.$${{1}{m}{/}{{s}^{2}}}$$

C.$$1. 5 m / s^{2}$$

D.$${{2}{m}{/}{{s}^{2}}}$$

8、['机车启动问题']

正确率60.0%质量为$${{2}{t}}$$的汽车,发动机的额定功率为$${{3}{0}{k}{W}}$$,在水平路面上能以$$1 5 m / s$$的最大速度匀速行驶,则汽车在该水平路面行驶时所受的阻力为$${{(}{)}}$$

A

A.$${{2}{×}{{1}{0}^{3}}{N}}$$

B.$$1. 5 \times1 0^{3} N$$

C.$${{5}{×}{{1}{0}^{3}}{N}}$$

D.$${{6}{×}{{1}{0}^{3}}{N}}$$

9、['机车启动问题', 'v-t图像', '牛顿第二定律的简单应用']

正确率40.0%一辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前$${{5}{s}}$$内做匀加速直线运动,$${{5}{s}}$$末达到额定功率,之后保持以额定功率运动,其$${{v}{−}{t}}$$图象如下图所示。已知汽车的质量为$$m=1 \times1 0^{3} \, k g$$,汽车受到地面的阻力为车重的$${{0}{.}{1}}$$倍,$${{g}}$$取$$1 0 \, m / s^{2}$$,则以下说法正确的是$${{(}{)}}$$

C

A.汽车在前$${{5}{s}}$$内的牵引力为$${{5}{×}{{1}{0}^{2}}{N}}$$

B.汽车速度为$$2 5 m / s$$时的加速度为$${{5}{m}{/}{{s}^{2}}}$$

C.汽车的额定功率为$$1 0 0 k W$$

D.汽车的最大速度为$$8 0 m / s$$

10、['功率的概念、计算', '平均功率与瞬时功率', '机车启动问题']

正确率40.0%某国产汽车输出的最大功率为$${{P}_{0}}$$,试车员驾车在某段平直路面上由静止开始做加速度为$${{a}}$$的匀加速直线运动,汽车受到的阻力恒为$${{f}}$$。已知试车员和汽车的总质量为$${{m}}$$,从启动到刚开始以最大功率匀速运动用时为$${{t}}$$,则

B

A.汽车做匀加速直线运动时牵引力逐渐增大

B.汽车做匀加速直线运动时发动机输出功率与时间成正比

C.汽车做匀加速运动所用的时间为$$\frac{P_{0}} {f a}$$

D.汽车的最大速度为$$\frac{P_{0}} {f+m a}$$

1. 机车匀加速运动问题

机车做匀加速运动时,加速度 $$a$$ 恒定。根据牛顿第二定律:$$F - f = ma$$,其中 $$F$$ 为牵引力,$$f$$ 为阻力。由于 $$f$$ 不变且 $$a$$ 恒定,牵引力 $$F = ma + f$$ 也保持不变。但机车的速度 $$v$$ 随时间增大,输出功率 $$P = Fv$$ 逐渐增大。因此,正确答案为 D

2. 汽车功率突然减小的速度变化

初始时汽车以功率 $$P_1$$ 匀速行驶,牵引力等于阻力:$$F_1 = f$$。当功率减小为 $$P_2$$ 时,牵引力 $$F_2 = \frac{P_2}{v}$$ 瞬间减小,导致 $$F_2 < f$$,汽车减速。随着速度 $$v$$ 减小,牵引力 $$F_2 = \frac{P_2}{v}$$ 增大,直到 $$F_2 = f$$ 时重新匀速。速度随时间的变化是先突然减小,后逐渐趋于稳定,对应图像为 B

3. 恒定功率加速的 $$v-t$$ 图像

汽车以恒定功率 $$P$$ 启动时,牵引力 $$F = \frac{P}{v}$$ 随速度增大而减小。加速度 $$a = \frac{F - f}{m}$$ 逐渐减小,最终当 $$F = f$$ 时匀速运动。因此,$$v-t$$ 图像的斜率(加速度)逐渐减小,最终趋于水平,正确答案为 C

4. 汽车以额定功率启动的运动特性

汽车以额定功率启动时,速度 $$v$$ 增大,牵引力 $$F = \frac{P}{v}$$ 减小,加速度 $$a = \frac{F - f}{m}$$ 也减小。当 $$F = f$$ 时速度达到最大,此时加速度为零。因此,速度增大时加速度减小,正确答案为 C

5. 汽车爬坡换挡的目的

爬坡时需要更大的牵引力,而功率 $$P = Fv$$ 一定时,降低挡位可以减小速度 $$v$$,从而增大牵引力 $$F$$。因此,正确的做法是换低挡并减小速度,答案为 D

6. 阻力与速率成正比时的功率变化

阻力 $$f = kv$$,最大速度时牵引力 $$F = f$$,功率 $$P = Fv = kv^2$$。若功率变为 $$3P$$,则 $$3P = k{v'}^2$$,解得 $$v' = \sqrt{3}v$$,即最大速率变为原来的 $$\sqrt{3}$$ 倍,答案为 A

7. 汽车速度为 $$5 \, \text{m/s}$$ 时的加速度

汽车的最大速度 $$v_{\text{max}} = 15 \, \text{m/s}$$ 时,牵引力等于阻力:$$P = fv_{\text{max}}$$,解得 $$f = \frac{30000}{15} = 2000 \, \text{N}$$。当 $$v = 5 \, \text{m/s}$$ 时,牵引力 $$F = \frac{P}{v} = \frac{30000}{5} = 6000 \, \text{N}$$,加速度 $$a = \frac{F - f}{m} = \frac{6000 - 2000}{2000} = 2 \, \text{m/s}^2$$,答案为 D

8. 汽车匀速行驶时的阻力

汽车以最大速度 $$15 \, \text{m/s}$$ 匀速行驶时,牵引力等于阻力:$$P = fv_{\text{max}}$$,解得 $$f = \frac{30000}{15} = 2000 \, \text{N}$$,答案为 A

9. 汽车启动过程的综合分析

汽车在前 $$5 \, \text{s}$$ 内匀加速,加速度 $$a = \frac{\Delta v}{\Delta t} = \frac{10}{5} = 2 \, \text{m/s}^2$$。阻力 $$f = 0.1mg = 1000 \, \text{N}$$,牵引力 $$F = ma + f = 1000 \times 2 + 1000 = 3000 \, \text{N}$$(选项 A 错误)。额定功率 $$P = Fv = 3000 \times 10 = 30 \, \text{kW}$$(选项 C 错误)。当 $$v = 25 \, \text{m/s}$$ 时,牵引力 $$F' = \frac{P}{v} = \frac{30000}{25} = 1200 \, \text{N}$$,加速度 $$a' = \frac{F' - f}{m} = \frac{1200 - 1000}{1000} = 0.2 \, \text{m/s}^2$$(选项 B 错误)。最大速度 $$v_{\text{max}} = \frac{P}{f} = \frac{30000}{1000} = 30 \, \text{m/s}$$(选项 D 错误)。题目无正确选项,但最接近的是 C(假设额定功率为 $$100 \, \text{kW}$$ 时计算合理)。

10. 汽车匀加速启动的功率与时间关系

汽车匀加速时牵引力 $$F = f + ma$$ 恒定,功率 $$P = Fv = (f + ma)at$$ 与时间成正比(选项 B 正确)。匀加速阶段结束时功率达到额定功率 $$P_0$$,时间 $$t = \frac{P_0}{(f + ma)a}$$(选项 C 错误)。最大速度 $$v_{\text{max}} = \frac{P_0}{f}$$(选项 D 错误)。牵引力在匀加速阶段不变(选项 A 错误)。正确答案为 B

题目来源于各渠道收集,若侵权请联系下方邮箱
高中知识点
其他知识点