格物学 力学功率

机车启动问题-功率知识点教师选题进阶自测题解析-上海市等高中物理,平均正确率42.00000000000001%

2025-08-11
机车启动问题-功率知识点教师选题进阶自测题解析-上海市等高中物理,平均正确率42.00000000000001%
1、['功率和速度的关系', '机车启动问题']

正确率40.0%svg异常

D

A.动车组在$${{b}{c}}$$段匀加速启动的过程中,牵引力恒定不变

B.若动车组在$${{a}{b}{c}{d}}$$段保持速率不变行驶,则在$${{b}{c}}$$段输出功率最大

C.若四节动力车厢输出的总功率为$${{2}{P}{,}}$$动车组在$${{b}{c}}$$段的最大速度为$${{0}{.}{5}{{v}_{m}}}$$

D.动车组在$${{c}{d}}$$段能达到的最大速度最大

2、['平均功率与瞬时功率', '机车启动问题', '动能定理的简单应用', '动力学中的图像信息题']

正确率40.0%svg异常

C

A.汽车行驶过程中所受阻力为$$2 0 0 0 \ N$$

B.汽车发动机的额定功率为$${{8}{0}{k}{W}}$$

C.汽车在此测试过程中加速运动的时间为$$2 2. 5 \; s$$

D.汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为$${{5}{×}{{1}{0}^{5}}{J}}$$

3、['平均功率与瞬时功率', '机车启动问题']

正确率40.0%svg异常

D

A.$${{0}{∼}{{t}_{1}}}$$时间内,发动机的输出功率不变

B.$${{t}_{1}{∼}{{t}_{2}}}$$时间内,汽车做匀加速运动

C.$${{0}{∼}{{t}_{2}}}$$时间内,汽车克服阻力做功的功率不变

D.$${{t}_{2}}$$时刻后,发动机的輸出功率等于汽车克服阻力做功的功率

4、['平均功率与瞬时功率', '机车启动问题', '牛顿第二定律的简单应用', '牛顿第二定律的内容及理解', '电容器']

正确率40.0%svg异常

A

A.超级电容车以最大速度行驶时牵引力大小为$$2. 4 \times1 0^{3} \, N$$

B.超级电容车启动时的加速度为$$1. 2 m / s^{2}$$

C.电容器在$${{2}{.}{7}{V}}$$电压下才能正常工作

D.超级电容器的电容随电压的增大而增大

5、['功率和速度的关系', '机车启动问题']

正确率40.0%一汽车的额定功率为 $${{P}}$$,在水平公路上行驶时所受的阻力恒定,最大速度为 $${{v}}$$$${_{m}}$$,则

C

A.若汽车以额定功率启动,则一开始就做匀加速直线运动

B.若汽车匀加速启动,则在刚达到额定功率时的速度等于 $${{v}}$$$${_{m}}$$

C.无论汽车以哪种方式启动,相同的路面上,同一辆车的最大速度肯定相等

D.汽车保持额定功率不变时,汽车一定是匀速运动

6、['机车启动问题']

正确率60.0%一辆轿车静止在平直道路上,以不变功率$${{P}}$$启动,经过时间$${{t}_{0}}$$其速度由零增大到最大值$${{v}_{m}}$$,若所受阻力$${{f}}$$为恒力,下列说法正确的是(

D

A.轿车做匀加速运动

B.轿车做加速度不断增大的加速运动

C.加速过程的牵引力$${{F}{=}{f}}$$

D.最大速度$$v_{m}=\frac{P} {f}$$

7、['功率和速度的关系', '机车启动问题', '从受力确定运动情况']

正确率40.0%某汽车的额定功率为$${{P}}$$,在很长的水平路面上从静止开始行驶,则下列说法正确的是(

B

A.汽车在很长时间内都可以维持足够大的加速度而作匀加速直线运动

B.汽车可以保持一段时间内做匀加速直线运动

C.任何一段时间内汽车都不可能做匀加速运动

D.若汽车开始做匀加速运动,则汽车刚达到额定功率$${{P}}$$时速度亦达到最大值(达到额定功率后功率不变)

8、['功率和速度的关系', '机车启动问题', '应用动能定理求变力做的功']

正确率40.0%svg异常

D

A.小车做匀加速运动

B.小车受到的牵引力逐渐增大

C.小车受到的合外力所做的功为 $${{P}{t}}$$

D.小车受到的牵引力做的功为 $${{F}{x}}$$$$+ \frac{1} {2}$$ $${{m}{v}}$$$${^{2}{_{m}}}$$

9、['机车启动问题', '应用动能定理求变力做的功']

正确率40.0%现有一电动汽车的质量$$2 0 0 0 k g$$,额定功率为$${{6}{0}{k}{w}}$$。若汽车沿直线从静止开始作加速度大小为$${{2}{m}{/}{{s}^{2}}}$$的匀加速行驶,达到额定功率后保持功率不变直到达到最大速度,此过程共持续了$${{1}{9}{s}}$$,运动过程假设阻力始终不变,大小为电车重量的$${{0}{.}{1}}$$倍,重力加速度大小$$g=1 0 m / s^{2}$$

B

A.该电动汽车的最大速度为$$3 8 m / s$$

B.此过程电车通过的位移是$${{4}{5}{m}}$$

C.此过程电车牵引力做功为$$1 1 4 0 k J$$

D.条件不足,无法计算此过程阻力做功

10、['功率和速度的关系', '机车启动问题', '牛顿第二定律的简单应用', '动力学中的图像信息题']

正确率40.0%svg异常

D

A.svg异常

B.svg异常

C.svg异常

D.svg异常

1. 动车组功率与运动分析

选项分析:

A. 错误。匀加速启动时牵引力 $$F$$ 需克服阻力和提供加速度($$F = f + ma$$),但功率 $$P = Fv$$ 随速度增大而增大,因此牵引力会逐渐减小。

B. 正确。$$bc$$ 段为斜坡,需额外克服重力分量($$mg\sin\theta$$),保持速率需更大牵引力,故输出功率最大($$P = (f + mg\sin\theta)v$$)。

C. 错误。最大速度时牵引力等于阻力,总功率 $$2P$$ 对应最大速度 $$v_m' = \frac{2P}{f}$$,但 $$bc$$ 段还需克服重力分量,实际最大速度小于 $$0.5v_m$$。

D. 正确。$$cd$$ 段为下坡,重力分量提供助力,阻力最小($$f - mg\sin\theta$$),故最大速度最大($$v_{m} = \frac{P}{f - mg\sin\theta}$$)。

2. 汽车功率与能量测试

关键推导:

由图像可知匀速时 $$P = fv$$,代入数据得阻力 $$f = \frac{P}{v} = \frac{80 \times 10^3}{40} = 2000 \, \text{N}$$(A 正确)。额定功率为 $$80 \, \text{kW}$$(B 正确)。

加速时间通过动能定理计算:$$\frac{1}{2}mv^2 = Pt - fx$$,结合位移和功率数据得 $$t = 22.5 \, \text{s}$$(C 正确)。储能装置提供的电能需结合能量守恒,但选项 D 数据未明确验证。

3. 汽车运动阶段分析

选项解析:

A. 正确。$$0 \sim t_1$$ 为匀加速阶段,功率线性增大(因 $$P = Fv$$,$$F$$ 恒定,$$v$$ 线性增加)。

B. 错误。$$t_1 \sim t_2$$ 为变加速阶段,功率恒定但牵引力减小。

C. 错误。阻力功率 $$P_f = fv$$ 随速度增大而增大。

D. 正确。$$t_2$$ 后匀速运动,牵引力功率等于阻力功率。

4. 超级电容车参数分析

关键计算:

A. 最大速度时牵引力等于阻力:$$F = \frac{P}{v} = \frac{72 \times 10^3}{30} = 2.4 \times 10^3 \, \text{N}$$(正确)。

B. 启动加速度由 $$F - f = ma$$ 得 $$a = \frac{F - f}{m}$$,但题目未提供初始牵引力数据,无法直接验证。

C. 电容器工作电压需根据电路设计判断,题目未明确。

D. 错误。电容是固有属性,不随电压变化。

5. 汽车启动方式对比

选项分析:

A. 错误。额定功率启动时,加速度随速度增大而减小。

B. 错误。匀加速启动达到额定功率时的速度 $$v_1 = \frac{P}{F}$$,小于最大速度 $$v_m = \frac{P}{f}$$。

C. 正确。最大速度仅由 $$P$$ 和 $$f$$ 决定($$v_m = \frac{P}{f}$$)。

D. 错误。保持功率不变时,可能为变加速或匀速运动。

6. 轿车功率启动分析

推导过程:

由功率定义 $$P = Fv$$,加速度 $$a = \frac{F - f}{m}$$ 随速度增大而减小(A、B 错误)。最大速度时 $$F = f$$,故 $$v_m = \frac{P}{f}$$(D 正确)。加速过程中牵引力 $$F > f$$(C 错误)。

7. 汽车额定功率运动特性

选项解析:

B. 正确。汽车可先匀加速至额定功率,之后变加速。

D. 错误。达到额定功率时速度未达最大值,需继续加速至 $$v_m$$。

其他选项 A、C 过于绝对,排除。

8. 小车牵引力与功的关系

分析:

B. 正确。功率恒定下,牵引力 $$F = \frac{P}{v}$$ 随速度增大而减小。

D. 正确。牵引力做功包含动能增量 $$\frac{1}{2}mv_m^2$$ 和阻力功 $$Fx$$。

A、C 未明确运动性质,无法直接判定。

9. 电动汽车运动计算

关键步骤:

1. 最大速度 $$v_m = \frac{P}{f} = \frac{60 \times 10^3}{0.1 \times 2000 \times 10} = 30 \, \text{m/s}$$(A 错误)。

2. 匀加速阶段持续时间 $$t_1 = \frac{v_1}{a}$$,其中 $$v_1 = \frac{P}{F} = \frac{P}{f + ma} = 15 \, \text{m/s}$$,故 $$t_1 = 7.5 \, \text{s}$$。

3. 总位移通过分段计算:匀加速阶段 $$x_1 = \frac{1}{2}at_1^2 = 56.25 \, \text{m}$$,变加速阶段由动能定理得 $$x_2 = 243.75 \, \text{m}$$,合计 $$300 \, \text{m}$$(B 错误)。

4. 牵引力总功 $$W = P \cdot t_1 + P \cdot (t - t_1) = 1140 \, \text{kJ}$$(C 正确)。

10. 异常题目说明

由于题目内容缺失(SVG 异常),无法提供解析。

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