2023年高考物理預(yù)測題之機(jī)車啟動及功率含答案

高考物理預(yù)測題之機(jī)車啟動及功率一、單選題1．小明用額定功率為1200W、最大拉力為300N的提升裝置，把靜置于地面的質(zhì)量為20kg的重物豎直提升到高為85.2m的平臺，先加速再勻速，最后做加速度大小不超過5m/s2的勻減速運動，到達(dá)平臺速度剛好為零，則提升重物的最短時間為（）A．13.2s B．14.2s C．15.5s D．17.0s2．質(zhì)量為m的汽車由靜止啟動后沿平直路面行駛，汽車牽引力隨速度變化的F-v圖像如圖所示，設(shè)汽車與路面間的摩擦力f保持不變，則（）A．速度為時，汽車牽引力的功率為B．速度為時，汽車的加速度為C．汽車加速運動過程中，平均速度為D．該過程中汽車的最大功率等于3．如圖所示為古代的水車，該水車周邊均勻分布著n個盛水的容器。在流水的沖力作用下，水車邊緣以速率v做勻速轉(zhuǎn)動，當(dāng)裝滿水的容器到達(dá)最高處時將水全部倒入水槽中。設(shè)每個盛水容器裝入水的質(zhì)量均為m，忽略容器裝水的過程和水車浸入水的深度。已知重力加速度為g，則水車運水的功率為（）A． B． C． D．4．一質(zhì)量為的兒童電動汽車在水平地面上由靜止開始做直線運動。在一段時間內(nèi)電動汽車的速度與牽引力的功率隨時間變化的函數(shù)關(guān)系圖像分別如圖甲、乙所示，3s末電動汽車牽引力功率達(dá)到額定功率，10s末電動汽車的速度達(dá)到最大值，14s時關(guān)閉發(fā)動機(jī)，經(jīng)過一段時間電動汽車停止運動。整個過程中電動汽車受到的阻力恒定。下列說法正確的是（）A．電動汽車最大速度為10m/sB．電動汽車受到的阻力為100NC．關(guān)閉發(fā)動機(jī)后，電動汽車經(jīng)過5s停止運動D．整個過程中，電動汽車克服阻力做功為3750J5．某汽車以恒定功率勻速行駛，看到前方紅燈，司機(jī)將汽車功率減半，并保持該功率行駛，看到紅燈轉(zhuǎn)為綠燈，逐漸增加功率，使汽車做勻加速運動直到恢復(fù)原來功率，以后保持該功率行駛。設(shè)汽車所受阻力大小不變，則在該過程中，汽車的速度隨時間變化圖象可能是（）A． B．C． D．6．小型的射電望遠(yuǎn)鏡相比于大口徑的射電望遠(yuǎn)鏡，有能夠全方位轉(zhuǎn)動的優(yōu)點。設(shè)地球上有兩臺直徑分別為、的小型射電望遠(yuǎn)鏡A和B，兩者能觀測到天體需要收集的電磁波總功率的最小值相同。在宇宙大尺度上，天體的空間分布是均勻的?，F(xiàn)僅以輻射功率為P的同類天體為觀測對象，望遠(yuǎn)鏡A能夠觀測到此類天體數(shù)量為N，則望遠(yuǎn)鏡B能夠觀測到此類天體的數(shù)量為（）A． B． C． D．7．如圖是某地鐵列車從左向右勻速率通過下穿軌道abcd的示意圖，其中bc段水平、ab與cd段的傾角相等。已知整個過程中列車受阻力的大小保持不變（包括摩擦阻力和空氣阻力），在ab和bc段，牽引列車的功率分別為P1和P2。則在cd段牽引列車的功率為（）A．2P2-P1 B．P2-P1 C． D．8．為了測量自己騎自行車時的功率，小明找來一輛自行車（如圖所示）在某段斜坡上進(jìn)行實驗.當(dāng)小明騎車下坡時，剛好在不踩踏板的情況下可以勻速行駛；當(dāng)小明上坡時，他從坡底出發(fā)在20s時間內(nèi)勻速蹬腳踏板16圈到達(dá)坡頂。通過查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，該自行車的踏板每轉(zhuǎn)動一圈，車后輪相對轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動3圈，后輪直徑為61cm，自行車質(zhì)量為15kg，該斜坡與水平面的傾角為3o；已知小明質(zhì)量為60kg，重力加速度，，假設(shè)小明騎車上坡和下坡過程中輪胎與路面間產(chǎn)生的熱量相等。根據(jù)上述數(shù)據(jù)，可求得小明騎車上坡時做功的功率約為（）A．170W B．340W C．510W D．680W二、多選題9．轉(zhuǎn)運碼頭上起吊機(jī)正在工作，啟動電動機(jī)收緊鋼索，將原來靜止的重物豎直向上提升。提升的前兩個階段，重物的機(jī)械能E與上升距離h的關(guān)系如圖所示。若各種摩擦均忽略不計，對于這兩個階段下列判斷正確的是（）A．全程，鋼索拉重物的力一直增大B．在第一階段，電動機(jī)的輸出功率可能保持不變C．在第二階段，重物一定做勻速運動D．在第二階段，鋼索拉重物的力可能大于重物的重力10．如圖所示，載有防疫物資的無人駕駛小車，在水平MN段以恒定功率、速度勻速行駛，在斜坡PQ段以恒定功率、速度勻速行駛。已知小車總質(zhì)量為，，PQ段的傾角為，重力加速度g取，不計空氣阻力。下列說法正確的有（）A．從M到N，小車牽引力大小為B．從M到N，小車克服摩擦力做功C．從P到Q，小車重力勢能增加D．從P到Q，小車克服摩擦力做功11．某人在豎直方向上高度不同的M、N兩點先后水平拋出質(zhì)量相同的兩個小石塊，兩個小石塊均經(jīng)過地面上方的O點，運動軌跡如圖所示，不計空氣阻力。下列說法正確的是（）A．在M點拋出的小石塊飛行過程中的加速度更大B．在M點拋出的小石塊飛行時間更短C．在N點拋出的小石塊初速度更大D．在N點拋出的小石塊著地時重力的瞬時功率更大三、綜合題12．如圖所示，底部A處裝有擋板，傾角θ=30°的足夠長的斜面，其上靜止放著一長金屬板，下端與A接觸。離A距離為L=6.5m的B處固定一電動滾輪將金屬板壓緊在斜面上?，F(xiàn)啟動電機(jī)，滾輪作勻速轉(zhuǎn)動，將金屬板由靜止開始送往斜面上部。當(dāng)金屬板下端運動到B處時，滾輪提起與金屬板脫離。金屬板最終會返回斜面底部，與擋板相撞后靜止，此時滾輪再次壓緊金屬板，又將金屬板從A處送往斜面上部，如此周而復(fù)始，已知滾輪角速度ω=80rad/s，半徑r=0.05m，滾輪對金屬板的壓力FN=2×104N、與金屬板間的動摩擦因數(shù)為μ=0.35，金屬板的質(zhì)量為m=1×103kg，不計板與斜面間的摩擦，取g=10m/s2。求：（1）金屬板在滾輪作用下加速上升時的加速度大?。唬?）金屬板每次與擋板撞擊損失的機(jī)械能大??；（3）每個運動周期中電動機(jī)輸出的平均功率。13．如圖所示，兩根半徑均為4cm的相同圓柱水平平行放置，一質(zhì)量的“T”形鋼件等距架在兩圓柱上。鋼件處于靜止?fàn)顟B(tài)，與圓柱間的動摩擦因數(shù)，兩圓柱繞各自的軸線以角速度反方向轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)對鋼件施加一個過其重心且平行于圓柱軸線，大小為的拉力。g取10m/s2。求：（1）剛施加外力F時，左側(cè)圓柱對鋼件的摩擦力f1的大小及鋼件的加速度a；（2）鋼件可以獲得的最大速度；（3）鋼件穩(wěn)定運動時，每秒因摩擦產(chǎn)生的熱量Q和驅(qū)動兩圓柱轉(zhuǎn)動時電機(jī)的輸出功率P。14．北京2022年冬奧會冰壺比賽新增加了混雙項目，運動員用腳蹬固定的起踏器和冰壺一起前進(jìn)，在前擲線處使冰壺脫手。冰壺前行過程中，運動員通過刷地來改變冰壺的速度和運動方向，使其到達(dá)理想位置。已知冰壺的質(zhì)量為m，前擲線到營壘中心的距離為L，運動員的質(zhì)量為M。重力加速度為g。（1）在某次投壺過程中，運動員離開起踏器時他和冰壺的速率為，已知運動員和起踏器相互作用的時間為t，計算此過程中運動員和冰壺在水平方向所受平均作用力的大小F；（2）某次投壺試驗中，冰壺離開前擲線后沿直線運動（冰面視作水平面，不考慮冰壺的轉(zhuǎn)動），冰壺在恒定阻力作用下停在營壘中心。水平方向的阻力等于其重力的k倍。求：a．冰壺離開前擲線時的速率；b．此過程中冰壺克服阻力做功的平均功率P。15．如圖所示為和諧號CRH3C列車，沿前進(jìn)方向看第1、3、6、8節(jié)車廂為自帶動力的車廂（動車），其余為不帶動力的車廂（拖車）。每節(jié)車廂的質(zhì)量均為1.25×104kg，動車車廂的額定功率都為9680kW。每節(jié)車廂在高速行駛過程中所受阻力正比于其速率的二次方，比例系數(shù)為k，重力加速度大小10m/s2。若動力系統(tǒng)均啟用時，該動車組能達(dá)到的最大行駛速度為393.2350km/h（下列計算中近似取作396km/h）。（計算結(jié)果均保留到小數(shù)點后1位）（1）求正常勻速最大速度行駛時三、四節(jié)車廂間的作用力大小F34；（2）若該動車組以最大速度正常行駛時由于故障，第六節(jié)車廂突然失去動力，求失去動力的瞬間第四、五節(jié)車廂之間的作用力大小F45。

1．C2．B3．C4．D5．C6．D7．A8．B9．B,D10．A,B,D11．B,D12．（1）解：金屬板在滾輪作用下加速上升時的加速度大?。?）解：滾輪線速度根據(jù)能量守恒，金屬板每次與擋板撞擊損失的機(jī)械能大小所以電動機(jī)對金屬板做功（3）解：勻加速運動時間運動位移勻速運動時間此后沿斜面向上做勻減速直線運動，取向上為正方向，位移加速度根據(jù)解得一個周期時間內(nèi)摩擦力做功大小電動機(jī)輸出的平均功率13．（1）解：剛施加外力時，鋼件相對于左側(cè)圓柱向左運動，則左側(cè)圓柱對鋼件的摩擦力方向為水平向右，豎直方向上，根據(jù)平衡條件有左側(cè)圓柱受到的摩擦力大小為根據(jù)牛頓第三定律可知，左側(cè)圓柱對鋼件的摩擦力沿平行于圓柱軸線方向，根據(jù)牛頓第二定律有代入數(shù)據(jù)解得（2）解：根據(jù)題意可知，當(dāng)鋼件所受合力為零時，鋼件的速度最大，根據(jù)平衡條件有解得即此時，鋼件所受摩擦力的方向與圓柱軸線方向的夾角為根據(jù)公式可知，圓柱的線速度為即鋼件相對于圓柱在垂直圓柱軸線的方向上的速度根據(jù)幾何關(guān)系可知，鋼件可以獲得的最大速度（3）解：由（2）分析可知，鋼件穩(wěn)定時，鋼件相對于圓柱的速度為每個圓柱對鋼件的摩擦力做功的功率為則每秒因摩擦產(chǎn)生的熱量根據(jù)題意可知，驅(qū)動兩圓柱轉(zhuǎn)動時電機(jī)的輸