滬科版上海必修第二冊高一物理下學(xué)期課后培優(yōu)分級練專題14機車啟動模型(原卷版+解析)

一、單選題1．（2022秋·上海虹口·高三上海市復(fù)興高級中學(xué)?？茧A段練習(xí)）某汽車質(zhì)量為1.6×103kg，由靜止開始沿水平平直公路行駛，行駛中阻力恒定。汽車牽引力下與車速倒數(shù)的關(guān)系如圖所示，設(shè)最大車速為30m/s，則汽車（）A．所受阻力為2×103NB．車速為15m/s時，功率為3×104WC．勻加速運動的加速度4m/s2D．若勻加速啟動，能維持勻加速運動的時間為5s2．（2022秋·上海浦東新·高三上海市建平中學(xué)階段練習(xí)）我國是原油進口大國，進口的石油主要用于交通運輸。燃油汽車過多不僅污染環(huán)境，還嚴重影響到我國的能源安全，大力發(fā)展新能源汽車是國家突破能源困局的重要舉措。一輛電動汽車由靜止開始沿平直公路行駛，達到的最大速度為18m/s，利用傳感器測得此過程中不同時刻電動汽車的牽引力F與對應(yīng)的速度v，并描繪圖像，圖中AB、BC均為直線，若電動汽車行駛過程中所受的阻力恒定，由圖像可知下列說法正確的是（）。A．電動汽車行駛中所受的阻力為3000NB．A到B階段，牽引力的功率保持不變C．若已知電動汽車總質(zhì)量為1200kg，則汽車勻加速的時間是1.8sD．電動汽車的額定功率為108kW3．（2022春·上海長寧·高一上海市延安中學(xué)?？计谀┢囉伸o止開始沿平直公路勻加速啟動，當(dāng)功率達到額定功率時保持功率不變，最終做勻速運動。設(shè)整個運動過程受到的阻力f不變，圖中v、a、F、f和P分別表示電動汽車的速度大小、加速度大小、牽引力大小、阻力大小和功率大小，其中錯誤的是（）A． B．C． D．4．（2021春·上?！じ咭黄谀┤鐖D所示的是當(dāng)車以的速率勻速行駛時，發(fā)動機和傳動與驅(qū)動系統(tǒng)內(nèi)的功率分配關(guān)系。其中，水泵的功率始終恒定，傳動與變速等內(nèi)部器件因摩擦而損耗的功率與汽車的行駛速率成正比。汽車行駛時所受空氣阻力與行駛速率的關(guān)系為（k為恒量）。地面的摩擦力大小恒定。若該汽車發(fā)動機的最大輸出功率，則在汽車速度為v0時能產(chǎn)生的最大牽引力F大小為（）A．500N B．850N C．7150N D．7500N5．（2022·上?！ざ＃┮慌_起重機先以不變的牽引力F將一質(zhì)量為m的重物由靜止起豎直向上提起，當(dāng)起重機的輸出功率達到額定功率P后，保持該功率直到重物做勻速運動，重力加速度為g。重物在上升過程中（）A．最大速度小于 B．平均功率大于 C．最大加速度大于 D．加速時間小于6．（2022秋·上海浦東新·高三上海市建平中學(xué)?？计谥校┮惠v汽車在平直公路上以恒定功率勻速行駛，行駛的速度為。由于前方出現(xiàn)險情，汽車要減速慢行，駕駛員在時刻將發(fā)動機的功率減半，以的恒定功率行駛到時刻通過險情區(qū)之后，駕駛員立即將功率增大到，以恒定功率繼續(xù)向前行駛到時刻，整個過程汽車所受阻力恒為f，則在這段時間內(nèi)，汽車的速度隨時間變化的關(guān)系圖像可能是（）A． B．C． D．7．（2022秋·上海黃浦·高二上海市向明中學(xué)階段練習(xí)）汽車在平直公路上行駛時，在一段時間內(nèi)，發(fā)動機以恒定功率工作，則圖中各v—t圖像，能正確反映汽車運動的是（

）A．①和② B．②和④ C．①和④ D．①和③8．（2022·上?！ひ荒＃┮黄囋谄街惫飞闲旭偂哪硶r刻開始計時，發(fā)動機的功率P隨時間t的變化如圖所示。假定汽車所受阻力的大小f恒定不變。下列描述該汽車的速度v隨時間t變化的圖像中，可能正確的是（）A． B．C． D．9．（2022·上?！つM預(yù)測）一質(zhì)量為m的駕駛員以速度v0駕車在水平路面上勻速行駛。在某一時刻發(fā)現(xiàn)險情后立即剎車，從發(fā)現(xiàn)險情到汽車停止，汽車運動的v-t（速度-時間）圖像如圖所示。則在此過程中汽車對駕駛員所做的功為（）A． B． C． D．10．（2022春·上海閔行·高一閔行中學(xué)?？计谥校┠称囐|(zhì)量為1.6×103kg，由靜止開始沿水平平直公路行駛，行駛中阻力恒定。汽車牽引力F與車速倒數(shù)的關(guān)系如圖所示，設(shè)最大車速為30m/s，則汽車（）A．所受阻力為2×103N B．車速為15m/s時，功率為3×104WC．勻加速運動的加速度為4m/s2 D．若勻加速啟動，能維持勻加速運動的時間為4s二、多選題11．（2016秋·上海寶山·高二上海交大附中階段練習(xí)）質(zhì)量為m的汽車在平直的路面上啟動，啟動過程的速度-時間圖象如圖所示，其中OA段為直線，AB段為曲線，B點后為平行于橫軸的直線．已知從t1時刻開始汽車的功率保持不變，整個運動過程中汽車所受阻力的大小恒為Ff，以下說法正確的是()A．0～t1時間內(nèi)，汽車牽引力的數(shù)值為B．t1～t2時間內(nèi)，汽車的功率等于(m＋Ff)v2C．t1～t2時間內(nèi)，汽車的平均速率小于D．汽車運動的最大速率三、填空題12．（2022·上海虹口·上外附中模擬預(yù)測）某汽車質(zhì)量m=2000kg、發(fā)動機最大輸出功率Pmax=150kW。以v0=72km/h的速率勻速行駛時，發(fā)動機和傳動與驅(qū)動系統(tǒng)內(nèi)的功率分配關(guān)系如圖所示。已知水泵的功率P1恒定，傳動與變速等內(nèi)部機件摩擦而損耗的功率P2與汽車的行駛速率成正比，汽車行駛時所受的空氣阻力F阻1與行駛速率v的關(guān)系為F阻力1=kv2（k為恒量），所受路面的阻力F阻2大小恒定。汽車以v0行駛時能產(chǎn)生的最大加速度_________m/s2；判斷汽車能否以v=3v0的速率勻速行駛，理由是_________。13．（2022·上?！ざ＃┵|(zhì)量為1300kg的跑車在平直賽道上以恒定功率加速，受到的阻力不變，其加速度與速度的倒數(shù)的關(guān)系如圖所示，已知的大小為0.0096。則賽車受到的摩擦力為_________N，發(fā)動機的輸出功率為_________kW。14．（2022春·上海徐匯·高三上海市南洋模范中學(xué)階段練習(xí)）汽車以不變的額定功率起動，所受的阻力不變，某同學(xué)分析思路如下：汽車速度汽車牽引力汽車加速度當(dāng)時，汽車速度達到最大以勻速直線運動試寫出以上步驟的物理原理：①________；②________；③________。15．（2022春·上海浦東新·高一上海市川沙中學(xué)期中）某汽車發(fā)動機的額定功率為50kW，汽車質(zhì)量為4t，汽車在運動中所受阻力的大小恒為車重的0.1倍。（g取10m/s2）（1）若汽車以額定功率啟動，則汽車所能達到的最大速度是_________m/s；（2）當(dāng)汽車速度達到5m/s時，其加速度是_________m/s2；（3）若汽車以恒定加速度1m/s2啟動，則其勻加速過程能維持_________s。16．（2022春·上海浦東新·高一上海市進才中學(xué)期中）一輛小汽車在水平路面上由靜止啟動，在前5s內(nèi)做勻加速直線運動，5s末達到額定功率，之后保持額定功率運動，v-t圖象如圖。已知汽車質(zhì)量為m＝2×103kg，汽車受到地面的阻力為車重的0.2倍，g取10m/s2，則汽車在前5s內(nèi)的牽引力為________N，汽車的最大速度為________m/s。四、解答題17．（2022·上海楊浦·統(tǒng)考一模）某品牌電動自行車的主要技術(shù)參數(shù)如表所示。已知小明同學(xué)的質(zhì)量為60kg，當(dāng)他騎該車行駛時，他和車所受的空氣阻力大小與瞬時速率成正比，比例系數(shù)為。設(shè)行駛過程中車子所受路面的阻力大小恒定。整車質(zhì)量（含電池）30kg標(biāo)稱最大速度25km/h最大載重150kg電動機額定輸出功率350W（1）若車子的驅(qū)動力為135N、速率為2m/s時，小明和車子的加速度為；若車子的驅(qū)動力為55N、速率為4m/s時，車子勻速行駛。求行駛過程中車子所受路面的阻力大小和比例系數(shù)；（2）若車傳動與變速系統(tǒng)因內(nèi)部機件摩擦而損耗的功率與車的瞬時速率成正比，比例系數(shù)。當(dāng)車子以額定輸出功率在非機動車道上勻速行駛時，判斷該車是否符合在非機動車道上行駛的最高限速15km/h這一道路法規(guī)要求，并說明理由。18．（2022秋·上海浦東新·高三上海市建平中學(xué)階段練習(xí)）某汽車開發(fā)商成功研發(fā)了一種新型轎車，該轎車有一特制的氣流通道，當(dāng)車速不太高時，此氣流通道關(guān)閉，該轎車的行駛和普通汽車一樣；而轎車高速行駛時，氣流通道會自動打開，使轎車對地面的壓力增加，從而達到低速省油，高速平穩(wěn)的目的。已知增加的壓力與轎車速度成正比，轎車質(zhì)量為1t，不計轎車行駛時受到的空氣阻力，車與地面間阻力（F是轎車對地面的壓力大?。?，，如圖是該轎車在水平路面上一直進行勻加速直線運動時，測得的實際功率與速度的關(guān)系圖像，則：（1）求該轎車的加速度大?。唬?）增加的力與速度的關(guān)系式為，寫出的單位，求出的數(shù)值；（3）說明圖像的后一段為什么是曲線并且是這般彎曲的。19．（2022春·上海虹口·高一上海市復(fù)興高級中學(xué)期中）某品牌新能源汽車介紹：近6米的超長車身，車頂集成的太陽能芯片面積達到了6平方米左右，整車質(zhì)量僅700千克。（1）設(shè)該新能源汽車發(fā)動機最大輸出功率為30kW，在實驗路段上行駛時所受總阻力約為車和駕駛員總重的0.1倍。試估算50kg的工程師駕駛這種汽車在實驗路段上行駛的最高車速；（2）工程師在上述實驗路段上以某種方式行駛，通過計算機采集實驗數(shù)據(jù)，繪出了汽車牽引力F與車速倒數(shù)v-1間的關(guān)系圖線ABC，如圖2所示，線段AB平行于橫軸，線段BC延長線過坐標(biāo)原點。請根據(jù)圖線ABC判斷汽車做什么運動，并求B點時發(fā)動機的輸出功率；（3）已知太陽輻射的總功率P0=4×1026W，太陽到地球的距離r=1.5×1011，太陽光傳播到達地面的過程中大約有34%的能量損失。目前，制作太陽能電池的最好的材料為砷化鎵，其將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率可達到31.6%。試通過計算分析，這種汽車只采用純太陽能驅(qū)動，且能保持最大輸出功率30kW不變的可行性。20．（2022春·上海靜安·高一上海市市西中學(xué)期中）一輛小汽車在水平路面上由靜止啟動，在前內(nèi)做勻加速直線運動，末達到額定功率，之后保持額定功率運動，其圖象如圖所示。已知汽車的質(zhì)量為，汽車受到地面的阻力為車重的0.1倍，求：（1）汽車在前內(nèi)的牽引力；（2）汽車的額定功率；（3）汽車的最大速度。21．（2022春·上海黃浦·高一格致中學(xué)期中）如圖甲所示，一臺起重機將質(zhì)量的重物由靜止開始豎直向上勻加速提升，末達到額定功率，之后保持該功率繼續(xù)提升重物，末重物達到最大速度。整個過程中重物的圖像如圖乙所示。取，不計額外功率。試計算：（1）起重機的額定功率；（2）重物的最大速度；（3）前起重機的平均功率；（4）后起重機由于突然故障，額定功率下降一半，分析說明在故障后重物的運動情況。22．（2022春·上海楊浦·高一?？计谥校﹫D示為修建高層建筑常用的塔式起重機。在起重機將質(zhì)量的重物豎直吊起的過程中，重物由靜止開始向上做勻加速直線運動，加速度，當(dāng)起重機輸出功率達到其額定功率時，保持該功率直到重物做最大速度的勻速運動。，不計額外功。求：（1）起重機允許輸出的最大功率；（2）重物做勻加速運動所經(jīng)歷的時間（3）起重機在第2秒末的輸出功率。一、單選題1．（2022秋·上海虹口·高三上海市復(fù)興高級中學(xué)校考階段練習(xí)）某汽車質(zhì)量為1.6×103kg，由靜止開始沿水平平直公路行駛，行駛中阻力恒定。汽車牽引力下與車速倒數(shù)的關(guān)系如圖所示，設(shè)最大車速為30m/s，則汽車（）A．所受阻力為2×103NB．車速為15m/s時，功率為3×104WC．勻加速運動的加速度4m/s2D．若勻加速啟動，能維持勻加速運動的時間為5s【答案】A【詳解】A．由圖像可知，當(dāng)汽車達到最大速度30m/s時，牽引力大小等于阻力。根據(jù)圖像有故A正確；B．由圖像可知，當(dāng)牽引力為6×103N時，汽車的速度為即汽車在速度達到10m/s時，就達到了額定功率，且此后一直以額定功率運動。故當(dāng)車速為15m/s時，功率為故B錯誤C．當(dāng)汽車速度為10m/s時，牽引力為6×103N，此后汽車開始做勻加速直線運動直至最大速度，根據(jù)牛頓第二定律有故C錯誤；D．汽車的額定功率為汽車做勻加速時勻加速的時間為故D錯誤。故選A。【點睛】汽車啟動問題，當(dāng)速度最大時，牽引力等于阻力，此時汽車功率達到額定功率。2．（2022秋·上海浦東新·高三上海市建平中學(xué)階段練習(xí)）我國是原油進口大國，進口的石油主要用于交通運輸。燃油汽車過多不僅污染環(huán)境，還嚴重影響到我國的能源安全，大力發(fā)展新能源汽車是國家突破能源困局的重要舉措。一輛電動汽車由靜止開始沿平直公路行駛，達到的最大速度為18m/s，利用傳感器測得此過程中不同時刻電動汽車的牽引力F與對應(yīng)的速度v，并描繪圖像，圖中AB、BC均為直線，若電動汽車行駛過程中所受的阻力恒定，由圖像可知下列說法正確的是（）。A．電動汽車行駛中所受的阻力為3000NB．A到B階段，牽引力的功率保持不變C．若已知電動汽車總質(zhì)量為1200kg，則汽車勻加速的時間是1.8sD．電動汽車的額定功率為108kW【答案】C【詳解】A．電動汽車速度最大時，合力為零，牽引力與阻力平衡。由圖可知阻力為600N。故A錯誤；B．A到B階段，牽引力不變，電動汽車做勻加速直線運動，速度增加，根據(jù)可知牽引力的功率增大。故B錯誤；CD．電動汽車勻加速階段，牽引力為3000N，根據(jù)牛頓第二定律可得解得勻加速末時刻電動汽車功率達到額定功率，一直到最大速度過程中保持額定功率不變，有勻加速末時刻電動汽車的速度為根據(jù)解得故C正確；D錯誤。故選C。3．（2022春·上海長寧·高一上海市延安中學(xué)?？计谀┢囉伸o止開始沿平直公路勻加速啟動，當(dāng)功率達到額定功率時保持功率不變，最終做勻速運動。設(shè)整個運動過程受到的阻力f不變，圖中v、a、F、f和P分別表示電動汽車的速度大小、加速度大小、牽引力大小、阻力大小和功率大小，其中錯誤的是（）A． B．C． D．【答案】D【詳解】A．汽車由靜止開始加速，由可知，P-v圖像應(yīng)該經(jīng)過原點，因為汽車做勻加速運動，即加速度不變，牽引力也不變，故功率在達到額定功率前是一條過原點的直線，達到額定功率后保持不變，故A正確；B．由A中分析可知，達到額定功率前，牽引力大小不變，達到額定功率后，由可知隨著速度增大，牽引力減小，最終與阻力大小相等，故B正確；CD．由上述分析可知，達到額定功率前，汽車做勻加速運動，加速度不變，達到額定功率后，牽引力減小，汽車的加速度減小，最終做勻速運動時，加速度為零；在v-t圖中，圖像的斜率表示加速度，故C正確，D錯誤。本題選錯誤項，故選D。4．（2021春·上海·高一期末）如圖所示的是當(dāng)車以的速率勻速行駛時，發(fā)動機和傳動與驅(qū)動系統(tǒng)內(nèi)的功率分配關(guān)系。其中，水泵的功率始終恒定，傳動與變速等內(nèi)部器件因摩擦而損耗的功率與汽車的行駛速率成正比。汽車行駛時所受空氣阻力與行駛速率的關(guān)系為（k為恒量）。地面的摩擦力大小恒定。若該汽車發(fā)動機的最大輸出功率，則在汽車速度為v0時能產(chǎn)生的最大牽引力F大小為（）A．500N B．850N C．7150N D．7500N【答案】C【詳解】汽車速度為v0時，汽車的輸出功率一部分分配為水泵功率和器件摩擦功率，余下的功率提供牽引力，則有故選C。5．（2022·上?！ざ＃┮慌_起重機先以不變的牽引力F將一質(zhì)量為m的重物由靜止起豎直向上提起，當(dāng)起重機的輸出功率達到額定功率P后，保持該功率直到重物做勻速運動，重力加速度為g。重物在上升過程中（）A．最大速度小于 B．平均功率大于 C．最大加速度大于 D．加速時間小于【答案】B【詳解】A．輸出功率達到額定功率P時，勻加速過程結(jié)束，勻加速階段的最大速度又得之后重物做加速度逐漸減小的加速運動，當(dāng)牽引力等于重力時，速度達到最大值，之后做勻速運動，勻速運動的速度所以最大速度大于。A錯誤；B．從開始運動到起重機的輸出功率達到額定功率P過程中，瞬時功功率瞬時功功率和時間成正比，從開始運動到輸出功率達到額定功率P過程中，平均功率為達到額定功率后，一直保持額定功率P不變，所以重物在上升過程中的平均功率B正確；C．勻加速階段加速度最大C錯誤；D．若一直以勻加速階段的加速度，勻加速到勻速階段的最大速度時間為又因為功率達到額定功率后，重物做加速度減小的加速運動后運動，不是一直勻加速，所以加速時間大于。故選B。6．（2022秋·上海浦東新·高三上海市建平中學(xué)?？计谥校┮惠v汽車在平直公路上以恒定功率勻速行駛，行駛的速度為。由于前方出現(xiàn)險情，汽車要減速慢行，駕駛員在時刻將發(fā)動機的功率減半，以的恒定功率行駛到時刻通過險情區(qū)之后，駕駛員立即將功率增大到，以恒定功率繼續(xù)向前行駛到時刻，整個過程汽車所受阻力恒為f，則在這段時間內(nèi)，汽車的速度隨時間變化的關(guān)系圖像可能是（）A． B．C． D．【答案】B【詳解】在時間內(nèi)，汽車以功率勻速行駛，即行駛的速度為，即則圖為一條橫線；在時間內(nèi)，在時刻將發(fā)動機的功率減半，但汽車速度仍為，汽車牽引力減為原來的一半，阻力不變，則汽車開始做減速運動，速度減小，由牛頓第二定律得速度減小，則加速度減小，故汽車做加速度減小的減速運動，圖的斜率減小，當(dāng)汽車的速度減到時，汽車牽引力再次等于阻力，汽車再次勻速直線運動；在時間內(nèi)，汽車瞬間功率恢復(fù)到的瞬間，汽車速度仍為，則汽車牽引力為則汽車開始做加速運動，速度增大，由牛頓第二定律可知v增大，則a2減小，故做加速度減小的加速運動，則圖的斜率減小，當(dāng)汽車速度增加到時，汽車牽引力等于阻力，汽車再次勻速直線運動運動。故選B。7．（2022秋·上海黃浦·高二上海市向明中學(xué)階段練習(xí)）汽車在平直公路上行駛時，在一段時間內(nèi)，發(fā)動機以恒定功率工作，則圖中各v—t圖像，能正確反映汽車運動的是（

）A．①和② B．②和④ C．①和④ D．①和③【答案】B【詳解】由題知發(fā)動機以恒定功率工作，當(dāng)汽車啟動過程中，由P=Fv和牛頓第二定律F-f=ma，可知汽車做的是加速度逐漸減小的變加速運動，故②正確；當(dāng)牽引力等于阻力，則汽車達到勻速運動狀態(tài)，故④正確。綜上所述②和④能正確反映汽車運動。故選B。8．（2022·上?！ひ荒＃┮黄囋谄街惫飞闲旭?。從某時刻開始計時，發(fā)動機的功率P隨時間t的變化如圖所示。假定汽車所受阻力的大小f恒定不變。下列描述該汽車的速度v隨時間t變化的圖像中，可能正確的是（）A． B．C． D．【答案】A【詳解】在0～t1時間內(nèi)，如果勻速，則v-t圖線是與時間軸平行的直線，如果是加速，v-t圖線先是平滑的曲線，后是平行于橫軸的直線；在t1～t2時間內(nèi)，功率突然減小，由P=Fv知，故牽引力突然減小，是減速運動，根據(jù)P=Fv，由于速度逐漸減小，且功率恒定，故牽引力逐漸增大；加速度減小，是加速度減小的減速運動，當(dāng)加速度為0時，汽車開始做勻速直線運動，此時速度為所以在t1～t2時間內(nèi)，即v-t圖像也先是平滑的曲線，后是平行于橫軸的直線故選A。9．（2022·上海·模擬預(yù)測）一質(zhì)量為m的駕駛員以速度v0駕車在水平路面上勻速行駛。在某一時刻發(fā)現(xiàn)險情后立即剎車，從發(fā)現(xiàn)險情到汽車停止，汽車運動的v-t（速度-時間）圖像如圖所示。則在此過程中汽車對駕駛員所做的功為（）A． B． C． D．【答案】B【詳解】此過程中汽車對駕駛員所做的功等于駕駛員的動能變化量，即故選B。10．（2022春·上海閔行·高一閔行中學(xué)?？计谥校┠称囐|(zhì)量為1.6×103kg，由靜止開始沿水平平直公路行駛，行駛中阻力恒定。汽車牽引力F與車速倒數(shù)的關(guān)系如圖所示，設(shè)最大車速為30m/s，則汽車（）A．所受阻力為2×103N B．車速為15m/s時，功率為3×104WC．勻加速運動的加速度為4m/s2 D．若勻加速啟動，能維持勻加速運動的時間為4s【答案】AD【詳解】A．從圖像上可以看出來，汽車所受阻力大小為2×103N，最大速度為,故A正確；C．汽車做勻加速運動時解得：故C錯誤；

D．汽車的額定功率為：汽車做勻加速時：解得勻加速的時間為：

故D正確B．由以上解析可知，當(dāng)汽車的速度達到汽車的功率就達到了額定功率，所以當(dāng)車速為15m/s時，功率為6×104W，故B錯誤；故選AD。二、多選題11．（2016秋·上海寶山·高二上海交大附中階段練習(xí)）質(zhì)量為m的汽車在平直的路面上啟動，啟動過程的速度-時間圖象如圖所示，其中OA段為直線，AB段為曲線，B點后為平行于橫軸的直線．已知從t1時刻開始汽車的功率保持不變，整個運動過程中汽車所受阻力的大小恒為Ff，以下說法正確的是()A．0～t1時間內(nèi)，汽車牽引力的數(shù)值為B．t1～t2時間內(nèi)，汽車的功率等于(m＋Ff)v2C．t1～t2時間內(nèi)，汽車的平均速率小于D．汽車運動的最大速率【答案】AD【詳解】A．由題圖可知，0～t1階段，汽車做勻加速直線運動根據(jù)牛頓第二定律得聯(lián)立可得A正確；B．在t1時刻汽車達到額定功率t1～t2時間內(nèi)，汽車保持額定功率不變，B錯誤；C．由v-t圖線與橫軸所圍面積表示位移的大小可知，t1～t2時間內(nèi)，汽車的平均速度大于，C錯誤；D．t2時刻，速度達到最大值v2，此時刻F2=FfP=F2v2可得D正確。故選AD。三、填空題12．（2022·上海虹口·上外附中模擬預(yù)測）某汽車質(zhì)量m=2000kg、發(fā)動機最大輸出功率Pmax=150kW。以v0=72km/h的速率勻速行駛時，發(fā)動機和傳動與驅(qū)動系統(tǒng)內(nèi)的功率分配關(guān)系如圖所示。已知水泵的功率P1恒定，傳動與變速等內(nèi)部機件摩擦而損耗的功率P2與汽車的行駛速率成正比，汽車行駛時所受的空氣阻力F阻1與行駛速率v的關(guān)系為F阻力1=kv2（k為恒量），所受路面的阻力F阻2大小恒定。汽車以v0行駛時能產(chǎn)生的最大加速度_________m/s2；判斷汽車能否以v=3v0的速率勻速行駛，理由是_________。【答案】

3.325

需發(fā)動機功率165kW＞150kW【詳解】[1]汽車以v0行駛時能產(chǎn)生最大加速度時，輸出功率達到最大Pmax=150KW，由解得又由分別解得，由牛頓第二定律得[2]汽車以v=3v0=60m/s的速率勻速行駛，水泵的功率P1=3KW恒定，因為P2與汽車的行駛速率成正比，故，空氣阻力F阻1與行駛速率v的平方成正比，故P3與行駛速率v的3次方成正比，故，路面的阻力恒定，故P4與速率成正比，故，則輸出功率為汽車以v=3v0的速率勻速行駛時需要發(fā)動機的功率為165KW，超出了最大功率，故不能。13．（2022·上海·二模）質(zhì)量為1300kg的跑車在平直賽道上以恒定功率加速，受到的阻力不變，其加速度與速度的倒數(shù)的關(guān)系如圖所示，已知的大小為0.0096。則賽車受到的摩擦力為_________N，發(fā)動機的輸出功率為_________kW。【答案】

3900

406.25【詳解】[1][2]設(shè)跑車的輸出功率為，受到的摩擦力為，根據(jù)牛頓第二定律可得可知圖像縱軸截距為解得圖像的斜率為解得14．（2022春·上海徐匯·高三上海市南洋模范中學(xué)階段練習(xí)）汽車以不變的額定功率起動，所受的阻力不變，某同學(xué)分析思路如下：汽車速度汽車牽引力汽車加速度當(dāng)時，汽車速度達到最大以勻速直線運動試寫出以上步驟的物理原理：①________；②________；③________?！敬鸢浮?/p>

見解析【詳解】①[1]汽車以不變的額定功率起動汽車速度增大，牽引力減??；②[2]根據(jù)牽引力減小，加速度減小。③[3]當(dāng)加速度減小到零，牽引力等于阻力，速度不再增大，達到最大速度，之后以最大速度做勻速直線運動。15．（2022春·上海浦東新·高一上海市川沙中學(xué)期中）某汽車發(fā)動機的額定功率為50kW，汽車質(zhì)量為4t，汽車在運動中所受阻力的大小恒為車重的0.1倍。（g取10m/s2）（1）若汽車以額定功率啟動，則汽車所能達到的最大速度是_________m/s；（2）當(dāng)汽車速度達到5m/s時，其加速度是_________m/s2；（3）若汽車以恒定加速度1m/s2啟動，則其勻加速過程能維持_________s?！敬鸢浮?/p>

12.5

1.5

6.25【詳解】（1）[1]當(dāng)汽車以最大速度vm勻速行駛時，牽引力與阻力大小相等，則解得（2）[2]設(shè)當(dāng)汽車速度達到5m/s時的加速度大小為a1，根據(jù)牛頓第二定律有解得（3）[3]若汽車以恒定加速度a2=1m/s2啟動，設(shè)其勻加速過程維持的時間為t，根據(jù)牛頓第二定律有解得16．（2022春·上海浦東新·高一上海市進才中學(xué)期中）一輛小汽車在水平路面上由靜止啟動，在前5s內(nèi)做勻加速直線運動，5s末達到額定功率，之后保持額定功率運動，v-t圖象如圖。已知汽車質(zhì)量為m＝2×103kg，汽車受到地面的阻力為車重的0.2倍，g取10m/s2，則汽車在前5s內(nèi)的牽引力為________N，汽車的最大速度為________m/s?！敬鸢浮?/p>

8000

20【詳解】[1]已知汽車的質(zhì)量為m＝2×103kg，汽車受到地面的阻力為車重的0.2倍，則在前5s內(nèi)做勻加速直線運動，則根據(jù)牛頓第二定律解得牽引力為[2]額定功率汽車的速度最大時，加速度為零，則牽引力大小等于摩擦力，故四、解答題17．（2022·上海楊浦·統(tǒng)考一模）某品牌電動自行車的主要技術(shù)參數(shù)如表所示。已知小明同學(xué)的質(zhì)量為60kg，當(dāng)他騎該車行駛時，他和車所受的空氣阻力大小與瞬時速率成正比，比例系數(shù)為。設(shè)行駛過程中車子所受路面的阻力大小恒定。整車質(zhì)量（含電池）30kg標(biāo)稱最大速度25km/h最大載重150kg電動機額定輸出功率350W（1）若車子的驅(qū)動力為135N、速率為2m/s時，小明和車子的加速度為；若車子的驅(qū)動力為55N、速率為4m/s時，車子勻速行駛。求行駛過程中車子所受路面的阻力大小和比例系數(shù)；（2）若車傳動與變速系統(tǒng)因內(nèi)部機件摩擦而損耗的功率與車的瞬時速率成正比，比例系數(shù)。當(dāng)車子以額定輸出功率在非機動車道上勻速行駛時，判斷該車是否符合在非機動車道上行駛的最高限速15km/h這一道路法規(guī)要求，并說明理由?！敬鸢浮浚?）35N；5N/m?s-1；（2）不符合道路法規(guī)要求，理由見解析【詳解】（1）若車子的驅(qū)動力為135N、速率為2m/s時，小明和車子的加速度為；則即若車子的驅(qū)動力為55N、速率為4m/s時，車子勻速行駛，則解得k1=5N/m?s-1f=35N（2）當(dāng)車子以額定輸出功率在非機動車道上勻速行駛時，則解得v=4.75m/s=17.1km/h>15km/h則不符合道路法規(guī)要求。18．（2022秋·上海浦東新·高三上海市建平中學(xué)階段練習(xí)）某汽車開發(fā)商成功研發(fā)了一種新型轎車，該轎車有一特制的氣流通道，當(dāng)車速不太高時，此氣流通道關(guān)閉，該轎車的行駛和普通汽車一樣；而轎車高速行駛時，氣流通道會自動打開，使轎車對地面的壓力增加，從而達到低速省油，高速平穩(wěn)的目的。已知增加的壓力與轎車速度成正比，轎車質(zhì)量為1t，不計轎車行駛時受到的空氣阻力，車與地面間阻力（F是轎車對地面的壓力大小），，如圖是該轎車在水平路面上一直進行勻加速直線運動時，測得的實際功率與速度的關(guān)系圖像，則：（1）求該轎車的加速度大??；（2）增加的力與速度的關(guān)系式為，寫出的單位，求出的數(shù)值；（3）說明圖像的后一段為什么是曲線并且是這般彎曲的?！敬鸢浮浚?）；（2）的單位為，的數(shù)值為；（3）見解析【詳解】（1）由圖像可知，在內(nèi)，速度隨功率成正比，此段過程氣流通道未打開，當(dāng)速度大于時，氣流通道打開。氣流通道未打開時，有其中，，解得（2）根據(jù)可得故的單位為當(dāng)氣流通道打開后，有其中，，解得（3）當(dāng)速度大于時，氣流通道打開，則有整理得為圖線上點與原點連線的斜率，因加速度為定值，則隨著速度逐漸增大，斜率逐漸減小，故圖像的后一段是曲線且與原點連線的斜率逐漸減小。19．（2022春·上海虹口·高一上海市復(fù)興高級中學(xué)期中）某品牌新能源汽車介紹：近6米的超長車身，車頂集成的太陽能芯片面積達到了6平方米左右，整車質(zhì)量僅700千克。（1）設(shè)該新能源汽車發(fā)動機最大輸出功率為30kW，在實驗路段上行駛時所受總阻力約為車和駕駛員總重的0.1倍。試估算50kg的工程師駕駛這種汽車在實驗路段上行駛的最高車速；（2）工程師在上述實驗路段上以某種方式行駛，通過計算機采集實驗數(shù)據(jù)，繪出了汽車牽引力F與車速倒數(shù)v-1間的關(guān)系圖線ABC，如圖2所示，線段AB平行于橫軸，線段BC延長線過坐標(biāo)原點。請根據(jù)圖線ABC判斷汽車做什么運動，并求B點時發(fā)動機的輸出功率；（3）已知太陽輻射的總功率P0=4×1026W，太陽到地球的距離r=1.5×1011，太陽光傳播到達地面的過程中大約有34%的能量損失。目前，制作太陽能電池的最好的材料為砷化鎵，其將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率可達到31.6%。試通過計算分析，這種汽車只采用純太陽能驅(qū)動，且能保持最