专题08 机车启动问题与三大力场中的变力做功问题-2023年高三物理二轮高频考点冲刺突破

2023年高三物理二轮高频考点冲刺突破 专题08 机车启动问题与三大力场中的变力做功问题 专练目标 专练内容 目标1 高考真题（1T—4T） 目标2 两类机车启动计算类问题（5T—8T） 目标3 两类机车启动图像类问题（9T—12T） 目标4 重力场中的变力做功问题（13T—16T） 目标5 电磁场中的变力做功问题（17T—20T） 【典例专练】 1、 高考真题 1．如图所示，粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆，一端可绕竖直光滑轴O转动，另一端与质量为m的小木块相连。木块以水平初速度出发，恰好能完成一个完整的圆周运动。在运动过程中，木块所受摩擦力的大小为（　　） A． B． C． D． 2．“复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质量为的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为，若动车组所受的阻力与其速率成正比（，为常量），动车组能达到的最大速度为。下列说法正确的是（　　） A．动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变 B．若四节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动 C．若四节动力车厢输出的总功率为，则动车组匀速行驶的速度为 D．若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间达到最大速度，则这一过程中该动车组克服阻力做的功为 3．小明用额定功率为、最大拉力为的提升装置，把静置于地面的质量为的重物竖直提升到高为的平台，先加速再匀速，最后做加速度大小不超过的匀减速运动，到达平台的速度刚好为零，取，则提升重物的最短时间为（　　） A．13.2s B．14.2s C．15.5s D．17.0s 4．额定功率相同的甲、乙两车在同一水平路面上从静止启动，其发动机的牵引力随时间的变化曲线如图所示。两车分别从和时刻开始以额定功率行驶，从和时刻开始牵引力均视为不变。若两车行驶时所受的阻力大小与重力成正比，且比例系数相同，则（　　） A．甲车的总重比乙车大 B．甲车比乙车先开始运动 C．甲车在时刻和乙车在时刻的速率相同 D．甲车在时刻和乙车在时刻的速率相同 2、 两类机车启动计算类问题 5．上海市区运行着装备超级电容的快充高智能超级电容公交车，此公交车在乘客上下车的间隙进行充电，充电不到就能行驶，此公交车质量为、最大功率为。公交车运行线路始终在同一水平面内，正常运行时受到的阻力恒为车重的，公交车由静止开始启动，最快只需要30s就能达到最大速度，取重力加速度大小，则公交车从静止启动到速度最大时通过的路程的最小值为（    ） A． B． C． D． 6．高速磁悬浮列车在水平长直轨道上的模拟运行图如图所示，列车由质量均为m的5节车厢组成，其中1号车厢为动力车厢。列车由静止开始以额定功率P运行，经过一段时间达到最大速度，列车向右运动过程中，1号车厢会受到前方空气的阻力，假设车厢碰到空气前空气的速度为0，碰到空气后空气的速度立刻与列车速度相同，已知空气密度为ρ。1号车厢的迎风面积（垂直运动方向上的投影面积）为S，不计其他阻力，忽略2号、3号、4号、5号车厢受到的空气阻力。当列车以额定功率运行到速度为最大速度的一半时，2号车厢对3号车厢的作用力大小为（   ） A． B． C． D． 7．2021年7月20日，我国具有完全自主知识产权的时速600公里的高速磁悬浮列车在山东青岛成功下线。若磁悬浮列车的质量为M，在平直轨道上从静止开始做加速直线运动，经时间t前进的距离为L，此时车速达到最大值，设此过程中列车牵引力的功率恒为P，所受的阻力恒为车重的k倍，重力加速度大小为g，则在此段时间内牵引力所做的功可表示为（　　） A．Pt B． C． D． 8．2019年12月17日，我国第一艘国产航空母舰“山东舰”正式交付海军，“山东舰”发动机最大输出功率为P，最大航行速度为，其航行时所受的阻力随速度增大而增大，某次直线航行过程中，下列说法中正确的是（　　） A．若“山东舰”匀加速启动，则在匀加速阶段，发动机提供的牵引力大小恒定 B．若“山东舰”以恒定功率P启动，经时间t后速度达，则有 C．若“山东舰”以匀速航行时，所受的阻力为 D．若“山东舰”以匀速航行时，发动机输出功率小于 3、 两类机车启动图像类问题 9．送药机器人为打赢疫情阻击战作出了巨大的贡献。如图甲所示，在某次送药过程中，送药机器人“艾米”（图中末画出）的输出功率恒为，在水平地面段，“艾米”速度为向右匀速运动，前方的水平地面段铺有地毯，阻力较大。时刻“艾米”到达点且通过整个路段的v-t图像如图乙所示，在时刻图线与水平虚线相切，此时“艾米”的速度为且恰好到达点。假设“艾米”在两个路段上所受阻力均恒定，由以上条件不能求出的是（　　） A．“艾米”在段上所受的阻力 B．“艾米”在段上