课时跟踪检测(26) 运用系统思维破解能量与图像的综合问题（Word练习）-【新高考方案】2024高考物理一轮复习（新教材 新高考）

1/7 多学科网书城四 品牌书店，知名教辅+正版资源 ■.ZXXK.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 课时跟踪检测（二十六） 运用系统思维破解能量与图像的综合 问题 一、立足主干知识，注重基础性和综合性 1.为支援某地疫情防控，一装载援助物资的汽车启动过程的加速度 a随位移x变化的图像，如图所示。已知汽车（含援助物资）的质量为m, 在距离出发点：处达到额定功率P,汽车所受阻力恒为∫，则该汽车从 距离出发点：1处到速度增至最大所用的时间为) A.2x1a0) B.2☐x1+2▣a0) C.mP2f2+fP(x2-x1)-ma0x1P D.mP22+fPs-x)-mP2▣f+ma0▣ 解析：选C设汽车在：1处的速度为1.结合图像有2=2aox1,汽车达到最大速度时， 牵引力等于阻力了，加速度为零，此时位移为2，则最大速度为=P所，汽车从距离出发点 x1处到x2处，根据动能定理有Pt一x一x)=12m2-12m2,联立解得，该汽车从距离 出发点1处到速度增至最大所用的时间为t=mP2f2十P一x)一ma0x1P,故选C。 2.光滑水平地面静止一质量为m=2.0kg的物体，以物体所在处 F/N 1.0 为坐标原点O建立水平方向的x轴，力F,和F2方向均沿x轴正方 0.8 向，两力大小随x轴上的位置坐标的变化规律如图所示。下列说法0.6 正确的是() 0.4 0.2 A.若仅F1作用于物体，F:的功率随时间逐渐减少 0.20.40.60.81.0x/m B.若仅F2作用于物体，F2的功率随时间逐渐减小 C.若F1、F2同时作用于物体，物体在x=1.0m处的速度约为=1.0m/s D.若F1、F2同时作用于物体，物体在x=1.0m处的速度约为=2m/s 解析：选C物体从静止开始运动，若仅F,作用于物体，物体加速运动，速度逐渐 增大，速度方向与F1方向相同，由题图可知，F1逐渐增大，根据P=Fo可知F1的功率随 时间逐渐增大，选项A错误；同理可知若仅F作用于物体，F2的功率随时间逐渐增大，选 项B错误；根据W=Fx可知F-x图像中图线与x坐标轴所围面积为力F做的功。若F:、F2 同时作用于物体，则F1、F两力对物体的做功之和约为W合=1J,根据动能定理有W合 12m2,解得0=2W合m)=1ms,即物体在x=1.0m处的速度约为v=1m/s,选项D错误， ◆独家授权侵权必究· 2/7 多学科网书城四 品牌书店，知名教辅·正版资源 b2XXk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 C正确。 3.(多选)某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机，将减速时的部分动能转化 并储存在蓄电池中，以达到节能的目的。某次测试中，汽车以额定功率行驶一段距离后关闭 发动机，测出了汽车动能E与位移x的关系图像如图所示，其中①是关闭储能装置时的关 系图线，②是开启储能装置时的关系图线。已知汽车的质量为1000kg,设汽车运动过程中 所受地面阻力恒定，空气阻力不计。根据图像所给的信息可求出() ↑E/(×105J) ① ② 5 78.511x/×102m） A.汽车行驶过程中所受地面的阻力为1000N B.汽车的额定功率为80kW C.汽车加速运动的时间为22.5s D.汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为5×105J 解析：选BD由图线①求所受阻力，由AEam=F4x,得F=2000N,A错误；由Em =12mm2可得，m=40m/s,所以P=Fm=80kW,B正确；加速阶段，PH一Fx=Ek, 得t=16.25s,C错误；根据能量守恒定律，并由图线②可得，△E=Em一Fx'=5X10J, D正确。 4.一质量为m的重物在拉力F的作用下沿竖直方向运动，其机械能E E 随高度h变化的情况如图所示，当物体高度为h=0(零势能面⑩时，机械能1.5E 为Eo,当物体的高度为h=h1时，机械能为E=1.5E。,物体上升的最大高 度为2，已知重力加速度为g,则下列说法正确的是() A.F先做正功再做负功 B.mgh1一定小于0.5Eo C.mgh1一定大于0.5Eo D.整个过程F做的功为mgh,一Eo 解析：选D由图像可知物体机械能始终增大，根据功能关系可知F始终对物体做正功， 故A错误；由题意可知h=0时物体重力势能为零，所以动能为E,设物体在1处的动能为 E,则1.5E。=mg十Ek,Eh图像上各点切线的斜率大小表示F的大小，所以F为变力， 不可能始终等于mg。若0一1过程中F>mg,则物体做加速运动，有E>E,此时mgh1 <0.5Eo,若0~h1过程中F<mg,则物体做减速运动，有Ek<E,此时mgh1>0.5E,故B、C 错误；由题意可知物体在高度，时速度为零，此时其机械能等于重力势能，根据功能关系可 知整个过程F做的功等于物体机械能的变化量，即形=mgh