课时跟踪检测(十八) 机车的两种启动方式（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第二册（人教版 江苏专用）

课时跟踪检测(十八)　机车的两种启动方式 (网阅作业，选择题请在答题区内作答) 1.如果汽车以额定功率P由静止出发，沿平直路面行驶，受到的阻力恒为Ff，则下列判断正确的是 (　 ) A.汽车行驶的最大速度为vmax= B.汽车先做匀加速运动，最后做匀速运动 C.汽车先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动 D.汽车先做匀加速运动，再做匀减速运动，最后做匀速运动 2.质量为5 t的汽车，在水平路面上以加速度a=2 m/s2启动，所受阻力大小恒为1.0×103 N，汽车启动后第1 s末发动机的瞬时功率是 (　 ) A.2 kW　　　　　　　 B.22 kW C.1.1 kW D.20 kW 3.(2025·南京高一阶段练习)如图所示，汽车在平直路面上匀速行驶，通过O点后进入足够长的斜坡。若始终保持油门不变(即发动机的输出功率不变)，且全程所受摩擦力和空气阻力大小不变，不计通过O点前后能量的损失，则下列关于汽车通过O点后运动情况的表述，正确的是 (　 ) A.先做加速度越来越小的减速运动，之后匀速运动 B.先做加速度越来越大的减速运动，之后匀速运动 C.速度突然减小，之后做加速度减小的加速运动直到匀速运动 D.速度突然减小，之后保持匀速运动 4.(2025·常州高一期中)一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前5 s内做匀加速直线运动，5 s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v-t图像如图所示。已知汽车的质量为m=2 000 kg，汽车受到的阻力大小恒为车重力的0.1倍，g取10 m/s2， 则 (　 ) A.汽车在前5 s内受到的阻力大小为200 N B.前5 s内的牵引力大小为2 000 N C.汽车的额定功率为60 kW D.汽车的最大速度为20 m/s 5.一汽车的车辆铭牌部分如图所示，该汽车在水平路面上启动的过程中，保持发动机的输出功率恒为最大净功率，假设汽车受到的总阻力大小恒为1 800 N。下列说法正确的是 (　 ) A.汽车启动的过程中，发动机提供的牵引力恒为1 800 N B.汽车匀速行驶时，发动机提供的牵引力为1 800 N C.汽车启动过程中，速度为30 m/s时合力为2 000 N D.汽车启动过程中，所能达到的最大速度约为33.3 km/h　 6.(2023·湖北高考)两节动车的额定功率分别为P1和P2，在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为v1和v2。现将它们编成动车组，设每节动车运行时受到的阻力在编组前后不变，则该动车组在此铁轨上能达到的最大速度为 (　 ) A.　　　　　　 B. C. D. 7.如图是某地铁列车从左向右匀速率通过下穿轨道abcd的示意图，其中bc段水平、ab与cd段的倾角相等，已知整个过程中列车受阻力的大小保持不变(包括摩擦阻力和空气阻力)，在ab和bc段，牵引列车的功率分别为P1和P2，则在cd段牵引列车的功率为 (　 ) A.2P2-P1　　　　　　　 B.P2-P1 C. D. 8.(2025·东台高一检测)一辆F1赛车含运动员的总质量约为500 kg，在一次比赛中赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a和速度的倒数的关系如图所示，则赛车在加速的过程中 (　 ) A.输出功率为200 kW B.速度随时间均匀增大 C.加速度随时间均匀增大 D.所受阻力大小为20 000 N 9.(2025·阜宁高一期末)某国产汽车百公里加速时间(从静止加速到100千米/小时的时间)仅为1.98秒，最高时速可达到350千米/小时，最大功率高达1 150 千瓦。其独特的尾翼设计，使气流对整车产生高达285千克力(1千克力=10牛)的下压力，大大提升了高速行驶及转弯时的稳定性。已知下压力与速度的平方成正比，即FN=kv2(k为下压力系数，可认为恒定)，重力加速度g取10 m/s2。则 (　 ) A.百公里加速过程，平均加速度约为1.4g B.下压力系数约为0.03 kg/m C.最大速度行驶时可提供牵引力最大为3×104 N D.其他条件相同的情况下，下压力系数越大，最小转弯半径越大 10.(12分)(2025·苏州高一阶段练习)如图甲所示，一物体置于倾角θ=30°的足够长光滑斜面上，电动机通过跨过定滑轮的轻绳牵引物体沿斜面上升。启动电动机后，在0~6 s时间内物体运动的v-t图像如图乙所示，其中除1~5 s时间段图像为曲线外，其余时间段图像均为直线，1 s后电动机的输出功率保持不变。已知物体的质量为5 kg，不计一切阻力，重力加速度g取10 m/s2。则： (1)0~1 s内电动机牵引力的大小；(4分) (2)电动机的额定功率；(4分) (3)求物体上滑达到的最大速度及此时重力的瞬时功率大小。(4分) 11.(12分)汽车发动机的额定功率为P=100 kW，汽车的质量为m=5 t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是汽车所受重力的，g取10m/s2。 (1)若汽车保持额定功率不变从静止启动，当汽车的速度为v1=5 m/s时，加速度为多大?(6分) (2)若汽车以a2=1 m/s2的加速度从静止开始做匀加速启动，经过多长时间汽车功率达到额定值?(6分) 3 / 4 学科网（北京）股份有限公司 课时跟踪检测(十八) 1．选C　汽车以最大速度行驶时，牵引力与阻力大小相等，所以汽车行驶的最大速度为vmax＝＝，故A错误；汽车以额定功率启动，根据P＝Fv可知随着速度的增大，牵引力减小，而阻力不变，则汽车所受合外力减小，加速度减小，所以汽车先做加速度越来越小的加速运动，当加速度减小至零后，汽车做匀速运动，故C正确，B、D错误。 2．选B　根据牛顿第二定律得F－F阻＝ma，则F＝F阻＋ma＝1 000 N＋5 000×2 N＝11 000 N，汽车第1 s末的速度大小为v＝at＝2×1 m/s＝2 m/s，所以汽车启动后第1 s末发动机的瞬时功率为P＝Fv＝11 000×2 W＝22 000 W＝22 kW，故B正确。 3．选A　汽车在平直公路上匀速运动，牵引力等于阻力，当到达斜坡后此时的牵引力小于阻力与重力分力的合力，故做减速运动，由P＝Fv可知，汽车的牵引力逐渐增大，做加速度逐渐减小的减速运动，当牵引力等于阻力与重力分力的合力时，速度最小，此后做匀速运动。 4．选C　汽车受到的阻力恒为车重的0.1倍，故阻力f＝0.1mg＝0.1×2 000×10 N＝2 000 N，故A错误；由题图知前5 s内的加速度a＝＝2 m/s2，由牛顿第二定律知前5 s内的牵引力F＝f＋ma＝(2 000＋2×103×2)N＝6×103 N，故B错误；5 s末达到额定功率P额＝Fv＝6×103×10 W＝60 kW，故C正确；当牵引力与阻力相等时，汽车达到最大速度，故最大速度为vmax＝＝ m/s＝30 m/s，故D错误。 5．选B　依题意汽车功率保持不变，汽车启动的过程中，根据P＝Fv，速度v增大，所以发动机提供的牵引力应该减小，故A错误；汽车匀速行驶时，所受牵引力大小等于阻力大小，即F＝f＝1 800 N，故B正确；设汽车启动过程中速度为30 m/s时，牵引力为F′，有P＝F′v，又F合＝F′－f，联立可得F合＝200 N，故C错误；当汽车所受牵引力大小等于阻力大小时，速度达到最大，有P＝Fvm＝fvm，解得vm＝120 km/h，故D错误。 6．选D　由题意可知，两节动车编组前分别有P1＝f1v1，P2＝f2v2，当将它们编组后有P1＋P2＝(f1＋f2)v，联立可得v＝，故选D。 7．选A　在ab段由受力平衡得＋mgsin θ＝f，在bc段由受力平衡得＝f，在cd段由受力平衡得＝mgsin θ＋f，联立解得P3＝2P2－P1，故选A。 8．选A　对赛车及运动员整体受力分析，根据牛顿第二定律可知F－f＝ma，其中P＝Fv，代入得a＝－＝·－，由题图线可知－＝－4，＝＝400，解得f＝4×500 N＝2 000 N，P＝400×500 W＝200 kW，故A正确，D错误；由于赛车以恒定功率加速，速度增大，牵引力减小，加速度逐渐减小，速度不随时间均匀增大，故B、C错误。 9．选A　汽车从静止加速到v＝100 km/h≈27.78 m/s，依题意有a＝＝m/s2≈14 m/s2，又g＝10 m/s2，故可知a≈1.4g，即百公里加速过程，平均加速度约为1.4g，故A正确；当汽车达到最高时速vmax＝350 km/h≈97.22 m/s，下压力F＝285×10 N＝2 850 N，由题意F＝kv2，可得k＝＝ kg/m≈0.3 kg/m，即下压力系数约为0.3 kg/m，故B错误；汽车在最大速度行驶时，根据P＝Fv可得最大牵引力约为F＝＝≈1.2×104 N，故C错误；其他条件相同的情况下，下压力系数越大，对应速度下的下压力越大，最大静摩擦力越大，根据μFN＝m，可知最小转弯半径越小，故D错误。 10．解析：(1)由题图乙可知，0～1 s内物体做匀加速直线运动， 根据牛顿第二定律可得F1－mgsin θ＝ma1，a1＝＝4 m/s2， 解得F1＝45 N。 (2)电动机的额定功率为P＝F1v1＝45×4 W＝180 W。 (3)物体上滑达到最大速度时， 有P＝mgsin θ·v，解得v＝7.2 m/s 此时重力的瞬时功率为PG＝mgsin θ·v＝180 W。 答案：(1)45 N　(2)180 W　(3)7.2 m/s　180 W 11．解析：(1)速度为v1＝5 m/s时，设汽车的牵引力大小为F，则F＝＝ N＝2×104 N 由牛顿第二定律可得F－f＝ma 解得a＝＝m/s2＝3 m/s2。 (2)设汽车匀加速启动时的牵引力大小为F′， 由牛顿第二定律可得F′－f＝ma2 则F′＝ma2＋f＝10 000 N 匀加速阶段获得的最大速度为v′＝＝ m/s＝10 m/s 匀加速阶段的时间为t＝＝ s＝10 s。 答案：(1)3 m/s2　(2)10 s $