高考物理题《机车启动》考点预测（2017年强化版） - 高考物理题库

1、计算题如图甲光滑水平面上静止并排放着MA ="2" kg，MB =3kg的A，B两物块，现给A物块施加一水平向右的外力F，外力F随物块的位移X变化如图乙所示，试求当位移X ="3m" 时，物块A对B作用力做功的瞬时功率？

参考答案：

本题解析：根据图像，由“面积法”可知时外力F做功： (3分)
由动能定理可知A、B整体在时速度为：得 :         (2分)
时，A对B的作用力：     (3分)
物块A对B作用力做功的瞬时功率为：       (2分)
考点：本题考查了功率、平均功率和瞬时功率、动能定理的应用。

本题难度：困难

2、简答题汽车发动机的额定功率为60kw，汽车质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，试问：
（1）汽车保持额定功率从静止启动后的加速过程中，加速度的大小如何变化？当汽车速度达6m/s时，其加速度为多大？起动后汽车能达到的最大速度是多少？
（2）汽车从静止开始保持加速度a=0.5m/s2运动，汽车获得的牵引力多大？这一过程中汽车的功率如何变化？该过程能维持多长时间？

参考答案：（1）根据P=Fv知，速度增大，功率不变，则牵引力减小，根据a=F-fm知加速度减小，汽车做加速度逐渐减小的加速运动．
当汽车速度为6m/s时，牵引力F=Pv=600006N=10000N．
则加速度a=F-fm=10000-0.1×500005000m/s2=1m/s2．
当牵引力等于阻力时，速度达到最大．则P=Fv=fvm
则vm=Pf=600005000m/s=12m/s．
（2）当加速度为a=0.5m/s2运动，根据牛顿第二定律得，F-f=ma，
得F=f+ma=5000+5000×0.5N=7500N．
由于牵引力不变，速度增大，根据P=Fv知，汽车的功率增大．
匀加速直线运动的最大速度：vm1=PF=600007500m/s=8m/s．
则匀加速直线运动的时间：t=vm1a=80.5s=16s．
答：（1）汽车保持额定功率从静止启动后的加速过程中，加速度的逐渐减小，当汽车速度达6m/s时，其加速度为1m/s2．起动后汽车能达到的最大速度是12m/s．
（2）汽车从静止开始保持加速度a=0.5m/s2运动，汽车获得的牵引力为7500N．这一过程中汽车的功率逐渐增大．匀加速直线运动维持16s．

本题解析：

本题难度：一般

3、简答题一杂技运动员骑摩托车沿一竖直圆轨道做特技表演，如图所示，若车的速度恒为20 m/s，人与车的质量之和为200 kg，摩托车与轨道间的动摩擦因数为μ=0.1，车通过最低点A时，发动机功率为12 kW，求车通过最高点B时发动机的功率（g取10 m/s2）.

参考答案：4kW

本题解析：车通过最低点A点时：?

车通过最高点B点时：

由上述两功率方程联立求解，得:

本题难度：简单

4、计算题洋流又叫海流，指大洋表层海水常年大规模的沿一定方向较为稳定的流动。因为海水中含有大量的正、负离子，这些离子随海流做定向运动，如果有足够强的磁场能使海流中的正、负离子发生偏转，便可用来发电。图为利用海流发电的磁流体发电机原理示意图，其中的发电管道是长为L、宽为d、高为h的矩形水平管道。发电管道的上、下两面是绝缘板，南、北两侧面M、N是电阻可忽略的导体板。两导体板与开关S和定值电阻R相连。整个管道置于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。为了简化问题，可以认为：开关闭合前后，海水在发电管道内以恒定速率v朝正东方向流动，发电管道相当于电源，M、N两端相当于电源的正、负极，发电管道内海水的电阻为r（可视为电源内阻）。管道内海水所受的摩擦阻力保持不变，大小为f。不计地磁场的影响。

（1）判断M、N两端哪端是电源的正极，并求出此发电装置产生的电动势；
（2）要保证发电管道中的海水以恒定的速度流动，发电管道进、出口两端要保持一定的压力差。请推导当开关闭合后，发电管两端压力差F与发电管道中海水的流速v之间的关系；
（3）发电管道进、出口两端压力差F的功率可视为该发电机的输入功率，定值电阻R消耗的电功率与输入功率的比值可定义为该发电机的效率。求开关闭合后，该发电机的效率η；在发电管道形状确定、海水的电阻r、外电阻R和管道内海水所受的摩擦阻力f保持不变的情况下，要提高该发电机的效率，简述可采取的措施。

参考答案：（1）M端为电源的正极；Bdv（2）（3）增大发电管道内海水的流速v和增强磁感应强度B可以提高发电机效率。

本题解析：（1）由右手定则可知M端电势高，M端为电源的正极。
开关S断开，MN两端的电压U等于电源的电动势E，即U=E
由于导电离子做匀速运动，所以有
解得：E=" U=Bdv"
（2）以发电管道内的海水为研究对象，其受力平衡，则有F=BId+f
根据欧姆定律有I=
解得：
（3）由题意可知输入功率
输出功率
解得：
可见，增大发电管道内海水的流速v和增强磁感应强度B可以提高发电机效率。
考点：右手定则；法拉第电磁感应定律；电功率.