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第十一章功和机械能(解析版)2021年广东各地中考模拟分章汇编一、单选题1.(2021·广东深圳市·九年级二模)十年磨剑,载誉归来!2020年12月17日1时59分,嫦娥五号返回器携带月球样品成功着陆。返回舱进入大气层离地面一定高度时打开降落伞,一段时间后匀速下落,在匀速下落过程中,返回舱的()。A.动能不变,重力势能减少 B.动能减少,重力势能减少C.动能增加,重力势能减少 D.动能不变,机械能不变【答案】A。【解析】降落伞在匀速下落的过程中,质量不变速度不变,则动能不变;质量不变高度减小,则重力势能减小,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。2.(2021·广东深圳市·深圳外国语学校九年级三模)下列各图中,涉及物理知识描述正确的是()。A.撤去酒精灯后用注射器给沸腾的水加压,仍会继续沸腾;B.离心力水泵是利用大气压把水从低处抽到高处;C.简易喷雾器是利用流速大压强大的原理;D.滚摆上升时,动能减小,势能增大,机械能增大【答案】B。【解析】A.撤去酒精灯后用注射器给沸腾的水加压,水的沸点会升高,此时水的温度低于沸点,不会继续沸腾,故A错误;B.离心水泵工作时,水泵内的压强小于外界大气压,低处的水在大气压作用下流入水泵内,是利用大气压把水从低处抽到高处的,故B正确;C.简易喷雾器是利用流体流速大的位置压强小的原理工作的,故C错误;D.滚摆上升时,滚摆质量不变,速度减小,则动能减小,高度升高,则势能增大,若忽略空气阻力,没有机械能损耗,则机械能不变;若有空气阻力,则部分机械能被损耗,机械能减小。故D错误。故选B。3.(2021·东莞市新世纪英才学校九年级一模)如图,轻质弹簧竖直放置,下端固定于地面,上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端,再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放,小球将竖直向上运动并脱离弹簧,不计空气阻力,则小球()。A.运动至最高点时,速度为0m/s,所以受平衡力作用;B.被释放瞬间,所受重力大于弹簧弹力;C.从A点向上运动O点的过程中,速度一直增大;D.从A点向上运动O点的过程中,速度先增大后减小【答案】D。【解析】A.不计空气阻力,小球在最高点时只受重力作用,不是平衡状态,故A不符合题意;B.小球被释放后沿竖直方向加速向上运动,故释放瞬间,所受重力小于弹簧弹力。故B不符合题意;CD.不计空气阻力,小球在从A点向上运动到O点的过程中,受到两个力的作用,一个是竖直向下的重力,一个是竖直向上的弹力,开始向上运动时,弹力大于重力,小球所受合力方向向上,速度不断增大;当弹力小于重力时,其所受合力方向向下,速度不断变小。当离开O点后,小球只受重力作用,力的方向与小球运动方向相反,速度继续减小。故其速度先增大后减小,故D符合题意;C不符合题意。故选D。4.(2021·广东肇庆市·九年级一模)下列实例中,有力对物体做功的是()。A.举重运动员举起杠铃停在空中;B.学生背着书包在水平路面上行进;C.在光滑水平面上匀速直线滚动的钢球;D.跳水运动员从跳台跳下【答案】D。【解析】A.举重运动员举起杠铃停在空中,有力作用在物体上,但是没有移动距离,该力对杠铃没有做功,故A不符合题意;B.背着书包在水平路面上前进,人给书包一个向上的力,书包向上没有移动距离,该力对书包没有做功,故B不符合题意;C.钢球在光滑水平面上滚动,依靠的是钢球的惯性,钢球水平方向上虽然移动了距离,但是水平方向上没有力的作用,没有力做功,故C不符合题意;D.跳水运动员从跳台跳下,受重力的作用,并且在重力的方向移动了距离,重力对人做功,故D符合题意。故选D。5.(2021·广州大学附属中学九年级二模)如图所示,AB与BD为不同粗糙程度的水平路面。同一物体在水平拉力作用下沿直线运动,其中AC段物体作匀速直线运动。下列说法正确的是()。A.物体在CD段所受的摩擦力比BC段的大;B.BC段拉力F2对物体所做的功大于AB段F1对物体所做的功;C.BC段拉力F2对物体所做的功大于CD段拉力F3对物体所做的功;D.BC段中,物体克服摩擦力做功为WBC,CD段中物体克服摩擦力做功为WCD,WBC、WCD的大小无法比较【答案】C。【解析】AC段物体作匀速直线运动,根据二力平衡可知,所受摩擦力大小等于拉力:A.物体在CD段拉力示数为2.8N,由于BD段粗糙度相同,物体对接触面的压力不变,则摩擦力不变,故A错误;B.BC段拉力F2对物体所做的功为AB段F1对物体所做的功为即两段做功相同,故B错误;C.CD段拉力F3对物体所做的功为则BC段拉力F2对物体所做的功较大,故C正确;D.通过上述分析,WBC、WCD的大小均可计算出来,故D错误。故选C。6.(2021·广州市真光中学九年级一模)如图甲所示,水平放置的方形容器里有一个重为8N、棱长为10cm的正方体物块M,M与容器底部不密合。以的恒定水流向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示,水的密度是,则下面说法不正确的是()。A.当时,物块M在水中处于漂浮状态;B.当时,水对容器底部的压力大小是15N;C.图乙中a的值是8cm;D.时段,浮力对物体做功是0.96J【答案】D。【解析】A.正方体的体积为正方体物块的密度为当时故此时物体在水中处于漂浮状态,故A正确,不符合题意;B.当时,注入的体积为注水的重力为水对容器底部的压力为故B正确,不符合题意;C.由图像知,当时,物体刚好处于漂浮状态,则则有即故故C正确,不符合题意;D.时段,浮力对物体做功为故D错误,符合题意。故选D。7.(2021·广州市真光中学九年级一模)球竖直向上运动,并落回地面,这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示,则球在S点的()。A.速度比在M点的大;B.机械能大于在M点的;C.机械能等于在M点的;D.离地高度比在M点的高【答案】A。【解析】重力势能与质量和高度有关,动能与质量和速度有关;A.球在S点的动能大于M点,则其速度比在M点的大,故A正确;BC.机械能等于动能与重力势能之和,由图可知S点的机械能小于在M点的,故BC错误;D.球在S点的重力势能小于M点,其离地高度比在M点的低,故D错误。故选A。8.(2021·广东广州市·九年级一模)如图所示,消防飞机在沿着水平方向匀速飞行的过程中,将其水箱内的水洒向地面。此过程中,该飞机(包括飞机所载的所有人员、装备、物资)的()。A.重力势能不变,动能不变,机械能不变;B.重力势能减小,动能不变,机械能减小;C.重力势能增大,动能不变,机械能增大;D.重力势能减小,动能减小,机械能减小【答案】D。【解析】影响动能的因素是质量和速度,影响重力势能的因素是质量和高度。消防飞机在沿着水平方向匀速飞行的过程中,将其水箱内的水洒向地面,此时飞机飞行的速度不变,但是总质量减小,所以飞机的动能减小、重力势能减小,飞机的机械能等于动能和势能的总和,则机械能减小。故选D。9.(2021·广东深圳市·九年级二模)下列估测数据最符合实际情况的是()。A.学生上学步行的速度为5m/s B.—个中学生的质量约为500kgC.课桌的高度约为700mm D.张三同学爬一层楼做功约为500J【答案】C。【解析】A.学生上学步行的速度约为1.1m/s,故A不符合题意;B.一个中学生的质量约为50kg,故B不符合题意;C.课桌的高度约为70cm=700mm,故C符合题意;D.一般情况下中学生的正常体重为500N,一层楼高为3m,爬一层楼做功故D不符合题意。故选C。10.(2021·中山大学附属中学九年级一模)如图所示,小球从光滑斜面上A处由静止滚下,经过B处,最终停在粗糙水平面上的C处。下列说法正确的是()。A.小球由A处运动到C处,机械能不变;B.小球由B处运动到C处,重力对小球做了功;C.小球由B处运动到C处,是由于受到惯性作用;D.小球停在C处,球受到的支持力和球对水平面的压力是一对相互作用力【答案】D。【解析】A.小球由A处运动到C处过程中,在水平面上由于摩擦机械能转化为内能,机械能减小,故A错误;B.小球由B处运动到C处过程中,小球运动方向与重力方向垂直,重力对小球不做功,故B错误;C.小球由B处运动到C处,是由于小球具有惯性,惯性是小球的固有属性,不是一种作用,故C错误;D.小球停在C处,球受到的支持力和球对水平面的压力的施力物体和受力物体互为彼此,是一对相互作用力,故D正确。故选D。11.(2021·广东广州市·九年级一模)如图所示,光滑桌面上一小球被弹出后,经过A点水平运动到B点,然后落到地面弹起,图中虚线为小球的运动轨迹,其中D、E是同一高度的两点。则小球()。A.从A点到B点的过程中速度增大;B.在D点速度大于在E点速度;C.从C点到D点重力势能转化为动能;D.在D点的机械能等于E点的机械能【答案】B。【解析】A.桌面光滑,因此从A点到B点的过程中速度不变,做匀速直线运动,故A不符合题意;B.从运动轨迹来看,机械能不守恒,D点的机械能大于E点的机械能,而DE等高,重力势能相同,因此D点动能大于E点动能,因此在D点速度大于在E点速度,故B符合题意;C.从C点到D点,高度增加,速度减小,动能转化为重力势能,故C不符合题意;D.从运动轨迹来看,机械能不守恒,运动过程中存在阻力,在D点的机械能大于E点的机械能,故D不符合题意。故选B。12.(2021·广东深圳市·九年级零模)2021年4月18日,深圳欢乐港湾的“湾区之光”摩天轮正式对外开放。当小明坐在匀速转动的摩天轮的轿厢内,从最低点向最高点运动时,下列说法正确的是()。A.以地面为参照物,小明是静止的 B.小明在上升过程中受到的是平衡力的作用C.小明的重力势能不断增大,机械能也增大 D.小明在上升过程中机械能守恒【答案】C。【解析】A.以地面为参照物,小明相对于地面的位置发生改变,小明是运动的,故A错误;B.小明在上升过程中,运动的方向发生改变,运动状态发生改变,受到非平衡力的作用,故B错误;CD.小明在上升过程中,质量不变,速度不变,动能不变,高度变大,重力势能变大,机械能变大,机械能不守恒,故C正确,故D错误。故选C。13.(2021·广州大学附属中学九年级二模)如图所示,小球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到e,其中b点与d点在同一高度。下列能正确表示小球在b、d点时的动能和重力势能的是()。A.B.C.D.【答案】B。【解析】C.小球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到e,其中b点与d点在同一高度,同一个小球质量不变,故重力势能相同,故C不符合题意;ABD.由于小球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到e,阻力比较大,故从b点到d点,总机械能在减小,故b点的机械能大于d点的机械能,由于两点的重力势能相同,故b点的动能大于d的动能,故AD不符合题意,B符合题意。故选B。14.(2021·广东广州市·华南师大附中九年级零模)球竖直向上运动到最高处并下落,这过程中经过H、J两点,球在这两点的动能和重力势能如表所示,则球()。1H点J点动能/J48重力势能/J72A.在H点速度比在J点的大;B.在J点机械能比在H点的大C.在J点处于下降阶段;D.在最高处受力平衡【答案】C。【解析】A.影响动能的因素是质量和速度;影响重力势能的因素是质量和高度。由表格可知,J点的动能大于H的动能,则J点的速度大于H点的速度,故A不符合题意;B.机械能等于动能和势能之和,则在H点的机械能为11J,在J点的机械能为10J,则H点的机械能大于J点的机械能,故B不符合题意;C.因为H点的机械能大于J点的机械能,所以H点在J点之前,在上升或下降时,受到空气阻力,机械能减小,所以J点处于下降阶段,故C符合题意;D.在最高点时,小球还受到重力作用,不处于平衡状态,故D不符合题意。故选C。15.(2021·广东深圳市·九年级一模)如图所示,小华从课桌上拿起一个常见的医用外科口罩,对其相关数据进行了估测,其中最符合实际的()。A.口罩的质量约为30g;B.口罩的厚度约为20mm;C.对口罩所做的功约为10J;D.口罩正面受到的大气压力约为1700N【答案】D。【解析】A.一个常见医用外科口罩的质量约为3g,故A不符合题意;B.一个常见医用外科口罩的厚度约为2mm,故B不符合题意;C.口罩所受重力约为0.03N,克服重力做功将口罩从桌面拿起,所做的功远小于10J,故C不符合题意;D.医用口罩的面积约为170cm2=0.017m2,口罩正面受到大气压力约为故D符合题意。故选D。16.(2021·广东深圳市·九年级其他模拟)6月23日,北斗导航系统最后一颗组网卫星﹣“北斗三号”卫星在西昌基地发射成功。6月30日,这颗卫星成功定位于地球同步轨道。“北斗人”攻坚克难、拾级而上,提前半年全面完成“北斗三号”全球卫星导航系统星座部署,扬了国威,长了志气。下列说法正确的是()。A.点火后,在加速上升的过程中,卫星的动能增加,重力势能减少;B.点火后,在加速上升的过程中,卫星的重力势能增加,动能减少;C.卫星进入地球同步轨道后,将处于平衡状态;D.卫星进入地球同步轨道后,不受空气阻力,机械能不变【答案】D。【解析】AB.点火后,在加速上升的过程中,质量不变,但是高度增加,速度增大,所以重力势能和动能都增大,故AB错误;C.卫星绕地球飞行,运动方向不断改变,所以卫星的运动状态在不断改变,所以处于变速运动状态,不是平衡状态,故C错误;D.在大气外运行,不受空气阻力时,卫星的机械能守恒,故D正确。故选D。17.(2021·广东九年级其他模拟)高空中形成的雨滴在重力和空气阻力的共同作用下,开始下落的一段时间速度越来越大,落到地面前一段时间匀速下落。雨滴在空中下落的整个过程中()。A.动能一直增大,机械能守恒;B.动能先增大后不变,机械能守恒;C.动能先增大后不变,机械能一直减小;D.动能先减小后不变,机械能一直减小【答案】C。【解析】雨滴在空中下落的整个过程中,高度一直降低则重力势能一直减小,开始下落的一段时间速度越来越大,则动能增大,落到地面前一段时间匀速下落时动能不变,即动能先增大后不变;由于下落过程中要克服空气阻力做功,则机械能一直减小,机械能不守恒。故选C。18.(2021·广东深圳市·九年级零模)为了响应“绿色生活,低碳出行”的号召,旦增坚持乘坐新能源公交车出行。一辆新能源公交车在水平公路上匀速行驶,以下分析正确的是()。A.汽车在行驶过程中,动能不断增加;B.汽车受到的牵引力与汽车受到的阻力是一对平衡力;C.汽车受到的重力与地面对汽车的支持力是相互作用力;D.驾驶员必须系安全带是为了防止惯性力带来的危害【答案】B。【解析】A.汽车在行驶过程中,因为质量不变,速度不变,所以动能不变,故A错误;B.这时汽车受到的牵引力与汽车受到的阻力因为大小相等,方向相反,作用在一条直线上,并且作用在同一物体汽车上,满足二力平衡条件,是一对平衡力,故B正确;C.汽车受到的重力与地面对汽车的支持力,这两个力作用在同一个物体汽车上,不满足相互作用力条件,不是相互作用力,故C错误;D.驾驶员必须系安全带是为了防止惯性带来的危害,不能说“惯性力”带来的危害,故D错误。故选B。19.(2021·广东九年级其他模拟)伽利略认为:一个金属小球从光滑斜面的某一高度处静止滚下,由于不受阻力,没有能量损耗,那么它必定到达另一光滑斜面的同一高度,如果把斜面放平缓一些,也会出现同样的情况。其模拟实验如图所示,则下列说法中正确的是()。A.小球在运动过程中只受重力作用;B.在滚下斜面的过程中,小球的动能转化为重力势能,机械能减少;C.另一斜面越平缓,小球在它上面运动的距离越小;D.如果另一斜面变成水平面,则小球达不到同样的高度而会永远运动下去【答案】D。【解析】A.小球在运动过程中受到重力和支持力的作用,故A错误;B.在滚下斜面的过程中,速度变大,高度变小,动能变大,重力势能变小,重力势能转化为动能,不受阻力,机械能守恒,故B错误;C.由图可知,另一斜面越平缓,小球在它上面运动的距离越大,故C错误;D.如果斜面变成水平面,水平面光滑,不受阻力,则小球会做匀速直线运动,永远运动下去,故D正确。故选D。20.(2021·广东九年级其他模拟)小满同学为备考中考,在体育课的训练中,两次推铅球的出手点分别是a点和d点,出手时铅球的速度大小相同,b、e分别是两次运动过程的最高点,如图所示。不计空气阻力,下列说法正确的是()。A.铅球两次经过c点时的速度大小不同 B.铅球在a点时的动能大于d点的动能C.铅球在a点时的动能小于d点的动能 D.铅球在b、e两点时的速度大小为0【答案】A。【解析】A.出手时铅球的质量相同,速度大小相同,则初始动能相同,之后在运动过程中动能与重力势能相互转化,铅球两次经过c点时变化高度不同,即重力势能变化量不同,故在c点的动能不同,速度大小也不同,故A正确;BC.出手时铅球的质量相同,速度大小相同,则铅球在a点时的动能等于d点的动能,故B、C错误;D.铅球在b、e两点时沿竖直方向的速度为0,但沿水平方向的速度大小不为0,故D错误。故选A。21.(2021·广东九年级其他模拟)物块在水平拉力F(大小未知)的作用下,在水平直线轨道上运动(如图),其中AB=CD=10m。已知物块在AB段和CD段分别以2m/s和5m/s的速度匀速运动,且在AB段、CD段所受摩擦阻力分别为1N和2N,则以下判断正确的是()。A.该物块在CD段的惯性比AB段大;B.该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为2∶5;C.拉力F在AB段所做的功为20J;D.拉力F在CD段做功的功率为10W【答案】D。【解析】A.惯性的大小只与质量有关,与速度大小无关,故A错误;B.由题知,物块在AB段和CD段的速度之比为2∶5,AB和CD距离相等,则该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为5∶2,故B错误;C.物块在AB段匀速运动,拉力等于摩擦阻力,拉力F在AB段所做的功W=FABsAB=fABsAB=1N10m=10J故C错误;D.物块在CD段匀速运动,拉力等于摩擦阻力,拉力F在CD段做功的功率P=FCDvCD=fCDvCD=2N5m/s=10W故D正确。故选D。22.(2021·广东九年级其他模拟)频闪照相机是研究物体运动的重要手段之一,如图所示的频闪照片记录了竖直下落的小球每隔相等时间的位置,不计空气阻力,在小球下落的过程中,下列说法正确的是()。A.小球的重力势能逐渐增大 B.小球的机械能逐渐减小C.小球的重力在ab段做功比在cd段多 D.小球的重力在ab段做功比在cd段多慢【答案】D。【解析】A.小球下落过程中,高度减小,重力势能减小,故A错误;B.不计空气阻力时,小球重力势能与动能互相转化,机械能守恒,大小不变,故B错误;C.ab段长度小于cd段,重力相同,做功大小与下落距离成正比,ab段做功小于cd段,故C错误;D.ab段做功小于cd段做功,而所用时间相等,所以ab段功率小于cd段做功,故D正确。故选D。23.(2021·广东九年级其他模拟)如图所示,某同学进行爬竿训练,爬上竿顶后,再从竿顶顺竿滑到地面,每次所用时间各不相同,下列说法正确的是()。A.向上爬竿过程中动能转化为重力势能;B.下滑过程中摩擦力的大小一定保持不变;C.向上爬竿时受到的摩擦力方向向上;D.下滑时间短的那次速度大,重力做的功多【答案】C。【解析】A.向上爬竿过程中,速度变化,动能可能增大,可能不变,可能减小,重力势能增大,动能没有转化为重力势能,故A错误;B.下滑过程中,速度变化,受到的重力和摩擦力不一定是平衡力,摩擦力不一定等于重力,摩擦力大小可能变化,故B错误;C.向上爬竿时,手相对于竿向下运动,受到的摩擦力方向向上,故C正确;D.下滑到底端,运动的距离相等,由v=可知时间短的那次速度大,由W=Gh可知各次重力做的功相等,故D错误。故选C。24.(2021·广东九年级一模)如图所示为跳水运动员踏板起跳时的情景.下列说法正确的是()A.运动员对跳板的压力与跳板对运动员的支持力是相互作用力;B.运动员被跳板弹起的过程中动能转化为弹性势能;C.运动员离开跳板上升的过程中,其动能增加;D.运动员在空中下落过程中没有力对其做功【答案】A。【解析】A.运动员对跳板的压力和跳板对运动员的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用在不同物体上,因此二力是一对相互作用力,故A正确;B.运动员被跳板弹起的过程中,弯曲跳板的弹性势能转化为运动员的动能和重力势能,故B错误;C.运动员离开跳板上升的过程中,速度减小,高度增大,所以其动能减小,势能增加,故C错误;D.运动员在空中下落过程中受到重力作用,并且在重力的方向上移动距离,重力做了功,故D错误。25.(2021·广东九年级其他模拟)图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图,下列说法中正确的是()。A.从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃不做功;B.从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃不做功;C.从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃不做功;D.举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃不做功【答案】D。【解析】ABC.从发力到上拉的过程中,从上拉到翻站的过程中,从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃的作用力向上,杠铃在作用力的方向上也有距离,所以运动员对杠铃做功,故ABC错误;D.举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃有力的作用,但是杠铃在作用力的方向上没有发生距离,所以运动员对杠铃不做功,故正确。26.(2021·广东九年级其他模拟)如图,弧形轨道ab段光滑,bc段粗糙,小球从a点经最低点b运动至c点.下列分析正确的是()。A.从a到b的过程中,小球动能转化为重力势能;B.经过b点时,小球动能最大;C.从b到c的过程中,小球动能增大;D.从a到c的过程中,小球机械能守恒【答案】B。【解析】A.从a到b的过程中,小球高度降低,重力势能转化为动能,故A错误;B.小球从a运动到b动能增大;从b运动到c动能减小,则在b点处小球动能最大,故B正确;C.小球从b到c的过程中,高度增加,同时克服摩擦力做功,速度减小,则小球的动能减小,故C错误;D.bc段弧形轨道粗糙,因此小球在bc段运动时会克服摩擦力做功,会有一部分机械能转化为内能,则机械能会减小,故D错误。27.(2021·广东肇庆市·九年级一模)电梯匀速上升过程中,电梯的()。A.动能保持不变 B.机械能保持不变C.重力势能保持不变 D.动能转化为重力势能【答案】A。【解析】动能与质量和速度有关,质量越大,速度越大,动能越大;重力势能与质量和高度有关,质量厚度越大,重力势能越大.因为电梯匀速,因此动能不变;又因为上升,所以重力势能增大,机械能是重力势能和动能之和.因此机械能增大;故选A。28.(2021·中山大学附属中学九年级一模)如图所示,用10N的水平推力推着重为60N的物体沿水平方向做直线运动,若推力对物体做了60J的功,则在这一过程中()。A.物体一定运动了6m;B.重力做的功一定为360J;C.物体一定受到10N的摩擦力;D.物体受到的支持力做了360J的功【答案】A。【解析】A.因为用水平推力推着的物体沿水平方向做直线运动,由W=Fs知道,物体移动的距离是s==6m故A符合题意;BD.根据题意知道,由于物体在重力和支持力的方向上都没有移动的距离,所以,重力、支持力做的功为0J,故BD不符合题意;C.由于物体的运动状态不确定,所以无法求得摩擦力,故C不符合题意。故选A。29.(2021·广东九年级其他模拟)如图所示,一物块从光滑斜面上A点由静止滑下,B为斜面AC的中点,设物块在AB段重力做功为W1,重力的功率为P1;在BC段重力做功为W2,重力的功率为P2,则下列关系正确的是()A.W1>W2,P1>P2 B.W1=W2,P1=P2 C.W1=W2,P1<P2 D.W1<W2,P1<P2【答案】C。【解析】物块从光滑斜面上A点由静止滑下,由题意可知AB=BC,所以物块在两段路程中下滑的高度h相同,物块的重力不变,由W=Gh可知W1=W2;物块从光滑斜面上A点由静止滑下,速度越来越快,则物块在AB段下滑的速度小于在BC段下滑的速度,又因为AB=BC,所以物块在AB段所用时间大于在BC段下滑的时间,即t1>t2,由P=可知P1<P2.故C正确;故选C。30.(2021·广东九年级其他模拟)妈妈与小明进行爬山比赛,他们选择的起点、路径和终点都相同,全程设为匀速运动,妈妈的体重是小明的2倍,妈妈所用的时间是小明的3倍,若妈妈克服重力做功为W1、功率为P1,小明克服自身重力做功为W2、功率为P2,则下列关系正确的是()。A.W1:W2=1:1 B.W1:W2=2:3 C.P1:P2=1:1 D.P1:P2=2:3【答案】D。【解析】他们选择的起点、路径和终点都相同,全程设为匀速运动,妈妈的体重是小明的2倍,妈妈所用的时间是小明的3倍,若妈妈克服重力做功为W1=2Gh功率为P1=小明克服自身重力做功为W2=Gh功率为P2=解得:W1:W2=2:1,P1:P2=2:3;故选项D正确。二、多选题31.(2021·广东深圳市·九年级其他模拟)如图所示为游乐园的过山车运行的情境,下列说法正确的是()。A.过山车从高处加速滑下的过程中,动能增加;B.过山车从高处加速滑下是由于受到惯性的作用;C.过山车从低处上升的过程中,重力势能增加;D.过山车从低处上升的过程中,重力势能转化为动能【答案】A、C。【解析】A.过山车从高处加速滑下的过程中,质量不变,速度增大,所以动能增加,故A正确;B.过山车从高处加速滑下是因为受重力的作用,故B错误;C.过山车从低处上升的过程中,质量不变,高度升高,所以重力势能增加,故C正确;D.过山车从低处上升的过程中,动能减小,重力势能增大,且克服阻力做功,将动能转化为重力势能和内能,故D错误。故选AC。32.(2021·广东深圳市·九年级二模)下列说法中正确的是()。A.用手击打排球时,手对排球的作用力与排球对手的作用力一定大小相等;B.苹果从树上落向地面的过程中,重力对苹果做功,苹果的重力势能增加;C.水平路面上行驶的汽车,关闭发动机后会停下来,是由于汽车具有惯性;D.宇宙飞船的返回舱在返回地球进入大气层的过程中,一部分机械能转化为内能【答案】A、D。【解析】A.用手击打排球时,手对排球的作用力与排球对手的作用力是相互作用力,大小相等、方向相反,故A正确;B.苹果从树上落向地面的过程中,物体受重力作用,且在力的方向上通过了距离,重力对苹果做功,苹果的高度降低,重力势能减少.故B错误;C.水平路面上行驶的汽车,关闭发动机后会停下来,是由于汽车受到阻力的作用,力改变了物体的运动状态,故C错误;D.宇宙飞船的返回舱在返回地球进入大气层的过程中,克服摩擦做功,一部分机械能转化为内能,D正确。故选AD。33.(2021·广东深圳市·九年级三模)如图所示,是小朋友们喜欢的荡秋千游戏,下列说法中正确的是()。A.秋千运动到最高处时动能最大;B.秋千从高处向低处运动过程中,重力在做功;C.秋千从低处向高处运动过程中,重力势能转化为动能;D.秋千最终会停下来,说明机械能转化成其它形式的能【答案】BD。【解析】A.秋千运动到最高处时速度为零,动能为零,故A错误;B.秋千从高处向低处运动过程中,重力竖直向下,秋千向下运动,重力在做功,故B正确;C.秋千从低处向高处运动过程中,质量不变,高度变大,速度变小,重力势能变大,动能变小,动能转化为重力势能,故C错误;D.秋千最终会停下来,克服阻力不断做功,说明机械能转化成其它形式的能,故D正确。故选BD。34.(2021·广东深圳市·九年级其他模拟)用弹簧测力计分别拉着甲、乙两物体竖直向上运动,两次运动的路程随时间变化的图像如图所示,已知甲的重力大于乙的重力.则下列说法正确的是()。A.甲的速度大于乙的速度;B.弹簧测力计对甲的拉力大于弹簧测力计对乙的拉力;C.甲物体的动能转化为它的重力势能;D.甲的机械能一定大于乙的机械能【答案】AB。【解析】A.图中在相同时间内甲通过路程大于乙通过路程,故甲的速度大于乙的速度,A说法正确;
B.因甲乙两物体匀速竖直向上运动,故弹簧测力计的读数等于各自的重力大小,又因甲的重力大于乙的重力,所以弹簧测力计对甲的拉力大于弹簧测力计对乙的拉力,B说法正确;
C.甲物体匀速竖直向上运动,速度大小不变,故甲物体动能大小不变,故一定不是动能转化为重力势能,C说法错误;
C.要比较机械能的大小就要知道动能和势能的大小,D说法中没有指明时间,故无法比较物体的高度,D说法错误。故选AB。三、填空题35.(2021·广东肇庆市·九年级一模)图示是甲、乙两物体做功与所用时间的图像,由图可知,P甲______P乙,相同时间W甲______W乙(选填“=”、“<”或“>”)。【答案】>;>。【解析】[1][2]由图像可知,相同时间内,甲做的功比乙做的功多,即W甲>W乙由可得P甲>P乙36.(2021·广东广州市·九年级一模)如图所示,小明的质量为50kg,他站在高速电梯中,电梯从地面竖直上升到最高点,其速度与时间关系如图所示,g取10N/kg,在电梯匀速上升的阶段:(1)路程为_____m;(2)电梯对小明做功的功率____W;(3)小明的重力势能_____,动能_____,机械能____(选填“增大”“减少”“不变”)。【答案】300;1500;增大;不变;增大。【解析】(1)[1]由图像知,10s至110s,电梯匀速上升,即所用时间为t=110s10s=100s那么匀速上升阶段通过的路程s=vt=3m/s×100s=300m(2)[2]电梯匀速上升时,小明所受的重力等于电梯对他的支持力,即F=G=mg=50kg×10N/kg=500N电梯对小明做功的功率P=Fv=500N×3m/s=1500W(3)[3][4][5]匀速上升阶段,小明的质量不变,速度不变,但高度升高,所以重力势能增大,动能不变,而机械能等于动能与重力势能之和,所以机械能增大。37.(2021·广东广州市·九年级二模)废弃卫星的一块太空碎片绕地球圆周运动如图,其速度方向沿轨道切线。(1)碎片受力是否平衡?(写出依据)______。若它在K点受力全消失,一段时间后可能出现在哪个位置?______(选填“A”“B”“C”)。(2)“清洁卫星”捕获太空垃圾后,关闭动力,因地球引力和垃圾一起坠落,与大气摩擦燃烧殆尽。在燃尽前先后经过了M、N点。其重力势能在M点的______N点的(选填“>”“<”“=”)。以上饼图中,圆的总面积越大表示机械能总量越大,甲表示卫星在M点的机械能,则图乙、丙、丁哪个可表示在N点的机械能?______。【答案】见解析;A;>;丁。【解析】(1)[1]碎片受力不平衡,因为在做圆周运动,运动方向改变,运动状态在变化,处于不平衡状态。[2]若它在K点受力全消失后,根据牛顿第一定律可知,其速度方向沿轨道切线水平向右,一段时间后可能出现在A位置。(2)[3]“清洁卫星”在燃尽前先后经过了M、N点,在M点的高度更大,其重力势能在M点的>N点的(选填“>”“<”“=”)。[4]以上饼图中,圆的总面积越大表示机械能总量越大,甲表示卫星在M点的机械能,由于在运动过程中克服摩擦力做功,机械能减小,则饼图面积变小的图丁可表示在N点的机械能。38.(2021·广东广州市·九年级一模)重为G的小球以速度为0m/s释放,下落的小球先后经过A、B、C三点位置如图所示,小球在AB过程中,动能___________,重力势能___________(两空选填“增加”“不变”或“减少”);小球在BC段受到弹力的作用,方向为___________(选填“竖直向上”、“竖直向下”);落到C点时速度为0m/s,小球在BC段的重力势能___________,弹性势能___________(两空选填“增加”“不变”或“减少”)。【答案】增加;减少;竖直向上;减少;增加。【解析】[1][2][3][4][5]重为G的小球以速度为0m/s释放,此时动能为零,下落的小球先后经过A、B、C三点位置如图所示,小球在AB过程中受到向下的重力作用,高度下降,重力势能转化为动能,动能增加、重力势能减少;小球在BC段受到竖直向上的弹力的作用;落到C点时速度为0m/s,动能为零,小球在BC段的重力势能继续减少,动能减小,转化为弹性势能,即弹性势能增加。39.(2021·广东中山市·九年级一模)如图所示,小明用水平推力F把木块沿水平地面向前推动,推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图甲、乙所示,则在第1s内,木块受到的摩擦力为______N;在3~5s内木块移动的距离是______m,推力做功为______J。【答案】100;2;400。【解析】[1]由乙图知在第1s内木块静止,木块在水平方向上受到的推力与摩擦力是一对平衡力,大小相等;由甲图知第1s内的推力为100N,故f=F=100N[2][3]在3s~5s内,推力F′=200N,速度v=1m/s,在3s~5s内木块移动的距离为s=vt=1m/s×2s=2m该过程中推力对木块做的功为W=F′s=200N×2m=400J。40.(2021·广东九年级一模)司机开车上坡前,往往加大油门,以提高车速,这是为了增大汽车的______能。清扫路面垃圾的清洁车,能通过吸尘器将路面上的垃圾吸入车内容器中,清洁车沿街道匀速行驶,在清扫垃圾过程中,车的动能将______(选填“变大”、“变小”或“保持不变”)。【答案】动;变大。【解析】[1]开车上坡,车的质量不变,如果提高车速,则车的动能会增大。[2]因清洁车沿街道匀速行驶,车的速度不变,在清扫垃圾过程中,车的质量增加,所以车的动能将变大。41.(2021·广东广州市·九年级零模)如图所示,水平地面O点两侧粗糙程度不同。物体在AC段一直受到沿水平方向大小不变的拉力F1,运动到斜面后受到另一大小与F1相同的拉力F2(拉力方向和运动方向一致)。(1)如果物体在AB段做匀速直线运动,那么在OC段是否也做匀速直线运动?______;你的依据是______;(2)如果运动距离,运动时间,那么F1在AB段所做的功______(选填“大于”、“等于”或“小于”)F2在DE段所做的功;F1在AB段所做的功的功率______(选填“大于”、“等于”或“小于”)F2在DE段所做的功的功率;(3)己知物体的重力为6N,当物体静止在斜面时对斜面的压力为4N,物体与斜面的接触面积为100cm2,则物体对斜面的压强为______。【答案】不能;因为摩擦力变了,此时物体不受平衡力;等于;大于;。【解析】(1)[1][2]如果物体在AB段做匀速直线运动,则AB段,摩擦力等于拉力F1,而在OC段接触面的粗糙程度变了,摩擦力变了,而拉力F1没有变,故摩擦力不等于拉力F1,故不能匀速运动;理由在OC段接触面的粗糙程度变了,摩擦力变了,而拉力F1没有变,故摩擦力不等于拉力F1,不是平衡力,故也不可能是平衡态。(2)[3][4]根据做功的公式可知,拉力相同,路程也相同,故拉力做功相同;根据可知,拉力做功相同,而运动时间,故功率是。(3)[5]物体对斜面的压强为则物体对斜面的压强为。42.(2021·广东九年级二模)一架正在升空的直升机,使该直升机向上升空的力的施力物体是______,它除了具有动能外,还具有______能。当飞行员从右侧舷窗看到的“天地分界线”从图甲变成图乙时,以“天地分界线”为参照物,飞机可能在______(向上爬升/向下俯冲)。【答案】空气;重力势;向上爬升。【解析】[1]直升机飞行过程中,螺旋桨对空气施加向下的作用力,由于力的作用是相互的,空气对直升机产生向上的反作用力,也就是飞机的升力。[2]直升机处于运动状态,所以有动能;同时直升机在空中,相对地面有一定高度,所以具有重力势能。[3]当直升机斜向下俯冲时,飞行员以飞机为参照物时,将看到右侧舷窗看到的“天地分界线”左高右低,倾斜向上,当直升机斜向上爬升时,飞行员以飞机为参照物时,将看到右侧舷窗看到的“天地分界线”左低右高,倾斜向下。如图乙所示。43.(2021·广东九年级其他模拟)如图所示,用细线系住小球悬挂在O点,将小球拉至A点释放,从A点经过B点运动到C点的过程中,小球的重力势能先变小后_______,动能先________后________.(选填“变大”、“变小”或“不变”)【答案】变大;变大;变小。【解析】由于重力势能的大小跟物体所处的高度有关,即物体所处的高度越高,其重力势能越大,反之则越小,所以小球从A点运动到B点再到C点的过程,其高度先变小再变大,故其重力势能先变小后变大;物体的动能跟其速度有关,即速度越大,动能越大,反之则越小;在小球由A点运动到B点时,其速度在变大,而由B点运动到C点时,其速度在变小,故小球的动能变化是先变大后变小.44.(2021·广东九年级其他模拟)如图所示,在毽子被踢出后竖直上升的过程中,它的动能______,重力势能_______(选填“增大”、“减小”或“不变”),当毽子竖直上升时只受______作用。【答案】减小;增大;重力。【解析】[1][2]键子被踢出后竖直上升的过程中,其质量不变、速度减小、高度增加,故其动能减小、重力势能增大。[3]毽子竖直上升时只受重力作用。45.(2021·广东九年级其他模拟)图中所示是一种可在电梯井中沿竖直通道上下运行的电梯,人随底板水平的电梯箱一起向上做匀速直线运动时,以______为参照物,人是静止的;此时人______(选填“不受”或“受到”)摩擦力作用。人在随电梯箱一起向上匀速运动时,他的机械能将______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。【答案】电梯箱(底板);不受;增大。【解析】[1]人随底板水平的电梯箱一起向上做匀速直线运动时,以电梯箱为参照物,人相对于电梯厢的位置没有改变,人是静止的。[2]此时,人处于平衡状态,受到重力和支持力,没有受到摩擦力的作用。[3]人在随电梯箱一起向上匀速运动时,质量不变,速度不变,动能不变,高度变大,重力势能变大,机械能变大。46.(2021·广东九年级其他模拟)如图所示,质量为50kg的同学在做仰卧起坐运动。若该同学上半身的质量约为全身质量的3/5,则她上半身的重力约为___N。她在一段时间内做了40个仰卧起坐,每次时起上半身重心上升的距离均为0.3m,则她在这段时间克服重力做的功约为_____J。【答案】300;3600。【解析】[1]她上半身的重力G上=G=mg=×50kg×10N/kg=300N上半身的重力为300N。[2]每次上半身重心上升的距离均为0.3m,则她每一次克服重力做的功W=G上h=300N×0.3m=90J她在这段时间克服重力做的功W总=90J×40=3600J她在这段时间克服重力做的功3600J。47.(2021·广东九年级其他模拟)小明在超市购物时,用10N的力沿水平方向推着购物车在水平地面上前进10m,用时10s,则推力做的功等于______J,推力的功率等于______W。【答案】100;10。【解析】推力做的功W=Fs=10N×10m=100J推力的功率。48.(2021·广东九年级其他模拟)如图,滚摆下降过程中,滚摆的_____能转化为_____能。滚摆上下往复运动过程中,其每次上升所能达到的高度越来越低,滚摆在运动过程中的机械能_______(选填“增加”、“减少”或“不变”)。【答案】重力势;动;减少。【解析】[1][2]滚摆在下降过程中,高度逐渐减小,重力势能减小,速度越来越大,动能增大,滚摆的重力势能转化为动能。[3]滚摆上下往复运动过程中,要克服阻力做功,部分机械能转化为内能,故总的机械能减少。49.(2021·广东佛山市·平洲二中九年级一模)在“探究影响滑动摩擦力大小因素”时。小明用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,在水平桌面上做匀速直线运动,测力计示数如图所示,则木块所受摩擦力为__________N;当拉力增大到3N时,木块所受摩擦力__________(选填“变大”“不变”或“变小”),木块的动能__________(选填“增大”、“不变”或“减小”)。【答案】1.4;不变;增大。【解析】[1]该测力计的每一个大格是1N,每一个小格是0.2N,故此时的示数是1.4N。[2]当拉力增大后,因为木块对桌面的压力大小仍等于重力,没有变化;而且接触面的粗糙程度也不变,所以摩擦力大小不变。[3]拉力增大后,由于拉力大于摩擦力,木块将做加速运动,当木块的质量不变时,木块的动能增大。50.(2021·广东九年级其他模拟)某工地上,一起重机将质量为2t的重物以0.1m/s的速度匀速提升10m,在这个过程中,起重机对货物做的功是________J,其功率是________W,货物上升过程中动能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。(g取10N/kg)【答案】;;不变。【解析】[1]重物匀速提升,起重机对重物的拉力等于重物的重力,即起重机对货物做的功[2]其功率为[3]货物匀速上升,速度不变,质量不变,所以其动能不变。51.(2021·广东九年级其他模拟)在某次跳伞训练过程中,一体重为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下,其速度与时间的关系如图所示,经20s下落220m后,开始做匀速直线运动直至落地,整个过程用时40s,则运动员在整个下降过程中的平均速度是_____m/s,重力做的功为_____J;运动员在匀速下降过程中的能量转化是机械能转化为_____。【答案】8;1.6×105;内能。【解析】[1]由题可知,运动员在0−20s下落的路程为s前=220m,由图象可知,20s后运动员以5m/s的速度做匀速直线运动,则运动员在20−40s通过的路程为s后=vt后=5m/s×20s=100m运动员通过的总路程为s=s前+s后=220m+100m=320m总时间为t=40s,则整个过程中运动员下落的平均速度v'===8m/s下降过程中的平均速度是8m/s。[2]运动员下落的高度为h=s=320m重力做的功W=Gh=500N×320m=1.6×105J重力做的功为1.6×105J。[3]运动员在匀速下降过程中与空气摩擦,克服摩擦做功,能量转化是机械能转换为内能。52.(2021·广东中山市·九年级其他模拟)蹦极是近些年来新兴的一项非常刺激的户外休闲活动,玩者登上高处,从而具有了一定的________能;若不计橡皮条自身重力,当玩者从高台跳下,处于如图所示的状态时,橡皮条中_________(选填“有”或“无”)弹力;当玩者下落到最低点时,橡皮条被拉伸,从而具有一定的_________能.【答案】重力势能;无;弹性势能。【解析】物体由于被举高而具有的能叫重力势能,物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能,蹦极时由于人登上高处,从而具有了一定的重力势能;当玩者从高处跳下时,重力势能转化动能,当人处于图中所示状态时,由于橡皮条没有发生形变,所以此时橡皮条无弹力;当玩者下落到最低点时,橡皮条被拉伸,橡皮条由于发生了弹性形变,因而具有了弹性势能。53.(2021·广东九年级其他模拟)极限跳伞是一项惊险体育运动.如图所示,跳伞员从高空匀速下落过程中重力势能________,机械能________,跳伞员看到地面“迎面扑来”,则他是以________为参照物。【答案】减小;减小;自己。【解析】跳伞员在匀速下落过程中,其质量不变,高度减小,故重力势能将减小;质量不变,速度不变,动能不变,故机械能减小;若跳伞员看到地面“迎面扑来”,则他是以自己为参照物的。54.(2021·广东九年级其他模拟)如图是固定在水平桌面上的圆弧轨道,将一小球由轨道的P点自由释放,滚动到Q点.在此过程中,动能先变_____后变_____,重力势能_____。【答案】大;小;先变小后变大。【解析】(1)小球由轨道的P点自由释放,在运动到轨道最低点的过程中,小球的质量不变,高度降低,重力势能变小,速度越来越快,动能变大;(2)在小球由最低点滚动到Q点的过程中,小球质量不变,高度变高,重力势能变大,速度越来越小,动能变小。四、实验题55.(2021·广东东莞市·湖景中学九年级一模)用钢球、木块和带有斜槽的长木板。探究物体的动能跟哪些因素有关。(1)如图甲,让钢球从斜槽上的某一高度由______开始运动,撞击水平面上的木块。钢球撞击木块时具有的动能大小可通过______来反映。(2)如图乙,将钢球置于斜槽上更高的位置重复上述实验。实验表明,钢球______一定时,从斜槽越高的位置开始运动,撞击木块的速度越大,钢球的动能越______;(3)探究动能跟质量的关系时,应选择让质量______的钢球从斜槽______高度的位置开始运动。(选填“相同”或“不同”)【答案】静止;木块移动的距离;质量;大;不同;相同。【解析】(1)[1][2]让钢球从斜槽上的某一高度由静止下滑,撞击水平面上的木块。钢球撞击木块时具有的动能大小可通过木块移动的距离来反映。(2)[3][4]如图乙,将钢球置于斜槽上更高的位置重复上述实验。实验表明,钢球质量一定时,从斜槽越高的位置开始运动,钢球的速度变大,撞击木块的速度越大钢球的动能越大。(3)[5][6]根据控制变量法,探究动能跟质量的关系时,应选择让质量不同的钢球从斜槽高度相同的位置开始运动。56.(2021·广东广州市·九年级一模)跳绳是我市初中毕业生体育测试的项目之一,小宇同学想利用所学的物理知识估测自己平时跳绳时克服重力的平均功率(不计绳重)。(1)用___________(填测量器材)测量___________(填物理量与其对应字母)。(2)估测自己平均每次跳起的高度h。(3)用___________(填测量器材)记录跳n次所用的___________(填物理量与其对应字母)。(4)数据处理:平均功率P=___________(用上述的物理量表示)。(5)比较两人跳绳的平均功率大小(假设两人跳起的平均高度相同),则(____)A.跳绳的快慢相同,体重大的功率大B.跳绳的快慢相同,跳的时间长的功率大C.体重相同,跳的个数越多的功率越大D.体重相同,跳的时间越长的功率越大【答案】体重计(台秤、电子秤等);该同学的质量m;秒表;时间;t;;A。【解析】(1)[1][2]估测跳绳时克服重力的平均功率,需要知道该同学的重力,根据G=mg可知,需要用体重计(台秤、电子秤)测出该同学的质量m。(3)[3][4]测跳绳的功率,需要利用功和做功的时间来进行计算,所以,要用秒表记录跳n次所用的时间t。(4)[5]由上可知,该同学平均每次跳起的高度h,则跳n次克服重力所做的总功为跳绳的平均功率为(5)AB.跳绳的快慢相同,体重大的,在相同时间里做的功多,功率大,与跳的时间长短无关。故A符合题意,B不符合题意;CD.体重相同时,比较功率的大小需要在相同时间内比较跳绳的个数或者相同的跳绳个数比较时间长短。故CD不符合题意。故选A。57.(2021·广东广州市·华南师大附中九年级零模)如图所示,AD为水平路面,其中BD段路面相同。同一物体在水平拉力作用下沿直线运动,其中AC段匀速。(1)在方框内画出物体在AB段的受力示意图______(用黑点表示物体)。(2)AB段F1做的功为W1,功率为P1;BC段F2做的为W2,功率为P2,则W1=__________J,P1_____P2(选填“>”“=”“<”)。(3)CD段测力计示数F3=_________N,物体所受滑动摩擦力f3=_________N。【答案】如图;12;>;2.8;2。【解析】(1)[1]物体在AB段竖直方向上受到重力和支持力,水平方向上受到拉力和摩擦力,如图所示:(2)[2]AB段的距离为4m,拉力大小为3N,根据可知,AB段所做的功为[3]因为AC段匀速运动,且根据可知(3)[4]由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,则示数为2.8N。[5]影响滑动摩擦力大小的因素是接触面的粗糙程度和压力大小,因为BD段路面相同,且压力不变,所以CD段滑动摩擦力大小与BC段相同,即滑动摩擦力为2N。58.(2021·广东九年级其他模拟)如图所示是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。一些物体的动能E/J行走的牛约60跑百米的运动员约3×10³飞行的步枪子弹约5×10³(1)该实验通过观察______来判断______(选填“小球”或“木块”)动能的大小,这种实验方法叫______法。(2)让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下,推动木块做功,目的是为了探究动能的大小与______的关系。(3)换用质量不同的小球,使它们从斜面的______(选填“相同”或“不同”)高度由静止滚下推动木块做功,目的是为了探究动能的大小与______的关系。(4)由上述实验可知:物体的质量越______(选填“大”或“小”)、速度越______(选填“快”或“慢”),物体的动能越大。(5)如果水平面绝对光滑,本实验______(选填“仍能”或“不能”)达到探究目的。(6)通过表格中的数据对比可知,______对物体的动能影响更大。【答案】木块移动的距离;小球;转换;速度;相同;质量;大;快;不能;速度。【解析】(1)[1][2][3]实验中是小球运动,具有动能,撞击木块,通过观察木块移动的距离;来判断小球的动能的大小,将不容易观察到的动能的大小转化为容易看到的木块移动的距离,称为转化法。(2)[4]让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下,到水平面的初速度不同,探究的是动能与速度的关系。(3)[5][6]换用质量不同的小球,则小球的初速度相同,故应该是相同的高度滑下;探究动能与质量的关系。(4)[7][8]综上所述,物体的质量越大;速度越大,物体的动能越大。(5)[9]如果水平面绝对光滑,将没有摩擦力,此时小球和木块将一直做匀速直线运动,无法通过木块移动的距离来判断动能的大小。(6)[10]从表格中的数据可知,当质量比较小,而速度比较大的,如子弹可知,速度对动能的影响更大。59.(2021·广东九年级其他模拟)在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小欣同学设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盒相碰,铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。(1)要探究动能大小与物体质量的关系,应保证铁球到达水平面的______相同,为了达到这一目的所采取的具体操作方法是使小球______;(2)选用甲、丙两次实验可以得出的结论是:物体质量相同时,______;(3)三次实验中,碰撞前动能最小的是图______(选填“甲”、“乙”或“丙”)中的小球,原因是______;(4)小欣同学联想到“探究阻力对物体运动的影响”时,也用到了斜面,让小车从斜面顶端由静止滑下,比较在不同表面滑行的距离(如下表),小车在三个表面克服摩擦力做功______(选填“相等”或“不相等”);若水平面绝对光滑,小车将做______运动。表面毛巾棉布木板摩擦力最大较大最小小车运动距离最近较远最远【答案】速度;从斜面的同一高度由静止滚下;速度越大,动能越大;丙;纸盒被推动的距离最小;相等;匀速直线。【解析】(1)[1][2]要探究动能大小与物体质量的关系,应保持小球的速度相同,质量不同,所以应使质量不同的小球从斜面的同一高度由静止滚下,保证铁球到达水平面的速度相同。(2)[3]由图示实验可知,甲、丙两次实验,球的质量相同,甲滚下的高度大于丙滚下的高度,甲到达斜面底端时的速度较大,甲将纸盒推动得更远,说明甲的动能更大,由此可得:质量相同的物体,运动速度越大,它具有的动能就越大。(3)[4][5]三次实验中,是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能大小的,这种方法是转换法,丙图中纸盒被推动的距离最小,故碰撞前动能最小。(4)[6]让同一小车从同一斜面、同一高度由静止下滑,根据决定重力势能大小的因素,小车的重力势能相同,下滑到水平面时的动能也相同,在不同的材料表面上运动时,最终停下来后,动能全部转化为内能,克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能,所以,在三个表面克服摩擦力做功相同。[7]铁球从斜面上滚下,若水平面绝对光滑,铁球不受摩擦力作用,铁球所受合力为0,所以铁球将做匀速直线运动。60.(2021·广东九年级其他模拟)在探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,李瑞提出了如下猜想:A.物体的质量越大,动能越大B.物体的速度越大,动能越大C.物体的动能可能与物体的材料有关于是设计了如下的探究实验:让小球从斜面上某一高度静止释放,撞击静止在水平面上的木块,使木块在水平面上滑行一段距离,如图所示.选择的器材有:斜面、木块各一块、质量分别为和的铁球各1个,质量为的铝球1个,已知.(1)分别让小球从斜面不同高度由静止开始滚下,目的是改变小球到达水平面时的___________;(2)通过比较甲,乙两次实验得出的结论,可以验证猜想___________.(选填“A”、“B”或“C”)是___________(选填“正确”或“错误")的;(3)通过比较___________,两次实验,可以验证猜想C是错误的;(4)实验后,同学们联想到在交通事故中,造成安全事故的因素有汽车的“超载”与“超速”,进一步想知道,在影响物体动能大小的因素中,哪个对动能影响更大,于是利用上述器材进行了实验测定,得到的数据如下表:实验序号小球的质量m(g)小球自由滚下的高度h(cm)木块被撞后运动的距离s(cm)1301042302016360108分析表格中对应的数据可知:___________对物体的动能影响更大,即当发生交通事故时,由此造成的危害更严重;(5)本实验通过观察“木块滑行的距离”来判断小球动能大小,这种方法在初中物理中有广泛的应用,下列两个电学实验中运用了这种方法的是(______).A.用磁感线描述磁体周围磁场的分布情况B.用吸引大头针的多少判断电磁铁磁性强弱【答案】速度;B;正确;甲、丁;速度;B。【解析】(1)[1]让小球A从不同的高度由静止开始滚下,小球到达水平面时的速度不同,是为了研究小球动能的大小是否与速度有关;(2)[2][3]甲、乙图中的质量相同,但小球的高度不同,,乙图中推动木块的距离较远,表明质量相同时,物体的速度越大,动能越大;故可以验证B是正确的;(3)[4]探究物体的动能可能与物体的材料有关时应控制材料不同,高度和质量相同,故应选用甲和丁两图来探究,由图可知,木块移动的距离相同,动能相同,故C是错误的;(4)[5]由表中实验数据可知,在同等条件下速度对物体的动能影响更大,当发生交通事故时,由此造成的危害更严重;(5)[6]本实验通过观察“木块滑行的距离”来判断小球动能大小,用到了转换法;A.磁感线不是实际存在的,是为了描述磁场而引入的假想的线,是利用建立模型的方法来解决问题的,故A项不符合题意;
B.用吸引|大头针的多少判断电磁铁磁性的强弱,采用的是转换法,故B项符合题意;61.(2021·广东九年级其他模拟)如图所示是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置.实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下,在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞,木块沿水平方向向右运动直至停止。(1)实验中是通过观察______来判断钢球的动能大小.(2)让同一钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下,目的是探究钢球的动能大小与____的关系.(3)换用质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下,目的是探究钢球的动能大小与____的关系.(4)木块最终会停下来的主要原因是_____,在此过程中木块通过____方式把动能转化为内能.(5)如果木块在运动过程中所受的摩擦阻力为0,木块将_____.【答案】木块移动的距离;速度;质量;阻力作用;做功;做匀速直线运动。【解析】(1)探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验中,通过观察木块移动的距离远近来判断钢球的动能大小,木块移动的越远,说明钢球的动能越大,该实验方法叫转换法;(2)让同一钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下,到达斜面底端时的速度不一样,所以是为了探钢球的动能大小与速度的关系;(3)换用质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下,目的是探究钢球的动能大小与质量的关系;(4)木块最终会停下来,是因为木块始终受到阻力的作用,摩擦力做功,将动能转化为内能;(5)果木块在运动过程中所受的摩擦阻力为0,由牛顿第一定律可知木块将保持匀速直线运动一直运动下去。五、计算题62.(2021·广东深圳市·九年级二模)负压救护车是专门用于救治传染病人的救护车。该车配置了负压装置,车内的气压小于外界大气压,依靠密封的舱室和排风机来实现舱内与外界的气压差,使车内的空气不能自己往外跑,而车外的新鲜空气依然可以进入车内,有效避免了病毒的传播。某次转运病人时,救护车以90kW的恒定功率在平直公路上匀速行驶108km,用时1h。请解答下列问题:(1)救护车在这段时间内的速度;(2)救护车匀速行驶108km牵引力做的功;(3)按照卫生部标准,负压仓内外气压差应在10~38Pa之间。经测量发现,该车负压仓1.8m2的面积上内外气体压力差为36N,通过计算判断负压仓内外气压差是否符合标准。【答案】(1)108km/h;(2)3.24×108J;(3)符合标准。【解析】(1)救护车在这段时间内的速度(2)救护车匀速行驶108km动力做的功W=Pt=90×103W×60×60s=3.24×108J(3)负压仓内外气压差p===20Pa按照卫生部标准,负压仓内外气压差应在10~38Pa之间,负压仓内外气压差是20pa,符合标准。答:(1)救护车在这段时间内的速度为108km/h;(2)救护车匀速行驶108km牵引力做的功为3.24×108J;(3)负压仓内外气压差符合标准。63.(2021·广东深圳市·深圳外国语学校九年级三模)周末小明一家去自驾游,汽车行驶在限速120km/h的平直的高速公路上。发现前方有一长1.6km的隧道,小明爸爸减小油门以80km/h的速度匀速通过了隧道(不计汽车的长度)。(1)求汽车通过隧道所用的时间;(2)若汽车在隧道里受到的阻力为2000N且保持不变,求汽车在隧道中牵引力做的功;(3)出了隧道口,小明爸爸立刻加大油门,经过一段时间加速后,汽车以120km/h的速度继续向前匀速行驶,此时汽车受到的阻力为(2)中阻力的1.2倍。求汽车匀速行驶时发动机的输出功率。【答案】(1)0.02h;(2)3.2×106J;(3)8×104W。【解析】(1)汽车通过隧道所用的时间t===0.02h(2)隧道的长度s=1.6km=1600m汽车在隧道中牵引力f=F=2000N汽车在隧道中牵引力做的功W=FS=2000N×1600m=3.2×106J(3)此时汽车受到的阻力为(2)中阻力的1.2倍,则汽车的牵引力F2=f2=1.2f=1.2×2000N=2400N汽车行驶的速度v2=120km/h=m/s此时汽车匀速行驶时发动机的输出功率P=F2v2=2400N×m/s=8×104W答:(1)汽车通过隧道所用的时间为0.02h;(2)汽车在隧道中牵引力做的功为3.2×106J;(3)汽车匀速行驶时发动机的输出功率为8×104W。64.(2021·广东东莞市·湖景中学九年级一模)如图所示是小东同学骑着某重为120N的助力车,在平直路面上由静止开始做直线运动的vt图像,全程共运动8min,在第5min时刚好到达全路程的中点,g取10N/kg,则:(1)若助力车在匀速运动过程中,动力的功率恒为2kW,则助力车匀速运动时,动力做功多少?(2)0~8min助力车通过的路程是多少?(3)在全程运动的时间内,助力车受到的平均动力为车和小东总重的0.25倍,全程动力做的总功为5.4×105J,那么,小东的质量为多少?【答案】(1)3.6×105J;(2)3600m;(3)48kg。【解析】(1)由图可知,助力车匀速直线运动的时间为t=8min5min=3min=180s则根据可得,助力车匀速运动时,动力做的功为W=Pt=2000W×180s=3.6×105J(2)由图可知,助力车匀速直线运动的速度v=10m/s,则根据可得,匀速运动的路程为s1=vt=10m/s×(85)×60s=1800m已知在第5min时刚好到达全路程的中点,故0~8min助力车通过的路程是s=2×s1=2×1800m=3600m(3)根据W=Fs可得,全程的平均动力为小东和车的总重力为已知助力车的重力为120N,小东的重力为G人=GG车=600N120N=480N小东的质量为答:(1)若助力车在匀速运动过程中,动力的功率恒为2kW,则助力车匀速运动时,动力做功3.6×105J;(2)0~8min助力车通过的路程是3600m;(3)在全程运动的时间内,助力车受到的平均动力为车和小东总重的0.25倍,全程动力做的总功为5.4×105J,那么,小东的质量为48kg。65.(2021·广东中山市·九年级一模)如图所示,为我国自主研发的新一代智能汽车,该汽车具有自动加速、刹车和避障等功能,已知汽车空载质量为1000kg,最大载重为500kg,静止时轮胎与水平地面的总接触面积为0.1m2,不考虑外界因素影响,汽车行驶时受到的阻力为汽车总重的0.05倍,如图所示,是汽车满载并以恒定功率行驶时的速度与时间图像,g取10N/kg,求:(1)汽车在10~20s内通过的路程;(2)空载的汽车静止在水平地面时对地面的压强;(3)汽车满载时行驶的恒定功率。【答案】(1)200m;(2)1×105Pa;(3)1.5×104W。【解析】(1)由图可知,汽车在10~20s内匀速直线运动,通过的路程s=vt=20m/s×10s=200m(2)空载的汽车静止在水平地面时对地面的压力F1=G车=m车g=1000kg×10N/kg=10000N空载的汽车静止在水平地面时对地面的压强=1×105Pa(3)汽车满载时总重力G总=m总g=(1000kg+500kg)×10N/kg=1.5×104N汽车行驶时受到的阻力为f=0.05G总=0.05×1.5×104N=750N汽车匀速运动时受到的牵引力和阻力是平衡力,牵引力F=f=750N汽车满载时行驶的恒定功率=Fv=750N×20m/s=1.5×104W答:(1)汽车在10~20s内通过的路程是200m;(2)空载的汽车静止在水平地面时对地面的压强是1×105Pa;(3)汽车满载时行驶的恒定功率是1.5×104W。66.(2021·珠海市文园中学九年级二模)如图所示,质量为0.3kg、底面积为50cm2的物体放在水平桌面上,用大小为8N的水平拉力,拉动物体做匀速直线运动,10s内过路程为2m,求:(g取10N/kg)(1)物体所受的重力;(2)静止时物体对桌面的压强;(3)10s内拉力做功的功率。【答案】(1)3N;(2)600Pa;(3)1.6W。【解析】(1)物体所受的重力G=mg=0.3kg×10N/kg=3N(2)静止时物体对桌面的压力F=G=3N静止时物体对桌面的压强(3)10s内拉力做功W=Fs=8N×2m=16J10s内拉力做功的功率答:(1)物体的重力为3N;(2)物体静止时对桌面的压强是600Pa;(3)拉力做功的功率是1.6W。67.(2021·广东惠州市·九年级一模)2020年以来,我国进行多次军事实战演习。一名伞兵从高空竖直向下跳伞,人(包括装备)的质量为80kg,只考虑人受到重力和空气阻力的影响。由于开伞过程的时间短和速度变化较快,若忽略速度变化的过程,跳伞下落过程的速度-时间图象如图所示。(g=10N/kg)(1)开伞前,人匀速下落的高度是多少?这段时间人所受重力做功的功率是多少?(2)人在第20s时和第40s时所受空气阻力分别是多少?【答案】(1)1000m,;(2)800N,800N。【解析】(1)10到30s人以50m/s的速度做匀速直线运动,人匀速下落的高度h=s=vt=50m/s×20s=1000m人和装备的总重力G=mg=80kg×10N/kg=800N人所受重力做的功W=Gh=800N×1000m=8×105J所受重力做的功率(2)由图知,在第20s时和第40s时人都做匀速运动,阻力和重力都是平衡力,重力不变,则阻力不变,即人在第20s时所受空气阻力等于第40s时所受空气阻力都等于800N。答:(1)开伞前,人匀速下落的高度是1000m,这段时间人所受重力做功的功率是;(2)人在第20s时和第40s时所受空气阻力均为800N。68.(2021·广东佛山市·九年级一模)平衡车是一种
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