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文档简介
九上科学第三单元15节提高练习卷一、选择题1.杭州亚运会的每一项活动都与能量有关,下列关于能量的形式说法错误的是()A.奔跑的运动员具有机械能B.运动员的食物中含有化学能C.沙滩上强烈的紫外线不属于光能D.足球场上的照明灯产生的光能是由电能转化而来的2.如图所示,跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中,关于运动员(不包含降落伞和绳),下列说法正确的是()A.动能不变,重力势能不变,机械能不变B.动能变大,重力势能变小,机械能不变C.动能不变,重力势能变小,机械能变小D.动能变小,重力势能变小,机械能变小3.各种运动项目中都涉及能量及其转化,下列有关说法正确的是()A.图①,掷出后的铅球到达最高点时动能为零B.图②,蹦床运动员在下落到最低点时动能最大C.图③,射出的箭的机械能是由弓的弹性势能转化而来D.图④,运动员起跳时的动能只转化为撑杆的弹性势能4.如图甲所示原长为l的橡皮筋一端固定在O点,另一端悬挂一个质量为m的小钢球,将钢球从O点释放,钢球运动到A点后开始向上返回,O、A两点间距离为2l。钢球从O点运动到A点的过程中,能表示其动能Ek随运动距离s变化关系的图像是图乙中的()A. B.C. D.5.跳台滑雪是运动员以自身的体重通过助滑坡获得的速度比跳跃距离和动作姿势的一种雪上竞技项目,若某运动员在该项目过程中的运动轨迹(a→b→c→d→e)如图所示,不计空气阻力,则下列有关能量随时间变化的趋势正确的是()A.①② B.①③ C.②③ D.①②③6.如图所示,小丽分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面,用甲滑轮所做的总功为W1,机械效率为η1;用乙滑轮所做的总功为W2,机械效率为η2,若不计滑轮的摩擦和绳重,则()A.W1=WC.W1<W7.图中的每个滑轮重0.5N,物体A重6N,托板重1N。为了提升重物A,在2s的时间内,拉力F的作用点沿竖直方向匀速升高了1.2m,这个过程中,不计滑轮轴摩擦和绳重,则下列分析正确的是()A.拉力F的大小为1.5NB.天花板对定滑轮拉力大小为4.5NC.物体A上升的速度为0.6m/sD.拉力F克服A重力做功7.2J8.如表整理了部分中国运动员在2021年东京奥运会夺冠的成绩,根据这些信息进行科学研究,不正确的是()杨倩巩立姣侯志慧施廷懋、王涵女子射击10m气步枪女子田径铅球女子举重49公斤级女子跳水双人3m跳板251.8环20.58m抓举94kg326.40分A.杨倩在瞄准靶心的时候,她肩膀对气步枪的支持力没有做功B.已知铅球质量7.26kg,则根据巩立姣的成绩可算出她这一次投掷对铅球所做的功C.想估算侯志慧抓举时对杠铃做功的功率,还需知道她举起杠铃的高度与所用时间D.施廷懋体重比王涵小,故双人跳水过程中施廷懋的重力做功更小9.在汽油机的做功冲程中,高温、高压的燃气推动活塞运动做功,则下列说法正确的是()A.燃气的内能减少,温度升高 B.燃气的内能增加,温度升高C.燃气的内能增加,温度降低 D.燃气的内能减少,温度降低10.燕尾夹是常用的文具,它利用了杠杆原理。燕尾夹可简化为杠杆ABC(如图),其中AB=BC,当用力F以图示方式按住C点打开该夹子时,假设作用力垂直于燕尾所在平面,下列说法正确的是()A.A点为支点,燕尾夹是一种费力杠杆B.B点为支点,燕尾夹是一种省力杠杆C.A点处阻碍夹子打开的力的大小为FD.B点处阻碍夹子打开的力的大小为F11.下列说法正确的是()A.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递B.同一物体,温度越高,它所含的内能越大,热量也越多C.比热容在数值上等于单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量D.做功改变内能的实质是机械能与内能的相互转化12.如图所示描述的物理过程,下列分析不正确的是()A.图甲:厚玻璃筒内的空气被压缩时,空气的温度升高,内能增加B.图乙:瓶子内的空气推动塞子做功后,瓶子内空气的内能增加C.图丙:试管内的水蒸气推动塞子冲出时,水蒸气的内能减小D.图丁:汽缸内的气体推动活塞向下运动,内能转化为机械能,气体内能减少13.如图所示,某人通过滑轮提升重为G的重物,人由A到B的过程中,物体保持匀速上升,人对绳子的拉力为F,AB间水平距离为s,不计绳重和摩擦。则此过程中()A.F大小保持不变 B.人做的功为GsC.人做的功为FsD.人做功的功率逐渐增大14.如图所示,用大小相等的拉力F分别沿斜面和水平面拉同一个木箱,拉力方向和运动方向始终一致。斜面AB粗糙,长度为SAB,水平面CD光滑,长度为SCD,运动时间分别为tAB、tCD,运动速度分别为vAB、vCD。则()A.若SAB=SCD,则拉力在AB段做功较多B.若SAB>SCD且tAB=tCD,则拉力在AB段做功较快C.若SAB=SCD且tAB>tCD,则拉力在AB段做功较快D.若vAB=vCD,则拉力在AB段和CD段做功一样多15.如图所示,弹簧的左端固定,将小球套在水平杆上,装置的各种摩擦均不。a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置,b点是弹簧原长时小球的位置,c点是小球到达最右端的位置。小球由a点运动到c点的过程中(水平面光滑),下列说法中错误的是()A.在a点时,弹簧的弹性势能最大B.在b点时,小球的运动速度最大C.从a点到b点,小球的机械能逐渐增大D.从b点到c点,小球处于加速滑动过程二、填空题16.同一小球以同样的速度v沿着与水平方向成θ角斜向上抛出,甲图表示小球沿足够长的光滑斜面向上运动,乙图表示小球在空中的运动轨迹(空气对小球的阻力忽略不计)。(1)小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量(选填“增大”、“不变”或“减小”)(2)小球能到达最高点的高度h1h2。(选填“大于”、“等于”或“小于”)17.滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是U型滑台和运动员姿势的简化示意图。运动员在滑台A处下滑,仅依靠滑行,滑到与A相同高度的滑台B处时静止。请回答下列问题:(1)整个过程中动能最大的位置是(填“A”、“O”或“B”)。(2)若想滑到C点,小科提出只要增加“用力竖直向上跳起一段高度”这个操作即可实现,则在图中哪一位置起跳有可能达到该目的?____。(填字母代号)A.仅在A点B.仅在O点C.仅在B点 D.在A点或0点均可18.如图甲是小建同学在校运动会上投掷实心球的场景,当实心球脱手时,重心离地面的高度是1.8m,当实心球至最高点时,重心上升了0.9m。已知实心球质量为2千克,小建的质量为55千克。(1)实心球从最高点至落地的过程中,实心球重力所做的功:J(2)实心球自脱手至落地的过程中(不计空气摩擦),图乙中关于其动能、重大势能和机械能的大小分别随时间变化的曲线中,顺序组合正确的是____。A.①③② B.②③④ C.②①③ D.④③②19.用两个相同的“热得快”,分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热,两液体的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像可知,甲液体的比热容(选填“大于”、“等于”或“小于”)乙液体的比热容。质量为0.5千克、初温为20℃的甲液体温度升高到90℃,吸收的热量为焦。[甲液体的比热容为2×103焦/(千克·℃)]20.将制作好的水火箭竖直立于地面如图甲所示。用打气筒向瓶内打气,瓶内压强足够大时,瓶内的水向下喷出,水火箭竖直向上飞起。(1)瓶内的水向下喷出而水火箭向上运动,这是因为。(2)水火箭瓶体质量为0.5千克。当水火箭竖直上升至15米高时,瓶体克服自身重力做功。(3)图乙是水火箭发射后的速度随时间变化的图像,请选出水火箭发射后受到平衡力的时刻。(选填“t1”、“t2”或“t3”)21.如图所示,水平桌面上放一重为10N的物体A,在6N的水平推力F的作用下,2s内运动了0.2m,从甲图位置运动到乙图位置,在此过程中,推力F的功率为W,物体A所受重力做功J。22.如图所示,F1=4N,F2=3N,此时物体A相对于地面静止,物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。(1)弹簧测力计读数为N;(2)拉力F2的功率为W;(3)物体A和地面之间的摩擦力N;三、实验探究题23.在做“探究动能大小与质量关系”的实验时,小明想:小球从相同高度滚下,若小球材质和斜面倾角不同,到达水平位置时的速度会相同吗?(1)图甲是用挡板控制大小不同的两个小球在斜面上起始位置的两种方案,小明实验时选A方案而不能选择B方案的原因是(2)小明选择大钢球、小钢球、木球以及可调整倾角的斜面进行实验。分别让球从斜面同一高度由静止开始释放,利用测速仪测出球到达水平位置时的速度如表所示。分析表中数据可知:要使球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关,则斜面倾角不可能是。A.15°B.25℃.35°D.45°(3)小明利用图乙装置做“探究动能大小与质量关系”的实验时,通过观察球撞击相同塑料软片的数目来比较球的动能大小(图中未画出固定塑料软片的装置)。老师指出此装置不适合体积不同的两个球做实验,原因是24.学习功率的知识后,小明和几位同学准备开展“比一比谁在爬楼过程中的功率大”的活动。(1)如何比较同学上楼功率,可以有多种方案:①测量出各自的体重、爬楼用的时间、爬楼的高度,算出爬楼的功率并进行比较;②控制爬楼的时间相同,测量出各自的体重、爬楼的高度,算出爬楼的功并进行比较;③控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼的时间,算出体重和时间的比值并进行比较。以上方案可行的是____。A.只有①B.只有①②C.只有②③ D.①②③都可以(2)相互合作,估测每位同学的上楼功率的数据并记录在自己设计的表格中,根据测量所选方案,表格中空缺的栏目内容应该填。质量m/kg上楼高度h/m………(3)功率表达式:(用符号表示)。25.大家都知道“摩擦生热”。那摩擦做功与生热之间存在怎样的关系?焦耳等科学家运用多种方法、不同实验,测出做功(W)和做功产生的热(Q)两者之间的比值关系。其中最经典的是1847年焦耳设计的桨叶轮实验:如图甲,在一个装满水的绝热桶里放入铜制的翼轮,多次用下落的重物带动翼轮上的叶片转动,转动的叶片与水摩擦,产生的热使水的温度升高。(1)焦耳通过测量和重物下落的距离,计算出重物做的功,即翼轮克服水的摩擦所做的功(W);测量绝热桶中水升高的温度,从而计算出水吸收的热(Q)。(2)焦耳做这个实验的目的是。(3)小柯利用刻度尺、温度计、天平、双层真空平底圆柱体保温杯、水等器材,粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系。具体方案如下:①用刻度尺测量空保温杯内部高度,记为h杯。②用天平称量一定质量的水,记为m水,用温度计测出水的温度,记为t1。③将水倒入保温杯中,测量杯中水的高度,记为h水。计算出h杯-h水,这也就是杯中水下落的高度。④在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1℃的温度计(连接处密闭绝热),盖紧保温杯,如图乙。⑤(填写操作),计算出水的重力所做的功(W)。⑥测出杯中水的温度,记为t2,计算出水吸收的热(Q)。⑦根据⑤⑥的数据,得出两者的比值关系。26.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,某实验小组用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示),实验数据记录如表。次数钩码重/N钩码上升距离/cm弹簧测力计示数/N弹簧测力计上升距离/cm机械效率/%12100.83083.324101.53036103090.9(1)在第2次实验中,滑轮组的机械效率η为。(保留一位小数)(2)分析数据可得结论:同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越(填“高”或“低”)。(3)根据实验结论推测,使用该滑轮组再次将重为8N的物体匀速提升10cm,此时滑轮组的机械效率可能为。A.71.6% B.82.6% C.92.4% D.100%(4)另一实验小组改变动滑轮的重,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出如图丁的图像。分析图像中的A点可知,被提升物体所受的重力为N。(忽略绳重和摩擦)27.在“探究杠杆平衡条件”的实验中:(1)小科同学先把杠杆的中点支在支架上,杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆处于(填“平衡”或“不平衡”)状态。(2)杠杆在水平位置平衡后,小科按照图乙所示的实验方案,在杠杆上分别施加动力、阻力,并使杠杆在水平位置重新平衡,记录动力F1、动力臂L1、阻力F2、阻力臂L2在下表中。实验序号F1L1F2L2123232343434242该小组同学分析比较表中数据后,发现可以得出多个不同的结论。他们经过思考,认为图乙所示的方案存在缺陷。你认为图乙所示方案的缺陷是:。(3)小科重新多次实验后,根据所得数据绘制成如图丙所示的L2和F2的关系图像。他发现这和数学课上学过的反比例函数y=kx的图像很相似。为了进一步确定L2和F2的函数关系,他应该利用以上数据作L2和之间的关系图像。(4)小科想利用杠杆的平衡条件来测量均匀刻度尺的质量。①将刻度尺平放在支座上,左右移动刻度尺,找出能够使刻度尺在水平位置保持平衡的支点位置,记下这个位置,它就是刻度尺的重心;②如图丁所示,将质量为M1的物体挂在刻度尺左边某一位置,使刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡,记录物体悬挂点到支座的距离L1和刻度尺的重心到支座的距离L2;③根据杠杆的平衡条件,可以计算出刻度尺的质量m=(用题目中所给物理量表示)。四、解答题28.周末,重为的550N小海同学沿情侣路骑行,其路程与时间关系图像如图甲所示,小海所骑的单车如图乙所示,单车质量为20kg,g取10N/(1)整个过程中小海的平均速度;(2)单车与地面的接触总面积为1.(3)若骑行过程中受到的阻力为总重力的0.02倍,求小海前5min的骑行功率。29.某同学自制了一个可以测人体重心位置的装置,如图所示,取一块与自己等长的木板,一端固定,另一端用轻质细绳通过一个滑轮组悬挂起(摩擦不计,动滑轮重不计)在绳子末端的托盘上放一些码砝,使木板水平平衡。如果该同学身高150cm质量40Kg,平躺到木板上后在托盘中再加上质量为8Kg的码砝,木板再次水平平衡。(1)在测人体重心之前,先“在绳子末端的托盘上放一些码砝,使木板水平平衡,这样做的目的是什么?(2)请你计算出该同学重心到“O”的距离是多少?30.如图甲所示,有一半径为R的光滑的1/4圆弧槽与一粗糙的水平面相连接,将质量为m的物体从斜面顶端由静止释放,停下后测出物块在水平面上滑行距离为S1.图乙中有一个半径为R的粗糙的1/4圆弧槽与和图甲中同样粗糙的水平面相连接,将图甲中质量为m的物体也从图乙中斜槽顶端由静止释放,停下后测出物块在水平面上滑行距离为S2.求:(1)甲图中重力对物体做的功W=(2)乙图中物体在水平面上的摩擦力f。(3)乙中物体在粗糙的1/4圆弧槽上运动这段时间内,若克服摩擦力做的功全部转化为内能并被该物体吸收,则物体上升的温度为多少?(物体的比热为c)31.如图甲是一款无人水下航行器,其内部装有控制系统、推进系统、摄像模块、电池模块,总质量为8千克,采用全封闭结构。它的底部还有一个活塞式浮力系统调节装置(如图乙),活塞位置可上下调节,从而改变航行器排开水的体积,以实现航行器在水中的上下运动或停留。某次测试时,航行器竖直上升并停留在水中的某个位置,该过程中速度随时间的变化关系如图丙所示。(1)航行器在测试过程中停留在水中的某个位置时排开水的体积是多少?(2)航行器在水中匀速上升这段时间内克服重力做功多少焦?(3)当航行器在水下运动时,会受到水的阻力,根据丙图分析,航行器在第9秒时受到的浮力与重力的大小关系如何,请作出判断并说明理由。32.热机在人类生活中发挥着重要作用。汽油机、柴油机都属于热机中的内燃机,它们的结构(模型如图所示)和工作原理基本相似。飞轮可看成一个杠杆,活塞、连杆是固定连接,为飞轮旋转提供动力,使其克服曲轴的阻力并带动曲轴旋转,进而使车辆运行。同排量(汽缸总容积相同)的情况下,汽油机动力小、机械效率一般为20%~30%:柴油机动力大、机械效率可达45%。下表是汽油机和柴油机相关参数的比较,试分析两者的动力、机械效率存在差别的原因。
汽油机柴油机燃料种类及性质汽油,密度小,易挥发,燃烧较快,燃烧效率低柴油,密度大,不易挥发,燃烧较慢,燃烧效率高构造汽缸、连杆较短,飞轮较小汽缸、连杆较长,飞轮较大吸入汽缸的物质汽油和空气的混合物空气压缩冲程前后汽缸容积比10:123:1点火方式上方有火花塞,在压缩冲程末点燃汽缸内的混合物上方有喷油嘴,在压缩冲程末喷出雾状柴油液滴,遇到汽缸里的高温空气迅速汽化并燃烧
答案解析部分1.【答案】C【解析】【分析】能量是物质的一种形态,它的表现形式呈多样化;最主要的可分为三大类;1.动能;2.势能;3.辐射能。现分别列举如下:1.动能:是伴随著物质运动的能量;如,a.原子和物体的振动产生声能;b.物体作机械运动而产生的动能;c.电子运动产生电能;d.原子和分子的热运动产生的热能等。2.势能:物质静止时所具有的能量;它与物质所处的位置和状态有关;如,a.物体位于地球表面不同高度有不同的势能,称为重力势能;b.原子间形成的化学键储有化学能;c.原子核内存有核能;d.弹性物体受应变时存有弹性能;e.物体静止时的本征能(爱恩斯坦认为,物质与能量互为等价);f.电子受原子或分子约束的游离能,g.静磁能等。3.辐射能:各种电磁辐射,包括光和热的辐射能。能量的每种形式都可以转换为其它形式,但能量不能消灭或无中产生。能量的损失,常为转换成其它类型的能量。电能是一种动能;它可转换成热能或光能。4、分子势能(内能);分子势能是分子间由于存在相互的作用力,从而具有的与其相对位置有关的能。分子势能是内能的重要组成部分。5、光能光能是光子运动对应的能量,光能是由太阳、蜡烛等发光物体所释放出的一种能量形式,光能是一种可再生性能源。6、磁能:泛指与磁相联系的能量,严格地说应指磁场能。在线圈中建立电流,要反抗线圈的自感电动势而做功,与这部分功相联系的能量叫做自感磁能。7、电能是指使用电以各种形式做功(即产生能量)的能力。电能既是一种经济、实用、清洁且容易控制和转换的能源形态,又是电力部门向电力用户提供由发、供、用三方共同保证质量的一种特殊产品(它同样具有产品的若干特征,如可被测量、预估、保证或改善。8、化学能是一种很隐蔽的能量,它不能直接用来做功,只有在发生化学变化的时候才可以释放出来,变成热能或者其他形式的能量。9、核能是通过核反应从原子核释放的能量,符合阿尔伯特·爱因斯坦的质能方程E=mc²,其中E=能量,m=质量,c=光速;
【解答】A.奔跑的运动员具有机械能,A正确;
B.运动员的食物中含有化学能,B正确;
C.滩上强烈的紫外线属于光能,C错误;
D.足球场上的照明灯产生的光能是由电能转化而来的,D正确;
故答案为:C.2.【答案】C3.【答案】C【解析】【分析】(1)动能大小的影响因素:质量、速度;质量越大,速度越大,动能越大。
(2)重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度;质量越大,高度越高,重力势能越大。
【解答】A:图①,铅球运动到最高点时,速度不为零,所以动能不为零,A错误。
B:图②,运动员从高处落下,在接触蹦床前,在重力的作用下做加速运动,接触蹦床后,受到蹦床竖直向上的弹力的作用,开始弹力小于重力,运动运动员继续向下做加速运动,当弹力等于重力时,速度最大,动能最大,B错误。
C:图③,用弓将箭射出,由于弓发生弹性形变具有弹性势能,将弓的弹性势能转化为箭的动能,C正确。
D:图④,运动员起跳时的动能转化为撑杆的弹性势能,还有重力势能,D错误。
故答案为:C。4.【答案】D【解析】【分析】当物体受到的合力与运动方向相同时,做加速运动;当合力为零时,加速停止,此时物体的运动速度最大;当合力的方向与运动方向相反时,做减速运动,据此分析即可。【解答】从O点到橡皮筋的长度为l时,橡皮筋没有形变,那么钢球只受向下的重力,合力的方向与运动方向一致,小球做加速运动;此后橡皮筋逐渐伸长,钢球受到的拉力越来越大,但是拉力始终小于重力,合力方向向下,钢球继续做加速运动;当弹力与钢球的重力相等时,合力为零,加速停止,此时速度最大;此后,弹力越来越大,始终大于重力,那么合力向上,钢球做减速运动。
综上所述,钢球的速度先增大后减小,且速度最大的时刻在长度为l的后面,所以钢球的动能变化规律与速度基本相同,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
5.【答案】A【解析】【分析】机械能包括动能和势能;动能的大小与质量和速度有关;重力势能大小与质量和高度有关,且注意机械能和内能之间的转化。
【解答】①a→b→c→d→e最后停止,运动员在雪地上滑动时,由于克服滑雪板与雪之间的摩擦做功,消耗机械能,所以运动员的机械能先减小,后不变,再后来又减小,故图①正确;②a→b→c→d→e的过程中,质量不变,高度变化是:高→低→高→低,重力势能变化是:大→小→大→小,故图②正确;
③a→b→c→d→e的过程中,质量不变,速度变化是:小→大→小→大→小,动能变化是:小→大→小→大→小。但是到达最高点时水平方向的速度部位零,即此时动能不为零,故③错误。
故A正确,B、C、D错误。
故选A。6.【答案】C【解析】【分析】由图可知甲是定滑轮,乙是动滑轮,利用乙滑轮做的额外功多,由“小明分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面”可知两种情况的有用功,再根据总功等于有用功加上额外功,可以比较出两种情况的总功大小。然后利用η=W有W总×100%即可比较出二者机械效率的大小。
【解答】因为小明分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面,所以两种情况的有用功相同;当有用功一定时,利用机械时做的额外功越少,则总功越少,机械效率越高。而乙滑轮是动滑轮,所以利用乙滑轮做的额外功多,则总功越多,根据η=W有W总×100%可知,机械效率越低。
即W7.【答案】B【解析】【分析】A.根据图片确定承担重力的绳子段数n,再根据F=1nG总计算拉力的大小;
B.对定滑轮进行受力分析,根据平衡力的知识计算天花板对定滑轮的拉力;
C.重物提升的距离ℎ=sn,由v=st求出物体A上升的速度;
D.根据W=Fs计算拉力F克服重力所做的功。
【解答】A.根据图片可知,与托板相连的两个滑轮为动滑轮,承担重力的绳子段数n=4。
它们的总重力G=GA+G滑轮+G托板=6N+0.5N+0.5N+1N=8N,
则作用在绳端的力为:F=G总4=8N4=2N,故A错误;
B.定滑轮对天花板的拉力等于两股绳对定滑轮的拉力加上定滑轮的重力,
8.【答案】B【解析】【分析】(1)做功的两个要素:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的距离;
(2)根据W=Fs分析;
(3)根据功率的计算式P=Wt分析;
(4)根据W=Gh分析。
【解答】A.杨倩在瞄准靶心的时候,她的肩部对气步枪的支持力向上,而步枪并没有在这个方向上通过距离,因此不做功,故A正确不合题意;
B.铅球离开巩立姣后,虽然运动了一段距离,但是并没有受到她的推力,因此这段距离她没有对铅球做功,故B错误符合题意;
C.根据公式P=Wt=9.【答案】D【解析】【分析】做功可以改变物体的内能,物体对外做功,内能减小。
【解答】在汽油机的做功冲程中,高温、高压的燃气推动活塞向下运动做功,将内能转化为机械能,则燃气自身的温度降低,内能减小。
故D正确,而A、B、C错误。
故选D。10.【答案】C【解析】【分析】杠杆可以绕其转动的点为支点;比较动力臂、阻力臂大小关系,识别杠杆类型。【解答】图中的燕尾夹,支点是B点,作用力垂直于燕尾所在平面时,动力臂是BC,阻力臂是AB。AB=BC,即动力臂等于阻力臂,该杠杆属于等臂杠杆,故A、B错误;
根据等臂杠杆的特点可知,当用力F以图示方式按住C点打开该夹子时,阻力作用点为A点,A点处阻碍夹子打开的力的大小为F,故C正确,D错误。
故选C。11.【答案】D【解析】【分析】A.根据热传递的方向判断;
B.同一物体,温度越高,分子运动越剧烈,物体内能越大。
C.根据比热容的定义判断;
D.根据做功改变内能的本质判断。
【解答】A.热量总是从高温物体传到低温物体,或者从物体的高温部分传到低温部分,故A错误;
B.同一物体,温度越高,它所含的内能越大,但不能说含有热量,故B错误;
C.比热容在数值上等于单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃所吸收(放出)的热量,故C错误;
D.做功改变内能的实质是机械能与内能的相互转化,故D正确。
故选D。12.【答案】B【解析】【分析】根据能量转化的知识分析判断。
【解答】A.图甲:厚玻璃筒内的空气被压缩时,将机械能转化为内能,则空气的温度升高,内能增加,故A正确不合题意;
B.图乙:瓶子内的空气推动塞子做功后,将空气的内能转化为塞子的机械能,因此瓶子内空气的内能减少,故B错误符合题意;
C.图丙:试管内的水蒸气推动塞子冲出时,水蒸气的内能转化为塞子的机械能,因此水蒸气的内能减小,故C正确不合题意;
D.图丁:汽缸内的气体推动活塞向下运动,内能转化为机械能,气体内能减少,故D正确不合题意。
故选B。13.【答案】A【解析】【分析】(1)根据定滑轮的特点判断;
(2)(3)人的拉力所做的功等于客服重力做的功;
(4)根据P=W【解答】根据图片可知,滑轮固定不动,为定滑轮,而定滑轮不省力不费力,因此F始终等于物体的重力,它保持不变,故A正确;
不计绳重和摩擦,人的拉力做的功等于克服物体重力做的功,即W=Gh。而h等于绳子被拉长的距离,即虚线部分和竖直长度的差,与s无关,故B、C错误;
根据P=Fv=Gv可知,人做功的功率保持不变,故D错误。
故选A。14.【答案】B【解析】【分析】根据W=Fs比较做功的大小,根据P=Fv比较做功的快慢。【解答】A.若SAB=SCD,且FAB=FCD,根据W=Fs可知,则拉力做功一样多,故A错误;
B.若SAB>SCD且tAB=tCD,根据公式v=st可知,速度vAB>vCD。根据P=Fv可知,拉力在AB段做功快,故B正确;
C..若SAB=SCD且tAB>tCD,根据公式v=st可知,速度vAB<vCD。根据P=Fv可知,拉力在CD段做功快,故C错误;
D.若vAB=v15.【答案】D【解析】【分析】A.弹性势能与物体的弹性形变程度有关;
B.当合力方向与运动方向相同时做加速运动,相反时做减速运动;
C.根据弹性势能和小球动能的转化分析;
D.根据小球动能转化为弹簧的弹性势能分析。
【解答】A.a点是压缩弹簧后形变程度最大处,弹性势能也最大,故A正确不合题意;
B.因为水平杆光滑,所以小球在a点时只受到弹簧向右的弹力,则小球由a向b运动时会做加速运动,过了b点受向左的弹簧拉力而减速运动,则b点时小球的速度最大,故B正确不合题意;
C.小球质量一定,从a点到b点时速度越来越快,所以动能逐渐增大;小球的重力势能不变,所以机械能变大,故C正确不合题意;
D.b点是弹簧原长时小球的位置,弹性势能为0,小球到达b点后由于惯性继续向右运动,所以弹簧逐渐被拉伸,弹性势能逐渐变大,小球的动能转化为弹性势能,使得小球的动能减小,速度变小,小球做减速运动,故D错误符合题意。
故选D。16.【答案】(1)不变(2)大于【解析】【分析】(1)分析小球运动过程中是否存在能量的损失即可;
(2)首先分析最高点时二者速度的大小,然后确定该点时动能的大小,进而确定重力势能的大小,最后比较最高点的高度大小。【解答】(1)小球在沿斜面上升过程中,斜面光滑,即不会克服阻力而消耗机械能,因此其机械能总量不变。
(2)小球在斜面上到达最高点时,它的速度为零,动能为零;小球被抛出到达最高点时,它在水平方向上的速度不为零,即动能不为零。根据机械能=动能+重力势能可知,前面的重力势能肯定大于后者的重力势能,即前面到达的高度大于后者的高度,也就是h1>h2。17.【答案】(1)O(2)D【解析】【分析】(1)动能的大小与质量、速度有关;重力势能的大小与质量、高度有关;机械能为动能和势能的和;物体克服摩擦做功,机械能转化为内能;
(2)根据A、O、B点运动的运动状态分析。
【解答】(1)运动员在下滑的过程中,质量不变,高度变小,重力势能变小,速度变大,动能变大,是重力势能转化为动能,在O点时的重力势能最小,动能最大;
(2)运动员在B点时静止,用力竖直向上跳起一段高度,还会落在B点,不能到达C点;
运动员在A、O点时用力竖直向上跳起一段高度,此时运动员的机械能变大,到达B点后有一定的速度,能到达C点。
故选D。18.【答案】(1)54(2)A【解析】【分析】(1)利用W=G球h=m球gh得出实心球从最高点至落地的过程中,实心球重力所做的功。
(2)影响动能的因素是物体的质量和速度,质量越大、速度越大,动能越大;
影响重力势能的因素是物体的质量和高度,质量越大、高度越大,重力势能越大;
不计空气阻力,动能和重力势能的相互转化过程中,机械能守恒。
【解答】(1)实心球从最高点至落地的过程中,实心球重力所做的功W=G球h=m球gh=2kg×10N/kg×(0.9m+1.8m)=54J;
(2)实心球上升的过程中,速度越来越小,动能越来越小;当上升到最高点时,水平方向上速度不为零,仍然具有动能;下落的过程中,速度越来越大,动能越来越大。
所以,动能是先减小,上升到最高点动能达到最小值但不为0,然后又增大;故图①错误,图②正确;
实心球脱手时有一定的高度,实心球上升的过程中,高度越来越大,则势能越来越大;当上升到最高点时势能最大;下落的过程中,高度越来越小,则势能越来越小;当实心球落地后,势能为0,所以,实心球自脱手至落地的过程中势能是先变大,然后减小,最后为0,故图③正确;保存进入下一题
实心球自脱手至落地的过程中,由于不计空气摩擦,没有能量的损失,则机械能守恒,即机械能保持不变,故图④正确;故A正确,BCD错误;
故选:A。19.【答案】小于;70000【解析】【分析】(1)根据公式Q=cm△t比较液体的比热容大小;
(2)根据Q=cm△t计算甲液体吸收的热量;
【解答】(1)根据图像可知,当都加热90min时,二者吸收的热量相等。甲升高温度:90℃20℃=70℃,乙升高温度:50℃20℃=30℃,即△t甲>△t乙。根据公式Q=cm△t可知,甲的比热容小于乙的比热容。
(2)甲吸收的热量为:Q=cm△t=2×103J/(kg·℃)×0.5kg×(90℃20℃)=7×104J。20.【答案】(1)力的作用是相互的(2)75焦(3)t1【解析】【分析】(1)力的作用是相互的。只要一个物体对另一个物体施加了力,受力物体反过来也肯定会给施力物体施加一个力;
(2)功=力x在力的方向上移动的距离;
(3)物体处在平衡状态下(静止或匀速直线运动)所收到的力为平衡力;【解答】(1)瓶内的水向下喷出而水火箭向上运动,说明火箭受到一个水对它向上的反作用力,故原因为:力的作用是相互的;
(2)W=GH=0.5kg·10N/kg·15m=75J;
(3)一开始的时候推力大于其重力,先加速,后推力逐渐变小,当推力等于重力时,此时速度最大为平衡状态,受到平衡力,故时刻为:t121.【答案】0.6;0【解析】【分析】根据W=Fs计算推力F对物体A做功,由P=Wt算出推力F的功率;
根据做功的两个必要因素分析重力做功。
【解答】推力F对物体A做的功为:
W=Fs=6N×0.2m=1.2J;
推力F的功率为:
P=22.【答案】(1)9(2)0.6(3)2【解析】【分析】(1)不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦,弹簧测力计的示数,即定滑轮受到向左的拉力等于拉力F2的3倍。
(2)由图知,水平使用滑轮组,n=2,拉力端移动速度等于物体B移动速度的2倍,利用P=Fv求拉力做功功率。
(3)由图可知n=2,利用不计滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦时F=1【解答】(1)不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦,弹簧测力计的示数F=3F2=3×3N=9N;
(2)由图知,水平使用滑轮组,n=2,拉力端移动速度v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s,拉力做功功率P2=F2v=3N×0.2m/s=0.6W;
(3)由图可知n=2,因为不计滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦,所以B和A之间的摩擦力:fB=nF2=2×3N=6N,
因为A相对于地面静止,所以A受力平衡,此时A在水平方向上受到B对A向左的摩擦力、地面对A向右的摩擦力和向右的拉力F1,由力的平衡条件可知,A和地面的摩擦力:fA=fBF1=6N4N=2N;
故答案为:(1)9;(2)0.6;(3)2。23.【答案】(1)A方案能更好地控制小球到达斜面底端时的速度相同(2)D(3)塑料软片对不同体积的小球的阻力不同【解析】【分析】(1)从A、B两图中挡板的放置方式对体积大小不同的小球高度影响进行分析;
(2)根据表中斜面倾角和小球达到水平位置时的速度进行分析;
(3)体积大小不同的小球从塑料软片下面通过时受到的阻力不同,据此进行分析解答。
【解答】(1)图A中挡板水平放置,两小球从起始位置到水平位置的高度差相同,则两球达到水平位置时的速度相同;图B中挡板与斜面垂直放置,两小球从起始位置到水平位置的高度差不同,则两球达到水平位置时的速度不同;
由题知,该实验是“探究动能大小与质量的关系”,则为了控制小球到达斜面底端时的速度相同,实验时应选择A方案而不能选择B方案。
(2)根据表中数据可知,斜面倾角为10°、20°、30°时,大钢球、小钢球、木球达到水平面时的速度相同,斜面倾角为40°、50°、60°时,大钢球、小钢球、木球达到水平面时的速度不同,所以要使球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关,则斜面倾角不可能是40°以上,故D符合题意;
(3)体积大的小球从塑料软片下面通过时受到的阻力大,即体积大小不同的小球从塑料软片下面通过时受到的阻力不同,无法“探究动能大小与质量关系”。24.【答案】(1)D(2)时间t/s(3)P=mgℎ【解析】【分析】机械功率是表示机械做功快慢的物理量,而效率是表示机械在能量利用率高低方面的物理量。功率大的机械,效率不一定高。
【解答】(1)功率是指单位时间内做功的快慢,如何比较同学上楼功率,需要知道其克服重力做的功,那么就要知道同学体重,楼高,以及需要知道爬楼的时间,所以D正确;
(2)根据测量所选方案,表格中空缺的栏目内容应该填时间t/s;
(3)功率表达式:P=mgℎ/t
故答案为:(1)D(2)时间t/s(3)25.【答案】(1)所挂重物的重力(质量)(2)研究摩擦做功和产生热量的关系(3)将保温杯慢慢上下翻转多次(或n次)【解析】【分析】(1)物体重力所做的功根据W=Gh进行计算;
(2)根据题干描述分析实验目的;
(3)将保温杯倒置一次,那么杯中的水下落高度为(h杯-h水),倒置一次水的重力所做的功为W=Gh=m水g(h杯-h水);如果翻转n次,那么水的重力所做的功为:W总=nW=nm水g(h杯-h水)。【解答】(1)焦耳通过测量所挂重物的重力(质量)和重物下落的距离,计算出重物做的功,即翼轮克服水的摩擦所做的功(W);测量绝热桶中水升高的温度,从而计算出水吸收的热(Q)。
(2)焦耳做这个实验的目的是研究摩擦做功和产生热量的关系。
(3)⑤将保温杯慢慢上下翻转多次(或n次),计算出水的重力所做的功(W)。26.【答案】(1)88.9%(2)高(3)C(4)12【解析】【分析】(1)由表中数据,根据η=W有用W总=GℎFs×100%求出第2次实验中滑轮组的机械效率;
(2)根据实验1、2、3组数据分析得出结论;
(3)根据(2)中得到的结论对此时机械效率的范围进行推算;
(4)忽略绳重和摩擦,根据η=W有用W总=GG+G动求出被提升物体所受的重力。
【解答】(1)第2次实验中滑轮组的机械效率为:η=W27.【答案】(1)平衡(2)每组动力与阻力,动力臂和阻力臂大小都相等,实验数据单一重复,不具有普遍性(3)1/F2(4)M1L1/L2【解析】【分析】(1)当杠杆处于静止或匀速转动状态时,杠杆处于平衡状态;
(2)分析表格中的力和力臂的数据是否具有某种特殊性即可;
(3)如果两个量成反比关系,那么其中一个量与另一个量的倒数肯定成正比关系,此时二者的变化图像为一条通过坐标原点的斜线;
(4)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可。【解答】(1)小科同学先把杠杆的中点支在支架上,杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆处于平衡状态。
(2)观察表格数据可知,我认为图乙所示方案的缺陷是:每组动力与阻力,动力臂和阻力臂大小都相等,实验数据单一重复,不具有普遍性。
(3)为了进一步确定L2和F2的函数关系,他应该利用以上数据作L2和1/F2之间的关系图像。
(4)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到:
G1L1=GL2;
M1gL1=mgL2;
M1L1=mL2;
解得:m=M28.【答案】(1)(1)由图甲可知,整个过程中小梅通过的路程s=2400m,运动的时间为t=25min=1500s则整个过程中小梅的平均速度v=(2)单车对水平路面的压力F=单车对水平路面的压强p=(3)由图甲知道,0~5min内小梅骑行时做匀速直线运动,且通过的路程s1=1500m,则小梅骑行的速度v因小梅骑行时做匀速直线运动,牵引力和受到的阻力是一对平衡力,所以,小梅骑行时的牵引力F则小梅前5min的骑行功率P=【解析】【分析】根据速度的公式得到平均速度;单车对水平路面的压力和自身的重力相等,得到骑行过程中单车对水平路面的压强。根据图甲可知0~5min内小梅骑行时做匀速直线运动,并读出通过的路程,
求出小梅骑行
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