第十一章 功和机械能 质量评价(RJ)

第十一章功和机械能质量评价(RJ)(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分。在给出的四个备选项中，只有一个选项符合题目要求)1．下列情景中，重力势能转化为动能的过程是(D)A．箭离开弓过程B．运动员撑起过程C．杠铃被举起过程D．运动员下落过程2．小明两次分别用时60s、40s把相同质量的书从一楼匀速搬上三楼，比较两次搬书过程对书做功和做功的功率，判断正确的是(C)A．用时少的做功多B．用时多的做功多C．用时少的做功功率大D．用时多的做功功率大3．起重机将1000N的重物先竖直向上匀速提升3m，再悬停6s，则起重机对重物做功情况是(D)A．提升过程做了功，悬停过程做了功 B．提升过程不做功，悬停过程不做功C．提升过程不做功，悬停过程做了功 D．提升过程做了功，悬停过程不做功4．如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中，机械能是守恒的。当卫星从远地点向近地点运动时，下列说法正确的是(C)A．动能减小，重力势能增大B．动能转化为重力势能C．动能增大，重力势能减小D．卫星的速度一直在减小5．两台汽车发动机的牵引力之比是1∶3，匀速直线行驶时的速度之比是5∶6，那么此时这两台汽车的发动机功率之比是(A)A．5∶18B．5∶2C．18∶5D．2∶56．抽水蓄能电站被称为“超级充电宝”。在用电低谷期，利用电网中富余的电，把下水库的水抽到上水库，将电能“存储”起来；到了用电高峰期，把上水库的水放下来发电。关于“超级充电宝”的说法正确的是(A)A．用电低谷期抽水，将电能转变为机械能B．用电高峰期发电，将电能转变为机械能C．我国抽水蓄能电站技术处于世界先进水平D．把下水库的水抽到上水库后，水的机械能不变7．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(B)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8．球竖直向上运动并落回地面的过程中，先后经过A、B两点。小球在这两点的动能和重力势能如图所示，下列说法正确的是(C)A．小球在A、B两点的动能相等 B．从A点到B点小球的机械能不变 C．小球在A点的速度比在B点小 D．小球在B点的离地高度比在A点高9．如图为冰壶赛场俯视图，在某次比赛中，运动员推着冰壶从A点运动6m到达B点时轻轻松手，随后冰壶沿冰道运动30m停在O点。若运动员对冰壶的水平推力为9N，冰壶运动中受到水平方向的阻力，大小恒定为1.5N。从A点到O点，冰壶沿直线运动中(C)A．推力对冰壶做功270JB．推力对冰壶做功324JC．冰壶克服阻力做功54JD．冰壶克服阻力做功45J10．在一水平地面上，小明沿水平方向推重400N的木箱做直线运动，木箱速度随时间变化的图像如图所示。已知在4～8s内木箱受到的推力恒为150N。下列说法正确的是(A)A．4～8s内，木箱受到的推力的功率是150WB．8～10s内，木箱受到的摩擦力大于150NC．4～8s内，木箱克服摩擦力做功是1200JD．4～8s内，木箱重力做功为1600J二、多项选择题(本大题共2小题，每小题4分，共8分。在每小题列出的四个备选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错得0分)11．关于功和功率，下列说法中正确的是(BD)A．力对物体做功越多，功率就越大B．力对物体做功越快，功率就越大C．做相同的功，用时越长的机械功率就越大D．在相同时间内，功率越大的机械做功就越多12．某次跳水比赛中，运动员站立在跳台上的A点，然后保持直立姿势从跳台上竖直向上弹跳后腾空，至最高点B处后自由下落，至C点落入水中。关于上述运动过程中运动员腾空后的机械能，下列分析正确的是(不计空气阻力)(BC)A．运动员在C点时，动能最大，重力势能最大 B．运动员从A点运动到C点的过程中，机械能守恒 C．运动员从A点运动到B点的过程中，动能逐渐减小 D．运动员从B点运动到C点的过程中，重力势能逐渐增大三、填空题(本大题共6小题，每空1分，共12分)13．某地的民谣说：“×××，老风口，大风小风天天有，小风刮歪树，大风飞石头。”这首民谣通俗地表达了风具有能量。为了实现中国2030年前“碳达峰”，该地的风力发电站可以将风能转化为电能，从而减少二氧化碳排放。14.如图所示的单摆，让小球从A点静止释放，小球从A点运动到B点的过程中，小球的重力做功，细线对小球的拉力不做功。(均选填“做功”或“不做功”)15.如图所示，一架飞机在一定的高度匀速直线飞行给小麦喷洒农药(不计空气阻力)，喷洒农药的过程中，飞机的动能减小，机械能减小。(均选填“增大”“减小”或“不变”)16．在“探究影响重力势能大小因素”的实验中，小明在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，目的是探究重力势能大小与高度的关系。如图所示，在纸上留下黑色圆斑A、B，圆斑B(选填“A”或“B”)是皮球从较高处下落形成的。17．如图，木板B置于水平地面上，物块A叠放于B上。水平拉力F1＝70N，水平拉力F2＝50N。B静止，A沿木板B以10cm/s的速度向右匀速滑动。则拉力F2的功率为5W，地面对木板B的摩擦力为20N。18.某电动玩具汽车重20N，在水平地面运动时，所受推力与速度的关系如图所示。该玩具汽车所提供的水平推力为300N时，匀速直线运动3s，水平推力做功540J；该玩具汽车在水平地面上以0.5m/s的速度匀速直线运动4s时，水平推力做功的功率为75W。四、作图题(本大题共1小题，共6分)19．(1)(3分)如图，小球在A点由静止开始释放，向右侧摆动。B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆动的右侧最高点。请在图中将小球机械能最大的位置涂黑。第19(1)题图)第19(2)题图)(2)(3分)小球从距地面一定高度的A点抛出时具有200J机械能，其中动能100J。小球经过B、C两点落到地面上D点，已知B为小球运动的最高点，A、C处于同一高度，不计空气阻力，请在坐标图中画出小球从A点抛出经过B、C两点，最终落到D点瞬间的过程中，小球动能大小随时间变化的大致图像。五、实验探究题(本大题共4小题，共25分)20．(5分)为了比较谁登楼做功快，甲、乙两同学分别记录自己两次从一楼跑到确定的楼层所用的时间，然后将有关的物理量也记录在下面的表格中(g取10N/kg)。学生实验序号学生的质量m/kg楼梯高度h/m登楼做的功W/J所用时间t/s甲150315005250315008乙354612454316205(1)第3次实验时乙同学做的功是3240J。(2)分析比较实验序号1和2，可以得出的初步结论：做相同的功，用时少(选填“多”或“少”)的做功快。(3)通过实验序号2与3比较甲、乙同学做功的快慢，则可以比较做功与所用时间的比值。(4)分析比较实验序号1和4，可以得出的初步结论：做功时间相同时，做功越多(选填“多”或“少”)的做功快。(5)实验后，甲同学为了较准确测量自己登楼的功率进行了多次实验并求平均值，主要目的是减小误差。21.(6分)(1)如图甲在“探究动能的大小跟哪些因素有关”的实验时，让质量不同的钢球从斜面同一高度由静止滚下，在水平面上推动木块滑行一段距离，通过比较木块滑行的距离可探究钢球(选填“钢球”或“木块”)动能的大小与质量的关系。(2)如图乙，在探究“弹性势能与什么因素有关”的实验时，通过比较木块移动的距离来衡量弹性势能的大小，用到的科学研究方法是转换法。(3)在探究“重力势能跟哪些因素有关”时，选用一块厚泡沫、三个相同的铁钉和三个金属块(m1＝m2＜m3)，做了a、b、c三次实验。先将铁钉插入泡沫相同的深度，再分别将三个金属块从空中静止释放后撞击铁钉，金属块释放时的位置和撞击后铁钉进入泡沫深度如图丙。比较a、b实验可得出重力势能大小与高度关系；图中铁块m2(选填“m1”“m2”或“m3”)的重力势能最大。22.(7分)在探究“弹性势能的大小跟哪些因素有关”时，小明提出了如下猜想：猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关；猜想三：弹性势能的大小与弹簧的长度有关；猜想四：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关。(1)为验证猜想一，他设计了如图所示的实验，实验时将同一弹簧压缩不同(选填“相同”或“不同”)的长度(弹簧被压缩后未超过其弹性限度)，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较木块被推动距离的远近，从而比较弹性势能的大小。(2)为验证猜想二，需选用长度和粗细相同、材料不同的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩相同(选填“相同”或“不同”)的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，对数据进行比较分析时，若木块被推动的距离不同，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。(3)为验证猜想三，需选用材料和粗细相同而长度不同的两根弹簧。(4)若水平面绝对光滑，本实验将不能(选填“能”或“不能”)达到探究目的。23．(7分)物理兴趣小组的小仙同学认为，车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：(1)小组成员分工合作，查询资料后了解到“十次车祸九次快”可猜想汽车的动能大小可能跟速度有关。上学时常发现路上的安全标语“安全驾驶莫超载”可猜想汽车的动能大小可能跟质量有关。(2)小组成员根据问题，设计了如图实验方案并收集信息。用金属球A模拟汽车，让金属球A从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面的物块B，将物块B撞出一段距离s。实验中通过观察物块B撞击后移动的距离来比较金属球A动能的大小，这种研究问题的方法是转换法。该实验物体的速度是指金属球A从斜槽上由静止滚下与物块B即将碰撞时的速度，它是通过高度(选填“质量”或“高度”)来改变的。(3)实验表明，金属球从高处滚下，高度h越高，金属球运动到水平面时的速度越大，物块B被撞得越远。若要研究物体动能的大小与质量的关系，则需要不同质量的小球，从斜槽相同(选填“不同”或“相同”)的高度由静止滚下。(4)实验结束后，甲、乙、丙、丁四位同学对实验进行了如下交流：甲：车祸的危害程度与汽车的动能大小无关。乙：在同样的道路上，交通管理部门会对不同车型设定不同的最高行驶速度。丙：若斜面光滑，小球从斜面上某一高度由静止滚到斜面底部的过程中，其机械能变大。丁：木块在水平面上最终会停下来，这是因为它受到了摩擦力的作用。以上四位同学的说法中正确的是B(选填字母代号)。A．四个都对B．乙、丁C．丙、丁D．乙、丙、丁六、综合应用题(本大题共2小题，共19分。解答时要求写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤，只写出最后答案，未写出主要计算过程的，不得分)24．(7分)近年来，房车自驾游渐渐成为旅游的新趋势。我国制造的某房车总质量为3×103kg，在一段平直公路上匀速行驶了30km，用时0.5h，受到的阻力为车重的0.1倍。(g取10N/kg)(1)求该房车匀速行驶时的牵引力；(2)求该房车牵引力的功率；(3)汽车在另一段平直公路上以恒定的功率80kW运动，全程v－t图像如图，求匀速直线运动阶段牵引力对汽车所做的功。解：(1)房车的重力：G＝mg＝3×103kg×10N/kg＝3×104N，该房车匀速行驶时牵引力大小：F＝f＝0.1G＝0.1×3×104N＝3×103N；(2)房车的速度：v＝eq\f(s,t)＝eq\f(30km,0.5h)＝eq\f(50,3)m/s；该房车牵引力的功率：P＝eq\f(W,t)＝eq\f(Fs,t)＝Fv＝3×103N×eq\f(50,3)m/s＝5×104W；(3)由P＝eq\f(W,t)得，匀速直线运动阶段，牵引力对汽车所做的功：W＝Pt＝80×103W×(32－12)s＝1.6×106J。25．(12分)小车是现在家庭出行或旅游的一种重要交通工具，下表是某家庭所用小车的部分参数，当该小车满载时以72kW的恒定功率从静止开始加速运动25s达到最大速度，接着匀速运动35s后，关闭发动机(失去牵引力)滑行15s停下来，小车整个运动过程中的v－t图像如图所示，g取10N/kg。(1)整个运动过程中，求发动机牵引力做的功；(2)求小车运动的最大速度。解：(1)由题意可知，整个运动过程中发动机的工作时间：t＝25s＋35s＝60