资源描述
功和机械能一、单选题1.如图所示，是演示动能和势能转化的实验装置。小球从轨道上的A点滚落下来，在圆形轨道上运动了一周，最后经过D点被抛出去，在整个过程中，小球的动能最大的位置是（）A.A点B.B点C.C点D.D点2.体积相同的铜、铁、铝三各小球，从同一高度的斜面滚下，在水平地面上撞击同一地点上放的同一木块，木块被撞击最远的是 （）A.滚下的铜球B.滚下的铁球C.滚下的铝球D.三球撞击得一样远3.如图所示中的三种情形里，作用力均为F ， 且在力F作用下沿力的方向移动了相同的距离。设力F所做的功分别为W1、W2、W3 ， 则 （）A.W1 W2 W3B.W2 W1 W3C.W1=W2=W3D.W3 W2 W14.下列事例中，由弹性势能转化为动能的是（）A.风吹动树叶B.拉弯的弓把箭射出C.汽车在盘山公路匀速前进D.秋千从高处向低处摆动5.如图所示，是某跳水运动员正在进行训练的情景，从起跳至落到水面的过程中，运动员的动能与重力势能变化的情况是（）A.动能一直减小，重力势能一直增大B.动能一直增大，重力势能一直减小C.动能先增大后减小，重力势能先减小后增大D.动能先减小后增大，重力势能先增大后减小6.盘山公路修成环绕山坡的盘山路线，车辆向上行驶可以（ ） A.缩短上山时间B.减小重力C.减小所必需的牵引力D.以上均不正确7.如图所示，“套圈”出手后，从a点到c点的过程中(不计空气阻力)，下列说法正确的是（）A.“套圈”由a到b过程中，动能逐渐增大B.“套圈”在b点的机械能等于a点的机械能C.“套圈”由b到c过程中，机械能逐渐变小D.“套圈”在最高点b动能为零8. ( 2分 ) 如图所示，是探究“动能的大小与什么因素有关？”实验的示意图.小球从a处滚下，在c处与小木块碰撞，并与小木块共同运动到d处停下.下面的一些判断正确的（ ）A. 从a到b，小球的势能不变，动能增大B. 从b到c，小球的势能增大，动能增大C.到达c处，小球的势能最小，动能最大D.到达d处，小球的动能为零，小木块的动能最大二、多选题9. 关于能量及能量之间的转化，下列说法正确的是（ ） A.火山具有内能，冰山不具有内能B.火箭在加速上升时，机械能增大C.拦河大坝使水位升高，增加了水的重力势能D.坠落的陨石在空中划过一道亮光时，内能转化为机械能10.如图所示，一名运动员投掷铅球的过程示意图铅球在b点离手，c点是铅球运动的最高点，不计空气阻力下列说法正确的是（ ） A. 只有在a到b的过程中，运动员对铅球做了功B. 在b到d的过程中，铅球的机械能先增加后减少C.在c到d的过程中，铅球的重力势能减少D.在a到d的过程中，铅球的运动状态在不断的变化11.一个小球从A点由静止开始下落，速度越来越大，相继经过B、C两点，如图所示若A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离，则下列说法中正确的是（ ）A.小球在下落过程中动能不变B.小球在C点的重力势能小于在B点的重力势能C.小球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功D.小球所受的重力在AB段做功的功率等于在BC段做功的功率12.关于能下列说法正确的是（ ）A.只有做功的物体才具有能量B.运动的物体具有的能叫做动能C.物体能够对外做功，表示它具有能D.质量大的物体，具有的动能一定大13. ( 3分 ) 下列生活实例中，力对物体做功的有（ ） A.小车在推力的作用下向前运动了一段距离B.用尽全力搬石头，搬而未起C.提着滑板在水平路面上前行D.物体在绳子拉力的作用下升高三、填空题14.木块在大小为20N的水平拉力作用下，10s内在水平面上沿拉力方向匀速前进2m，则拉力做的功为_J，功率为_W；若木块重50N，在此过程中重力对木块做功为_J 15.如图所示，粗糙斜面高度为h，长为S，用沿斜面向上的力把重为G的物体由斜面底端匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力的大小为F，则拉力做功为_，机械效率大小为_，物体在运动的过程中受到的摩擦力大小为_。（用题目中已知量的符号表示）16.质量为54kg的中学生提着一捆质量为6kg的书，从一楼提到4m高的二楼，则他对书做功为_J，他做功的效率为_（g取10N/kg） 17.如图1所示，摆球在摆动过程中所能到达的最高点逐渐降低，最终停在了O点；如图2所示，小朋友从滑梯上匀速滑下两个情景中，运动中的小球和小朋友的机械能会_（选填“增大”、“减小”或“保持不变”），共同涉及到的能量转化情况为_.18.汽车上坡时往往要换低档减速，这是为了_人骑自行车上坡前往往要加速骑行，这是为了_；山上的公路往往修成盘山S状，这是为了_ 19.用100N的水平推力，使重500N的物体沿水平地断移动20m地面支持力对物体所做的功为_，推力对物体做的功为_J四、实验探究题20.物理兴趣小组的同学为了探究物体动能、重力势能的大小与哪些因素有关，做了如下实验：（1）如图甲所示，实验中是通过木块被推动距离的大小，说明钢球对木块_的多少，从而判断钢球动能的大小，下列实验中所用的研究方法与此相同的是_（选填序号）A根据温度计中液柱上升的高度来反映物体温度的高低B研究电流与电阻关系时控制电压不变C利用弹簧形变的程度来反映力的大小D利用电流表指针偏转的幅度大小来表示用所测量电流的大小 （2）换用质量不同的钢球，让它们从同一高度沿着斜面自由滚下，这是控制了_相同，通过本实验，你得出的结论是_ （3）探究影响重力势能大小的因素时，该小组分别用 A、B、C 三个物块从一定高度下落后打在三个相同的桩上，得到了如图乙所示的情景，根据 的现象可知_物块的重力势能最大，若 m A =m B m C ，A、C 两物块下落高度相等，请在图乙中虚线框内画出 B 物块的大致位置 _ 五、综合题21.电动自行车已成为大众化的一种交通工具，在使用时人们经常遇到的问题是：一次充满电后行驶不能达到说明书的里程数。为探明原因，小明用家里的电动自行车进行了测试。他骑车在平直的路面上由静止开始运动，获得如图所示的速度和牵引力随时间变化的关系图象。（1）由图可知电动自行车712s它受到的摩擦力是_N匀速行驶100m克服摩擦力做功是_J。 （2）小明又在不同负重情况下沿同一路面进行了测试，得到了一次充满电的最大行驶里程如表，由此可以看出负重与最大行驶里程关系是_。你认为产生这种现象的原因是_。（3）测试过程中，小明还发现随着刹车、启动的次数增加，其能量在变化，通过分析可知_ A.电能利用效率增大，里程增大B.电能利用效率降低，里程增大C.电能利用效率增大，里程减小D.电能利用效率降低，里程减小（4）除了以上的两个原因外，你认为还有哪些因素会影响电动自行车充满电后的最大行驶里程。_。（写出一条） 22.如图所示，物体G所受到的重力大小为40N。（1）在拉力F1的作用下使物体沿竖直方向匀速提高0.5m，求拉力F1在这一过程中对物体所做的功；（2）若将该物体放在倾角为30的光滑斜面上，用平行于斜面的拉力F2使物体沿斜面匀速向上移动1m，此时拉力F2的大小恰为20N，求拉力F2在这一过程中对物体所做的功；（3）比较上述两种情况，你能得出什么结论？ 23. 一辆小汽车在平直公路做匀速直线运动，所受阻力大小为3103N，该车以20m/s的速度前进了1000m问： （1）该辆汽车运行时间是多少？ （2）该辆汽车的牵引力做了多少功？ （3）该辆汽车的牵引力做功功率是多少？ 答案部分一、单选题1.【答案】 B 【解析】【解答】解：从A点到B点，其质量不变，高度下降最大，即重力势能减小的最多，减小的重力势能转化成了动能，即在B点的动能最大，即速度最大；故选B【分析】动能的大小与物体的质量和速度有关，而重力势能的大小与物体的质量和高度有关，该题主要是利用动能和势能的互相转化分析即可判断2.【答案】 A 【解析】【分析】在从斜面滚下的球撞击木块过程中，是球的势能转化为木块的动能，所以势能最大的球撞击的木块最远，而势能的大小与物体的质量和所处的高度有关体积相同的铜、铁、铝三各小球，由于铜的密度最大，所以铜球的质量最大，因为球是从同一高度的斜面滚下，所以高度相同；因此铜球的势能最大，能够把木块撞击的最远；故选A【点评】解决此类题目要结合能量的转化和影响势能大小的因素3.【答案】 C 【解析】【分析】在垂直方向上、光滑斜面上和粗糙水平面上，拉力大小相同，移动距离相同，根据公式W=FS可知，三种情况下做功相同故选C4.【答案】 B 【解析】【分析】弹性势能转化为动能的特点是物体的弹性形变减小，弹性势能减小；速度增加，动能增加【解答】A、风吹动树叶的过程中，风的机械能转化为树叶的动能，不符合题意；B、拉弯的弓把箭射出的过程中，弓的形变变小，“箭”的速度增加，弓的弹性势能转化为“箭”的动能，符合题意；C、汽车在盘山公路匀速前进，是将燃料燃烧产生的内能转化为机械能，不符合题意；D、秋千由低处摆向高处是动能转化为重力势能，不符合题意故选B【点评】本题主要考查学生对：动能和势能相互转化的特点的理解和掌握，是中招的热点5.【答案】 D 【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，动能越大判断运动员的动能大小变化，主要从速度的变化进行判断（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，重力势能越大判断重力势能的变化，主要从高度的变化进行判断【解答】跳水运动员正在进行训练的情景，从起跳至落到水面的过程中，运动员的质量不变，高度先增大后减小，重力势能先增大后减小运动员的速度先减小到零，后逐渐增大，所以动能先减小到零，后增大故选D6.【答案】C 【解析】【解答】解：A、盘山公路修成斜面，车行驶的路程变长，在速度不变时，增加了上山时间； B、车辆的重力只与质量有关，车辆的质量不变，重力不变；C、使用斜面可以省力，减小了车辆上山时所需要的牵引力；故C正确故选C【分析】车经过盘山路向高处运动时，我们可以从斜面模型上分析使用斜面可以省力，斜面越平缓，越省力，但同时越费距离7.【答案】 B 【解析】【分析】：“套圈”由a到b过程中，“套圈”所处的高度增加，但它的速度减小，所以它的重力势能增加，动能减小；“套圈”由b到c过程中，“套圈”所处的高度降低，但它的速度变大，所以它的重力势能减少，动能增加故A、D不符合题意因为在整个过程中不计空气阻力，所以“套圈”在任何一点的机械能守恒，故C不符合题意故选B【点评】物体在自由上升和下落的过程中能量的转化是有规律可循的：上升：动能转化为重力势能；下降：重力势能转化为动能8.【答案】C 【解析】【解答】A、由图示可知， 从a到b，小球的高度减小，重力势能变小，动能变大，A不符合题意； B、从b到c，小球的高度减小，势能变小，动能增大，B不符合题意；C、c处位于最低点，具有最小的重力势能，动能最大，C符合题意；D、到达d处，小球和小木块都处于静止状态，动能都为零，D不符合题意；故答案为：C。【分析】本题考查学生对探究“动能的大小与什么因素有关”这一实验的掌握情况。动能：物体由于运动而具有的能叫动能。运动物体的速度越大，质量越大，动能就越大。二、多选题9.【答案】 B,C 【解析】【解答】解：A、一切物体都有内能，火山具有内能，冰山同样具有内能，A不符合题意；B、火箭在加速上升时，速度增大，动能增大，高度增大，重力势能增大，所以机械能增大，B符合题意；C、拦河大坝使水位升高，在质量不变化的情况下，增加了水的重力势能，C符合题意；D、坠落的陨石在空中与空气摩擦，将机械能转化为内能，D不符合题意故答案为：BC【分析】本题考查了学生对能量形式特点和影响因素的理解；一切物体在任何情况下都具有内能，理解动能和重力势能的影响因素是解题的关键.10.【答案】 ACD 【解析】【解答】解：A、在a到b的过程中，运动员对铅球有一个推力的作用且铅球在推力作用下移动了一段距离，所以在这个阶段，运动员对铅球做了功；铅球离开手，由于惯性继续运动，所以手就不做功了，故A正确； B、在b到d的过程中，由于不计空气阻力，所以铅球的机械能不变，故B错误；C、在c到d的过程中，铅球的质量不变，高度减小，故重力势能减小，故C正确；D、在a到d的过程中，铅球的运动方向和运动快慢都发生了改变，所以运动状态是在不断变化的，故D正确；故选ACD【分析】（1）此题要依据做功的两个条件（一是物体要受力的作用，二是物体要在力的方向上通过一定的距离），看在不同阶段是否具备这两个条件，若具备就做功，否则不做功；（2）影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度，其中动能和势能统称为机械能（3）运动状态改变包括运动快慢的改变和运动方向的改变11.【答案】BC 【解析】【解答】解： A、小球从A点由静止开始下落，质量不变，速度越来越大，动能不断变大故A错误；B、小球的质量不变，C点的高度小于在B点的高度，故小球在C点的重力势能小于在B点的重力势能故B正确；C、已知AB和BC的距离相等，根据W=Gh可知，重力一定，通过的距离相同，所以重力做的功相同故C正确；D、由题意知，小球在AB段的平均速度小于在BC段的平均速度，AB和BC的距离相等，所以在BC段所用的时间小于在AB段所用时间，根据P= 可知，重力做功相同的情况下，BC段的时间短，所以BC段做功的功率大，故D错误故选：BC【分析】（1）影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度；（2）影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度；（3）根据W=Gh判断出做功的多少；（4）根据P= 判断出功率的大小12.【答案】 B,C 【解析】【解答】A.物体具有能量，但不一定做功，如举在高处静止的物体具有重力势能，但没有做功，所以A不正确，不符合题意；B.动能是因为物体运动而具有的能量，所以B正确，符合题意；C.一个物体能够做功，我们说这个物体具有能量，所以C正确，符合题意；D.物体动能大小与物体的质量和速度有关，物体的质量越大，速度越大，具有的动能也就越大；质量大的物体，如果速度很小，它具有的动能不一定很大，所以D不正确，不符合题意故选BC【分析】(1)一个物体能够对另一个物体做功，这个物体就具有能量，能够做功指的是这个物体具有做功的能力(2)动能是由于物体的运动而具有的，运动物体的动能大小与物体的质量和速度有关，物体的质量越大，速度越大，它具有的动能也就越大13.【答案】 A,D 【解析】【解答】A.小车在推力的作用下向前运动了一段距离，有力作用在小车上，小车在力的方向上通过了距离，符合题意；B.搬而未起，有力作用在物体上，但没有移动距离，所以不做功，不符合题意；C.提着滑板在水平路上前行，人给滑板一个向上的力，滑板向上没有移动距离，人对滑板没有做功，不符合题意；D.物体在绳子拉力下升高，人对物体施加了力，物体在力的作用下移动了距离，所以人对物体做功，符合题意；故答案为：AD。【分析】做功的条件是物体受力并且在力的方向上移动距离。三、填空题14.【答案】40；4；0 【解析】【解答】解：（1）拉力做功：W=Fs=20N2m=40J；（2）拉力做功的功率：P= = =4W；（3）木块在水平方向上运动，在重力方向上没有移动距离，所以重力做功为0J 故答案为：40；4；0【分析】（1）已知水平拉力、木块在拉力的方向上前进的距离，利用W=FS求拉力做的功；（2）又知道做功用的时间，再利用公式P= 计算出拉力的做功功率；（3）做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离，据此分析重力做功15.【答案】FS；【解析】【解答】（1）拉力做功为总功，即W=FS；（2）机械效率为 ；（3）克服摩擦力做的功为额外功，W额=W总-W有=W-Gh；又因为W额=fS，故摩擦力为 ；故答案为：（1）FS ； （2） ；（3） .【分析】（1）理解功的定义，结合W=FS进行分析；（2）本题考查了斜面机械效率的理解，理解斜面的 有用功、总功是解题的关键；（3）解答本题，要理解额外功的含义，W额=W总-W有=W-Gh，又因为W额=fS，可以计算出摩擦力.16.【答案】 240；10% 【解析】【解答】解：（1）他对书做的功： W有=G书h=m书gh=6kg10N/kg4m=240J；（2）该中学生做的总功：W总=Gh=（m书+m人）gh=（6kg+54kg）10N/kg4m=2400J；他做功的效率：= 100%= 100%=10%故答案为：240；10%【分析】（1）已知书的质量和上升的高度，根据G=mg求出重力，根据W=Gh求出他对书做的功即为有用功；（2）总功是指中学生克服自身重力和书的重力所做的功，根据W=Gh求出总功，再根据效率公式求出他做功的效率17.【答案】 减小；机械能转化为内能【解析】【解答】两个情景中，运动中的小球和小朋友的机械能会减少，因为在运动过程中他们都要克服摩擦做功，机械能转化为内能。故答案为：减小；机械能转化为内能。【分析】做功可以改变物体的内能，对物体做功，物体的内能增加，物体对外做功，物体的内能减少克服摩擦做功，机械能转化为内能。18.【答案】增大牵引力；增大动能；省力 【解析】【解答】解：由公式P=Fv得到F=，汽车功率一定，速度减小，所以牵引力增大；在人和自行车的质量一定时，速度越大，动能越大；斜面的好处是可以省力故答案为：增大牵引力；增大动能；省力【分析】汽车上坡时，发动机的动力既要克服摩擦阻力，更要克服物重，发动机的功率是一定的，汽车速度改变引起牵引力的改变；人骑自行车上坡是，双脚施加的动力既要克服摩擦阻力，又要克服重力；山上的公路修成盘山S状，实际是斜面的变形19.【答案】 0J；2000【解析】【解答】解：（1）地面对物体的支持力是竖直向上的，物体在支持力的方向上没有移动距离，所以支持力不做功，为0J；（2）推力对物体做的功：W=Fs=100N20m=2000J故答案为：0J；2000【分析】解此题要紧扣做功的必要条件：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过一段距离；判断出重力和支持力是否做功，然后根据公式计算推力对物体做的功四、实验探究题20.【答案】（1）做功；ACD（2）钢球到达水平面的速度；当速度一定时，物体的质量越大，动能越大；木桩陷入沙坑深度不同（3）B；【解析】【解答】解：(1)实验中是通过木块被推动距离的大小，说明钢球对木块做功的多少，从而判断钢球动能的大小，这种方法是转换法；A. 根据温度计中液柱上升的高度来反映物体温度的高低运用的是转换法；B. 研究电流与电阻关系时控制电压不变运用的是控制变量法；C. 利用弹簧形变的程度来反映力的大小运用的是转换法；D. 利用电流表指针偏转的幅度大小来表示用所测量电流的大小运用的是转换法；(2)换用质量不同的钢球，沿斜面同一高度自由滚下，这是控制了钢球到达水平面的速度相同，改变的是质量，研究动能与质量的关系；当速度一定时，物体的质量越大，动能越大；(3)如图乙探究影响重力势能大小的因素，木桩陷入沙坑深度不同的现象可知B物块的重力势能最大,物块陷入沙坑的深度最大；若mAmB ， B物块重力势能大，则B物块的位置比A物块的位置高，其粗略位置如下图所示：故答案为：（1）做功；ACD；（2）钢球到达水平面的速度；当速度一定时，物体的质量越大，动能越大；木桩陷入沙坑深度不同；（3）B；。【分析】（1）转换法：对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量； （2）物体在同一高度沿着斜面自由滚下，滚到水平面时具有相同的速度；运用控制变量法分析得出结论；（3）木桩陷入沙坑深度越深，说明物块具有的重力势能越大。五、综合题21.【答案】（1）35；3500（2）电动自行车负重越大、最大行驶里程越小；电动自行车负重越大，摩擦力越大（3）D（4）路面的粗糙程度 【解析】【解答】（1）由牵引力时间图象图2可知，在712s牵引力大小F=35N；由图1可知在712s匀速运动，牵引力与摩擦是一对平衡力，所以摩擦力f=F=35N，电动自行车匀速行驶100m克服摩擦力做功为：；（2）由表中数据得出电动自行车负重越大、最大行驶里程越小；根据影响摩擦力的因素知，电动自行车负重越大，对地面的压力越大，所以摩擦力越大，牵引力就越大，故耗电多，行驶的距离小；（3）频繁的刹车时，克服摩擦做功，会将电能转化来的机械能又转化为内能散失掉，降低了电能利用率，行驶里程将减少，故答案为：D；（4）走比较光滑的水泥路或沥青路，摩擦阻力小，行驶的里程大；若走坑坑洼洼的路，摩擦阻力大，行驶的里程小。即路面的粗糙程度会影响摩擦力大小，从而影响电动自行车充满电后的最大行驶里程。【分析】本题以电动车为载体，考查了学生利用所学知识分析解决实际问题的能力，观察速度-时间图象，电动自行车在07s速度越来越快，712s，速度不再变化；观察牵引力-时间图象，在712s牵引力大小不变，由于电动车匀速运动，牵引力等于摩擦力，求出摩擦力的大小，利用W=fS求电动自行车匀速行驶100m克服摩擦力做功；由表中数据得出最大行驶里程与负重大小的关系；摩擦力大小与压力和接触面的粗糙程度有关，压力越大、接触面越粗糙，摩擦力越大.22.【答案】（1）20J（2）20J（3）使用斜面可以省力，但使用斜面不能省功 【解析】【解答】物体沿竖直方向匀速运动时，F1=G=40N，拉力做的功W1=F1h=40N0.5m=20J；拉力F2对物体所做的功W2=F2S=20N1m=20J；比较上述两种情况下的力、距离、功的大小，可以知道使用斜面省力不省功。【分析】（1）物体沿竖直方向匀速运动时，F1=G=40N，然后利用公式W=FS计算F1做的功；（2）求拉力F2对物体所做的功时，注意物体沿力的方向移动的距离是1m；（3）比较上述两种情况下的力、距离、功的大小，可以知道使用斜面省力不省功。23.【答案】 （1）解：由v= 可得，该辆汽车运行时间： t= = =50s（2）解：因小汽车在平直公路做匀速直线运动时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力， 所以，牵引力F=f=3103N，该辆汽车的牵引力做的功：W=Fs=3103N1000m=3106J（3）解：该辆汽车的牵引力做功的功率： P= = =6104W【解析】【分析】（1）知道汽车行驶的速度和时间，根据v= 求出运行的时间；（2）小汽车在平直公路做匀速直线运动时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据W=Fs求出该辆汽车的牵引力做的功；（3）根据P= 求出该辆汽车的牵引力做功的功率
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