(1)通过观察比较____________________就可以反映小球动能的大小,这里用到的物理学研究问题的方法是__________(选填“放大”“控制变量”或“转换”)法.
(2)通过比较甲、乙,可初步验证______(填猜想序号)是正确的.
(3)通过比较__________两次实验,可初步验证猜想A是正确的.
(4)实验表明:
质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越________;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越________.
五、计算题
21.(教材素材改编题)某建筑工地上一台升降机,其箱体连同货物总重1.2t,在10s内将货物由2层升到5层.若每层楼高3m,求:
(1)升降机克服箱体和货物重力做功为多少?
(2)升降机电动机的功率至少为多大?
22.(2017铜仁模拟)某校校车与学生的总质量为8000kg,车轮与地面的接触总面积为0.25m2.该校车在某段平直公路上匀速行驶9km,用时15min.(g取10N/kg)求:
(1)校车行驶的速度;
(2)校车对水平地面的压强;
(3)若发动机的功率为60kW,求发动机的牵引力.
23.(2017益阳)跳伞是一项极具挑战的运动,现在越来越受到人们的喜爱.在某次跳伞训练过程中,一个体重为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下,经过15s下落210m后,开始做匀速直线运动直至落地,整个过程用时30s,其速度与时间的关系如图所示.求在这个过程中:
(1)运动员下落的平均速度;
(2)重力做的功;
(3)匀速下降时重力做功的功率.
第23题图
答案
1.B 2.B
3.D 【解析】妈妈克服重力做的功W1=G1h1,小明克服自身重力做功W2=G2h2,又由于G1∶G2=2∶1,h1∶h2=1∶1,所以W1∶W2=2∶1,A、B错误;妈妈克服自身重力做功的功率P1=G1v1,小明克服自身重力做功P2=G2v2,由于v1∶v2=
∶
=
×
=
×
=
,故
=
=
×
=
,C错误、D正确.故选D.
4.D 【解析】惯性大小跟物体质量有关,小球下落时,质量不变,惯性大小不变,A错误;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,B错误;已知BC=CD,根据W=Gh可以知道,重力一定,通过的距离相同,所以重力做的功相同,C错误;根据题意可以知道,小球在BC段的平均速度小于在CD段的平均速度,BC和CD的距离相等,所以在CD段所用的时间小于在BC段所用时间,根据P=
可以知道,重力做功相同的情况下,CD段的时间短,所以CD段做功的功率大,故D正确.故选D.
5.B 【解析】足球在草坪上沿水平方向向前滚动,可以判断足球只是在水平方向上运动,在竖直方向上移动的距离为0,所以重力对足球做的功为0,A错误.重力方向是竖直向下的,且物体在重力的作用下下落了一段距离,所以重力对石块做了功,B正确;运动员给杠铃一个力,但杠铃在空中停留,没有通过距离,所以他对杠铃没有做功,C错误;推出去的铅球在空中运动过程中受到竖直向下的重力作用,不再受到推力作用,所以推力没有对铅球做功,故D错误.故选B.
6.C
7.D 【解析】物体沿斜面下滑的过程中,速度不变,所以物体的动能保持不变,沿斜面下滑,所以重力势能减小,总的机械能减小,但能量守恒,所以一部分机械能克服摩擦力做功,转化为内能,A、B、C正确,不符合题意,D错误,符合题意.故选D.
8.D 【解析】起跑阶段,速度增加,动能增大,势能不变,所以机械能增大,A错误;起跳时,具有一定的速度,动能不为零,所以机械能不为零,B错误;经过最高点时,速度最小,动能最小,C错误;经过最高点时,高度最大,所以重力势能最大,D正确.故选D.
9.B 【解析】当t=3s时,甲的路程s甲=90m,乙的路程为s乙=90m-60m=30m,D错误;甲的速度为v甲=
=
=30m/s,乙的速度为v乙=
=
=10m/s,A错误;完全相同的两辆车在相同路面上匀速直线运动时,所受的阻力与牵引力是平衡力,由于阻力相同,故两车的牵引力相同,即F甲=F乙,C错误;0~3m,甲车的路程为90m,乙车的路程为30m,根据W=Fs可知,两车牵引力做功W甲>W乙,B正确.故选B.
10.C 【解析】在0~20s内汽车运动的距离s=150m+20m/s×10s=350m,所以0~20s内汽车的平均速度v=
=
=17.5m/s,A错误;汽车在0~10s内做加速运动,说明汽车的牵引力大于汽车所受的阻力,B错误;10~20s内汽车做匀速运动,则汽车所受牵引力大小等于阻力,即F=2000N,所以10~20s内汽车做的功W=Fs=Fvt=2000N×20m/s×10s=4×105J,C正确;10~20s内汽车牵引力的功率P=
=
=4×104W,D错误.故选C.
11.变小 内
12.可 不做功
13.大于 0 【解析】由题图可知,A点的高度小于B点的高度,足球的质量不变,因此A点重力势能小于B点的重力势能,在不计空气阻力的情况下,机械能守恒,所以A点的动能大于B点的动能;足球由于重力下降,并未在脚的作用下移动距离,因此脚对足球做的功为0J.
14.6×104 4×103 【解析】起重机对石头做的功:
W=Gh=6×104N×1m=6×104J;起重机提升大石头的功率:
P=
=
=4×103W.
15.2100 6×108
16.20 0 10 【解析】木箱做匀速运动,推力等于摩擦力,f=F=20N;木箱在水平方向上运动,在重力方向上没有移动距离,重力做功为0;推力做功:
W=Fs=20N×5m=100J;推力做功功率:
P=
=
=10W.
17.等于 2∶1
18.答:
机械能(或动能)转化为内能
19.答:
(1)排球下落与地板的每次碰撞及排球的上升过程中,能量始终守恒.虽然排球与空气摩擦、与地板碰撞过程中有部分机械能转化成内能并转移出去,但这些能量的总和仍然保持不变.
(2)排球接触地面后,受到重力和地面的弹力,弹力小于重力,排球的重力势能转化成动能和弹性势能.
到B点时,排球的重力等于受到地面的弹力,动能达到最大
从B点到形变最大,弹力大于重力,重力势能和动能全部转化成弹性势能.
20.
(1)木块被撞后移动的距离 转换
(2)B (3)甲、丙 (4)大 大
21.解:
(1)重力做功W=mgh=1.2×103kg×10N/kg×9m=1.08×105J
(2)升降机的最小功率P=
=
=1.08×104W
22.解:
(1)校车行驶路程s=9km=9000m,行驶时间t=15min=15×60s=900s,行驶速度:
v=
=
=10m/s
(2)水平地面受到的压力:
F=G=mg=8000kg×10N/kg=8×104N,校车对地面压强:
p=
=
=3.2×105Pa
(3)由P=
可得,发动机做的功:
W=Pt=60×103W×15×60s=5.4×107J,由W=Fs可得,发动机的牵引力:
F=
=
=6000N
23.解:
(1)后15s内运动的距离s2=v2t2=6m/s×15s=90m
30s内的路程:
s=s1+s2=210m+90m=300m
运动员下落的平均速度为v=
=
=10m/s
(2)重力做的功W=Gh=500N×300m=1.5×105J
(3)匀速下降时F=G=500N
重力做功的功率:
P=Fv=Gv=500N×6m/s=3000W或P=
=
=
=3000W
答案
1.B 【解析】因为两灯并联,并且并联电路中各支路互不影响,当一盏灯突然熄灭,另一盏灯仍正常发光,且电压表和电流表示数均不变,说明电流表所在的支路完好,另一支路发生断路,故应是L1断路.故选B.
2.C 【解析】如果是插头短路,将其插入插座时,空气开关会立刻跳闸,A错误;灯丝断路和灯头内断路不会造成空气开关跳闸,B、D错误;灯头内短路,电流不经过灯丝就构成回路,造成空气开关跳闸,C正确.故选C.
3.A 【解析】两灯泡不亮,L2两端无电压,说明故障是断路而不是短路,测量L1两端时,电压等于电源电压,说明此时电压表在电路中形成通路,故除L1以外的地方不存在断路,故L1为断路,A正确.故选A.
4.C 【解析】若滑动变阻器断路,两灯泡均不亮,A错误;若滑动变阻器短路,调节变阻器滑片P,两个灯泡的亮度均不变,B错误;若灯泡L2短路,灯泡L1亮,L2不亮,调节变阻器滑片P,L1变亮,L2始终不亮,C正确;若灯泡L2断路,两灯泡均不亮,D错误.故选C.
5.D 【解析】若电压表
短路,则其他用电器也被短路,电表都没示数,A错误;若电流表断路,
被断开没有示数,
有示数,B错误;若滑动变阻器短路,则三个电表都有明显的偏转,C错误;若灯泡L短路,
被短路没示数,电路中的电流增大,
和
有明显的偏转,D正确.故选D.
6.B 【解析】引起家庭电路的空气开关跳闸的原因有两种:
一是短路;二是过载,即电路消耗的电功率过大.
(1)开关的两个线头相碰,即开关处于闭合状态,此时与开关串联的用电器工作,空气开关不会跳闸;
(2)插头的两个线头分别连接火线和零线,相碰后会发生短路,导致空气开关跳闸;(3)电路中增加了大功率的用电器,易造成过载,引起空气开关跳闸;(4)户外输电线绝缘皮损坏,容易造成触电事故,不会造成空气开关跳闸.
(2)和(3)符合题意,故选B.
7.C 【解析】把电流表接在A、B两点时,由于电流表的内阻很小,相当于L1被短路,但两灯仍不亮,说明L2一定发生故障;把电流表接在B、C两点时,相当于L2被短路,只能是L1发光,因此电路故障是L2断路.故选C.
8.B 【解析】闭合开关S,灯泡L1、L2均不发光,且电流表和电压表指针均指在零刻度线,说明电路一定发生了断路;当把灯泡L1、L2位置对调,灯泡L1、L2仍不发光,电流表指针不动,但电压表指针明显偏转,说明电压表测电源电压,即与电压表并联的灯泡L2发生了断路,即电路故障是灯泡L2的灯丝断了.故选B.
9.C 【解析】分析电路图可知,电阻R1,R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压.若R1短路则电压表被短路,此时电压表无示数,A错误;若R1断路则电压表串联入电路,电压表示数等于电源电压,所以它的示数变大,但是因为电压表的电阻很大,此时电流表的示数变小,B错误;若R2短路则电路中的总电阻减小,电流表示数变大,电压表测电源电压,C正确;若R2断路,则电路不通,两个电表都没有示数,D错误.故选C.
10.B 【解析】由题图可知,定值电阻R与灯泡L串联接入电路,电流表测电路电流,电压表测灯L两端电压.若灯L断路,电流表无示数,灯泡不亮,A错误;若灯L短路,电压表无示数,电流表有示数,B正确;若电阻R断路,电路断路,电压表和电流表均无示数,灯泡不亮,C错误;若电阻R短路,电压表测电源的电压有示数,电路通路,电流表有示数,灯泡发光,D错误.故选B.
11.C
12.B 【解析】将导线K的a端移至接线柱A时,滑动变阻器可以改变用电器两端的电压,但电压表测电源的电压且示数不变,不能进行实验探究,故A不可行;将导线M的c端移至接线柱B时,电压表测用电器两端的电压,通过移动滑片可以改变用电器两端的电压,可以进行实验探究,故B可行;将导线M的c端移至接线柱D时,滑动变阻器被短路,不能改变用电器两端的电压,无法进行实验探究,故C不可行;将导线L的b端移至接线柱D时,滑动变阻器被短路,不能改变用电器两端的电压,无法进行实验探究,故D不可行.故选B.
13.短路 6 【解析】由图可知,灯泡L与电阻串联,电压表测量L两端的电压,闭合开关后,灯泡不发光,电压表无示数,因此是L发生了短路;断开开关后,相当于将电压表与电阻串联,灯泡仍不发光,电压表示数为6V,并且等于电源电压,所以电源电压等于6V.
14.灯L短路 灯L短路 108 【解析】闭合开关S,灯L发光一段时间后突然熄灭,若只有一只电表示数变大,则故障原因可能是灯L短路;将变阻器换成电动机,若电动机能正常工作,则可判断为灯泡L短路;1min消耗的电能为W=UIt=6V×0.3A×60s=108J.
15.零线断路 插座短路 【解析】插座的左右两孔都能使测电笔的氖管发光,表明左右两孔都与火线连通,故障原因是零线断路;保险丝熔断,说明短路,可能是手机充电器的插头插入后,插座短路.
16.
(1)小灯泡断路
(2)有 无 (3)电流表发生短路 (4)小灯泡短路
17.
(1)如答图所示
(2)①连接电路时没断开开关 ②滑动变阻器没调到最大阻值 (3)C (4)灯丝电阻与温度有关
第17题答图
【解析】
(1)根据题意知灯泡的额定电压是3.8V,额定功率是1.5W,则灯泡的额定电流I=
=
≈0.39A,则电流表选择0~0.6A量程,电流表、灯泡、滑动变阻器、开关串联接入电路,滑动变阻器接一上一下两个接线柱,电路图如答图所示;
(2)为保护电路,连接实物图时应:
①断开开关,②滑动变阻器的滑片要调到使连入电路的电阻为最大的位置.甲组同学连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭,说明连完最后一根线,电路立即接通且电路电流较大,电路阻值太小,原因是:
①连接电路时没断开开关;②滑动变阻器没调到最大阻值;(3)乙组同学闭合开关后,电流表有示数,说明电路是通路,灯泡没坏,也不是断路,可能是连入电阻太大,电路中电流太小所致,下一步操作:
移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,即应进行C项操作;(4)随着时间的增长小灯泡发热,电阻增大,则灯丝电阻与温度有关.