7.[2017·荆门]一辆汽车在平直的公路上做直线运动,其v-t图像如图13-15所示,汽车在第10s时已行驶了150m,速度达到了20m/s,随后匀速前进。
若汽车在行驶过程中所受阻力大小始终为2000N,则以下说法正确的是（ ）
图13-15
A.在0~20s内汽车的平均速度为15m/s
B.在0~10s内汽车的牵引力大小恒为2000N
C.在10~20s内汽车牵引力做的功为4×105J
D.在10~20s内汽车牵引力做功的功率为4×105W
8.[2017·德阳]一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动,物体运动的s-t图像如图13-16所示,根据图像,下列判断正确的是（ ）
图13-16
A.物体在10s时的速度大于4s时的速度
B.0~6s拉力对物体所做的功大于6~12s拉力对物体所做的功
C.0~6s拉力对物体做功的功率小于6~12s拉力对物体做功的功率
D.0~6s物体所受的拉力大于6~12s物体所受的拉力
9.如图13-17甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和v-t图像分别如图乙、丙所示,下列说法正确的是（ ）
图13-17
A.当t=2s时,物体处于静止状态,摩擦力是0
B.当t=3s时,物体受到摩擦力是7N
C.4~6s内,拉力F做的功是20J
D.2~4s内,物体的机械能保持不变
10.[2018·杭州]跳绳是大家喜爱的体育运动之一,小金的质量为50kg,每次跳起高度约为6cm（人整体上升,如图13-18所示）,一分钟跳100次,下列说法正确的是（g取10N/kg）（ ）
图13-18
A.向上起跳过程中,小金的动能持续增大
B.在整个跳绳过程中,小金的机械能守恒
C.小金跳一次克服重力做功约3J
D.小金在这一分钟内跳绳的功率约为50W
11.[2018·玉林]2018世界杯在俄罗斯举行。
如图13-19所示是正在加速下降的足球,在此过程中,对其机械能的变化情况,下列分析正确的是（ ）
图13-19
A.动能增大,重力势能减小
B.动能减小,重力势能增大
C.动能增大,重力势能增大
D.动能减小,重力势能减小
12.[2018·常州]现代农业利用喷药无人机喷洒农药,安全又高效,如图13-20所示,喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行,同时均匀喷洒农药。
此过程中,喷药无人机的（ ）
图13-20
A.动能减小、重力势能减小
B.动能减小、重力势能不变
C.动能不变、重力势能减小
D.动能不变、重力势能不变
13.[2018·成都]如图13-21所示,小邦在国色天乡玩蹦极,不考虑空气阻力,关于他在下降过程中的能量分析,下列说法正确的是（ ）
图13-21
A.弹性绳绷直前,重力势能增大,动能减小
B.弹性绳绷直前,重力势能减小,动能不变
C.下降到最低点,动能最小,弹性势能最大
D.下降到最低点,重力势能最大,弹性势能最大
14.[2017·眉山]如图13-22所示,人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行,下列说法正确的是（ ）
图13-22
A.卫星在近地点时,动能最大,机械能最大
B.卫星在远地点时,动能最大,机械能最大
C.卫星从近地点向远地点运行时,动能逐渐减小,势能逐渐增大,机械能不变
D.卫星从远地点向近地点运行时,动能逐渐减小,势能逐渐增大,机械能不变
15.[2018·哈尔滨]如图13-23所示,甲、乙两图中铁球沿斜槽从顶端由静止滚下,到达水平面后继续运动,最终停止。
下列分析不正确的是（ ）
图13-23
A.图甲:
铁球从斜槽顶端到底端,重力做功,重力势能变小
B.图甲:
铁球在顶端时动能为零
C.图乙:
整个过程铁球的机械能是守恒的
D.图乙:
磁铁对铁球磁力的作用改变了铁球的运动方向
16.[2018·苏州]质量为m的小环穿在固定的光滑曲杆上,从某点A静止释放后沿曲杆运动,如图13-24所示,不计空气阻力,下列说法正确的是（ ）
图13-24
A.只要A点高于D点,小环就能到达D点
B.若小环能到达D点,离开D点后将竖直向下运动
C.小环从A点到D点,重力势能一直减小,机械能不变
D.小环从A点到B点,动能一直增加,机械能不变
17.[2018·黄石]今年3月4日,在黄石市阳新地区下了一场冰雹。
已知冰雹在下落过程中受到的空气阻力随下落速度的增大而增大,且落地前已做匀速运动。
关于冰雹的下落过程,下面说法正确的是（ ）
A.冰雹的重力势能越来越大
B.冰雹的机械能越来越小
C.当冰雹匀速下落时空气阻力对冰雹不做功
D.冰雹所受空气阻力越来越大,可能大于重力
18.如图13-25所示,木块以一定的速度滑过粗糙轨道的A、B点,到C点滑出下落至D点。
A和B、C和D之间的垂直距离均为h,若空气阻力忽略不计,则对木块在运动过程中能量变化的分析,正确的是（ ）
图13-25
A.D点与A点相比,动能增加,势能减少,机械能不变
B.A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能
C.B点的动能可能等于A点的动能,但一定大于C点的动能
D.B点的动能可能等于D点的动能,但一定大于A点的动能
19.[2018·青岛改编]利用如图13-26所示装置研究电功,电动机工作时两端电压为6V,通过的电流为1A,在5s内将质量为4kg的重物匀速提升0.6m。
下列说法正确的是（ ）
图13-26
A.重物上升过程中动能转化为重力势能
B.重物增加的机械能是由电能转化来的
C.此过程中电动机消耗的电能为24J
D.此过程中电动机对重物做的功等于电流做的功
20.[2018·威海改编]如图13-27所示,两个强磁环a、b套在竖直放置的光滑塑料杆上,小明将a用力下压,当松开手后,a被快速“弹起”（空气阻力不可忽略）,下列说法正确的是（ ）
图13-27
A.最终a静止不动时,a的机械能为零
B.从弹起到最终静止的整个过程,a的机械能一直在减小
C.向上运动时,a受到合力的方向会发生变化
D.向上运动时,当a受到b的斥力与自身重力相等时,a将做匀速直线运动
21.如图13-28所示,一弹簧的左端固定,右端连接一个小球,把它们套在光滑的水平杆上,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。
则小球由a点运动到c点的过程中,下列说法正确的是（ ）
图13-28
A.小球在a点,弹簧的弹性势能最小
B.小球在b点,小球的速度最小
C.从a点到b点,小球的动能逐渐增大
D.从b点到c点,弹簧的弹性势能逐渐减小
22.[2017·乐山]如图13-29甲所示,小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落,从a处开始接触弹簧,压缩至c处时弹簧最短。
从a至c处的过程中,小球在b处速度最大。
小球的速度v和弹簧被压缩的长度ΔL之间的关系如图乙所示。
不计空气阻力,则小球从a至c的过程中,下列说法正确的是（ ）
图13-29
A.小球所受重力始终大于弹簧的弹力
B.小球的重力势能先减小后增大
C.小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能
D.小球的动能一直减小
23.如图13-30所示,小明在做模拟“蹦极”的小实验,一根橡皮筋一端系一个小石块,另一端固定在A点。
B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置,C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点,关于小石块从A点到C点的运动过程的说法正确的是（ ）
图13-30
A.小石块减少的重力势能全部转化为动能
B.从A点下落到B点的过程中,小石块受到重力和弹力的作用
C.从B点下落到C点的过程中,小石块的速度先增大后减小
D.小石块在C点时,受到平衡力的作用
二、实验探究题
24.[2018·宿迁]如图13-31所示,在“探究影响重力势能大小的因素”实验中,有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C,A、C离沙地高度相同。
现让三个球同时由静止释放,球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。
图13-31
（1）根据 可以判断出 球释放前的重力势能最大。
（2）比较球A、C可得出影响重力势能大小的因素是 。
（3）球在空中下落时减少的重力势能主要转化为 。
25.[2018·包头]在“探究物体动能与质量和速度的关系”实验中,将钢球从某一高度由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞出一段距离,如图13-32所示。
图13-32
实验
次数
钢球质
量m/g
钢球下摆
高度h/cm
木块滑行
距离s/cm
1
20
30
35
2
40
30
65
3
60
30
（1）本实验使钢球获得动能的操作方法是 。
（2）从上表数据可以看出,实验中控制了 相同,从而探究动能与 的关系。
（3）第1次实验时若不考虑能量损失,钢球对木块最多可做 J的功;第3次实验时,木块被撞后滑出木板无法记录数据,需要重做第三次实验,甲同学建议换用同样较长的木板,乙同学建议换一个较大的木块,丙同学建议降低钢球下摆的高度,你认为应当采用 同学的建议。
（g取10N/kg）
（4）由上述实验数据和现象可得出结论:
。
26.[2018·昆明]
（1）生活中,我们会遇到下面的现象:
图13-33
现象一:
如图13-33甲所示,将两个相同的鸡蛋先后从同一高度静止释放,鸡蛋A落到地板上,摔烂了;而鸡蛋B落到一块海绵上,完好无损。
此现象说明鸡蛋 （选填“A”或“B”）受到的撞击力较小。
现象二:
如图乙所示,一根细线拴着一个重物,把重物拿到一定高度,然后释放,重物可以把细线拉断;如图丙,如果在细线上端拴一段橡皮筋,再从同样的高度释放该重物,细线就不会被拉断。
此现象说明图 中细线所受的拉力较小。
这就是典型的“软着陆”或“缓冲”现象,这种现象背后的物理原因是什么呢?
①现象一中,鸡蛋A从接触地板到摔烂的时间为t1,鸡蛋B从接触海绵到抵达最低点的时间为t2,则t1 （选填“<”“=”或“>”）t2。
②现象二:
图乙中,细线从刚好拉直到它断开的时间为t3;图丙中,细线从刚好拉直到物体下落到最低点的时间为t4,则t3 （选填“<”“=”或“>”）t4。
（2）综上分析,导致上述现象中两个力变小的可能原因是 。
（3）为了进一步探究这种现象,兴趣小组的同学做了一个实验:
先后三次让同一个同学骑同一辆自行车,从斜坡上的同一位置由静止开始滑下,每次到达坡底进入同一水平路面时用大小不同的力捏刹车,实验数据如下表所示。
实验次数
捏刹车的用力情况
在水平面上滑行的时间
1
较小的力
40s
2
较大的力
17s
3
更大的力
4s
由以上实验数据可以得出的结论是:
在质量和速度相同的情况下,要使物体停下来作用 越长,作用力越 。
（4）生活中这样的例子是很多的,例如人从高处跳到地面上时,膝盖会无意识地弯一下,这是通过 而 地面对人的冲击力。
（5）下列现象中没有利用缓冲知识的是 。
A.自行车坐垫上装减震弹簧
B.运动员跳远时跳到沙坑里
C.装修时用橡胶锤敲打地砖而不用铁锤
D.用撬棒撬石头
三、计算题
27.[2018·德州]我国首款大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600如图13-34所示,该飞机蓄满水后总质量53.5t。
为检测飞机性能,先后进行了模拟灭火和水面滑行测试。
在灭火测试中:
飞机盘旋在火场上方150m处,将所蓄水分次投下,每次投水200kg,用时20s到达地面。
在水面滑行测试中:
飞机在水面上以10m/s的速度沿直线匀速滑行了60s,若飞机发动机牵引力的总功率始终保持2.5×106W,求:
（ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg）
（1）飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积。
（2）每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率。
（3）飞机在水面沿直线匀速滑行时,飞机所受的牵引力。
图13-34
28.如图13-35甲所示是一艘海事打捞船正在打捞一沉入海底的物体,图乙是钢绳将物体竖直向上匀速提起的简化示意图,物体从海底被提升到离开海面一定距离的整个过程中速度均保持不变,从开始提升物体经过120s后物体刚好全部出水,已知物体的体积V=2m3,密度ρ=3×103kg/m3,已知物体浸没在海水中的上升过程中,钢绳提升物体的功率P=40kW,求:
（忽略水的阻力和钢绳重量,海水的密度取ρ海水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg）
（1）物体浸没在海水中的上升过程中,钢绳提升物体的拉力。
（2）物体全部离开水面后上升过程中,钢绳提升物体的功率。
（3）打捞处海水对海底的压强。
图13-35
29.[2018·绵阳]如图13-36所示,长L1=1m的薄壁正方体容器A放置在水平地面上,顶部有小孔C与空气相通,长L2=0.2m的正方体木块B静止在容器A底面。
通过细管D缓慢向容器A内注水,直到注满容器A,木块B上浮过程中上下表面始终水平,木块B与容器A底面和顶部都不会紧密接触。
已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,木块的密度ρ木=0.5×103kg/m3,g取10N/kg。
求:
（1）注水前,木块B对容器A底面的压强。
（2）木块B对容器A底面压力刚好为0时,容器A内水的深度。
（3）水注满容器后,容器A顶部对木块B的压力大小。
（4）整个过程,浮力对木块B所做的功。
图13-36
参考答案
1.D 2.D 3.D
4.C [解析]由图可知,W1=F1s1=300N×4m=1200J,W2=F2s2=200N×6m=1200J,即W1=W2,故A、B错误;由P=Fv可知,速度相等,F1>F2,则P1>P2,故C正确,D错误。
5.A
6.C [解析]由题图可知,相同时间,第一次移动的距离大,则v1>v2,故A错误;拉动同一个物体在同一水平面上做匀速直线运动,物体受到的摩擦力不变,物体受平衡力作用,所以F1=F2=f,故B错误;由题图可知,0~6s第一次物体运动了0.6m,第二次物体运动了0.3m,由W=Fs可得,W1>W2,故C正确;由P=
得,0~6s内P1>P2,故D错误。
7.C [解析]汽车在10~20s内行驶的距离s2=vt=20m/s×10s=200m,在0~20s内行驶的距离s=s1+s2=150m+200m=350m,在0~20s内的平均速度v'=
=
=17.5m/s,故A错误;汽车匀速前进时,牵引力等于阻力,等于2000N,在0~10s内,汽车做加速运动,牵引力大于阻力,大于2000N,故B错误;10~20s内汽车牵引力做的功W=Fs2=2000N×200m=4×105J,故C正确;10~20s内汽车牵引力做功的功率P=
=
=4×104W,故D错误。
8.B [解析]由题图知,0~6s和6~12s物体以不同的速度做匀速直线运动,而0~6s过程中物体通过的路程为3m,6~12s过程中物体通过路程为1m,因为相同时间内通过的路程越多,速度越大,因此物体在0~6s过程中的速度大于6~12s过程中的速度,即4s时的速度大于10s时的速度,故A错误。
从图中可以看出,0~6s过程中通过的距离为3m,6~12s的过程中通过的距离为1m;因为拉力相同,由W=Fs可知,0~6s拉力对物体做的功大于6~12s拉力对物体做的功,故B正确。
由于速度发生了改变,根据P=Fv可知,0~6s拉力对物体做功的功率大于6~12s拉力对物体做功的功率,故C错误。
因为物体做匀速直线运动,拉力等于阻力,0~6s物体所受的拉力等于6~12s物体所受的拉力,故D错误。
9.C
10.D [解析]向上起跳过程中,质量不变,速度减小,小金的动能减小,故A错误。
人在跳绳的过程中,由于存在阻力,机械能减小,所以机械能不守恒,故B错误。
小金的重力为G=mg=50kg×10N/kg=500N,小金跳一次克服重力做功W=Gh=500N×0.06m=30J,故C错误。
小金在这一分钟内跳绳的功率P=
=
=
=50W,故D正确。
11.A
12.A [解析]沿水平方向匀速飞行的无人机均匀喷洒农药的过程中,速度不变,高度不变,质量减小,所以动能和重力势能都减小,故选A。
13.C 14.C 15.C
16.D [解析]小环从A到B沿光滑曲轩下滑,如果C点高于A点,小环就无法到达D点,故A错误。
若小环能到达D点,离开D点后,小环只受重力作用,但由于惯性,要保持原来的运动状态,将会沿CD方向运动一段距离后落地,故B错误。
小环从A点到B点,高度减小,重力势能减小;从B点到C点,高度增大,重力势能增加;从C点到D点,高度减小,重力势能减小,由于曲杆光滑无摩擦,且不计空气阻力,机械能不变,故C错误;小环从A点到B点,重力势能转化为动能,动能一直增加,机械能不变,故D正确。
17.B [解析]冰雹下落时,质量不变,高度变小,所以重力势能越来越小,故A错误。
由于冰雹下落时要克服空气阻力做功,所以冰雹的机械能越来越小,故B正确、C错误。
冰雹匀速下落前所受重力大于空气阻力,空气阻力越来越大,当阻力和重力相等时冰雹受力平衡,匀速下降,此后阻力不再增大,所以阻力不可能大于重力,故D错误。
18.C 19.B
20.C [解析]最终a静止不动时,动能为零,但a的重力势能不为零,故机械能不为零,A错误;从弹起到最终静止的整个过程,一开始斥力对a做功,使a加速上升,重力势能与动能都增大,机械能增大,B错误;向上运动时,一开始斥力大于自身重力,合力方向向上,随着ab间距离增大,斥力逐渐减小,当斥力小于自身重力时,合力方向发生改变,合力方向向下,C正确;向上运动时,a受到b竖直向上的斥力,竖直向下的重力,竖直向下的空气阻力的作用。
故当a受到b的斥力与自身重力相等时,受力不平衡,a将减速向上运动,D错误。
21.C [解析]a点是弹簧被压缩后形变最大处,其弹性势能最大,故A错误。
因为水平杆光滑,小球从a点运动到b点的过程中,弹簧的弹性势能转化为小球的动能,小球动能逐渐增大,故从a点到b点时小球速度越来越大,故C正确、B错误。
b点是弹簧原长时小球的位置,弹簧的弹性势能为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,其弹性势能逐渐变大,故D错误。
22.C [解析]从b到c的过程中,小球的速度逐渐减小,此过程中,小球所受重力小于弹簧的弹力,故A错误;小球高度一直减小,质量不变,因而其重力势能一直减小,故B错误;小球减少的机械能用来克服弹簧的弹力做功,转化为弹簧的弹性势能,故C正确;从a到b的过程中,小球速度逐渐增大,动能增大,故D错误。
23.C [解析]小石块在下落过程中,在AB段,小石块只受到重力作用,加速下落,故B错误。
在BC段,橡皮筋开始伸长（大于原长）,对小石块的拉力逐渐增大,当拉力小于重力时,小石块仍处于加速状态;当拉力大于重力时,小石块减速下落,故C正确。
C点是小石块下落的最低点,此时小石块虽然速度为0,但此时所受拉力最大,且大于重力,故C点时小石块受到的并不是平衡力,故D错误。
从A点到C点的过程中小石块的重力势能一部分转化为动能,还有一部分转化为橡皮筋的弹性势能,故A错误。
24.
（1）球陷入沙中的深度 A
（2）质量 （3）动能
25.
（1）让钢球从高处由静止摆下
（2）速度 质量
（3）0.06 甲
（4）速度一定时,质量越大,动能越大
[解析]（3）由题意可知,钢球的重力为G=mg=0.02kg×10N/kg=0.2N,钢球下降的距离为h=30cm=0.3m,钢球的重力做的功即钢球获得的动能Ek=Gh=0.2N×0.3m=0.06J,则钢球对木块最多做0.06J的功;该实验是在速度一定时,改变物体的质量,探究动能的大小与质量的关系,动能的大小通过木块移动的距离来反映,因此钢球的高度和木块的大小均不能改变,应改变木板的长度,即采用甲同学的建议。
26.
（1）B 丙 < <
（2）力作用时间变长
（3）时间 小
（4）增加力作用时间 减小 （5）D
27.解:
（1）飞机蓄满水后静止在水面上,
受到的浮力F浮=G=mg=53.5×103kg×10N/kg=5.35×105N,
排开水的体积V排=
=
=53.5m3。
（2）每次投下的水在下落过程中重力做的功
W=G水h=m水gh=200kg×10N/kg×150m=3×105J,
重力做功的平均功率P=
=
=1.5×104W。
（3）飞机发动机牵引力的总功率始终保持2.
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