河南省中考物理一轮复习练习题11第十一章 功和机械能.docx

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河南省中考物理一轮复习练习题11第十一章功和机械能

第十一章　功和机械能

A组　基础题组

一、填空题

1.（2019四川凉山州）“绿色环保,低碳出行。

”一辆纯电动公交车在水平路面上匀速行驶,发动机的功率为200kW,速度为72km/h。

公交车行驶1h,发动机做的功为　　　　　　J,公交车行驶的路程为　　　　　　m。

2.（2018河南平顶山二模）在中考体育考试中,小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。

若不考虑空气阻力,则实心球从离开手后到达最高点的过程中,球受　　　　　　个力的作用,球的机械能　　　　　　（选填“增大”“减小”或“不变”）,在最高点时,球的动能　　　　　　（选填“大于”或“等于”）零。

3.（2018四川南充）在如图所示的斜面上,一工人用200N的拉力,将一重为250N的物体,从底端匀速拉到顶端,用时6s,则此过程中物体受到的拉力　　　　　　斜面对物体的摩擦力（选填“大于”“等于”或“小于”）,拉力做功的功率为　　　　　　W。

4.（2019湖北咸宁）甲、乙是两个完全相同的网球。

如图所示,在同一高度同时以大小相等的速度,将甲球竖直向下抛出、乙球竖直向上抛出,不计空气阻力。

抛出时两球机械能　　　　　　（选填“相等”或“不相等”）;落地前的运动过程中,甲球的动能　　　　　　（选填“增大”“不变”或“减小”）,乙球的机械能　　　　　　。

（选填“增大”“先增大后减小”“不变”或“减小”） 

二、选择题

5.（2019湖南郴州）一架飞机在高空中水平匀速飞行,向灾区投放救灾物资。

该飞机在此过程中（　　）

A.动能不变B.动能减小

C.重力势能不变D.重力势能增大

6.（2019河南驻马店确山二模）如图所示,九年级女生丹丹从地上拿起一个鸡蛋,用了大约2s的时间将它匀速举过头顶,在这2s时间内,估算丹丹做的功和功率分别为（　　）

A.1J　0.5WB.0.05J　0.5W

C.120J　1WD.10J　2W

7.（2019湖南株洲）甲、乙、丙、丁四个同学进行攀岩比赛,他们做的功W与时间t的关系如图所示。

若规定做功最快的获胜,则最后胜出的一定是（　　）

A.甲B.乙C.丙D.丁

8.（2019广东深圳）如图,弧形轨道ab段光滑,bc段粗糙。

小球从a点经最低点b点运动至c点。

下列分析正确的是（　　）

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

9.（2019江苏连云港）物体在水平地面上做直线运动,当物体运动的路程和时间图像如图甲时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度和时间图像如图乙时,受到的水平推力为F2。

两次推力的功率分别为P1、P2。

则下列关系正确的是（　　）

A.F1=F2　P1>P2

B.F1=F2　P1

C.F1>F2　P1>P2

D.F1P2

10.（2019河南郑州二模）如图所示,一物体在40N的拉力作用下,沿粗糙的斜面匀速上升,物体重为60N,斜面长为2m,高为1m,下列说法正确的是（　　）

A.物体上升过程中机械能保持不变

B.物体所受拉力与摩擦力是一对平衡力

C.将物体从低端拉到顶端时,物体的重力势能增大60J

D.其他条件均不变,若θ角增大,物体受到的摩擦力增大

三、实验探究题

11.（2019河南开封二模）在“探究物体动能大小与物体速度、质量关系”的实验中,让小球从斜面的不同高度由静止开始滚下,撞击水平木板上的木块,如图所示。

（1）动能的大小是通过　　　　　　来显示。

（2）该实验中物体的速度是指小球A从斜面上由静止滚下　　　　　　（选填“到达水平面时”“即将碰撞B时”或“碰撞B后”）的速度,它是通过　　　　　　（选填“高度”或“质量”）来改变的。

（3）实验中若小球A释放高度一定,为了防止木块滑出木板,你的措施是　　　　　　。

（4）实验结束后,小刚同学拿走木块,先后将同一小球从同一斜面的不同高度处由静止释放,记录小球在木板运动的距离,根据此现象,小刚得出了动能与速度有关的结论。

你认为小刚的实验方案是否合理　　　　　　（选填“合理”或“不合理”）,理由是　　　　　　。

四、综合应用题

12.（2018山东德州）我国首款大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600如图所示,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:

飞机盘悬在火场上方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:

飞机在水平面上以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。

（ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg）

求:

（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。

13.（2018甘肃白银）如图所示是正在建造中的我国自主设计的首艘科考破冰船“雪龙2号”,它将助力我国极地科考工作。

该船设计空载排水量为8000t,满载排水量为14000t,能在厚冰层上连续破冰。

（排水量为轮船在水中排开水的质量,g取10N/kg）。

（1）空载时该船受到的重力为多少N?

（2）假设破冰船在1.5m厚的冰层海域以7.2km/h的速度匀速直线破冰时所受的阻力为2×107N,则此时破冰船推进功率为多大?

B组　提升题组

1.（2019云南昆明）如图所示的军用飞机从上空高速飞过,观察者抬头看到飞机的同时,感觉到飞机发出的隆隆声是从飞机的　　　　　　方发出的（选填“前”或“后”）。

飞机在减速下降过程中,机械能将　　　　　　,势能将　　　　　　。

（选填“增大”“不变”或“减小”） 

2.（2018云南）如图甲所示,张华用水平推力F推置于水平地面上的木箱,在此过程中,推力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示,木箱运动速度v的大小随时间t变化的情况如图丙所示,则1~3s木箱做　　　　　　（选填“匀速”或“变速”）运动;3~5s推力对木箱做的功是　　　　　　J。

3.（2018湖北十堰）山体滑坡是一种破坏力极强的自然灾害,在一次山体滑坡时,有一体积为2m3的巨石从20m长的山坡上滚落到山下平整的公路上,如图所示,巨石的密度为3×103kg/m3,下列说法错误的是（g取10N/kg）（　　）

A.巨石的重力是6×104N

B.巨石滚落的过程中,势能减小,动能增加

C.巨石对山坡的压力和对公路的压力不同

D.巨石滚落的过程中,重力做的功为1.2×106J

4.（2018内蒙古通辽）用弹簧测力计两次水平拉同一木块使它在同一水平木板上做匀速直线运动,图乙是它运动的路程随时间变化的图像,下列说法正确的是（　　）

A.木块两次做匀速直线运动时,弹簧测力计示数分别为F1、F2,则F1>F2

B.木块两次受到滑动摩擦力分别为F1'、F2',则F1'

C.两次拉力分别在10s内对木块做功为W1、W2,则W1

D.两次拉力做功的功率分别为P1、P2,则P1>P2

5.（2019湖北荆州）如图,粗糙水平面AB与光滑斜面BC平滑连接,弹簧左端固定。

小木块P被压缩的弹簧弹出并冲上斜面BC的过程中（空气阻力忽略不计）,下列说法正确的是（　　）

A.在弹簧恢复原状的过程中,弹簧的弹性势能全部转化为小木块P的动能

B.小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时机械能守恒

C.小木块P在斜面上向上运动时,动能减小,重力势能增加

D.小木块P运动到最高点时处于平衡状态

6.某同学在体育活动中,从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到:

物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。

于是设计了如图所示的实验:

用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球,其中A、C、D三球的质量为m,B球质量为2m,让A、B两球从距沙表面高H处由静止下落,C球从距沙表面高2H处由静止下落,D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端由静止滑入,最后从管道下端竖直地落下（铅球在光滑管道中运动的能量损失不计）。

实验测得A、B两球陷入沙坑的深度分别为h1和h2,C、D两球陷入沙坑的深度为h3,且h1

（1）本实验中,铅球的重力势能大小是通过　　　　　　来反映的。

（2）比较A、B两球,发现B球陷入沙面深度更大,由此可得出结论:

当下落高度一定时,　　　　　　。

（3）比较　　　　　　两球,发现C球陷入沙面深度更大,由此可得出结论:

当物体的质量相同时,下落的高度越高,物体的重力势能越大。

（4）比较C、D两球,发现两球运动的路径不同,但陷入沙面深度相同,由此可得出结论:

物体的重力势能与物体运动的路径　　　　　　（选填“有关”或“无关”）。

（5）本实验中采用的物理方法有　　　　　　和　　　　　　。

第十一章　功和机械能

A组　基础题组

一、填空题

1.

答案　7.2×108　72000

解析　t=1h=3600s,W=Pt=200×103W×3600s=7.2×108J;v=72km/h=20m/s,s=vt=20m/s×3600s=72000m。

2.

答案　1　不变　大于

解析　不考虑空气阻力,实心球离开手后,手的作用力消失,实心球靠惯性向前飞行,此过程中只受到竖直向下的重力;离开手后的实心球斜向上方运动的过程中,动能转化为重力势能;从最高点向下运动的过程中重力势能转化为动能。

如果不考虑空气阻力,球的机械能保持不变;球在最高点时,仍有向前的速度,所以动能大于零。

3.

答案　大于　100

解析　用力F沿斜面匀速向上拉动物体时,物体受到沿斜面向上的拉力、沿斜面向下的摩擦力、重力和垂直斜面向上的支持力的作用处于平衡状态,由力的平衡条件可知,拉力F等于摩擦力加上重力沿斜面向下的分力,因此物体所受到的拉力大于斜面对物体的摩擦力;拉力对物体做的功W=Fs=200N×3m=600J,拉力对物体做功的功率P=

=

=100W。

4.

答案　相等　增大　不变

解析　抛出时甲、乙两球质量相等,速度相等,动能相等;高度相同,重力势能相同,故机械能相同;甲球在空中下落时,甲球质量不变,速度增大,动能增大;高度减小,重力势能减小;乙球上升过程中,不计空气阻力,机械能是守恒的。

二、选择题

5.

答案　B　一架飞机在高空中水平匀速飞行,高度不变、速度不变,向灾区投放救灾物资时,飞机的质量减小,所以飞机的动能和重力势能都减小。

故选B。

6.

答案　A　一个鸡蛋的重力约为0.5N,鸡蛋上升的高度约为2m,把它匀速举过头顶时所做的功:

W=Gh=0.5N×2m=1J,丹丹做功的功率约为:

P=

=

=0.5W。

故选A。

7.

答案　A　在相同时间内,做功越多,功率越大,也就是做功越快。

由图像知,当时间相同时,甲做功最多,所以由公式P=

知,甲功率最大,做功最快。

故选A。

8.

答案　B　ab段光滑,从a到b的过程中,小球机械能守恒,小球的重力势能转化为动能,A错误;经过b点时,小球重力势能最小,动能最大,B正确;bc段粗糙,从b到c,小球的动能转化为重力势能和内能,机械能减小,C、D错误。

故选B。

9.

答案　B　由图像甲可知,物体做匀速直线运动,速度大小为v甲=

=

=2m/s;由v-t图像乙可知,物体的速度保持不变,即物体做匀速直线运动,速度大小为v乙=4m/s;因为两次都是匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,推力都等于摩擦力,摩擦力没变,故受到的水平推力为F1=F2;因为v甲

=

=Fv可得,两次推力的功率P1

故选B。

10.

答案　C　物体上升过程中,质量不变,速度不变,高度升高,故动能不变,重力势能变大,因为动能和势能统称为机械能,所以机械能增加,故A错误;物体沿斜面匀速上升时,物体所受拉力与摩擦力大小不等,不是一对平衡力,故B错误;将物体从低端拉到顶端时,物体的重力势能增大Ep=W有用=Gh=60N×1m=60J,故C正确;其他条件均不变,若θ角增大,物体对斜面的压力减小,故物体受到的摩擦力减小,故D错误。

三、实验探究题

11.

答案　

（1）木块移动的距离　

（2）即将碰撞B时　高度　（3）增大B的质量　（4）合理　小球运动距离越大,小球的动能越大

解析　

（1）该实验物体动能的大小是通过木块B被撞开的距离大小反映的,B被撞的越远,说明小球的动能越大;

（2）该实验物体的速度是指小球A从斜面上静止滚下与木块B即将碰撞时的速度,这个速度是通过改变小球A在斜面上的高度实现的;（3）若小球A释放高度一定,为了防止木块滑出木板,可以增大木块B的质量,从而增大木块B受到的摩擦力,减小木块在木板上滑行的距离;（4）相同的表面对小球的阻力是相同的,通过观察小球滑行的距离大小可以判断出小球的动能大小,即距离越大,小球的动能越大;可以得出动能与速度的关系,该实验方案合理。

四、综合应用题

12.

答案　

（1）53.5m3　

（2）1.5×104W　（3）2.5×105N

解析　

（1）因为AG600蓄满水后静止在水面上,所以飞机受到的浮力

F浮=G=mg=53.5×103kg×10N/kg=5.35×105N（1分）

由F浮=ρ水gV排可得,排开水的体积

V排=

=

=53.5m3（2分）

（2）每次投下的水在下落过程中重力做功

W=Gh=m水gh=200kg×10N/kg×150m=3×105J（2分）

重力做功的平均功率P=

=

=1.5×104W（2分）

（3）飞机发动机牵引力的总功率始终保持2.5×106W

因为P=

=

=Fv（1分）

所以,飞机在水面沿直线匀速滑行时,飞机所受的牵引力

F=

=

=2.5×105N（2分）

13.

答案　

（1）8×107N　

（2）4×107W

解析　

（1）船空载时排水量

m=8000t=8×106kg

排开水的重力G排=mg=8×106kg×10N/kg=8×107N

根据阿基米德原理F浮=G排=8×107N

因为漂浮,所以空载时该船受到的重力G=F浮=8×107N

（2）v=7.2km/h=2m/s

匀速行驶时,牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,即F=f=2×107N

推进功率P=

=

=Fv=2×107N×2m/s=4×107W

B组　提升题组

1.

答案　后　减小　减小

解析　因为空气中光的速度大于声音的速度,所以观察者抬头看到飞机的同时,感觉到飞机发出的隆隆声是从飞机的后方发出的;飞机在减速下降过程中,质量不变,速度和高度都变小,即动能和重力势能均变小,机械能为动能和势能之和,所以机械能将减小。

2.

答案　变速　400

解析　根据丙图可知,1~3s,木箱的速度随着时间的增大而增大,该阶段木箱做变速直线运动;根据图乙可知,3~5s内推力为200N,根据图丙可知,3~5s内木箱做匀速直线运动,且速度为1m/s,则3~5s内木箱运动的距离为s=vt=1m/s×2s=2m,做的功为W=Fs=200N×2m=400J。

3.

答案　D　由ρ=

得巨石的质量m=ρV=3×103kg/m3×2m3=6×103kg,其重力G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104N,故A正确。

巨石滚落的过程中,是由静止加速下落,质量不变、速度变大,动能增加;质量不变、高度减小,重力势能减小,故B正确。

巨石对山坡的压力小于重力,对公路的压力等于重力,巨石对山坡的压力和对公路的压力不同,故C正确。

巨石滚落的过程中,若下落的竖直高度为20m,重力做的功W=Gh=6×104N×20m=1.2×106J,但20m不是竖直高度,而是斜坡长度,故1.2×106J不是重力做的功,重力做的功小于1.2×106J,故D错。

4.

答案　D　从图像上可以看出,用弹簧测力计拉木块沿水平木板匀速滑动,木块做匀速直线运动,不论其速度大小如何,都受到平衡力的作用,在水平方向上,摩擦力和拉力是一对平衡力,故两次实验的拉力和摩擦力均相等,故A、B错误。

图中可以看出,在相同拉力作用下,木块两次运动的距离不同,所以木块两次所做的功不同,由W=Fs可知,但是在相同时间内,第一次通过的距离大,所以第一次所做的功多,故C错误;从图像上可以看出,相同时间内,第一次移动的距离大,故第一次的速度大;木块所受的拉力不变,根据公式P=Fv可知,拉力第一次做功的功率大,即P1>P2。

故D正确。

5.

答案　C　在弹簧恢复原状的过程中,弹簧的形变程度变小,弹性势能变小。

木块的速度变大,动能变大,同时因为水平面AB粗糙,木块需要克服摩擦力做功,内能变大,故弹簧的弹性势能一部分转化为小木块P的动能,一部分转化为木块的内能,故A错误;小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时,需要克服摩擦力做功,一部分机械能转化为内能,所以机械能减小,故B错误;小木块P在斜面上向上运动时,高度增加,重力势能变大,因为斜面BC光滑,且空气阻力忽略不计,所以机械能守恒,故动能减小,故C正确;因为斜面BC光滑,故木块不受摩擦力作用,空气阻力忽略不计,小木块P运动到最高点时受到垂直于斜面向上的支持力和竖直向下的重力作用,这两个力不在一条直线上,不属于平衡力,所以木块处于非平衡状态,故D错误。

6.

答案　

（1）球陷入沙面的深度　

（2）物体的质量越大,重力势能越大　（3）A、C　（4）无关　（5）控制变量法　转换法

解析　

（1）本实验中,铅球的重力势能大小是通过球陷入沙面的深度来反映的;

（2）比较A、B两球,下落高度和运动路径均相同,B球质量大于A球质量,发现B球陷入沙面深度更大,由此可得出结论:

当下落高度一定时,物体的质量越大,重力势能越大;（3）由题意可知,本次实验要研究物体重力势能与下落高度的关系,需要保持物体的质量和运动路径相同,改变下落高度,所以应比较A、C两球;（4）比较C、D两球,两球的质量相同,下落高度也相同,两球的运动路径不同,但陷入沙面的深度相同,由此可得出结论:

物体的重力势能与物体运动的路径无关;（5）铅球的重力势能大小是通过球陷入沙面的深度来反映的,用到转换法;由猜想知,物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关,探究过程应用了控制变量法。