呼和浩特专用中考物理高分一轮第13单元功功率机械能及其转化习题.docx

1、呼和浩特专用中考物理高分一轮第13单元功功率机械能及其转化习题第13课时机械能及其转化一、选择题1.2018天津中国选手张湘祥在奥运会上获得男子举重62 kg级冠军,挺举成绩是176 kg,图13-13为他比赛时的照片。他在挺举过程中对杠铃做的功最接近 ()图13-13A.600 J B.1200 JC.1800 J D.3400 J2.2018绵阳蹦床运动是奥运会比赛项目。运动员比赛开始前直立在蹦床中央,比赛开始时快速下蹲并立即恢复直立被蹦床弹起,离开蹦床时是成直立状态并一直保持,到达最高点后下落到接触蹦床时又快速下蹲并立即恢复直立。再次被蹦床弹起,达到更高点。忽略空气阻力,下列说法正确的是

2、 ()图13-14A.在此整个过程中,运动员机械能守恒B.在此整个过程中,运动员机械能一直在增加C.从离开蹦床到下落接触蹦床的过程中,运动员机械能守恒D.从下落接触蹦床到离开蹦床的过程中,运动员机械能守恒3.2018淄博如图13-15所示,弯曲跳板把人弹至高处,这个过程中人的动能和重力势能的变化情况是 ()图13-15A.动能减小,重力势能增大B.动能增大,重力势能减小C.动能先增大后减小,重力势能增大D.动能先减小后增大,重力势能减小4.2018连云港如图13-16所示,一物块从光滑斜面上A点由静止滑下,B为斜面AC的中点,设物块在AB段重力做功为W1,重力做功的功率为P1;在BC段重力做功

3、为W2,重力做功的功率为P2,则下列关系正确的是()图13-16A.W1W2,P1P2 B.W1=W2,P1=P2C.W1=W2,P1P2 D.W1W2,P1vBvCD.小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能7.2018南京在粗糙程度相同的水平面上,手推木块向右压缩轻质弹簧至图13-18甲所示位置;松手后,木块最终静止在图乙所示位置。下列说法中正确的是 ()图13-18A.弹簧恢复原状过程中,弹簧的弹性势能增大B.木块离开弹簧后最终会停下,说明物体的运动需要力来维持C.木块离开弹簧后减速运动过程中,水平面对木块的阻力不变D.图乙中,木块受到的重力和木块对水平面的压力是一对平衡力8.2

4、018广州如图13-19所示,OQ是水平地面,物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q,OP段拉力F1为300 N,F1做的功为W1,功率为P1;PQ段拉力F2为200 N,F2做的功为W2,功率为P2。则 ()图13-19A.W1W2 B.W1P2 D.P1P29.2018宁波如图13-20所示,F1=4 N,F2=3 N,此时物体A相对于地面静止,物体B以0.1 m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。下列说法错误的是 ()图13-20A.F2的功率为0.6 WB.弹簧测力计示数为9 NC.物体A和地面之间有摩擦力D.如果增大F

5、2,物体A可能向左运动10.2018德州两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的s-t图像如图13-21所示。根据图像,下列判断正确的是()图13-21A.两次物体运动的速度v1F2C.06 s两次拉力对物体所做的功W1W2D.06 s两次拉力对物体做功的功率P1P211.在探究“阻力对物体运动的影响”时,让同一小车每次都从同一斜面的同一位置静止滑下,使小车分别在毛巾、棉布和木板上运动直至静止,小车运动距离如图13-22所示。下列说法正确的是 ()图13-22A.小车在毛巾上运动的距离最短,所以它消耗的机械能最少B.小车在木板上运动的距离最长,所以它消耗的动能最多C.小

6、车在毛巾、棉布和木板上运动的距离不同,但每次小车获得的内能一定相同D.小车在毛巾、棉布和木板上运动的距离不同,但每次小车克服阻力所做的功相同12.(多选)2018青岛在相同的水平地面上,用水平力F匀速推动重为G的箱子,移动距离s。下列说法正确的是 ()A.箱子受到的推力和摩擦力是一对平衡力B.在此过程中重力做功为GsC.若撤去推力,箱子仍向前滑行,则滑行过程中摩擦力小于FD.若水平推力改为2F,仍使箱子移动距离s,则推力做功为2Fs13.(多选)2018滨州如图13-23所示,重400 N的物体在30 N的水平拉力F的作用下,以0.1 m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10 s,滑轮组的

7、机械效率为80%,则在此过程中,下列说法正确的是 ()图13-23A.绳子自由端移动的距离为3 mB.有用功为400 JC.拉力F的功率为9 WD.物体与地面间的滑动摩擦力为72 N二、实验题14.2018南充在如图13-24所示的斜面上,一工人用200 N的拉力,将一重为250 N的物体,从底端匀速拉到顶端,用时6 s,则此过程中物体受到的拉力(选填“大于”“等于”或“小于”)斜面对物体的摩擦力,拉力做功的功率为W。图13-2415.2018宿迁如图13-25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。现让三个小球同时

8、由静止释放,球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。(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有。(3)球在空中下落时减少的重力势能主要转化为。图13-2516.2018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13-26所示。图13-26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/cm1203035240306536030(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

9、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10 N/kg)(4)由上述实验数据和现象可得出结论:。17.2018嘉兴 2017年12月24日,我国自主研制的最大水陆两栖飞机AG600在广东珠海首飞成功。AG600可以在地面或水上起飞和降落,20 s内可一次汲满水12 t,主要用于大型灭火和水上救援。已知飞机空载质量为41.5 t,最大巡航速度500 km/h。(g取10 N/kg)(1)为了使飞机获得

10、向上的升力,机翼的上侧做成凸圆形状而下侧成平面形状,其科学原理是。(2)(多选)某次灭火演习中,AG600蓄满水后加速起飞,然后以最大巡航速度水平飞往演习火场的上空,将水箱中的水一次性全部注下。下列有关说法正确的是。A.用水灭火可以降低可燃物的着火点B.加速起飞过程中,飞机的重力势能增加C.飞机以最大巡航速度水平直线飞行时,飞机受到平衡力的作用(3)在某次水面滑行测试中,蓄有8.5 t水的飞机,在水面上以36 km/h的速度匀速直线滑行1 min,若滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍,则飞机的牵引力做了多少功?此时飞机的实际功率为多少?三、计算题18.2018内江步行是一种简易、方便的健身运动

11、,人正常步行时,步距(指步行一步的距离)变化不大,步距还可作为身体上的一把“尺子”。小东测出自己的步距为0.5 m,他正常步行1 min走了180步。小东根据自己的腿长和步距画出了如图13-27所示的步行示意图,对步行时重心的变化进行了分析,当两脚一前一后着地时重心降低,而单脚着地迈步时重心升高,因此每走一步都要克服重力做功。求:(已知小东的质量是50 kg,腿长是65 cm,g取10 N/kg)(1)小东正常步行的速度。(2)小东每走一步克服重力所做的功。(3)小东正常步行克服重力做功的功率。图13-2719.2018湖州在拓展课上,小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景,设置了如图13-2

12、8所示的滑轮组。他用该滑轮组在4 s内将一个重为100 N的物体,沿着水平地面匀速拉动了2 m。人的拉力为18 N,物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍,不计绳重及机械的摩擦。求:图13-28(1)人的拉力所做的功。(2)人的拉力做功的功率。(3)动滑轮的重力。四、综合题20.2018福建B卷改编航天迷小伟利用自制降落伞模拟返回舱的降落过程,将带有降落伞的重物从高处释放,速度增大至10 m/s时打开降落伞,重物开始减速下落,重物从释放到落地共用4 s,其v-t图像如图13-29所示,落地前最后2 s重物的运动可视为匀速运动。打开降落伞后,降落伞和重物受到的空气阻力f与速度v满足关系式f

13、=kvn,k为定值,降落伞和重物的总质量为7.5 kg,刚开始减速时降落伞和重物受到的合外力为225 N,g取10 N/kg。(1)求落地前最后2 s降落伞和重物的总重力的功率。(2)试求阻力的表达式。图13-2921.足够长的光滑水平面上,有10个相同的小球沿直线等间隔均匀分布,总长度为l,并以相同的速度v0向右运动,如图13-30甲所示。在小球的正前方有一“加速带”AB,当小球从左端A进入加速带后在水平恒力作用下被加速,直至从右端B离开,小球经过加速带前后速度的变化情况如图乙所示。已知1号球刚从B端离开时,4号球刚好从A端进入。不考虑球的大小,请解答下列问题(结果用已知物理量的字母表示)。

14、(1)小球在加速带上运动的时间T=。(2)最终10个小球分布的总长度L=。(3)已知小球在加速带上运动的平均速度为2v0,所受水平恒力为F,试求加速带对10个小球做功的总功率P。图13-30参考答案1.D解析 杠铃的重力为G=mg=176 kg10 N/kg=1760 N,张湘祥的身高约为1.60 m;在挺举过程中把杠铃举高的高度为张湘祥的身高加上0.4 m,即h=1.60 m+0.4 m=2.0 m,在挺举过程中对杠铃做的功W=Gh=1760 N2.0 m=3520 J,故选D。2.C3.C4.C解析 由题意知,AB=BC,物体从A到B和从B到C降低的高度相同,且物体的重力不变,由W=Fs=

15、Gh可知,两个阶段重力做功相等,故A、D错误;物块从光滑斜面滑下,速度越来越快,则通过AB段的时间大于通过BC段的时间,由P=可知,P1F2,则P1P2,故C正确,D错误。9.D解析 由题图可知,水平使用滑轮组,n=2,拉力端移动速度v=2v物=20.1 m/s=0.2 m/s,拉力做功的功率P2=F2v=3 N0.2 m/s=0.6 W,故A正确,不符合题意。不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦,弹簧测力计的示数F=3F2=33 N=9 N,故B正确,不符合题意。物体B做匀速直线运动,水平方向受力平衡;物体B水平方向受滑轮组的拉力F=2F2=23 N=6 N,受物体A水平向

16、右的摩擦力fB,因此fB=F=6 N。同时,物体B对A的摩擦力大小为6 N,方向向左。物体A相对于地面静止,则水平方向上受力平衡,由于受到向右的拉力F1=4 N,受到物体B对其向左的摩擦力6 N,则还需要受到地面向右的摩擦力才能受力平衡,故物体A与地面之间有摩擦力,故C正确,不符合题意。如果增大F2,B对A的压力和接触面的粗糙程度不变,B与A之间的摩擦力不变,A受力不变,还是处于静止状态,故D错误,符合题意。10.C11.D解析 让同一小车从同一斜面同一高度由静止滑下,其一开始具有的重力势能是相同的,最后小车在水平面静止,其机械能为零,因此,整个过程中,消耗的机械能是相同的,故A错误。小车到达

17、水平面时的速度相同,说明一开始的动能相同,最后静止时动能都为零,因此,消耗的动能是相同的,与小车运动的距离无关,故B错误。小车运动过程中,将机械能转化为自身的内能和接触面的内能,因此,小车在毛巾、棉布和木板上运动的距离不同,每次小车获得的内能也可能不同,故C错误。由前面的分析可知,小车一开始的机械能是相同的,其最终克服阻力做功,机械能变为零,机械能减少的量相同,因此,每次小车克服阻力所做的功相同,故D正确。12.AD13.ACD解析 由图可以看出,n=3。物体10 s内移动的距离是s1=vt=0.1 m/s10 s=1 m,则绳子自由端移动的距离为s2=ns1=31 m=3 m,故A正确;拉力

18、F做的功为总功其大小是W总=Fs2=30 N3 m=90 J,则此过程中有用功为W有=W总=90 J80%=72 J,故B错误;拉力F的功率为P=9 W,故C正确;物体与地面间的滑动摩擦力f=72 N,故D正确。14.大于100解析 因为物体在拉力作用下做匀速直线运动,对物体进行受力分析可知,受到沿斜面方向向上的拉力F与沿斜面方向向下的摩擦力和重力沿斜面方向向下的分力,三力平衡,故物体受到的拉力大于斜面对物体的摩擦力;拉力做功的功率为P=100 W。15.(1)球陷入沙中的深度A(2)质量(3)动能解析 (1)根据球陷入沙中的深度可以判断出球A释放前的重力势能最大。(2)比较A、C两球可以得出

19、影响重力势能大小的因素是物体的质量。(3)球在空中下落时,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,重力势能转化为动能。16.(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=0.02 kg10 N/kg=0.2 N,钢球下降的距离为h=30 cm=0.3 m,钢球的重力做的功即钢球获得的动能Ek=Gh=0.2 N0.3 m=0.06 J,则钢球对木块最多做0.06 J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

20、不能改变,应改变木板的长度,即采用甲同学的建议。17.解:(1)气体流速越大,压强越小(2)BC(3)f=0.5G=0.5m总g=0.5(m飞机+m水)g=0.5(41.5103 kg+8.5103 kg)10 N/kg=2.5105 N,因为匀速直线飞行,所以牵引力F=f=2.5105 N,v=36 km/h=10 m/s,s=vt=10 m/s60 s=600 m,W=Fs=2.5105 N600 m=1.5108 J。P=2.5106 W。18.解:(1)小东步行180步的路程s=0.5 m180=90 m,步行的速度v=1.5 m/s。(2)小东走一步时重心上升的高度h=65 cm-=

21、5 cm=0.05 m,小东走一步克服重力所做的功W=Gh=mgh=50 kg10 N/kg0.05 m=25 J。(3)小东走一步所用的时间为t= s,小东正常步行克服重力做功的功率为P=75 W。19.解:(1)由图可知,n=2,则绳端移动的距离s绳=ns物=22 m=4 m,人的拉力所做的功W=Fs绳=18 N4 m=72 J。(2)拉力做功的功率P=18 W。(3)因为物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍,所以物体受到的摩擦力f=0.35G=0.35100 N=35 N,因物体匀速移动时处于平衡状态,物体受到的拉力F拉和摩擦力是一对平衡力,所以,滑轮组对物体的拉力F拉=f=35

22、 N,不计绳重及机械的摩擦,由F= (G动+F拉)可得,动滑轮的重力G动=nF-F拉=218 N-35 N=1 N。20.解:(1)降落伞和重物的总重力G=mg=7.5 kg10 N/kg=75 N,由图可知,落地前最后2 s,降落伞和重物的下降速度是5 m/s,则最后2 s下降的高度h=v2t=5 m/s2 s=10 m,这段时间重力做功W=Gh=75 N10 m=750 J,这段时间重力做功的功率P=375 W。(2)匀速下落时,降落伞和重物受到的摩擦力等于重力,f=G=75 N。刚开始减速时降落伞和重物受到的合外力大小F=f1-G,则f1=F+G=225 N+75 N=300 N。刚开始减速时f1=k=k(10 m/s)n=300 N,匀速下落时,f=k=k(5 m/s)n=75 N,联立解得n=2,k=3 Ns2/m2,所以阻力的表达式为f=3 Ns2/m2v2。21.解:(1) (2)3l(3)加速带的长度s=v平均T=2v0=l,加速带对10个小球做的总功W=10Fs=10Fl=,加速带对10个小球做功的总时间t总=+T=+=,加速带对10个小球做功的总功率P=5Fv0。