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初中物理第十一章 功和机械能综合与测试精品单元测试习题
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这是一份初中物理第十一章 功和机械能综合与测试精品单元测试习题,共26页。试卷主要包含了单选题,填空题,作图题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。
八年级物理下册第十一单元《功和机械能》单元测试卷
一、单选题(本大题共18小题,共54.0分)
1. “荡秋千”是一种常见的娱乐活动,关于人荡秋千的过程,下列描述正确的是
A. 低处向高处运动时,重力势能减小
B. 高处向低处运动时,动能增大
C. 低外向高外运动时,惯性减小
D. 高处向低处运动时,重力不做功
2. 2021年4月7日,我国自主研发的深海钻探“利剑”“海牛Ⅱ号”抵达2060m的海底,并成功下钻231m,刷新了深海海底钻机的世界纪录。在海面下匀速竖直下潜的“海牛Ⅱ号”
A. 重力不做功 B. 机械能不变
C. 所受压强减小 D. 排开海水的质量不变
3. 高空“蹦极”是勇敢者的游戏。蹦极运动员将弹性长绳质量忽略不计的一端系在双脚上,另一端固定在高处的跳台上,运动员无初速地从跳台上落下。若不计空气阻力,则
A. 整个下落过程中,运动员受到的重力不变,弹性绳的弹力先不变,后逐渐变大
B. 整个下落过程中运动员先加速后减速,弹性绳开始伸直时,其速度最大
C. 下落到最低点时运动员受到的弹力和重力是一对平衡力
D. 整个下落过程中运动员的机械能保持不变
4. 在素质教育中,体育占据了极其重要的位置,其中实心球是体育中考的选项之一。右图所示在投掷实心球时,下列说法中正确的是
A. 投掷实心球时,实心球出手瞬间速度越大,则惯性越大,投掷成绩就越好
B. 若空气阻力忽略不计,则实心球在离开手以后所受的合力大小和方向都保持不变
C. 实心球运动到最高点的瞬间,若所有外力都突然消失,则实心球会静止在最高点
D. 实心球运动到最高点时,动能全部转化为重力势能
5. 如图所示的四个物理情景中,相应的描述正确的是
A. 生活中我们使用的筷子是省力杠杆
B. 用力未搬动石块,这个力做了功
C. 用吸管喝饮料时利用了大气压强
D. 雕刻刀的刀口很薄,是为了减小压强
6. 打篮球是中学生喜欢的一项体育运动,关于这项运动的解释不正确的是
A. 被甩出去的篮球能在空中继续运动,是因为篮球具有惯性的缘故
B. 在空中竖直向上运动的篮球运动越来越慢,是因为力改变了它的运动状态
C. 撞击地面的篮球会被弹起,是因为篮球的弹性势能转化为篮球的动能
D. 篮球撞击地面被弹起的高度逐渐降低,是因为篮球的机械能不变的缘故
7. 为估算小明引体向上运动一次的功率,下列物理量中不需要测量的是
A. 单杠的高度 B. 身体上升的高度
C. 做引体向上的时间 D. 小明的质量
8. 2013年4月20日,四川雅安发生级地震,引发的次生灾害造成巨大损失。关于次生灾害,下列说法中错误的是
A. 地震中心芦山的主要道路发生山体滑坡,泥石的势能转化为动能
B. 芦山县玉溪河和金鸡峡已形成堰塞湖,水的势能增大
C. 堰塞湖水面上的漂浮物受到的浮力大于重力
D. 流动的洪水具有巨大的动能
9. 如图所示是某建筑工地用升降机提升大理石的滑轮组示意图。滑轮组通过固定架被固定住,滑轮组中的两个定滑轮质量相等,绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为大理石的密度是,每块大理石的体积是,升降机货箱和动滑轮的总重力是在某次提升15块大理石的过程中,升降机在1min内将货箱中的大理石沿竖直方向匀速提升了15m,绳子末端的拉力为F,拉力F的功率为P,此时滑轮组的机械效率为不计绳子的重力和轮与轴的摩擦,g取下列选项中正确的是
A. 升降机一次最多能匀速提升40块大理石
B. 拉力F的大小为1300N
C. 拉力F的功率P为1125W
D. 滑轮组的机械效率为
10. 如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A,已知,施加的力分别为、,拉力做的功为、,拉力做功的功率分别为、,则下列判断中正确的是
A. ,, B. ,,
C. ,, D. ,,
11. 在一个罐子的盖和底各开两个小洞,将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定,如图所示,做好后将它从不太陡的斜面滚下,会看到它从斜面上加速滚下,滚到水平面上后减速停止,然后又反向滚回到斜面上,这样来回滚几次,最后停在水平面上.下列说法正确的是
A. 在它加速滚下过程中,只有重力势能和动能的转化
B. 在水平面上滚动时,主要是动能和弹性势能的转化
C. 滚动过程中速度为零时,橡皮筋的弹性势能最大
D. 若斜面和水平面是光滑的,该装置就可以一直这样来回滚动
12. 如图所示,斜面与水平面在M点通过小圆弧相连,弹簧左端固定,原长时右端在N点,不计任何摩擦。小物块从斜面上P点由静止滑下,与弹簧碰撞后又返回。下列判断中不正确的是
A. 小物块从P向M运动过程中,重力势能减少
B. 小物块从P向M运动过程中,动能增加
C. 小物块从M向N运动过程中,机械能减少
D. 弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性势能最大
13. 掉在水平地面上的弹性小球会被弹起,而且弹跳的高度会越来越低.如图所示是小球弹跳的频闪照片,MN为等高线,小球在3、5位置的高度一样.下面说法正确的是
A. 小球在位置4时的势能最大
B. 小球3和5比较,它们的机械能相同
C. 小球从位置1到位置2的过程中,势能主要转化为动能
D. 小球3和5比较,在位置5时动能相同,机械能较小
14. 第14届全国运动会将于9月15日在西安开幕,陕西体操队健儿积极备战,要为父老乡亲们争光。如图所示,蹦床运动员在与蹦床面接触后弹起的过程中,不计所有阻力,下列说法正确的是
A. 运动员在空中上升过程,蹦床对运动员没有做功
B. 运动员在空中上升过程,运动员的重力势能逐渐减小
C. 运动员在空中下降过程中,运动员的重力势能保持不变
D. 运动员离开蹦床后能继续上升过程中,惯性减小
15. 1月31日,巴基斯坦政府派出一架空军专机前往北京,运输中国第一批疫苗,若飞机装载疫苗后以一定的速度和高度飞行飞行的速度和高度与装载疫苗前均相同,则下列有关说法正确的是
A. 疫苗放上飞机后,疫苗的惯性变大
B. 飞机装载疫苗后,飞机的动能变大
C. 疫苗放上飞机后,疫苗的重力势能不变
D. 飞机装载疫苗后,飞机的输出功率不变
16. 1、如图甲是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置,图乙是探究“物体的动能大小与质量的关系”的实验装置。关于这两个实验的说法中错误的是
A. 两个实验都要控制物体从同一高度自由下滑,是为了保证物体到水平面时的初速度相同
B. 甲实验表明:如果运动的物体受到的阻力越小,运动的距离越近
C. 乙实验表明:物体的速度一定时,质量越大,动能越大
D. 乙实验还可以用来探究“重力势能的大小与质量的关系”
17. 在抗洪抢险行动中,小军需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上,为了省力他采用5m的长木板搭了一个斜面如图。搬运过程中,他用沿斜面向上1200N的力,历时5min将重物匀速地推到车上。关于此简易斜面装置,下列说法中正确的是
A. 小军做的功为2400J
B. 小军做功的功率为1200W
C. 小军对重物做的有用功为6000J
D. 此简易斜面装置的机械效率为
18. 功率相同的两辆汽车,匀速行驶在水平路面上,相同时间内通过的路程之比是2:1,则
A. 两车牵引力之比为1:1 B. 两车牵引力之比为2:1
C. 两车做功之比为1:2 D. 两车做功之比为1:1
二、填空题(本大题共5小题,共11.0分)
19. 在水平桌面上,将重为20N的木块沿直线匀速向前推了5m,所用的推力为4N,撤去推力后,木块由于惯性又前进了1m,则推力所做的功是______J,重力所做的功为______J。
20. “北斗”卫星导航系统是我国自主建设和运行,拥有自主知识产权,可独立为全球用户提供卫星导航定位服务。2020年3月9日,我国成功发射第54颗北斗导航卫星,进一步提高了北斗系统运行稳定性。卫星在加速升空的过程中动能______ ,机械能______ ;卫星沿椭圆轨道绕地球运行时,远地点运行慢近地点运行快,从能的角度说明原因: 。答案合理即可
21. 一辆重型卡车匀速行驶时发动机的功率为,速度为,汽车行驶10min,发动机做的功是 J,卡车的牵引力是 。
22. 如图所示的单摆,让小球从点静止释放,小球从点向点摆动的过程中,小球受到的重力对小球 功,细绳对小球的拉力 功均选填“做”或“不做”.
23. 如图甲所示,小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中,得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度之间的关系图象,如图不计空气阻力,弹簧始终发生弹性形变
为曲线最高点,此时小球受到的重力______弹力。
请写出发生的能量转化过程______。
三、作图题(本大题共2小题,共5.0分)
24. 如图所示,杠杆的N端挂一重物,在M点施加一个最小的动力使杠杆平衡。试画出这个最小的动力、动力臂和杠杆受到的阻力。
25. 如图所示,物体A与弹簧相连,放在水平地面上,弹簧比原来要长一点没有超过弹簧的弹性限度,而物体A静止不动,试画出该物体在水平方向上的受力示意图。
四、实验探究题(本大题共3小题,共14.0分)
26. 小宁在放学的路上常看到如图甲所示的交通警示牌,为了研究车辆超速、超载对交通安全的影响,他用铁球A、木球碰撞静止在同一水平长木板上的木块,进行了“动能的大小与什么因素有关”的探究实验。如图乙所示。
、b两图是探究动能与______ 的关系,需要将同一小球分别放置于斜面的不同高度后,使其由______ 状态自由滚下。
分析a、c两次实验的现象,可得出的结论是______ 。
每次实验中,如果小球具有的动能越多,那它就能对木块______ 越多,因此我们可以通过观察______ 的多少来判断小球动能的多少。通过实验可知,发生交通事故时,车辆超载、超速就会对被撞的物体产生更大的危害。
27. 某小组同学为了研究发动机做功快慢与哪些因素有关,他们分别对甲吊车、乙吊车和丙吊车发动机的做功快慢进行了观察,发现每一组做功快慢相同,而甲吊车做功最快,乙其次,丙最慢,该小组同学们将三辆吊车每次运货物时的发动机牵引力和速度记录在以下的三个表格中。
表一甲吊车
观察
序号
发动机牵
引力牛
速度
米秒
1
2000
2
2500
3
5000
表二乙吊车
观察
序号
发动机牵
引力牛
速度
米秒
4
2000
5
2500
6
5000
表三丙吊车
观察
序号
发动机牵
引力牛
速度
米秒
7
2000
8
2500
9
3000
分析比较观察序号1、4、或2、5、8或3、的数据及观察到的现象,可得出的初步结论是:______。
分析比较观察序号______的数据及观察到的现象,可得出的初步结论是:当吊车运货物时的速度相同时,发动机的牵引力越大,则发动机做功越快。
进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的现象,并归纳得出结论。
分析比较表一、表二或表三中的数据及观察到的现象,可初步得出:______。
分析比较表一、表二和表三中的数据及观察到的现象,可初步得出:______。
28. 小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,选用质量不同两个钢球m和的质量大于,分别不从同的高度h和静止开始放下,观察木块B被撞击后移动的距离。实验过程如图所示。
小明通过观察木块B移动的距离长短,来判断小球动能的大小,他利用的研究方法是______选填“控制变量法”或“转换法”;若水平面绝对光滑,本实验将______选填“能”或“不能”达到探究目的。
由甲、乙图可得实验结论:物体的动能大小与______有关。
小明根据甲、丙两图得出结论:物体的动能大小与质量有关,她的看法是否正确?______选填“正确”或“错误”,理由是:___ ___。
五、计算题(本大题共2小题,共16.0分)
29. 一辆汽车在平直公路上以的速度匀速行驶了。汽车所受阻力为1000N,问:汽车发动机所做的功为多少J?汽车发动机的功率是多少W?
汽车爬坡时需要发动机输出更大的牵引力,在发动机功率P一定时,是降低车速还是增大车速?为什么?
30. 如图甲所示,小明到滑雪场进行滑雪圈滑雪运动,小明的重力为730N。滑雪圈如图乙所示,其质量为3kg,底部面积为,滑雪场地是一个高9m,长60m的斜坡。取求:
当小明在水平地面上坐在滑雪圈里时,滑雪圈对地面的压强。
小明坐在滑雪圈里被电动机从斜面底部拉到了顶端,已知电动机的拉力190N,上坡过程中的机械效率是多少。
小明在雪道顶端坐进滑雪圈中,从静止开始下滑,已知水平方向摩擦力为重力的倍,在水平方向滑行多少米能停下来。
答案和解析
【答案】
1. B 2. D 3. A 4. B 5. C 6. D 7. A
8. C 9. C 10. A 11. B 12. C 13. C 14. A
15. B 16. B 17. D 18. D
19. 20;0
20. 变大 变大 卫星在大气层外运行,不受空气阻力,其机械能是守恒的;卫星从远地点运行到近地点过程中,质量不变,相对高度减小,所以重力势能减小,由于机械能不变,则卫星的动能增大,速度变大
21.
22. 做不做
23. 等于 动能减小,重力势能减小,弹性势能增大,动能和重力势能转化为弹性势能
24. 解:
由图可知,O为支点,重物G对杠杆的拉力为阻力,方向竖直向下;
OM为动力臂时,动力臂最长,此时动力最小,过M点作出最小动力,方向向右下方,如图所示:
25. 解:物体A与弹簧相连,放在水平地面上,弹簧比原来要长一点没有超过弹簧的弹性限度,说明物体受到弹簧的拉力,方向水平向右;物体A静止不动,说明物体处于平衡状态,受到平衡力的作用,所以物体受到水平向左的摩擦力,其大小等于拉力,作用点均在物体的重心上,作图时应注意两条线段长度要相等,如图所示:
26. 速度 静止 在速度一定时,小球的质量越大,动能越大 做功 木块在水平面上移动的距离
27. 当发动机的牵引力相同时,运货物时的速度越大,做功越快 2、4或3、9 当发动机牵引力和吊车运货物时的速度的乘积相同时,发动机做功的快慢相同 当发动机牵引力和吊车运货物速度的乘积越大时,发动机做功越快
28. 转换法 不能 速度 错误 没有控制小球到达水平面时的速度相同
29. 解:
,
因为汽车匀速行驶,所以,
汽车发动机所做的功:;
汽车发动机的功率:;
在发动机功率P一定时,根据,在P一定时,减小速度v可以增大牵引力F。
答:
汽车发动机所做的功为;
汽车发动机的功率是;
降低车速;根据,在P一定时,减小速度v可以增大牵引力F。
30. 解:
当小明在水平地面上坐在滑雪圈里时,滑雪圈对地面的压力:,
。
,
,
。
水平方向的摩擦力:,
由可得下坡过程克服摩擦力做功:,
因为从静止开始下滑,整个过程克服摩擦做功等于重力做功,
水平方向克服摩擦力做功:,
水平方向滑行距离:。
答:当小明在水平地面上坐在滑雪圈里时,滑雪圈对地面的压强是1000Pa。
上坡过程中的机械效率是。
在水平方向滑行25m能停下来。
【解析】
1. 解:A、低处向高处运动时,由于高度变大,质量不变,所以重力势能增大,故A错误;
B、高处向低处运动时,速度变大,质量不变,所以动能增大,故B正确;
C、低处向高外运动时,由于质量不变,所以惯性不变,故C错误;
D、高处向低处运动时,在重力的方向上移动了距离,所以重力做功,故D错误。
故选:B。
机械能包括动能和势能;物体由于运动而具有的能量叫动能;物体由于被举高而具有的能量叫重力势能;物体发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能。动能的大小与质量和速度有关,重力势能大小与质量和高度有关。
惯性与物体的质量有关,质量越大惯性越大。
做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离即力和距离的方向要一致;二者缺一不可。
深入理解影响动能和重力势能的因素,明确影响惯性的因素,理解做功的两个必要因素,是解答此题的关键。
2. 解:A、在海面下匀速竖直下潜的“海牛Ⅱ号“,在重力的方向上移动了距离,故重力做功,故A错误;
B、匀速竖直下潜的“海牛Ⅱ号”,质量不变,速度不变动能不变,但高度降低势能减小,故机械能减小,故B错误;
C、液体压强的公式是可见,液体压强的大小只取决于液体的种类即密度和深度h,下潜的“海牛Ⅱ号“深度增大,所以压强增大,故C错误;
D、浸没在液体中的物体,排开液体的体积等于物体的体积。竖直下潜的“海牛Ⅱ号”体积不变,所以排开水的体积不变,质量也就不变,故D正确。
故选:D。
做功的两个要素:物体受力,物体在力的方向上通过距离;
机械能包括物体动能和物体势能。影响物体动能大小的因素:物体的质量、物体运动速度大小;影响物体势能大小的因素:物体质量,物体相对参考面的高度;
液体压强的公式是可见,液体压强的大小只取决于液体的种类即密度和深度h;
浸没在液体中的物体,排开液体的体积等于物体的体积。
本题考查了做功的两个要素、机械能概念及大小,还有液体的压强特点及阿基米德定律,综合性较强。
3. 解:
A、整个下落过程中,运动员受到的重力不变;下落过程中,在弹性绳伸直之前,没有受到弹力的作用,当弹性绳伸直且伸长时,由于弹性绳的形变程度变大,则弹力逐渐变大,即整个过程中,弹力先不变,后变大,故A正确;
B、整个下落过程中,开始时只是受到重力的作用,运动员向下做加速运动,速度变大,当弹性绳开始伸直时,开始受到向上的弹力的作用,弹力会小于重力,所以运动员仍然做加速运动;随着运动员向下运动,弹力会逐渐变大,当弹力等于重力时,速度最大,故B错误;
C、下落到最低点时,弹性绳的弹性形变程度最大,受到的弹力最大,弹力大于重力,运动员受到的弹力和重力不是一对平衡力,运动员在弹力的作用下向上做加速运动,故C错误;
D、运动员在下落的过程中,弹性绳发生了弹性形变,运动员的机械能转化为弹性绳的弹性势能,运动员的机械能不守恒。故D错误。
故选:A。
运动员在下落的过程中,重力保持不变;弹性势能的大小与弹性形变的程度有关,弹性形变程度越大,弹力越大;
根据运动员的情况分析其受力情况,然后判定速度的大小;
二力平衡的条件:大小相等、方向相反、同一直线、作用在同一个物体上;
运动员在下落的过程中,运动员的机械能转化为弹性势能。
本题考查了机械能的转化、物体的受力分析,明确运动员的受力情况是解题的关键。
4. 解:
A、惯性是物体的固有属性,它只与物体的质量有关,与其他因素无关,故A错误;
B、实心球在离开手以后的运动过程中,若不计空气阻力,则只受重力作用,因此,所受合力的方向竖直向下,故B正确;
C、实心球运动到最高点的瞬间,在水平方向仍然运动,若所有外力都突然消失,据牛顿第一运动定律知,实心球将沿水平方向做匀速直线运动,故C错误;
D、投掷出去的实心球,在运动到最高点时,将动能一部分克服摩擦做功,一部分转化为重力势能,故D错误。
故选:B。
惯性是指物体能够保持原来的运动状态不变的一种性质;一切物体都有惯性,惯性是物体的固有属性,它只与物体的质量有关;
球在运动过程中,对球进行受力分析,确定球受到的力的方向;
据牛顿第一运动定律知,一切物体在没有受到任何外力时,其总是保持静止状态或匀速直线运动状态;
运动的物体会克服阻力做功。
本题考查牛顿第一定律的应用、惯性知识、受力分析以及能量转化问题,注意只有在理想情况下才没有阻力作用,实际生活中,运动的物体都会受到阻力的作用。
5. 解:
A、在使用筷子时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A错误;
B、用力搬石头但没有搬起,有力无距离,没有做功,故B错误;
C、吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,吸管内气压减小,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,故C正确;
D、雕刻刀的刀口很薄,是通过减小受力面积来增大压强,故D错误。
故选:C。
根据力臂的大小判断杠杆的种类;
做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离。两个条件缺一不可;
用吸管吸饮料是利用了大气压强。
固体压强的大小与压力大小和受力面积的大小有关,在压力一定时,可以通过减小受力面积的方式来增大压强。
本题为力学综合题,考查了杠杆分类、做功的必要因素、大气压的应用和增大压强的方法,属于基础题目。
6. 解:
A、被甩出去的篮球能在空中继续飞行是因为篮球具有惯性,仍要保持原来的运动状态,故A正确;
B、在空中竖直向上运动的篮球由于受到重力的作用,运动越来越慢,是重力改变了它的运动状态,故B正确;
C、撞击地面的篮球会被弹起的过程中,篮球的弹性势能转化为动能,故C正确;
D、落到地面的篮球会跳起,由于空气阻力的作用,篮球的机械能转化为了内能,因此越跳越低,故此过程中机械能不守恒,故D错误。
故选:D。
物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性;
力可以改变物体的形状,也可以改变物体的运动状态;
根据弹性势能和动能的决定因素进行分析;
在不计摩擦的情况下,机械能守恒。
本题考查了惯性、力的作用效果、能量的转化以及能量守恒的应用,属于综合性题目。
7. 解:做引体向上的功率,所以要测量的物理量是小明的质量、身体上升的高度、小明做引体向上的时间.
故选A.
8. 解:A、山体滑坡时,泥石的高度减小,速度增加,因此将泥石的重力势能转化为动能;故A正确;
B、芦山县玉溪河和金鸡峡已形成堰塞湖时,水位升高,因此水的势能增大;故B正确;
C、堰塞湖水面上的漂浮物受到的浮力等于重力,故C错误;
D、因为流动的洪水具有速度,因此流动的洪水具有巨大的动能;故D正确。
由于该题选择错误的,故选:C。
重力势能大小影响因素:质量、高度。质量越大,高度越高,重力势能越大;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。
漂浮时,浮力等于重力。
本题考查重力势能、动能的影响因素以及物体的浮沉条件,掌握重力势能、动能的影响因素是解题的关键。
9. 解:
由得每块大理石的质量:
每块大理石重:;
升降机一次能够提起的总重为
升降机一次能提起的大理石的总重为
升降机一次能提起的大理石的块数为块,故A错;
提升15块大理石的过程中,钢丝绳端移动的距离:
,故B错;
把货物提升15m拉力做的功:
升降机的功率为;故C正确;
,
,故D错。
故选:C。
已知大理石的密度和体积,利用求质量,再利用公式得到重力;由图知,作用在动滑轮上的绳子有3段,已知钢丝绳能够承受的最大拉力、升降机货箱和动滑轮的总重力和作用在动滑轮上的绳子段数,可以得到动滑轮能够提升的最大重力;已知动滑轮提升的最大重力和货箱的重力,可以得到大理石的总重力;已知大理石的总重力和每块大理石的重力,两者之比就是大理石的数量;
利用求拉力;
利用求拉力端移动的距离,利用求拉力做的功;已知做功时间,利用公式求拉力的功率。
求出有用功,再利用效率公式求滑轮组的机械效率。
本题涉及到密度、重力、功、功率、机械效率等的计算,是一综合性较强的题,在计算过程中要注意各个物理量之间的关系,考查了学生的综合应用能力,属于难题。
10. 【分析】
斜面倾斜角度越大,越费力.斜面AB的倾斜角度小于斜面AC,所以斜面AB更省力,斜面光滑说明摩擦力为0,即使用光滑的斜面没有额外功;速度相同,,所以物体沿斜面AC用时较少,根据公式 ,可判断拉力所做的功的功率大小。
本题考查斜面的省力情况,物体做功的大小以及做功功率的大小,关键是知道接触面光滑,摩擦力为0,使用任何机械都不省功。
【解答】
斜面AB倾斜角度小于AC,所以物体沿AB运动时拉力较小,使用任何机械都不省功,所以拉力在两斜面上做功相同.
速度相同,物体沿AC运动时用时较少,根据公式可知,拉力沿AC运动时拉力做功的功率较大。
故选A。
11. 【分析】
利用控制变量法判断影响动能、重力势能、弹性势能的各因素的变化;如本题对于同一个铁罐,其质量一定,只通过比较铁罐的速度、所处的高度和橡皮筋的形变程度来判断铁罐的动能、重力势能和弹性势能的变化;
本题考查铁罐的机械能的转化,包含了动能和弹性势能的转化、重力势能弹性势能的转化,应细化移动过程分析。
【解答】
A.铁罐在不太陡的斜面上滚下,是从最高处滚下时,铁罐先由慢到快,这一段滚动主要是重力势能减小,铁罐的动能和橡皮筋的弹性势能增加;故A错误;
B.在水平面上铁罐做减速运动时,即由快到慢,这一段滚动主要是铁罐的动能减小,橡皮筋的弹性势能增加,即将动能转化为弹性势能;同时在水平面上反向滚动时,其弹性势能转化为动能,故水平面上滚动时,主要是动能和弹性势能的转化,故B正确;
C.铁罐在滚动过程中速度为零时有两点,即第一点是在水平面上做减速运动,最终静止,故此时弹性势能最大;第二点是在斜面的最高点上速度为零,即此时其重力势能最大,弹性势能最小,即其动能和弹性势能都转化成重力势能,故C错误;
D.若斜面和水平面是光滑的,铁罐滚到水平面上后,其速度不会减小,当橡皮筋恢复原状时,则铁罐在水平方向不受力的作用,装置会一直向前匀速滑动,而不是来回滚动,故D错误。
故选B。
12. 解:A、小物块从P向M运动过程中,质量不变,高度变小,重力势能减小,故A正确;
B、小物块从P向M运动过程中,质量不变,不计任何摩擦,物块的速度增大,所以动能增大,故B正确;
C、小物块从M向N运动过程中,由于不计任何摩擦,所以机械能守恒,故C错误;
D、弹簧被压缩到最短时,其形变程度最大,所以弹簧的弹性势能最大,故D正确。
故选:C。
影响动能大小的因素:质量、速度,质量越大,速度越大,动能越大;影响重力势能大小的因素:质量、高度,即物体的质量越大,高度越高,其重力势能越大;
弹性势能的影响因素:弹性形变的大小。动能和势能统称机械能。三者之间可以相互转化。
本题考查动能和势能的转化及弹性势能、机械能的变化分析,明确不同能量大小的影响因素是解答此题的关键。
13. 【分析】
本题考查影响物体重力势能大小的因素,机械能的概念及其转化。
物体的质量越大,位置越高,重力势能就越大;
动能和势能统称为机械能;
弹性小球的位置越来越低,机械能越来越小。
【解答】
A.小球在位置1位置最高,重力势能最大,故A错误;
B.小球3和5比较,位置高度相同,重力势能相同,但小球3能够上升更高的位置,小球三的机械能大,故B错误;
C.小球从位置1到位置2的过程中,高度降低,重力势能减小,动能增大,势能主要转化为动能,故C正确;
D.小球3和5比较,位置高度相同,重力势能相同,在位置5时机械能较小,故D错误。
故选C。
14. 解:A、运动员离开蹦床后上升过程中,是由于惯性向上运动,蹦床没有对运动员做功,故A正确;
B、运动员在空中上升过程,离开蹦床后,高度增加,人的重力势能增大,动能减小,动能转化为重力势能,故B错误;
C、运动员在空中下降过程中,高度减小,人的重力势能减小,动能增大,重力势能转化为动能,故C错误;
D、惯性的大小只与物体的质量有关,运动员向上运动过程中,质量不变,惯性不变,故D错误。
故选:A。
做功的两个必要条件是力和物体在力的方向上通过的距离;
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。
重力势能大小的影响因素:质量、被举的高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性,惯性的大小只与物体的质量有关,惯性不是力。
解决此类问题的关键是要知道各能量跟哪些因素有关,根据各因素的变化情况分析能量的变化情况。
15. 解:A、疫苗放上飞机后,其位置发生了变化,但其质量不变,所以疫苗的惯性不变,故A错误;
B、飞机装载疫苗后,飞机的质量变大,所以动能变大,故B正确;
C、疫苗放上飞机后,疫苗所处的高度增加,所以疫苗的重力势能变大,故C错误;
D、飞机装载疫苗后质量变大,消耗燃油多,则做功多,根据可知,飞机的输出功率变大,故D错误。
故选:B。
惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系,质量越大,惯性越大;
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;
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;
飞机装载疫苗后质量变大,消耗燃油多,则做功多,根据分析飞机的输出功率变化。
此题考查惯性、动能和势能的大小变化、功率的概念等,具有一定的综合性,但难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
16. 【分析】
阻力对物体运动的影响实验,水平面越光滑,小车受到的阻力越小,小车运动得越远,推理可得如果运动的物体不受力,物体将做匀速直线运动;
动能与质量关系的实验,速度相同,物体的质量越大,将物体推动得越远,说明速度相同,质量越大,动能越大;
两个实验都需使让物体从同一高度处滑下,这样可保持物体的速度相同。
掌握阻力对物体影响实验和影响动能大小的因素实验中实验结论及控制变量法的应用是结论问题的关键。
【解答】
A. 两个实验都控制物体从同一高度自由下滑,是为了保证物体到水平面时的速度相同,A正确;
B. 甲实验表明:如果运动的物体受到的阻力越小,运动的距离越远,所以B错误;
C. 乙实验可以看出,质量大的物体把纸盒撞击的较远,表明:物体的速度一定时,质量越大,动能越大,所以C正确;
D. 乙实验在保持物体高度相同的条件下改变了物体的质量,因此还可以用来探究“重力势能的大小与质量的关系”,所以D正确。
故选B。
17. 解:A、小军做的功为:,故A错误;、
B、小军做功的功率为:,故B错误;
C、小军对重物做的有用功为:,故C错误;
D、此简易斜面装置的机械效率为:,故D正确。
故选:D。
根据功的计算公式可求出拉力做的功,即总功。
运用功率的计算公式,代入数值后可求功率P。
根据求出有用功。
然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率。
熟练运用计算功、功率、机械效率的公式,是解答此题的关键。
18. 解:甲、乙两辆汽车的功率和时间相同,
由可得,甲、乙两汽车做的功相同,则两车做功之比为1:1,故C错误,D正确;
由得:
两车的牵引力之比:,故AB错误.
故选D.
已知甲、乙两辆汽车的额定功率和行驶的时间相同,利用公式分析两辆汽车做功多少的关系;
知道通过的路程之比,再利用公式分析两辆汽车的牵引力之比.
本题主要考查的是学生对功率、功的计算公式的理解和掌握,难度不是很大.
19. 【分析】
根据做功的条件可知,物体在推力作用下移动的5m是做功过程,靠惯性移动的1m不做功,在重力的方向上没有移动距离,所以重力不做功。
这类题目,要紧扣做功的条件,F和s的方向要一致,否则不做功。
【解答】
;
由于没有在重力方向上移动距离,所以重力不做功,即。
故答案为:20;0。
20. 解:卫星在加速升空的过程中,质量不变,速度变大,动能变大;质量不变,高度变大,重力势能变大;动能和势能统称为机械能,所以机械能变大;
卫星在大气层外运行,不受空气阻力,卫星的机械能是守恒的,卫星在远地点时,势能大动能小,近地点时,势能小动能大,故卫星远地点运行慢近地点运行快。
故答案为:变大;变大;卫星在大气层外运行,不受空气阻力,卫星的机械能是守恒的,卫星在远地点时,势能大动能小,近地点时,势能小动能大,故卫星远地点运行慢近地点运行快。
物体由于运动而具有的能叫动能,质量越大,速度越大,动能就越大;
物体由于被举高而具有的能叫重力势能,质量越大,高度越高,重力势能就越大;
动能和势能统称为机械能。
解答本题需要掌握动能、势能大小的影响因素。同时知道卫星在绕地球运动时,不受空气阻力,机械能没有损耗,机械能是守恒的。
21. 【分析】
知道发动机的功率和工作时间,根据求出发动机做的功;
根据的变形公式求出卡车牵引力。
此题主要考查学生对功的公式和功率公式理解和掌握,关键是公式及变形公式的灵活运用,属于基础性题目,难度不大。
【解答】
发动机的功率,行驶时间,
由得,发动机做的功: ;
卡车的速度,
由得,卡车牵引力: 。
故答案为:;8080N。
22. 【分析】
力做功的两个必要因素,力和在力的方向上移动的距离,二者缺一不可,据此分析。
本题主要考查了做功条件的应用,要明确:有力有距离,力对物体不一定做功,物体必须在力的作用下通过了距离,力对物体才做功。
【解答】
小球从A点向B点摆动的过程中,小球的高度降低,在重力的作用下沿重力的方向移动了距离,所以小球受到的重力对小球做了功;
细绳对小球的拉力方向与小球的运动方向垂直,小球没有在拉力的作用下移动距离,故细绳对小球的拉力没有做功。
故答案为:做;不做。
23. 解:小球从a到b的过程中,受弹簧的弹力、重力,重力大于弹力,小球速度越来越大。随弹簧压缩量的增大,弹力越来越大,当小球到达b点时,弹力与重力相等;
处速度最大,c处速度为0,则的过程中,动能减小,重力势能减小,弹性势能增大,动能和重力势能转化为弹性势能。
故答案为:等于;动能减小,重力势能减小,弹性势能增大,动能和重力势能转化为弹性势能。
小球从a到b的过程中,受弹簧的弹力、重力,重力大于弹力,小球速度越来越大。随弹簧压缩量的增大,弹力越来越大,当小球到达b点时,弹力与重力相等;
的过程中,动能、重力势能和弹性势能相互转化。
本题考查了力与运动的关系以及动能和势能的转化,解题的关键要读懂图,由图获取弹簧压缩量,小球速度变化的信息分析小球的运动过程,分析弹力的变化情况。
24. 力臂是指从支点向力的作用线作垂线,垂线段即为力臂。
根据公式可以知道,力和力臂成反比,要想力最小,必须力臂最长,即作用在M点时力最小,力的方向向右下方。
画力臂的方法是:找到点,找到线力的作用线,由点向线作垂线即可。我们还可以用口诀来记:一找点支点,二作线力的作用线,点向线作垂线。
25. 根据题意对物体进行受力分析,然后按照力的示意图的画法画出水平方向上受到的各个力。
画力的示意图的一般步骤为:一画简图二定点,三画线,四画尖,五把力的符号标尖边。按照这个作图步骤,很容易能够画出指定力的示意图。
此题考查力的示意图的画法,关键是对物体进行正确的受力分析。物体静止时受平衡力,平衡的力大小相等方向相反,若判断出一个力可画出另一个力。
26. 解:根据a、b两图知小球的质量相同,下滑的高度不同,小球到达斜面底端的速度不相同,是探究动能与速度的关系,实验中需要将同一小球分别放置于斜面的不同高度后,使其由静止状态自由滚下;
分析a、c两图知小球的质量不相同,下滑的高度相同,小球到达斜面底端的速度相同,是探究动能与质量的关系,且由图知A球把木块推得远,说明A球的动能大,故可以得出在速度一定时,小球的质量越大,动能越大;
小球动能大小不能直接测量,而是通过小球推动木块在水平面上移动的距离来反映的,采用了转换法;木块被撞开的距离越大,说明小球对木块做功越多,则小球具有的动能越大。
故答案为:速度;静止;在速度一定时,小球的质量越大,动能越大;做功;木块在水平面上移动的距离。
根据甲乙两图的相同量和不同量判断出探究的问题;
实验过程要采用控制变量法,当研究动能大小与速度的关系时,应选择同一小球,这样可以保证小球的质量相同,让小球沿斜面的不同高度由静止下落,这样保证到底平面时速度不相同,此实验把动能的大小转换为木块被撞击后运动的距离,距离越远表明小球的动能越大。
根据a、c两图的相同量和不同量得出结论。
此题主要考查学生探究动能的影响因素实验的理解和掌握。该实验中注意控制变量法的应用。
27. 解:
已知甲吊车做功最快,乙其次,丙最慢;
分析序号1、4、7或2、5、8或3、6的数据,发动机牵引力相同,速度不同,可得出的初步结论是:当吊车的牵引力相同时,运货物时的速度越大,做功越快。
研究吊车运货物时的速度相同时,吊车做功快慢与牵引力的关系,应改变牵引力的大小,则由表格数据可知,应分析比较实验序号2、4或3、9的数据及观察到的现象,可得出的初步结论是:当吊车运货物时的速度相同时,发动机的牵引力越大,则发动机做功越快。
分析表一、表二或表三中的数据可知,在发动机牵引力和吊车运货物时的速度相同时,发动机的牵引力越大,则发动机做功越快;在发动机牵引力和吊车运货物时的速度都不同的情况下,做功的快慢是一样的;求出牵引力和速度的乘积可以发现,乘积是相同的;由此得出:当发动机牵引力和吊车运货物时的速度的乘积相同时,发动机做功的快慢相同。
综合分析表一、表二和表三,可以发现表一、表二、表三中牵引力和速度的乘积是不同的,而做功的快慢也是不同的;由此得出:当发动机牵引力和吊车运货物速度的乘积越大时,发动机做功越快。
故答案为:
当发动机的牵引力相同时,运货物时的速度越大,做功越快。
、4或3、9;
当发动机牵引力和吊车运货物时的速度的乘积相同时,发动机做功的快慢相同;
当发动机牵引力和吊车运货物速度的乘积越大时,发动机做功越快。
根据题中条件,甲吊车做功最快,乙其次,丙最慢,分析观察序号1、4、7或2、5、8或3、6的数据,找出相同量和不同量,分析得出发动机做功快慢变化量的关系;
研究速度相同时,发动机做功快慢与牵引力的关系,根据控制变量法,分析表中数据得出结论;
分析表一,发动机的牵引力和速度都不同而做功的快慢却是相同的,算出牵引力和速度的乘积进行比较,从而得出:当发动机牵引力和吊车运货物时的速度的乘积相同时,发动机做功的快慢相同。
然后再综合的比较表一、表二和表三中牵引力和速度的乘积得出:当发动机牵引力和吊车运货物速度的乘积越大时,发动机做功越快。
本题研究吊车做功的快慢与哪些因素有关,熟练运用控制变量法,分析数据得出结论是解题的关键,是中招常见的实验探究题类型。
28. 解:
实验中通过观察木块B移动的距离长短,来判断小球动能的大小,这里用到的物理学研究问题的方法是转换法;
若水平面绝对光滑,则木块运动时不受摩擦力作用,撞击后将保持匀速直线运动,不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小,所以本实验将不能达到探究目的;
由甲、乙图可知,小球的质量相同,小球从同一斜面的不同高度由静止滑下,到达斜面底部时的速度不同,撞击木块后木块移动的距离不同,说明小球的动能不同,所以得出的实验结论为:物体的动能大小与速度有关;
要探究小球动能与质量的关系,需要控制小球到达水平面时的速度相同,即不同质量的小球从同一高度由静止滑下,而甲、丙两图没有让小球从同一高度滚下,没有控制小球的速度相同,所以小明的看法错误。
故答案为:转换法;不能;速度;错误;没有控制小球到达水平面时的速度相同。
掌握转换法在实验中的应用,实验中通过观察木块被推动的距离来比较物体动能的大小;
根据牛顿第一定律,若水平面绝对光滑,则木块不受摩擦力作用,撞击后将保持匀速直线运动,实验将不能达到探究目的;
动能大小跟质量和速度有关。在探究动能大小跟质量关系时,控制速度大小不变;在探究动能大小跟速度关系时,控制质量不变;
影响动能大小的因素有物体的质量与速度,因此,在探究和分析结论时,一定要注意控制变量法的运用,并据此得出结论。
掌握动能大小的影响因素,利用控制变量法和转换法,探究动能大小跟各因素之间的关系。
29. 先根据速度和时间计算出运动的距离,在利用公式求发动机做的功;
利用公式求功率;
根据公式分析功率一定时,速度与牵引力的关系。
本题考查学生对功及功率的计算,理解公式是难点。
30. 知道人的重力和滑雪圈的重力,求出滑雪圈对地面的压力,根据压强公式求出滑雪圈对地面的压强。
知道人和滑雪圈的重力,知道斜坡的高度,求出有用功;知道电动机的拉力和斜面的长度,求出总功;根据机械效率公式求出机械效率。
知道人和滑雪圈的重力求出水平方向的摩擦力,滑雪圈从静止下滑,整个过程中克服摩擦做功等于重力做功,求出水平方向上滑行的距离。
本题通过滑雪考查了压强、机械效率、有用功、总功和我、额外功等,是简单机械和压强的综合计算,有一定的难度。
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