2020-2021学年第十一章 功和机械能综合与测试课后复习题

这是一份2020-2021学年第十一章 功和机械能综合与测试课后复习题，共10页。试卷主要包含了选择题，综合应用等内容，欢迎下载使用。
第十一章 功和机械能  章测试题一、选择题（每小题3分，共30分）：1．小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里，他提鸡蛋的力做功最接近（    ）A. 9J     B. 30J     C. 90J      D. 300J2．如图所示的各个过程中，人对物体做功的是（     ）      A．踢出去的足球在地面上滚动一段距离    B．运动员在举起杠铃的过程中C．学生背着书包在水平地面上匀速前进    D．大家用力推汽车，汽车不动3．小丽用40N的水平推力将一个重90N的箱子水平推动了1m；所用时间2s；小宇又将这个箱子匀速提上了 0.4m高的台阶，所用时间1.5s。比较小丽、小宇所做的功W1、W2和做功的功率P1、P2之间大小的关系是（  ）A．W1＞W2   P1＜P2       B． W1＞W2    P1＞P2C．W1＜W2   P1＜P2        D．W1＜W2      P1＞P24．下列情景中物体所具有的能量中，与其他项明显不同的是（   ）       5．如图所示，青蛙从跳起到落地的过程中，它的重力势能（    ）A．一直增大       B．一直减小C．先增大后减小      D．先减小后增大6．如图所示，过山车是一项惊险刺激的游戏项目，下列关于过山车的机械能说法正确的是（  ） A．刚开始过山车匀速被拉升时，机械能不变 B．过山车向下俯冲时，重力势能转化为动能 C．通过环形轨道最高点时，重力势能最大，动能为0 D．过山车在运行过程中机械能守恒7．如图所示各种现象中,属于动能转化为重力势能的是（   ）        8．如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动，两次拉动木块得到的s-t关系图象如图2乙所示。两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2，下列判断正确的是（     ）A. F1＞F2、P1＞P2          B. F1＝F2、P1＞P2C. F1＞F2、P1＝P2         D. F1＜F2、P1＜P29．妈妈与小明进行爬山比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，全程设为匀速运动，妈妈的体重是小明的2倍，妈妈所用的时间是小明的3倍，若妈妈克服重力做功为W1、功率为P1，小明克服自身重力做功为W2、功率为P2，则下列关系正确的是A．W1:W2=1:1     B．W1:W2=2:3    C．P1:P2=1:1    D．P1:P2=2:310．如图所示的是运动员在投掷铅球的场景．铅球离手后，只考虑重力做功，铅球在空中飞行过程中动能EK随时间t变化的曲线最接近的是（   ） 二、（本大题共5个小题，11小题7分，12小题5分，13小题8分， 14小题6分，15小题8分，共34分）11．小红猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计了如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与哪些因素有关。（1）让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示。（2）让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示。上述甲、乙两组实验中：①乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时，具有相同的              。②选用图甲探究的是动能与            的关系，理由是：两球          相等；得出的结论是：                                                   。③选用图乙探究的是动能与         的关系，得出的结论是：                     。④物理研究方法有许多，如等效替代法、类比法、对比法、控制变量法；本实验中运用了两种研究方法，一是             法；二是转换法，就是用纸盒移动的距离长短来表示小球动能的大小。12．小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想：猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示。   （1）实验中通过比较                        来判断物体重力势能的大小；（2）了验证猜想一，需选择表中         （填实验序号）三组数据进行分析；（3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是：                                  。（4）同组的小亮同学认为将小桌放置在厚海绵上也可以完成实验，你认为他的方案是      （选填“可行”或“不可行”），你的理由是                            。13．跳绳是我市初中毕业生体育测试的项目之一，小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重）。（1）用体重计测量自己的质量m；（2）估测自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度）；（3）用          (填测量器材)记录跳n次所用的         （填物理量与其对应字母）。（4）数据处理：   ①自己所受的重力G=          ；②每次克服重力所做的功W=Gh=      ，则跳n次所做的总功W总= nW =        ；③则平均功率P=          。（5）两人想比较跳绳的平均功率（假设两人跳起的平均高度相同），则 （    ）                                         A. 频率相同，体重大的功率大    B. 频率相同，跳的时间长的功率大C. 体重相同，频率高的功率小    D. 体重相同，跳的时间长的功率大（6）小华要想提高跳绳测试的成绩，请你从物理学角度为他提出一条合理的建议：                                    。14．小明在玩“水枪”玩具时，发现“水枪”水平放置，如果推动活塞的速度越快，水枪离地面的高度越高，水就会射得越远，据此，他提出了如下猜想：在空中水平抛出的物体，落地的水平距离与抛出的初速度及抛出点离地面的高度有关，为验证猜想，小明找来了如图所示装置进行实验．（1）让小球从斜槽上自由滚下，是为了使小球到达水平槽时具有一定的　　　　　　；小球从斜槽滚下，重力势能　　　　　　（选填“增大”、“减小”或“不变”）（2）保持　　　　　　不变，分别让同一小球从斜槽上A、B、C位置由静止自由滚下，分别测出小球落地的水平距离SA、SB、SC，发现SA＞SB＞SC．这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与　　　　　　有关．（3）逐步降低抛出点离地面的高度，分别为h1、h2、h3，每次都让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下，分别测出小球落地的水平距离s1、s2、s3，发现s1＞s2＞s3．这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与　　　　　　有关．（4）若在水平槽铺上毛巾，使抛出点离地面的高度为h3，让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下，测出小球落地的水平距离为s4，根据上述实验的结果，应该有s4　　　　　　s3（选填“＞”、“＜”或“=”）．15．某同学在电视上看到 “嫦娥”拍摄的月球表面照片，如图所示，发现月表面有很多大大小小凸凹不平的深坑，他通过查阅资料了解到这是流星在太空中运行到靠近月球时，在月球的引力作用下坠落到月面，与月面发生碰撞而形成的坑洞，叫做月坑。这个同学猜想月坑的深度可能与流星的质量有关。于是，他想进行模拟实验验证自己的猜想，他所能找到的器材有：一只铺满厚厚细沙的盘子、两个质量不同但体积相同的小球及刻度尺。（1）请你帮他设计应如何去做实验，验证猜想。（写出主要的实验步骤）（2）说明该实验中你判断的方法。   三、综合应用（本大题共 小题。16~19题每空1分，共12分，20小题4分，21小题4分，22小题4分，23、24小题各6分，共36分）：）16．如图甲所示，水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，其F-t和v-t图像分别如图乙和图丙所示。由图像可知，0～3s内，推力对物体做功      J，9～12s内，推力对物体做功的功率为       W；t=2s时，物体受到的摩擦力是      N。 17．嫦娥四号实现了人类探测器首次成功在月球背面软着陆。嫦娥四号探测器在距离月球表面100米高处悬停，对月球表面识别，并自主避障，选定相对平坦的区域后，开始缓慢地竖直下降，最后成功软着陆。从距离月球表面100米到软着陆在月球表面的过程中，月球重力对探测器        （选填“做功”或“没有做功”），嫦娥四号探测器的重力势能       ，机械能       （选填“增加”或“不变”或“减少”）。18.小武是一个历史迷。他在阅读《三国志-蜀书-诸葛亮传》时，看到书中记载，诸葛亮曾在前代可一次发射多支弩箭的连弩的基础上，设计制作了一种“元戎”弩，如图，它可以一次发射十支长八寸的铁弩箭，提高了强弩的杀伤效能。他查阅资料得知，拉开弩时，积聚了大量的弹性势能，当松开时，转化为弩箭的       能。他设想，如果用密度较小的合金材料替代铁弩箭，可以在发射速度一定时，射出更多的箭。你认为他的方案         （选择“可行”或“不可行”），你的理由是                             。19．如图所示，木块下面是一长木板，小明将弹簧测力计一端固定，另一端钩住长方体木块A，实验时拉着长木板沿水平地面向左运动，读出弹簧测力计示数即可测出木块A所受摩擦力大小。不计弹簧测力计的自重，在木板运动的过程中拉动速度变大，弹簧测力计示数　   　。（选填“变大”“变小”或“不变”），小明认为只要测出木板移动的距离，就可以测量出克服木块与木板之间摩擦力做功的功率。你认为他的做法是         （选择“正确”或“不正确”），你的理由是                             。20．阅读短文，回答问题：“秋千是荡过的，但这么大的秋千，我还没有荡过，更没想到荡秋千也可以比赛。”看着朝鲜族姑娘在秋千上飘逸的身影，来着各地的游客不禁赞不绝口。据了解，荡秋千是朝鲜族妇女喜爱的民间游戏，每逢节日聚会，人们便会看到成群结队的朝鲜族妇女，聚集在参天的大树下，或高耸的秋千架旁。身穿鲜艳民族服装的朝鲜族妇女，在人们的欢呼、叫好声中荡起了秋千，她们一会腾空而起，一会俯冲而下，尽情地欢乐，长长的裙子随风飘舞，大有飘飘欲仙之感。朝鲜族妇女荡的秋千，不仅高，而且还很飘，有的秋千几乎都荡平了，真可谓是触目惊心。荡秋千比赛分为单人和双人两种。比赛优胜者的评比方法，有的是以树梢或树花为目标，看谁能咬到或踢到；有的是在高处挂一个铜铃，看谁能碰响。具体的比赛方法各地也不尽相同，但有个共同点，那就是都以高度作为决定胜负的标准。阅读短文后思考解答：（1）朝鲜族姑娘荡的秋千，不仅高，而且还很飘，有的秋千几乎都荡平了，如图为其简化图，当姑娘们把秋千从最低点B向上荡起到最高点C的过程中，秋千的运动速度会逐渐      ，荡秋千到达最高点C时秋千的动能为      。（2）在荡秋千过程中，姑娘们一会腾空而起，一会俯冲而下，关于其中的能量转化，理解不正确的是（    ）（不计能量的损耗）A．俯冲而下时，表演者的动能和重力势能都在逐渐增大B．腾空而起时，表演者的重力势能逐渐减小C．腾空而起时，表演者的动能转化为重力势能D．俯冲而下时，表演者的重力势能转化为动能21．太原市开展招标电动自行车禁售禁骑宣传教育活动，其中符合“净重不大于40kg，设计时速不大于20km，电动机额定连续输出功率应不大于240W。脚踏骑行功能能正常使用”的电动自行车才可以上路。请你解释，为什么要限定电动自行车的质量和时速? 22．如图是一则公益广告：现如今随着入住高楼的人们越来越多，高空抛物的现象也是屡屡发生。高空抛物有非常大的危险性，一个鸡蛋从18楼抛下来就可以砸碎人头骨。请从能量的角度解释高空落下的鸡蛋能砸人伤的原因。    23.如图是小宇同学在水平地面上玩滑板时的情景．他的滑板重30N，当体重为450N的小宇站在滑板上向前滑行时，受到的平均阻力为50N，在10s内滑行了20m。求：（1）克服平均阻力所做的功；（2）平均阻力的功率。   24. 一辆质量为2 t的汽车，在平直公路上以额定功率80 kW从静止开始运动，经15 s运动200 m恰好达到最大速度，接着匀速运动25 s关闭发动机，滑行100 m停下．其v－t图象如图所示．已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，g取10 N/kg，求：(1)整个过程中发动机做的功；(2)汽车的最大速度vm；(3)全程中汽车的平均速度v.   参考答案：A卷一、1. C  解析：每个鸡蛋大约50g，30个鸡蛋的质量大约1.5kg，则这些鸡蛋所受重力约为：1.5kg×10N/kg=15N，1楼到3楼，共上了2层楼，每层层距大约3m，则小华对鸡蛋作用大约为：15N×2×3m=90J。2.B 解析：举起杠铃的过程中，克服杠铃的重力移动了距离3.A  解析：根据W=FS及计算可知，小丽所做的功为40J，所做功的功率为20W；根据W=Gh及P=W/t计算可知，小宇所做功为36J，功率为24W4. D  解析：ABC中，物体具有重力势能，D中，撑杆跳高的杆具有弹性势能5.C  解析：青蛙跳起的过程中，动能转化为重力势能，落地过程中，重力势能转化为动能，因而重力势能先增大后减小6．B  解析：刚开始过山车匀速被拉升时，质量不变，速度不变，高度增加，故动能不变，重力势能变大，而机械能等于动能与重力势能之和，所以机械能变大，故A错误；过山车向下俯冲时，质量不变，高度降低、速度变大，所以重力势能变小，动能变大，重力势能转化为动能，故B正确；、通过环形轨道最高点时，高度最大，重力势能最大，但此时其在水平方向上速度不为零，此时动能不为零，故C错误；过山车在运行过程中需要克服空气阻力和摩擦阻力做功，会有消耗一部分机械能，所以机械能变小，即机械能不守恒，故D错误。7. C.解析：滚摆在最低点具有较大的动能，在上升过程中速度减小，高度增大，因而将动能转化为重力势能8.B  解析：根据图像可知，两次拉动木块都做匀速直线运动，因而拉力始终等于摩擦力。木块对桌面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，因而拉力大小相同。第一次拉动的速度较大，所以第一次做功的功率大。9．D   解析：他们选择的起点、路径和终点都相同，全程设为匀速运动，妈妈的体重是小明的2倍，妈妈所用的时间是小明的3倍，若妈妈克服重力做功为W1=2Gh、功率为P1=2Gh/3t，小明克服自身重力做功为W2=Gh、功率为P2=Gh/t，故本题正确选项是D。 10.C  解析：铅球在做抛物线运动过程中，动能转化为重力势能，然后重力势能转化为动能，在接触地面瞬间运动速度最大，动能最大。二、11． ①速度；②运动速度；质量；运动速度一定时，物体质量越大，动能越大。③质量；物体质量一定时，运动速度越大，动能越大④控制变量法。解析：(1)乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下，目的是使两球到达水平面时的速度相等；(2)选用图甲，让质量相同的小球沿斜面的不同高度由静止滚下，控制了质量相同，而小球到达水平面时的速度不同，目的是探究物体的动能与速度的关系，能得出的结论是：当物体的质量相同时，速度越大，动能越大；（3）选用图乙，让质量不同的小球由斜面的同一高度滚下，控制了小球的运动速度相同，目的是探究物体的动能与质量的关系，能得出的结论是：当物体的运动速度相同时，质量越大，动能越大；（4）因物体的动能与质量和速度有关，所以当研究动能与其中一个因素关系时，应采取控制变量法；实验中通过观察木块被撞击后运动的距离的大小来间接判断物体动能的大小，这种研究问题的方法是转换法。12. (1)桌腿进入沙子的深度    (2) ①④⑤    (3)质量相同的物体，位置越高，具有的重力势能越大（4）不可行；海绵发生形变后，搬离小桌会恢复原状，不便于记录实验现象解析：（1）根据能量的定义，物体具有的重力势能越大能够对小桌做的功越多，能够使桌腿陷入沙子的深度越大，故而本实验比较的是桌腿进入沙子的深度。（2）根据控制变量法，为了验证猜想一，要控制物体的高度不变，质量改变，从表格中数据可以看出，①④⑤高度相同，质量不同；（3）从表格中①②③数据可以看出，当物体质量相同时，随着物体的高度增大，小桌桌腿陷入的深度也在增加，即质量相同的物体，位置越高，具有的重力势能越大。（4）实验现象通过小桌陷入的深度体现出来，而海绵发生的是弹性形变，不便于记录实验现象。13.（3）秒表 ， 时间t  。（4）①mg ； ②mgh，nmgh，③nmgh/t（5）A  （6）加快跳绳频率、降低跳起高度、减肥等。解析：（3）根据前面的分析，测出自己的体重m和跳起的高度h.还要用秒表测出时间t.；（4）①自己所受的重力是：mg;②每次克服重力所做的功W=Gh=mgh,则跳n次所做的总功W总=nmgh，则平均功率P=Wt=nmght.（5）频率相同，体重大的，在相同时间里做的功多，功率大。所以A正确，B错误。体重相同，频率高，在相同时间里做的功多，所以功率大。故C错误。体重相同，只要跳频率相同，功率与跳的时间长短无关。故D错误。（6）相同时间里，跳的次数越多成绩越好。在时间相同，功率一定的情况下，所做的功是一样的。每次做的功越少，相同时间里跳的次才越多，成绩才越好。所以想提高跳绳测试的成绩，可以降低跳起高度、减肥减轻体重等。14．（1）速度；减小；（2）小球质量；速度；（3）距落地点的高度；（4）＜解析：（1）实验中，让小球从斜槽上自由滚下，是为了使小球到达水平槽时具有一定的速度；小球从斜槽滚下，高度降低，所以重力势能减小；（2）根据控制变量法的要求，保持小球质量不变，分别让同一小球从斜槽上A、B、C位置由静止自由滚下，分别测出小球落地的水平距离SA、SB、SC，发现SA＞SB＞SC．这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与速度有关，速度越大，则平抛的距离越远．（3）逐步降低抛出点离地面的高度，分别测出小球落地的水平距离s1、s2、s3，发现s1＞s2＞s3．这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与距落地点的高度有关，相同情况下，距落地点的高度越大，落地点的水平距离越远．（4）若在水平槽铺上毛巾，由于毛巾的表面较粗糙，摩擦力大，小球的速度减小，则小球的动能减小，因此，根据上述实验的结果，小球落地的水平距离变小，即s4＜s3．15.实验步骤：将两个体积相同但质量不同的小球，从相同高度释放，记录沙坑的深度。判断方法：从相同高度释放质量不同的小球，如果砸出的沙坑深度相同，可推断出月坑深度与流星质量无关；如果深度不同，则推断出月坑深度与流星质量有关。三、16．0；18；3解析：分析图丙可知，物体在00～3s内处于静止状态，因而推力对物体做功0J，由图乙可知，此时推力为3N，摩擦力也为3N；分析图乙，9～12s内，推力大小为6N，分析图丙可知，9～12s内，物体运动速度为3m/s，根据P=Fv计算可知，推力的功率为18W。17.做功；减少；减少解析：探测器在重力的方向上通过了距离，所以对探测器做了功。从距离月球表面100米高处到着陆在月球表面，此过程重探测器质量不变，高度降低为零，则其重力势能减少；着陆后探测器的速度减为零，则其动能也减少为零。因机械能等于动能和重力势能之和，所以机械能减少。18.动；不可行；使用密度较小的合金材料后，减小了箭的质量，从而减小了箭的动能。解析：弩发生形变后，产生了弹性势能，松开后，弩箭运动，因而将弹性势能转化为动能。动能大小与质量和速度有关，换用密度较小的合金材料后，弩箭质量减小，在速度一定时，动能减小，杀伤力会减弱，所以不可行。19.不变；不正确；还需要测量出木板运动的时间解析：在木板运动的过程中拉动速度变大，但弹簧测力计仍保持静止状态，木块A受到平衡力作用，弹簧测力计示数等于木块和木板间的摩擦力，木块对木板的压力和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力不变；要计算克服木块与木板之间摩擦力做功的功率，不仅需要测量出摩擦力，移动的距离，计算出所做的功，还需要测量出木板运动的时间，从而求出功率。20.（1）减小；0；（2）A解析：（1）当表演者从A点俯冲到B点的过程中，重力势能转化为动能；从最低点B向上荡起到最高点C的过程中，动能转化为重力势能。动能的大小与物体的质量与运动速度有关，在质量一定时，动能越小，运动速度越小。当秋千到达最高点C时，动能全部转化为重力势能，此时动能为0。（2）在选手俯冲而下时，选手的位置越来越低，速度越来越大，动能越来越大，这时选手的重力势能越来越小，A错误；选手腾空而起时，速度越来越小，高度越来越高，在质量一定时，其重力势能在增大，B正确；在此过程中动能减小，转化为重力势能，C正确；在选手俯冲而下时，选手的位置越来越低，速度越来越大，因此，这时选手的重力势能越来越小，动能越来越大，在这个过程中，重力势能转化为动能，D正确。选择答案A。21.质量越大的物体，具有的惯性越大，惯性越大，在发生紧急情况时，电动车就越难控制，越容易造成交通事故。在质量一定时，速度越大，物体具有的动能就越大，发生事故是造成的损伤就越严重，所以要限定电动自行车的质量和时速。22. 鸡蛋被举越高，重力势能越大。下落过程中，更多的重力势能转化为动能，造成的破坏性越大。23.（1）克服平均阻力所做的功：W=fs=50N×20m=1000J；（2）平均阻力的功率：P=W/t=1000J/10s=100W24. (1)由题意可知，整个过程中发动机的工作时间：t＝15 s＋25 s＝40 s　由P＝可得，整个过程中发动机做的功：W＝Pt＝80×103 W×40 s＝3.2×106 J　(2)汽车的重力：G＝mg＝2 000 kg×10 N/kg＝2×104 N　由题意和图象可知，15～40 s汽车的速度最大且做匀速直线运动，根据二力平衡条件和题意可得，汽车匀速运动时的牵引力：F＝f＝0.2G＝0.2×2×104 N＝4 000 N　由P＝＝＝Fv可得，汽车的最大速度：vm＝＝＝20 m/s　(3)由v＝可得，匀速运动的路程：s2＝vmt2＝20 m/s×25 s＝500 m　由图象可知，滑行100 m用的时间t3＝10 s，则全程中汽车的平均速度：v＝＝＝＝16 m/s