圖像題02 摩擦力、浮力、功和機械能（原卷版）

圖像題02摩擦力、浮力、功和機械能一．選擇題（共17小題）1．有測試顯示，跳繩不但可以讓全身肌肉勻稱有力，而且會讓你的呼吸系統(tǒng)、心臟、心血管系統(tǒng)得到充分的鍛煉。設(shè)跳繩者的質(zhì)量為60kg，跳繩者的重心高度隨時間變化的情況如圖。根據(jù)所給條件判斷下列說法正確的是（g取10N/kg）（）A．人在跳繩時機械能守恒 B．跳繩者每跳一次克服重力所做的功是54J C．人上升過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動能 D．跳繩者1min內(nèi)克服重力做功的平均功率為202.5W2．如圖甲所示，小球從豎直放置的彈簧正上方一定高度處由靜止開始下落，從a處開始接觸彈簧，壓縮至c處時彈簧最短，從a至c的過程中，小球在b處速度最大，小球的速度v和彈簧被壓縮的長度ΔL之間的關(guān)系如圖乙所示，不計空氣阻力，則從a至c的過程中，下列說法中正確的是（）A．在a處時小球受到的彈力等于自身重力 B．小球在c處速度為零，處于平衡狀態(tài) C．a(chǎn)b段小球所受彈力小于重力，處于加速運動階段 D．bc段彈簧的彈性勢能由小球的重力勢能轉(zhuǎn)化而來3．如圖甲所示，小球從某高度處由靜止下落到豎直放置的輕彈簧上并壓縮彈簧。從小球接觸彈簧開始直至將彈簧壓縮到最短的過程中，得到小球的速度v和彈簧被壓縮的長度ΔL之間關(guān)系如圖乙所示，其中b為曲線最高點。不計空氣阻力，彈簧在整個過程中始終發(fā)生彈性形變。則下列說法正確的是（）A．小球在b點時重力等于彈力 B．小球接觸彈簧后動能就開始減小 C．在運動過程中小球的機械能守恒 D．小球在最低點時，速度為零，處于平衡狀態(tài)4．圖甲所示，一個金屬塊在鋼繩拉力的作用下從水面上方勻速下降，直至金屬塊全部沒入水中。圖乙所示，是鋼繩拉力F隨時間t變化的關(guān)系圖像。若不計水的阻力，水的密度為1.0×103kg/m3，g取10N/kg，下列說法正確的是（）A．金屬塊受到的重力為500N B．金屬塊受到的浮力為3450N C．金屬塊的體積為5×10﹣3m3 D．金屬塊的密度為7.9×103kg/m35．如圖為中國郵政用足夠長的傳送帶傳送快遞，將快遞（其重心為O）由圖示位置從靜止放到水平向右勻速運動的傳送帶上，則快遞受到的摩擦力f、傳送帶受到的壓力F及壓強p隨時間變化的圖象正確的是（）A． B． C． D．6．如圖為a、b兩物質(zhì)的m﹣V關(guān)系圖象。若用體積相等的a、b兩種物質(zhì)分別制成兩個實心正方體甲、乙，將甲、乙放在水平桌面上，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)、b兩物質(zhì)的密度之比為1：8 B．甲、乙兩物體的質(zhì)量之比為1：4 C．甲、乙兩物體對桌面的壓力之比為1：8 D．甲、乙兩物體對桌面的壓強之比為4：17．在物理學中，力和運動正確關(guān)系的得出，從亞里士多德到牛頓，歷經(jīng)兩千多年。如圖甲，水平地面上的物體，在水平向右拉力的作用下，從t＝0s開始，物體的運動情況如圖乙。對于這個過程力和運動描述正確的是（）A．該物體從開始一直做勻速直線運動 B．從t＝0s到t＝6s過程中，力F逐漸增大 C．物體做勻速直線運動階段的速度為2m/s D．t＝1s時，若F＝3N，則地面的滑動摩擦力也為3N8．在一霧霾天，小明駕駛一輛小汽車以30m/s的速度行駛在高速公路上，突然發(fā)現(xiàn)正前方45m處有一輛大卡車以10m/s的速度沿同方向勻速行駛，小汽車緊急剎車，但剎車過程中剎車失靈。如圖所示，a、b分別為小汽車和大卡車的v﹣t圖象，已知v﹣t圖像與橫軸圍成的面積對應著路程，關(guān)于兩車以下說法正確的是（）A．第1s內(nèi)，小汽車的平均速度為24m/s B．在t＝5s時，兩車追尾發(fā)生交通事故 C．不會追尾，t＝5s時兩車相距最近且距離為10m D．由于初始距離太近，即使剎車不失靈也會追尾9．如圖甲所示，小韓在光滑程度相同的水平地面，用水平向右的力推木箱，推力隨時間變化情況如圖乙所示，木箱各時段運動情況記錄在表格所示表格中。對于這一過程，以下說法正確的是（）時段運動情況0﹣3s靜止3s﹣6s加速運動6s﹣9s減速運動9s﹣12s勻速直線運動A．0﹣3s，木箱所受推力小于摩擦力 B．3s﹣6s，木箱所受摩擦力為9N C．6s﹣9s，木箱處于平衡狀態(tài) D．3s﹣12s，木箱所受摩擦力為6N10．在一個豎直放置的彈簧測力計的掛鉤上，分別掛上質(zhì)量相等的甲、乙、丙三個物體，三個物體分別在彈簧測力計的拉力F1、F2、F3的作用下沿豎直方向運動，它們運動的路程（s）﹣時間（t）圖像如圖所示，則關(guān)于力F1、F2、F3的大小關(guān)系，下列判斷中正確的是（）A．F1＝F2＝F3 B．F1＞F2＞F3 C．F1＝F2＞F3 D．F1＜F2＜F311．小孟同學兩次施加水平拉力拉著同一物體在同一水平面上做勻速直線運動，兩次物體運動的s﹣t圖象如圖所示，下列判斷正確的是（）A．兩次物體所受到的拉力F1＞F2 B．拉動到距離s1時，兩次克服摩擦所做的功W1＝W2 C．拉動到距離s1時，兩次拉力對物體所做的功W′1＞W(wǎng)′2 D．拉動到距離s1時，兩次拉力對物體做功的功率P1＜P212．如圖所示，彈簧測力計下掛有一個圓柱體，把它從盛水的燒杯中緩慢提升，直到全部露出水面，該過程中彈簧測力計讀數(shù)F隨圓柱體上升高度h的關(guān)系如圖乙所示，下列說法正確的是（）A．圓柱體的高是5cm B．圓柱體受到的重力是6N C．圓柱體受到的最大浮力是10N D．圓柱體的密度是2.5g/cm313．在科技節(jié)，小明用傳感器設(shè)計了如圖甲所示的力學裝置，豎直細桿B的下端通過力傳感器固定在容器底部，它的上端與不吸水的實心正方體A固定，不計細桿B及連接處的質(zhì)量和體積。力傳感器可以顯示出細桿B的下端受到作用力的大小，現(xiàn)緩慢向容器中加水，當水深為13cm時正方體A剛好浸沒，力傳感器的示數(shù)大小F隨水深變化的圖像如圖乙所示。（g＝10N/kg）（）A．物體A所受到的重力10N B．豎直細桿B的長度為10cm C．當容器內(nèi)水的深度為4cm時，壓力傳感器示數(shù)為1N D．當容器內(nèi)水的深度為9cm時，壓力傳感器示數(shù)為零14．如圖兩質(zhì)量分布均勻、體積相等的實心圓柱A、B靜止在水平地面上，它們對水平地面的壓強pA＞pB，現(xiàn)采取以下方案對其切割，則剩余部分對地面壓強的變化圖像正確的是（）A．①② B．②③ C．③④ D．②④15．如圖1所示，水平路面由三段長度相等的粗糙區(qū)域組成。在2N水平拉力F的作用下，物塊（體積忽略不計）從區(qū)域①的最左端從靜止開始運動，在剛進入?yún)^(qū)域③時撤去拉力，物塊最終停在區(qū)域③的最右端。圖2為物塊在區(qū)域①和②上運動的v﹣t圖象。則（）A．拉力在區(qū)域①中做功的功率比②的小 B．物塊在區(qū)域①上所受的摩擦力等于2N C．物塊在區(qū)域③上運動的時間可能為1s D．區(qū)域①路面的粗糙程度比②的大16．如圖甲所示，水平放置的方形容器里有一個重為8N、棱長為10cm的正方體物塊M，M與容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器內(nèi)注水，容器中水的深度h隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示（g＝10N/kg），水的密度是1.0×103kg/m3，則下面說法不正確的是（）A．當t＝140s時，物塊M在水中處于漂浮狀態(tài) B．當t＝140s時，水對容器底部的壓力大小是15N C．圖乙中a的值是8cm D．40～140s時段，浮力對物體做功是0.96J17．如圖，質(zhì)量不計的彈簧豎直固定在一壓力傳感器上，壓力傳感器是電阻阻值隨受到壓力的增大而減小的變阻器（壓力不超過最大值），壓力傳感器、電流表、定值電阻和電源組成一電路。壓力傳感器不受力時電流表示數(shù)是I0．t＝0時刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復。整個過程中，不計能量損失，電流表示數(shù)I隨時間t變化的圖像如圖乙所示，則（）A．t1時刻，小球動能最小 B．t2時刻，彈簧的彈性勢能最小 C．t2～t3這段時間內(nèi)，彈簧的彈性勢能先增加后減少 D．t2～t3這段時間內(nèi)，小球增加的動能小于彈簧減少的彈性勢能二．填空題（共1小題）18．將一個漂浮在油面上的立方體工件用豎直向下的力F緩緩地壓入油內(nèi)，如圖甲所示，工件的下底面與油面的距離為h，力F與h的大小關(guān)系如圖乙所示。已知力F為負值時，表明它的方向與原來的方向相反，油的密度為kg/m3，已知容器底面積為5000cm2，從漂浮到F＝400N的過程中，重力對工件做的功為J。三．計算題（共4小題）19．“塔吊”是修建高層建筑常見的起重設(shè)備，又名“塔式起重機”。某“塔吊”以恒定功率24kW將質(zhì)量為2t的重物從靜止開始豎直向上提升45s，全程v﹣t關(guān)系如圖。g取10N/kg，忽略空氣阻力和摩擦。（1）求t＝30s時重物所受的拉力。（2）求整個過程重物的最大速度。（3）若重物上升的總高度為60m，則最后12s拉力所做的功多大？20．如圖甲所示，是某升降電梯的工作原理圖。它由轎廂、對重、電動機、鋼絲繩、滑輪等部件連接組成，電動機和對重通過鋼絲繩分別給轎廂施加拉力，連接轎廂的兩根鋼絲繩非?？拷?，轎廂與對重的運動方向始終相反。對重的質(zhì)量為400kg，空轎廂的質(zhì)量為500kg，額定載重量為1000kg。某次電梯滿載上升時的，v﹣t圖象如圖乙所示，不計鋼絲繩的重力和一切摩擦，g＝10N/kg。則：（1）在電梯滿載時，勻速上升的高度是多少？（2）在電梯滿載時的勻速運動階段，對重的重力做的功是多少？（3）在電梯滿載勻速運動時，電動機鋼絲繩對轎廂拉力的功率是多少？21．如圖甲所示，一個底面積為200cm2、足夠深的薄壁柱形平底容器放置于水平桌面上，現(xiàn)將一個邊長為10cm的正方體實心物體M（不吸水）用不計體積的輕桿連接固定在天花板上，并置于柱形容器內(nèi)，若輕桿能承受的最大力為5N?，F(xiàn)在向容器中緩慢勻速注水，注水速度為100cm3/min，輕桿所受力的大小與注水時間的變化圖象如圖乙所示。求：（1）加水前物體M的下表面到容器底的距離；（2）物體的密度；（3）當輕桿折斷時停止加水，當M靜止后，則M克服重力做功多少焦。22．底面積為200cm2的柱形容器中，裝有10cm深的水，一個柱體與輕質(zhì)硬桿相連，從水面上方以1cm/s的速度勻速下降，如圖是硬桿對物體的作用力F桿與運動時間t的關(guān)系圖象，不計硬桿的質(zhì)量和體積以及水的阻力，g取10N/kg，請根據(jù)圖象信息計算：（1）從柱體接觸水面到剛好浸沒的過程中，柱體重力所做的功；（2）柱體的密度；（3）第9s時，柱體下表面受到水的壓強；（4）第9s時，容器底部受到水的壓力。四．解答題（共1小題）23．請你閱讀材料，回答下列問題。目前汽車剎車器均采用油壓制動，油壓制動剎車時消耗的機械能以摩擦發(fā)熱形式排放掉，形成能源的浪費?，F(xiàn)有一種汽車能源再生制動器，能把汽車剎車制動時消耗的機械能轉(zhuǎn)化為電能而儲存起來（通常所說的發(fā)電），有效地利用了能量。實際上汽車剎車時再生制動器無法提供足夠的剎車阻力，仍需要與油壓制動器配合使用，產(chǎn)生恒定的剎車阻力來滿足剎車要求，若某汽車以72km/h的速度行駛，剎車時再生制動器產(chǎn)生的阻力隨時間變化的關(guān)系如下表：時間t/s00.20.40.60.81.01.21.41.6再生剎車阻力f/×103N8.08.18.49.010.010.010.07.55.0（1）汽車勻速運動時動能，剎車時機械能；（選填“增大”、“減小”或“不變”）（2）汽車剎車時，再生制動器所產(chǎn)生的剎車阻力大小隨時間的變化情況是：。A．逐漸增大B．先增大后不變C．先增大后減小D．先增大后不變再減小（3）如果汽車制動時需要產(chǎn)生恒定的剎車阻力為1×104N，t＝0.4s時油壓制動器還需產(chǎn)生N的剎車阻力。（4）在滿足（3）的剎車阻力作用下，汽車的行駛路程與時間變化的關(guān)系如圖所示，則在0～0.5s內(nèi)汽車克服剎車阻力所做的功W＝J。五．科普閱讀題（共1小題）24．請根據(jù)上述材料，回答下列問題：挺進深海2020年11月10日，我國全海深載人潛水器“奮斗者”號在世界最深的馬里亞納海溝（深度10909m）成功坐底，刷新了中國載人深潛的紀錄，達到了目前全海深載人潛水器的最高標準。馬里亞納海溝可謂是地球上環(huán)境最惡劣的區(qū)域之一，底部完全黑暗、溫度低，并且有著巨大水壓，“奮斗者”號的外殼堅固，才能保證在下潛過程中形狀不變?！皧^斗者”號在執(zhí)行下潛任務(wù)前需要根據(jù)在不同海域測得的海水溫度、鹽度和深度等參數(shù)精確地計算下潛時所需要的“壓載鐵”質(zhì)量，所謂“壓載鐵”，就是給“奮斗者”號增加總重的“鐵塊”。完成潛水工作后，還需要根據(jù)實時水文數(shù)據(jù)拋卸壓載鐵，以減小“奮斗者”號的總重從而開始上浮。“奮斗者”號的成功下潛反映了我國當代科技工作者持續(xù)奮斗、勇攀高峰的精