第十一章 功和機(jī)械能 質(zhì)量評價(RJ)

第十一章功和機(jī)械能質(zhì)量評價(RJ)(時間：90分鐘滿分：100分)一、單項選擇題(本大題共10小題，每小題3分，共30分。在給出的四個備選項中，只有一個選項符合題目要求)1．下列情景中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能的過程是(D)A．箭離開弓過程B．運動員撐起過程C．杠鈴被舉起過程D．運動員下落過程2．小明兩次分別用時60s、40s把相同質(zhì)量的書從一樓勻速搬上三樓，比較兩次搬書過程對書做功和做功的功率，判斷正確的是(C)A．用時少的做功多B．用時多的做功多C．用時少的做功功率大D．用時多的做功功率大3．起重機(jī)將1000N的重物先豎直向上勻速提升3m，再懸停6s，則起重機(jī)對重物做功情況是(D)A．提升過程做了功，懸停過程做了功 B．提升過程不做功，懸停過程不做功C．提升過程不做功，懸停過程做了功 D．提升過程做了功，懸停過程不做功4．如圖所示，人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運行的過程中，機(jī)械能是守恒的。當(dāng)衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點向近地點運動時，下列說法正確的是(C)A．動能減小，重力勢能增大B．動能轉(zhuǎn)化為重力勢能C．動能增大，重力勢能減小D．衛(wèi)星的速度一直在減小5．兩臺汽車發(fā)動機(jī)的牽引力之比是1∶3，勻速直線行駛時的速度之比是5∶6，那么此時這兩臺汽車的發(fā)動機(jī)功率之比是(A)A．5∶18B．5∶2C．18∶5D．2∶56．抽水蓄能電站被稱為“超級充電寶”。在用電低谷期，利用電網(wǎng)中富余的電，把下水庫的水抽到上水庫，將電能“存儲”起來；到了用電高峰期，把上水庫的水放下來發(fā)電。關(guān)于“超級充電寶”的說法正確的是(A)A．用電低谷期抽水，將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能B．用電高峰期發(fā)電，將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能C．我國抽水蓄能電站技術(shù)處于世界先進(jìn)水平D．把下水庫的水抽到上水庫后，水的機(jī)械能不變7．如圖，弧形軌道ab段光滑，bc段粗糙，小球從a點經(jīng)最低點b運動至c點。下列分析正確的是(B)A．從a到b的過程中，小球動能轉(zhuǎn)化為重力勢能B．經(jīng)過b點時，小球動能最大C．從b到c的過程中，小球動能增大D．從a到c的過程中，小球機(jī)械能守恒8．球豎直向上運動并落回地面的過程中，先后經(jīng)過A、B兩點。小球在這兩點的動能和重力勢能如圖所示，下列說法正確的是(C)A．小球在A、B兩點的動能相等 B．從A點到B點小球的機(jī)械能不變 C．小球在A點的速度比在B點小 D．小球在B點的離地高度比在A點高9．如圖為冰壺賽場俯視圖，在某次比賽中，運動員推著冰壺從A點運動6m到達(dá)B點時輕輕松手，隨后冰壺沿冰道運動30m停在O點。若運動員對冰壺的水平推力為9N，冰壺運動中受到水平方向的阻力，大小恒定為1.5N。從A點到O點，冰壺沿直線運動中(C)A．推力對冰壺做功270JB．推力對冰壺做功324JC．冰壺克服阻力做功54JD．冰壺克服阻力做功45J10．在一水平地面上，小明沿水平方向推重400N的木箱做直線運動，木箱速度隨時間變化的圖像如圖所示。已知在4～8s內(nèi)木箱受到的推力恒為150N。下列說法正確的是(A)A．4～8s內(nèi)，木箱受到的推力的功率是150WB．8～10s內(nèi)，木箱受到的摩擦力大于150NC．4～8s內(nèi)，木箱克服摩擦力做功是1200JD．4～8s內(nèi)，木箱重力做功為1600J二、多項選擇題(本大題共2小題，每小題4分，共8分。在每小題列出的四個備選項中，有多個選項符合題目要求，全部選對得4分，選對但不全得2分，有選錯得0分)11．關(guān)于功和功率，下列說法中正確的是(BD)A．力對物體做功越多，功率就越大B．力對物體做功越快，功率就越大C．做相同的功，用時越長的機(jī)械功率就越大D．在相同時間內(nèi)，功率越大的機(jī)械做功就越多12．某次跳水比賽中，運動員站立在跳臺上的A點，然后保持直立姿勢從跳臺上豎直向上彈跳后騰空，至最高點B處后自由下落，至C點落入水中。關(guān)于上述運動過程中運動員騰空后的機(jī)械能，下列分析正確的是(不計空氣阻力)(BC)A．運動員在C點時，動能最大，重力勢能最大 B．運動員從A點運動到C點的過程中，機(jī)械能守恒 C．運動員從A點運動到B點的過程中，動能逐漸減小 D．運動員從B點運動到C點的過程中，重力勢能逐漸增大三、填空題(本大題共6小題，每空1分，共12分)13．某地的民謠說：“×××，老風(fēng)口，大風(fēng)小風(fēng)天天有，小風(fēng)刮歪樹，大風(fēng)飛石頭?！边@首民謠通俗地表達(dá)了風(fēng)具有能量。為了實現(xiàn)中國2030年前“碳達(dá)峰”，該地的風(fēng)力發(fā)電站可以將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，從而減少二氧化碳排放。14.如圖所示的單擺，讓小球從A點靜止釋放，小球從A點運動到B點的過程中，小球的重力做功，細(xì)線對小球的拉力不做功。(均選填“做功”或“不做功”)15.如圖所示，一架飛機(jī)在一定的高度勻速直線飛行給小麥噴灑農(nóng)藥(不計空氣阻力)，噴灑農(nóng)藥的過程中，飛機(jī)的動能減小，機(jī)械能減小。(均選填“增大”“減小”或“不變”)16．在“探究影響重力勢能大小因素”的實驗中，小明在水平地面上鋪一張白紙，將皮球表面涂黑，使其分別從不同高度處自由下落，目的是探究重力勢能大小與高度的關(guān)系。如圖所示，在紙上留下黑色圓斑A、B，圓斑B(選填“A”或“B”)是皮球從較高處下落形成的。17．如圖，木板B置于水平地面上，物塊A疊放于B上。水平拉力F1＝70N，水平拉力F2＝50N。B靜止，A沿木板B以10cm/s的速度向右勻速滑動。則拉力F2的功率為5W，地面對木板B的摩擦力為20N。18.某電動玩具汽車重20N，在水平地面運動時，所受推力與速度的關(guān)系如圖所示。該玩具汽車所提供的水平推力為300N時，勻速直線運動3s，水平推力做功540J；該玩具汽車在水平地面上以0.5m/s的速度勻速直線運動4s時，水平推力做功的功率為75W。四、作圖題(本大題共1小題，共6分)19．(1)(3分)如圖，小球在A點由靜止開始釋放，向右側(cè)擺動。B點是小球擺動的最低點，C點是小球擺動的右側(cè)最高點。請在圖中將小球機(jī)械能最大的位置涂黑。第19(1)題圖)第19(2)題圖)(2)(3分)小球從距地面一定高度的A點拋出時具有200J機(jī)械能，其中動能100J。小球經(jīng)過B、C兩點落到地面上D點，已知B為小球運動的最高點，A、C處于同一高度，不計空氣阻力，請在坐標(biāo)圖中畫出小球從A點拋出經(jīng)過B、C兩點，最終落到D點瞬間的過程中，小球動能大小隨時間變化的大致圖像。五、實驗探究題(本大題共4小題，共25分)20．(5分)為了比較誰登樓做功快，甲、乙兩同學(xué)分別記錄自己兩次從一樓跑到確定的樓層所用的時間，然后將有關(guān)的物理量也記錄在下面的表格中(g取10N/kg)。學(xué)生實驗序號學(xué)生的質(zhì)量m/kg樓梯高度h/m登樓做的功W/J所用時間t/s甲150315005250315008乙354612454316205(1)第3次實驗時乙同學(xué)做的功是3240J。(2)分析比較實驗序號1和2，可以得出的初步結(jié)論：做相同的功，用時少(選填“多”或“少”)的做功快。(3)通過實驗序號2與3比較甲、乙同學(xué)做功的快慢，則可以比較做功與所用時間的比值。(4)分析比較實驗序號1和4，可以得出的初步結(jié)論：做功時間相同時，做功越多(選填“多”或“少”)的做功快。(5)實驗后，甲同學(xué)為了較準(zhǔn)確測量自己登樓的功率進(jìn)行了多次實驗并求平均值，主要目的是減小誤差。21.(6分)(1)如圖甲在“探究動能的大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗時，讓質(zhì)量不同的鋼球從斜面同一高度由靜止?jié)L下，在水平面上推動木塊滑行一段距離，通過比較木塊滑行的距離可探究鋼球(選填“鋼球”或“木塊”)動能的大小與質(zhì)量的關(guān)系。(2)如圖乙，在探究“彈性勢能與什么因素有關(guān)”的實驗時，通過比較木塊移動的距離來衡量彈性勢能的大小，用到的科學(xué)研究方法是轉(zhuǎn)換法。(3)在探究“重力勢能跟哪些因素有關(guān)”時，選用一塊厚泡沫、三個相同的鐵釘和三個金屬塊(m1＝m2＜m3)，做了a、b、c三次實驗。先將鐵釘插入泡沫相同的深度，再分別將三個金屬塊從空中靜止釋放后撞擊鐵釘，金屬塊釋放時的位置和撞擊后鐵釘進(jìn)入泡沫深度如圖丙。比較a、b實驗可得出重力勢能大小與高度關(guān)系；圖中鐵塊m2(選填“m1”“m2”或“m3”)的重力勢能最大。22.(7分)在探究“彈性勢能的大小跟哪些因素有關(guān)”時，小明提出了如下猜想：猜想一：彈性勢能的大小與彈簧被壓縮的程度有關(guān)；猜想二：彈性勢能的大小與彈簧的材料有關(guān)；猜想三：彈性勢能的大小與彈簧的長度有關(guān)；猜想四：彈性勢能的大小與彈簧的粗細(xì)有關(guān)。(1)為驗證猜想一，他設(shè)計了如圖所示的實驗，實驗時將同一彈簧壓縮不同(選填“相同”或“不同”)的長度(彈簧被壓縮后未超過其彈性限度)，將小球置于彈簧的右端，松開后小球碰到同一位置的相同木塊上，分析比較木塊被推動距離的遠(yuǎn)近，從而比較彈性勢能的大小。(2)為驗證猜想二，需選用長度和粗細(xì)相同、材料不同的兩根彈簧，實驗時將兩根彈簧壓縮相同(選填“相同”或“不同”)的長度，將小球置于彈簧的右端，松開后小球碰到同一位置的相同木塊上，對數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析時，若木塊被推動的距離不同，說明彈性勢能的大小與彈簧的材料有關(guān)。(3)為驗證猜想三，需選用材料和粗細(xì)相同而長度不同的兩根彈簧。(4)若水平面絕對光滑，本實驗將不能(選填“能”或“不能”)達(dá)到探究目的。23．(7分)物理興趣小組的小仙同學(xué)認(rèn)為，車禍的危害程度與汽車的動能大小有關(guān)，于是他們進(jìn)行了如下探究：(1)小組成員分工合作，查詢資料后了解到“十次車禍九次快”可猜想汽車的動能大小可能跟速度有關(guān)。上學(xué)時常發(fā)現(xiàn)路上的安全標(biāo)語“安全駕駛莫超載”可猜想汽車的動能大小可能跟質(zhì)量有關(guān)。(2)小組成員根據(jù)問題，設(shè)計了如圖實驗方案并收集信息。用金屬球A模擬汽車，讓金屬球A從斜槽的某一高度由靜止開始滾下，碰到水平面的物塊B，將物塊B撞出一段距離s。實驗中通過觀察物塊B撞擊后移動的距離來比較金屬球A動能的大小，這種研究問題的方法是轉(zhuǎn)換法。該實驗物體的速度是指金屬球A從斜槽上由靜止?jié)L下與物塊B即將碰撞時的速度，它是通過高度(選填“質(zhì)量”或“高度”)來改變的。(3)實驗表明，金屬球從高處滾下，高度h越高，金屬球運動到水平面時的速度越大，物塊B被撞得越遠(yuǎn)。若要研究物體動能的大小與質(zhì)量的關(guān)系，則需要不同質(zhì)量的小球，從斜槽相同(選填“不同”或“相同”)的高度由靜止?jié)L下。(4)實驗結(jié)束后，甲、乙、丙、丁四位同學(xué)對實驗進(jìn)行了如下交流：甲：車禍的危害程度與汽車的動能大小無關(guān)。乙：在同樣的道路上，交通管理部門會對不同車型設(shè)定不同的最高行駛速度。丙：若斜面光滑，小球從斜面上某一高度由靜止?jié)L到斜面底部的過程中，其機(jī)械能變大。?。耗緣K在水平面上最終會停下來，這是因為它受到了摩擦力的作用。以上四位同學(xué)的說法中正確的是B(選填字母代號)。A．四個都對B．乙、丁C．丙、丁D．乙、丙、丁六、綜合應(yīng)用題(本大題共2小題，共19分。解答時要求寫出必要的文字說明、計算公式和重要的演算步驟，只寫出最后答案，未寫出主要計算過程的，不得分)24．(7分)近年來，房車自駕游漸漸成為旅游的新趨勢。我國制造的某房車總質(zhì)量為3×103kg，在一段平直公路上勻速行駛了30km，用時0.5h，受到的阻力為車重的0.1倍。(g取10N/kg)(1)求該房車勻速行駛時的牽引力；(2)求該房車牽引力的功率；(3)汽車在另一段平直公路上以恒定的功率80kW運動，全程v－t圖像如圖，求勻速直線運動階段牽引力對汽車所做的功。解：(1)房車的重力：G＝mg＝3×103kg×10N/kg＝3×104N，該房車勻速行駛時牽引力大?。篎＝f＝0.1G＝0.1×3×104N＝3×103N；(2)房車的速度：v＝eq\f(s,t)＝eq\f(30km,0.5h)＝eq\f(50,3)m/s；該房車牽引力的功率：P＝eq\f(W,t)＝eq\f(Fs,t)＝Fv＝3×103N×eq\f(50,3)m/s＝5×104W；(3)由P＝eq\f(W,t)得，勻速直線運動階段，牽引力對汽車所做的功：W＝Pt＝80×103W×(32－12)s＝1.6×106J。25．(12分)小車是現(xiàn)在家庭出行或旅游的一種重要交通工具，下表是某家庭所用小車的部分參數(shù)，當(dāng)該小車滿載時以72kW的恒定功率從靜止開始加速運動25s達(dá)到最大速度，接著勻速運動35s后，關(guān)閉發(fā)動機(jī)(失去牽引力)滑行15s停下來，小車整個運動過程中的v－t圖像如圖所示，g取10N/kg。(1)整個運動過程中，求發(fā)動機(jī)牽引力做的功；(2)求小車運動的最大速度。解：(1)由題意可知，整個運動過程中發(fā)動機(jī)的工作時間：t＝25s＋35s＝60