功和机械能
一、选择题
1.“轰-6N”国产新型远程战略轰炸机,可以在空中水平匀速直线飞行的过程中给战斗机进行空中加油,在加油过程中,“轰-6N”的动能和势能变化情况为( )
A.动能不变,重力势能不变 B.动能减少,重力势能增加
C.动能不变,重力势能增加 D.动能减少,重力势能减少
2.2021年8月,全红婵在奥运会跳水项目的完美表现引起国人关注。图①是她站在跳板上压缩跳板至最低点,随后完成②③④动作。不考虑空气阻力,下列选项中能表示全红婵从起跳到即将入水的过程中,其机械能变化的图像是( )
B.
C. D.
3.用弹簧测力计沿竖直方向两次拉着同一物体向上运动t1、t2时间(忽略空气阻力),如图所示的图线①、②分别表示这两次运动情况。其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,拉力所做的功分别为W1、W2,则它们的关系正确的是( )
A.F1=F2 W1=W2 B.F1=F2 W1>W2
C.F1>F2 W1>W2 D.F14.在台球比赛中,选手推动球杆撞击白球,白球发生运动后碰撞其它球。以下说法正确的是( )
A.在水平桌面滚动的球受到了重力,重力对它做了功
B.手推动球杆前进时,手受到了球杆对它向后的力
C.白球受到球杆的推力与重力是一对平衡力
D.白球撞击黑球后没有静止,是因为受到了惯性的作用
5.弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动,其结构如图甲所示。图乙是小明玩弹跳杆时由最低位置a上升到最高位置c的过程,其中b是弹簧处在原长的状态。针对此过程分析正确的是( )
A.在a状态时弹簧的弹性势能最大,小明的机械能最小
B.在c状态时小明处于静止状态,此时机械能为零
C.a→b,弹跳杆的弹性势能转化为动能,在b时动能最大
D.b→c,弹跳杆的动能转化为重力势能,c时机械能最大
6.如图为伽利略斜面实验,如果没有摩擦力,无论斜面缓陡,小球从A点静止滚下总会滚到与A处等高的B处或C处,小球好像“记住”了其起始高度,下列说法错误的是( )
A.这是一种理想实验
B.A到B过程中小球动能先减小后增大
C.小球运动到乙斜面的过程机械能守恒
D.小球“记住”的是与起始高度相联系的能量
7.下列四个图像反应的对应变化关系,其中不相符合的是( )
A.甲为等质量、等浓度的稀硫酸分别与足量的镁、铁、锌三种金属反应,生成氢气质量与反应时间关系
B.乙为汽车保持功率不变,从平直公路上沿直线向前行驶,途中经过一段坑洼路面(摩擦力变大),汽车行驶路程s随时间t变化关系
C.丙为向一定量NaOH和Ca(OH)2混合溶液中加入Na2CO3溶液,产生沉淀与加入Na2CO3溶液质量关系
D.丁为加热一定量的高锰酸钾,固体中锰元素质量分数与加热时间的关系
8.跳绳是体育中考项目之一,如图是小虹同学在跳绳考试时的情景,他一分钟跳了180次,则他跳绳的功率约为( )
A.0.5瓦 B.5瓦 C.50瓦 D.500瓦
9.某同学把装有20个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼,他提鸡蛋的力做的功最接近于( )
A.6J B.30J C.60J D.90J
10.2020年11月24日至12月17日,中国嫦娥五号顺利完成了发射、登月、采样、返回等一系列任务,我国首次月球采样返回任务圆满完成。下列说法不合理的( )
A.发射前,嫦娥五号相对火箭是静止的
B.升空时,嫦娥五号机械能不断增加的
C.环月飞行时,嫦娥五号受力是平衡的
D.返回过程中,携带月壤质量是不变的
11.2022年第24届冬奥会将在中国举行。如图所示为我国运动员在往届冬奥会上参加不同比赛项目时顽强拼搏的英姿。下列说法中错误的是( )
A.甲图中:速度滑冰运动员在水平冰道上加速冲刺的过程中,其机械能增加
B.乙图中:自由滑雪空中技巧运动员在空中下落的过程中,其重力势能逐渐减少
C.丙图中:越野滑雪运动员在斜坡雪面上加速向下滑行的过程中,其机械能增加
D.丁图中:运动员将冰壶推出后,人不再对冰壶做功,冰壶的机械能逐渐减少
12.一名普通中学生从地上拿2个鸡蛋、并把它缓缓举过头顶,此过程中他对鸡蛋做的功约为( )
A.0.2J B.2J C.20J D.200J
13.如图所示,A、B两球质量相等,A球用不可伸长的轻绳系于O点,B球用轻弹簧系于O′点,O与O′点在同一水平面上。分别将A、B球拉到与悬点等高处,细绳和轻弹簧均处于水平,弹簧处于自然状态,将两球分别由静止开始释放,当两球第一次达到各自悬点的正下方时,两球仍处在同一水平面上,则两球各自第一次到达悬点正下方时( )
A.A球的速度较大
B.B球的动能较大
C.两球的动能相等
D.两球的机械能相等
14.如表整理了部分中国运动员在2021年东京奥运会夺冠的成绩,根据这些信息进行科学研究,不正确的是( )
杨倩 巩立姣 侯志慧 施廷懋、王涵
女子射击 10m气步枪 女子田径 铅球 女子举重 49公斤级 女子跳水 双人3m跳板
251.8环 20.58m 抓举94kg 326.40分
A.杨倩在瞄准靶心的时候,她肩膀对气步枪的支持力没有做功
B.已知铅球质量7.26kg,则根据巩立姣的成绩可算出她这一次投掷对铅球所做的功
C.想估算侯志慧抓举时对杠铃做功的功率,还需知道她举起杠铃的高度与所用时间
D.施廷懋体重比王涵小,故双人跳水过程中施廷懋的重力做功更小
15.用两块铜片、热电偶、电动机(带风扇)组成一个电路,铜片1插在90℃热水中,铜片2放在空气中,如图所示,半分钟左右风扇发生转动,这就是温差发电现象。有关该实验过程的说法,正确的是( )
A.温差发电的实质是内能转化为电能
B.温差发电不遵守能量守恒定律
C.热水的内能全部转化成风扇的机械能
D.两块铜片有温度差,风扇就会转
二、填空题
16.许多快递公司都在尝试用无人机运送包裹,只要预先设置好目的地和路线,无人机就会自动到达目的地。如图,无人机在匀速上升的过程中动能___________(选填“增加”、“减小”或“不变”);若无人机再水平飞行一段距离后到达目的地,水平飞行过程中,无人机重力___________(选填“有”或“没有”)做功。
17.智能扫地机器人进入百姓家,它集激光雷达、摄像头、超声波雷达等传感器于一体,可自主作业。如图所示是质量为的扫地机器人某次工作时路程与时间变化图像。此过程机器人所提供的牵引力为。求:
(1)该机器人工作时的能量转化是______转化为______。
(2)20秒内该机器人牵引力所做的功______;
(3)机器人工作时牵引力的功率______。
18.一辆汽车以20m/s的速度在水平路面上沿直线匀速行驶5min,汽车的质量为1500kg,行驶时所受阻力为车重的0.2倍,则牵引力为__________N,此时汽车的功率为___________kW,重力做的功为___________J。(取g=10N/kg)
19.将球竖直向上抛出并落回地面,该过程中先后经过M、S两点,球在这两点的动能和重力势能如图所示,则球在该两点的速度vM______vS(填“大于”“小于”或“等于”),球在运动过程中机械能______。
20.2020年5月5日,我国自主研发的长征5号B型运载火箭圆满完成发射任务,图为起飞阶段加速上升的火箭,该过程中,内部的新型返回舱的动能__________(选填“增大”、“减小”或“不变”),火箭整体的机械能__________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
21.如图所示,将一根弹簧和一只质量为1kg的金属球(球上有一直小孔)套在铁架台的金属杆AB上面。现将小球提到B端后松手,小球的高度随时间变化的情况如图乙所示。
(1)弹簧原来的长度___________(填大于、小于、等于)40cm。
(2)在整个过程中,小球在___________时动能最大。(选填“”或“”或“”)。
22.科技改变生活,某餐馆用智能送菜机器人(如图)替代人工送菜。
(1)该机器人以1米/秒的速度运行30米将菜送到客人桌前,用时___________秒;
(2)若机器人工作时牵引力恒为50牛,完成本次送菜,牵引力做功___________焦。
三、探究题
23.许多城市已经走入“共享汽车”时代,如图所示是某城市微公交,它不仅环保,而且使用成本还不到传统汽车的1/8。
(1)某市民驾驶电动汽车行驶在回家的路上,若以该车为参照物路旁的树木是______(选填“运动”或“静止”)的。
(2)某城市微公交正常使用时的整车(车与人等)质量约为1000kg,若汽车受到的摩擦力为总重的0.2倍。当某市民驾驶一辆微公交车以40千米/小时的速度匀速行驶在平直的路上1小时,该汽车电机提供的牵引力所做的功为多少 (g取10N/kg)______
(3)若微公交车每个轮胎与地面的接触面积是200厘米2,则微公交车停车时对地面的压强为多少 ______
24.某科学兴趣小组提出利用“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置(如图所示)与所需器材(斜面、木块、不同质量的小钢球)来探究“影响重力势能大小的因素”的设想。请你帮助完成如下实验方案:
(1)实验中通过观察______的大小,来判断小球重力势能的大小。
(2)本实验中若木块滑出了水平轨道,可以通过______方法解决。
(3)小明同学想继续探究物体动能的大小与质量的关系,兴趣小组设计了以下甲、乙两种情形控制相同速度,你选择__图实验。
(4)兴趣小组中还有同学将不同质量的小球将同一弹簧压缩相同长度,来控制相同的初始速度。结果观察到________现象,导致实验失败。
25.在探究弹簧的弹性势能大小跟哪些因素有关时,小明提出了如下猜想:
猜想一:弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关;
猜想二:弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
为此,小明选用材料不同的两根弹簧A和B(长度和粗细相同),小球、木块和长刻度尺各一,设计了如图所示的实验装置进行探究。实验中,木块起始位置相同。最后得到以下实验记录表。
实验次数 使用的弹簧 被压缩后弹簧的长度/cm 木块移动的距离
① 弹簧A 5 s1
② 弹簧A 8 s2
③ 弹簧B 5 s3
④ 弹簧B 8 s4
(1)请根据实验记录表将探究猜想一的方案补充完整。
①将弹簧A、小球、木块按如图安装好;
②压缩弹簧A,使其长度为5cm。放手后,小球被弹出,推动木块移动距离s1;
③______;
④换用弹簧B,重复实验。
⑤比较分析实验数据,得出结论。
(2)弹簧将小球弹开的过程中,是弹簧的弹性势能转化成小球的______能。
(3)为了探究猜想二,可选用实验次数______的数据进行比较分析,若______,说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
26.小明利用图甲装置探究物体动能大小的影响因素,在光滑的水平面右端固定一个强力磁铁,将一辆绑有磁铁的小车从光滑斜面顶端自由释放,进入水平面后向右运动,小车能够到达距离强力磁铁的最近位置为A点。小车在水平面上运动的距离与受到的斥力的关系如图乙所示。请回答下列问题:
(1)本实验通过比较_____来反映物体动能大小;
(2)为探究物体质量大小对动能的影响,小明应选择下图的_____装置与图甲进行试验对照。
(3)图乙中阴影面积表示的科学含义是_____。
四、简答题
27.心脏是人体血液的动力站。一个人的心脏只有拳头大小。质量约为0.3Kg。但它在24小时内所做的功却相当于把质量为3.6吨的物体举高3米。请你算一算:
(1)心脏的重力为多少?
(2)一般人的心脏功率有几瓦?(g取10牛/千克)
28.近年来,衢州城市面貌焕然一新,这离不开环卫工人们的辛苦付出。如图,洒水车某次在平直的道路上以15千米/时的速度匀速行驶,进行洒水作业。洒水车的部分参数如下表。
项目 数值
空载质量(吨) 2.4
满载装水量(吨) 20
满载时车轮与水平地面接触总面积(米2) 0.4
正常酒水流量(吨/时) 50
(1)若洒水车满载并按正常洒水流量洒水,它在本次洒水过程中最多可连续喷洒多少路程_______?
(2)求洒水车满载时,停在水平地面上对地面的压强_______。
(3)在本次洒水过程中,洒水车的机械能大小变化情况是________。
29.连接乐清和瑞安的温州轨道交通S2线一期工程预计于2022年建成通车运营
(1)轻轨电车与架空电线的接触点所用的材料应具有滑腻、不易氧化、能导电的性质,以下材料最适合的是______
A.金刚石 B.橡胶 C.石墨 D.铜
(2)若列车牵引总功率为瓦,在0.5小时匀速行驶了36千米,求列车运行时所受水平阻力大小______
(3)如图为一节列车与铁轨、枕木放置于水平地面的示意图,若列车的总质量为55吨,铁轨与枕木的总质量为65吨,相关部位之间的受力面积数据如表,求地面受到的压强为多少?______
相关部位 列车与铁轨 铁轨与枕木 枕木与地面
受力面积(m2) 5 15 60
30.汽车行业经常用“马力”来描述车的动力性能。该词源自18世纪,瓦特利用一匹马匀速拉动4500牛的重物(如图),该马在1分钟内将重物提升了约10米,瓦特便将这匹马在1秒内所做的功称为1马力。(不考虑绳重和摩擦)
(1)图中A滑轮在使用时,相当于一个___________杠杆。
(2)“马力”实际上是___________(填物理量的名称)的单位。
(3)某电动汽车在150马力下,以90km/h的速度匀速通过一段15km长的平直桥面,该汽车在桥面上行驶过程中受到的阻力是多少?( )
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
2.B
3.A
4.B
5.A
6.B
7.C
8.C
9.C
10.C
11.C
12.B
13.A
14.B
15.A
16. 不变 没有
17. 电能 机械能 300J 15W
18. 3×103 60 0
19. 小于 变小
20. 增大 增大
21. 大于
22. 30 1500
23. 运动 8×107J 5×104Pa
24. 木块移动的距离 降低小球高度或增加木块质量或减小小球质量或增加轨道粗糙程度 甲 木块移动距离相同
25. 压缩弹簧A,使其长度为8cm,放手后,小球被弹出,推动木块移动距离s2 动 ②与④或①与③ 或
26. 小车在水平面上运动的距离 C 克服磁力做功
27.(1)3N;(2)1.25W
28. 6km 变小
29. C 50000N 2×104Pa
30. 等臂 功率 4500N
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