广西地区2021、2022两年物理中考真题、模拟题分类选编—功和机械能 练习题(含答案)

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名称 广西地区2021、2022两年物理中考真题、模拟题分类选编—功和机械能 练习题(含答案)
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科目 物理
更新时间 2022-12-10 22:04:43

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广西地区2021、2022两年物理中考真题、模拟题分类选编—功和机械能 练习题
一、单选题
1.(2022·广西·中考真题)2022年5月31日,我国自主研制的大型两栖飞机——“鲲龙”AG600在广东珠海首飞成功。返航时,飞机在减速下降过程中(  )
A.动能增大,重力势能减小
B.动能减小,机械能不变
C.动能增大,重力势能增大
D.动能减小,机械能减小
2.(2022·广西·中考真题)下列物理学家中,以其名字命名力的单位的是(  )
A.牛顿 B.瓦特 C.帕斯卡 D.焦耳
3.(2022·广西百色·中考真题)北京时间2022年6月5日10时44分,神舟十四号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。关于飞船在离地加速升空过程中能量的变化,下列说法正确的是(  )
A.动能增大,势能增大,机械能增大
B.动能增大,势能不变,机械能增大
C.动能增大,势能减小,机械能不变
D.动能减小,势能增大,机械能不变
4.(2022·广西玉林·中考真题)如图所示,舰载机在“山东舰”航母上起飞,其在加速上升过程中(  )
A.动能减小,重力势能增大
B.动能增大,重力势能减小
C.动能增大,重力势能增大
D.动能减小,重力势能减小
5.(2021·广西广西·中考真题)篮球运动深受同学们的喜爱。在投篮时,下列分析正确的是(  )
A.篮球离手后,手还对篮球做功
B.篮球离手后,上升过程机械能变大
C.手对篮球施力,球才向篮筐运动,说明力是维持物体运动的原因
D.假如正在上升的篮球所受的力全部消失,它将做匀速直线运动
6.(2021·广西桂林·中考真题)如图所示,小桂和小林一起坐在秋千凳上荡秋千,他们的重力分别是G1、G2,且G1A.W1>W2 B.W1=W2 C.P17.(2021·广西广西·中考真题)为响应“绿色环保,低碳出行”的号召,我们常骑自行车出行。骑行中若刹车减速,则(  )
A.车的惯性减小 B.车的运动状态不变
C.车的动能减小 D.车受到的摩擦力变小
8.(2021·广西柳州·中考真题)人体摄入过多的能量会转化为脂肪引起肥胖,某品牌可乐的营养成分表如下,质量为60kg的小丁喝了一罐该品牌可乐后,想通过爬楼梯的方式来消耗此次摄入的能量,g取10N/kg,为了达到目标,他需要爬楼梯的高度最接近(  )
项目 每罐
能量 594千焦
蛋白质 0克
脂肪 0克
碳水化合物 35.0克
——糖 35.0克
钠 39.6毫克
A.10 000m B.1000m C.100m D.60m
9.(2021·广西玉林·中考真题)熟透的苹果从树上落下的过程中,下列说法正确的是(  )
A.动能减小,重力势能减小 B.动能增大,重力势能增大
C.动能增大,重力势能减小 D.动能减小,重力势能增大
10.(2021·广西桂林·中考真题)高空坠物危害大,就算一个苹果从十层高楼自由落下都可能把汽车玻璃砸烂。下列说法正确的是(  )
A.运动的苹果具有动能 B.高空的苹果没有重力势能
C.下落过程中苹果的动能减小 D.下落过程中苹果的重力势能增大
11.(2021·广西梧州·中考真题)2021年4月13日,中国女足淘汰韩国女足,晋级东京奥运会。如图所示为一队员传球的情景,下列分析正确的是(  )
A.足球上升到最高点时受平衡力的作用
B.足球下降过程中动能转化为重力势能
C.足球由于惯性离开脚后继续向前运动
D.假如正在向前运动的足球所受的力全部消失,它将会静止
12.(2021·广西贺州·中考真题)以下物理单位中,属于力的单位的是(  )
A.m B.J C.Pa D.N
13.(2022·广西桂林·一模)田径运动会上,运动员投出的铅球在下落过程中,下列说法正确的是( )
A.动能增加 B.重力势能增加
C.动能转化为重力势能 D.机械能增加
14.(2022·广西桂林·一模)如图所示,在水平方向的推力作用下,书桌沿水平方向移动一段距离,下列说法正确的是(  )
A.书桌所受重力做了功 B.书桌所受推力做了功
C.书桌所受支持力做了功 D.没有力对课桌做功
15.(2021·广西柳州·一模)如图所示,用大小相等的拉力F,分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱,在力的作用下移动的距离SAB=SCD,比较两种情况下拉力F所做的功及其功率(  )
A.AB段做功较多 B.CD段做功较多
C.AB段与CD段做的功一样多 D.AB段的功率比CD段的功率大
二、多选题
16.(2022·广西柳州·中考真题)如图,一只蚂蚁以大小不变的速度沿碗中虚线从A点爬到B点,此过程中蚂蚁的(  )
A.动能先变小后不变 B.动能不变
C.重力势能先变小后不变 D.重力势能不变
17.(2021·广西柳州·中考真题)下列物体中,具有动能的是(  )
A.停在站台上的火车 B.风驰电掣的过山车
C.静止在地面上的足球 D.腾空而起的长征火箭
三、填空题
18.(2022·广西贺州·中考真题)用50N的水平力推物体向前移动2m,用时4s;推力对物体所做的功为______J,推力做功的功率为______W。
19.(2022·广西贵港·中考真题)2021年12月3日,中老铁路首发的国际货运列车载着一千多吨货物由昆明驶向老挝,列车加速出站时动能 ___________,列车车身周围的气流速度 ___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)站台上的气流速度,从而产生向列车方向的推力,所以站台上的人员要站在安全线以外,以免发生意外。
20.(2022·广西·中考真题)2022年2月,第24届冬季奥林匹克运动会在北京、张家口举行。如图所示,在冰壶比赛中,运动员将冰壶掷出后,冰壶由于________继续向前运动,此时水平冰面对冰壶的支持力___________(选填“做功”或“不做功”)。
21.(2022·广西柳州·三模)如图所示,小球从A点摆到C点的过程中,不计空气阻力,______能会先减小后增大;机械能总和______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
22.(2022·广西贵港·二模)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图象分别如图乙和图丙所示。由图象可知,9-12s内,推力对物体做功______J;t=5s时,物体受到的摩擦力是______N。
23.(2021·广西柳州·一模)为了有效阻断新型冠状病毒肺炎的传播,多地车站、机场安装了红外线测温仪,红外线 的传播速度约为_______m/s;与此同时,多地防疫站用洒水车在水平路面上喷洒消毒液, 消毒车匀速前进喷洒过程中,消毒车的动能______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
四、实验题
24.(2022·广西玉林·中考真题)如图1所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验,将小钢球从高度为的同一斜面上由静止开始滚下,推动同一木块在水平面向前移动一段距离后停下。先后完成甲、乙、丙所示的三组实验。
(1)小钢球在滚下斜面的过程中,其动能大小是通过________(选填“高度”或“距离”)大小来反映的;
(2)分析比较甲和乙两组实验可得,物体质量相同时,速度越大,动能越________;
(3)分析比较________两组实验可得,物体速度相同时,质量越大,动能越大;
(4)综合上述可知,如图2所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定不同的最高________;
(5)在实验中,若增大水平面的粗糙程度,则木块移动的距离将________(选填“增大”、“不变”或“减小”)。
25.(2022·广西河池·中考真题)如图所示是某实验小组探究动能的大小与什么因素有关的实验装置。实验中,用力将钢球推出,让钢球瞬间获得速度并向右运动,钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩。
(1)本实验是通过观察________来比较钢球动能的大小;
(2)保持钢球的质量不变,推出钢球的速度越大,弹簧被压缩的程度也越大。表明:物体的动能大小与________有关;
(3)换不同质量的钢球,以相同的速度推出,钢球的质量越大,弹簧被压缩的程度也越大。表明:物体的动能大小与________有关;
(4)本实验中用到的研究方法是________(填其中一种即可)。
26.(2022·广西南宁·一模)在24届冬奥会上,中国自由式滑雪运动谷爱凌在女子大跳台决穿中获得金牌,小红观看了电视播放比赛的实况,对运动员落地点感到好奇。小明猜想:影响运动员离开跳台后沿水平方向运动距离的因素有三个:
猜想A:运动员的质量;
猜想B:运动员离地高度;
猜想C:运动员水平运动的速度。
为了验证猜想,小红进行了如图所示的实验;让钢球从光滑斜槽上的A点自由滚下,经抛出点C后离开斜槽,最后落在地面上的P点,用刻度尺分别测出抛出点离最高点的高度h1,抛出点离地高度h2,落地点P离抛出点C的水平距离s,实验表格如表所示。
序号 钢球质量m/g 抛出点离最高点的高度h1/m 抛出点离地的高度h2/m 落地点与抛出点的水平距离s/m
1 10 0.05 2 0.64
2 20 0.05 2 0.64
3 10 0.2 2 1.28
4 10 0.2 4 1.82
(1)不计空气阻力,离开抛出点C后的钢球只受______力的作用,离开抛出点C后,钢球沿如图所示的路径运动,说明钢球的运动状态是______(选填“改变”成“不变”)的;
(2)为了研究猜想A是否正确,应选用实验序号为______和 ______两组实验进行对比分析可得,钢球水平运动的距离与钢球质量______(选填“有关”或“无关”);
(3)进行实验序号为3、4两组实验,第4次钢球离开抛出点C的速度______(选填“大于”、“等于”或“小于”)第3次钢球离开抛出点C的速度;对比这两组实验数据,可证明猜想B是______(选填“正确”或“错误”)的。
27.(2022·广西崇左·一模)(1)汽车超载和超速往往给公路交通带来很大安全隐患。为了模拟研究这一问题,小敏同学设计了如图所示的探究实验:让A、B、C三个小球先后从同一斜槽不同位置由静止滚下,推动原来静止在水平面上的小木块运动一段距离后静止。已知mA=mBhB。回答下面问题:
①用来研究超载安全隐患时,我们应选择图甲和图______所示实验;
②用来研究超速安全隐患时,我们应选择图甲和图______所示实验;
(2)用如图所示装置探究凸透镜成像规律,安装并调节烛焰、透镜、光屏,使它们三者中心大致在______。调整物距u,测量对应的像距v,部分数据如下表所示。根据表中数据可知该凸透镜的焦距是______cm;如果u=27cm,移动光屏可得到倒立、______(选填“放大”或“缩小”)的实像生活中的______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这样的成像原理工作的。
u/cm 60 30 20 15 13 …
v/cm 12 15 20 30 45 …
28.(2021·广西玉林·一模)小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,他用质量不同的两个钢球m和M(M的质量大于m),分别从不同的高度h和H(H>h)静止开始滚下,观察木块B被撞击后移动的距离,实验过程如图所示。
(1)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,这种研究方法是______(选填“控制变量法”或“转换法”);
(2)由甲、乙两图可得实验结论:物体的动能大小与______有关;
(3)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:_______;
(4)在该实验中,与钢球接触的斜面是不光滑的,则钢球从斜面某一高处由静止滚到底部的过程中,其机械能________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
五、计算题
29.(2022·广西·中考真题)第十二届中国(南宁)国际园林博览会为打造“智慧园博”,引入纯电动无人驾驶观光车,供市民免费乘坐游览,如图所示。若观光车与乘客总质量为600kg,轮胎与地面的总接触面积为0.02m2,在园内某段平直路面上匀速行驶30m,用时10s,牵引力为2×103N,求:
(1)观光车行驶的速度;
(2)牵引力做的功;
(3)观光车静止在水平地面上时对地面的压强。
30.(2022·广西柳州·中考真题)一辆汽车在1000N的牵引力作用下做匀速直线运动,60s内行驶了600m。求这个过程中:
(1)汽车的速度;
(2)汽车牵引力做的功;
(3)汽车牵引力做功的功率。
31.(2022·广西玉林·中考真题)如图所示,质量为200g的小车从斜面顶端由静止下滑,图中显示小车到达A、B、C三处的时刻(数字分别表示“时:分:秒”)。问:
(1)小车通过段、段的路程分别为多少m?
(2)小车通过段的平均速度为多少m/s?
(3)小车重力在段所做的功比在段所做的功多几分之几?
32.(2021·广西百色·中考真题)如图所示为一款新型无人驾驶电动汽车,在某次性能测试中,汽车沿平直的公路匀速行驶,行驶过程中汽车受到的阻力为1500N,在180s的测试时间内汽车匀速行驶了1800m。求:
(1)汽车受到的牵引力;
(2)此过程中汽车牵引力所做的功;
(3)牵引力做功的功率。
33.(2021·广西玉林·中考真题)如图所示,记录了两辆汽车在平直的公路上行驶时,在相同的时间内通过的路程。甲图中汽车做匀速运动,受到的阻力为1200N;乙图中汽车做加速运动。求:
(1)甲图中汽车的速度;
(2)乙图中汽车在前30s内的平均速度;
(3)甲图中汽车牵引力在40s内所做的功。
34.(2021·广西桂林·中考真题)桂林经常使用喷雾车对街道进行降温除尘,总重为6104N的喷雾车静止在水平路面上时,车轮与路面的总接触而积为0.15m2,某次作业中喷雾车在8×103N的牵引力作用下,以4m/s的速度水平匀速行驶了30s.求:
(1)静止时,喷雾车对水平路面的压强等于多少帕斯卡?
(2)在这30s内,牵引力对喷雾车做功等于多少焦耳?
35.(2021·广西贵港·中考真题)已知大山同学的质量为60kg,每只鞋底与地面的接触面积为0.015m2。大山在10s内用20N的水平拉力拉重为100N的物体沿拉力方向在水平地面上匀速前进了13m。(g取10N/kg)求:
(1)物体受到摩擦力的大小;
(2)大山前进的速度;
(3)拉力做功的功率;
(4)大山在水平地面上立正时对地面的压强。
36.(2021·广西贺州·中考真题)随着科技的发展,低碳环保电瓶车的出现极大地方便了人们的出行。一天,小明的妈妈驾驶电瓶车送小明上学。假设小明的妈妈驾驶电瓶车是匀速行驶的,电瓶车的牵引力恒为100N,从家到学校的路程是1.5km,用时5min。求:
(1)电瓶车行驶的速度是多少m/s;
(2)电瓶车受到地面的摩擦力;
(3)电瓶车牵引力的功率。
37.(2022·广西桂林·一模)2021年5月15日,“祝融号”火星车在火星上留下了属于中国的第一道印记,如图甲所示。发射前,火星车在水平地面上进行测试时,受到的摩擦力为200N,其速度v与时间t的关系图像如图乙所示。火星车的质量为240kg,车轮与地面接触的总面积约为0.2m2(空气阻力忽略不计,g取10N/kg)求:
(1)火星车静止时,对水平地面的压强。
(2)火星车做匀速直线运动时,牵引力做的功。
38.(2022·广西贺州·模拟预测)如图所示,工人师傅用推力F=600N,使货物沿斜面向上运动,在10s内把质量为100kg的货物从斜面底端推到2m的高处,斜面长为4m。求:
(1)货物所受的重力;
(2)工人师傅对货物所做的功;
(3)工人师傅对货物做功的功率。
39.(2021·广西贺州·一模)如图所示,水平地面上M点有一质量为60kg的箱子,现用水平向左的推力将箱子沿直线匀速推至N点,所用时间30s,MN间的距离为15m(g=10N/kg)。求:
(1)箱子所受的重力;
(2)箱子运动的速度;
(3)若箱子在运动过程中所受阻力为自身重力的0.2倍,则从M点推至N点的过程中推力对箱子做功的功率。
40.(2021·广西南宁·一模)如图所示是某医院的导诊机器人,依据表格中机器人各项技术参数求:
质量 35kg 身高 1.5m
底面积 100cm3 电动机额定电压 48V
最大牵引力 200N 最大时速 3.6km/h
(1)机器人的重力;
(2)机器人以最大时速行驶1min所走路程;
(3)机器人以最大时速在水平地面沿直线匀速行驶1min 时,牵引力做功的功率。
参考答案:
1.D
【详解】飞机在减速下降过程中,质量不变,速度减小,动能减小;质量不变,高度变小,重力势能减小,则飞机的机械能减小,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.A
【详解】A.牛顿是力的单位,故A符合题意;
B.瓦特是功率的单位,故B不符合题意;
C.帕斯卡是压强的单位,故C不符合题意;
D.焦耳是功和热量的单位,故D不符合题意。
故选A。
3.A
【详解】动能大小与质量和速度有关,飞船在离地加速升空过程中,质量不变,速度增大,故动能增大;重力势能大小与质量和高度有关,飞船在离地加速升空过程中,质量不变,高度增加,故势能增大;机械能为动能与势能的总和,故机械能增大。故BCD错误,A正确。
故选A。
4.C
【详解】舰载机在“山东舰”航母上起飞,其在加速上升过程中,质量不变,速度和高度都变大,所以其动能和重力势能都增大,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
5.D
【详解】A.做功的两个必要条件是:有力作用在物体上,物体在力的方向上移动了一端距离,篮球离手后,手没有对篮球施加力的作用,手不再对篮球做功,故A错误;
B.篮球离手后,高度变大,速度减小,重力势能增大,动能减小,篮球上升过程中,没有其它力对篮球做功,机械能是动能和势能之和,篮球的机械能不变,故B错误;
C.手对篮球施力,球才向篮筐运动,说明力可以改变物体的运动状态,不能说明力是维持物体运动的原因,故C错误;
D.根据牛顿第一定律,假如正在上升的篮球所受的力全部消失,它将保持原来的运动状态不变,将一直做匀速直线运动,故D正确。
故选D。
6.C
【详解】AB.从最高点下摆到最低点的过程中,重力做的功为
因为h相同,且G1CD.由可知
因为t相同,,所以,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
7.C
【详解】A.惯性只与质量有关,与速度无关,故A不符合题意;
B.骑行中若刹车减速,速度变小,故车的运动状态发生改变,故B不符合题意;
C.骑行中若刹车减速,速度变小,质量不变,故动能减小,故C符合题意;
D.捏刹车时,车受到的摩擦力变大,故D不符合题意。
故选C。
8.B
【详解】由可乐的营养成分表可知,一罐可乐能量为Q=594000J;小丁受到的重力为
G=mg=60kg×10N/kg=600N
又有W=Gh可得,爬楼梯消耗的能量
解得h=990m, 所以他需要爬楼梯的高度最接近1000m。
故选B。
9.C
【详解】熟透的苹果从树上落下的过程中,质量不变,速度增大、高度降低,则动能增大、重力势能减小。
故选C。
10.A
【详解】A.物体由于运动而具有的能叫做动能,所以运动的苹果具有动能,故A正确;
B.物体由于处在一定高度并受到重力而具有的能叫做重力势能,高空的苹果具有重力势能,故B错误;
CD.苹果下落过程中质量不变,速度越来越快,所以动能增大,高度降低,所以重力势能减小,故CD错误。
故选A。
11.C
【详解】A.足球上升到最高点时,只受到重力作用,处于非平衡状态,受到非平衡力的作用,故A错误;
B.足球下降过程中,高度降低,速度增大,是将重力势能转化为动能,故B错误;
C.足球离开施力物体后,还能继续向前运动,是因为自身的惯性,故C正确;
D.根据牛顿第一定律可知正在向前运动的足球所受的力全部消失,它将会做匀速直线运动,故D错误。
故选C。
12.D
【详解】A.m是长度的单位,故A错误;
B.J是能量、热量和功的单位,故B错误;
C.Pa是压强的单位,故C错误;
D.N是力的单位,故D正确。
故选D。
13.A
【详解】A.运动员投出的铅球在下落过程中,高度降低,速度变大,故动能变大,故A正确;
B.高度降低,故重力势能减小,故B 错误;
C.重力势能减小,动能增大,故是重力势能转化为动能,故C错误;
D.由于有阻力做功,故机械能减小,故D错误。
故选A。
14.B
【详解】A.书桌在水平方向移动,重力的方向竖直向下,物体在竖直方向上没有移动距离,所以重力没有做功,故A错误;
B.在水平方向的推力作用下,沿水平方向,即力的方向移动了一段距离,所以推力做了功,故B正确;
C.书桌在水平方向移动,支持力的方向竖直向上,物体在竖直方向上没有移动距离,所以支持力没有做功,故C错误;
D.由上可知,推力对物体做了功,故D错误。
故选B。
15.C
【详解】两种情况下,用大小相等的拉力F,物体在力的方向上运动的距离也是相同的,故拉力做功一样多;功率是反映做功快慢的物理量,大小等于功与做功时间的比值,由于本题没有给出两种情况下的运动时间,故无法比较功率的大小。
故选C。
16.BC
【详解】AB.一只蚂蚁以大小不变的速度沿碗中虚线从A点爬到B点,蚂蚁质量不变,速度大小不变,因此蚂蚁的动能不变,故A不符合题意,B符合题意;
CD.蚂蚁从A点到B点,质量不变,高度先减小后不变,因此重力势能先变小后不变,故C符合题意,D不符合题意。
故选BC。
17.BD
【详解】物体由于运动而具有的能量叫做动能。停在站台上的火车、静止在地面上的足球,由于没有运动,故不具有动能;风驰电掣的过山车、腾空而起的长征火箭,由于有一定的速度,具有动能,故BD符合题意。
故选BD。
18. 100 25
【详解】[1]推力对物体所做的功为
[2]推力做功的功率为
19. 增大 大于
【详解】[1]列车加速出站时,质量不变,速度增大,所以动能增大。
[2]列车加速行驶车身周围的空气随之高速运动,大于站台上的气流速度,压强小于大气压,从而产生向列车方向的推力,所以站台上的人员要站在安全线以外,以免发生意外。
20. 惯性 不做功
【详解】[1]一切物体都具有保持原来运动状态的性质,这种性质兼作惯性,运动员将冰壶掷出后,冰壶由于惯性继续向前运动。
[2]冰壶运动过程中,水平冰面对冰壶的支持力竖直向上,冰壶在水平面上运动,冰壶没有在支持力的方向上移动距离,因此支持力不做功。
21. 重力势能 不变
【详解】[1]从A点摆到C点的过程中,高度先减小后增大,重力势能与高度有关,因此重力势能先减小后增大。
[2]不计空气阻力,只有动能与重力势能间相互转化,机械能守恒,机械能总和保持不变。
22. 18 6
【详解】[1]9~12s内,由丙图可知物体移动的速度为v=1m/s,运动的时间t=3s,由乙图可知推力大小F=6N,则物体运动的路程为
s=vt=1m/s3s=3m
推力做的功为
W=Fs=6N3m=18J
[2]有乙、丙两图可知,0~3s时推力为3N,速度为0,此时推力等于静摩擦力物体未发生移动;3~6s时间内,推力大小为9N,物体加速运动,此时推力大于滑动摩擦力;6~9s时,物体做减速运动,此时推力小于滑动摩擦力,9~12s时推力大小为6N,物体做匀速直线运动,此时物体处于平衡状态,水平方向上受推力和滑动摩擦力,由二力平衡可知,推力和滑动摩擦力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,可知滑动摩擦力为6N,物体在5s时,因物体和地面的接触面粗糙程度、接触面压力不发生变化,故摩擦力大小不变,仍为6N。
23. 3.0×108 变小
【详解】[1]红外线的传播速度与光速相同,为3.0×108 m/s。
[2]动能的大小与质量和速度有关,消毒车匀速前进喷洒过程中,速度不变,但由于不断喷洒消毒液,使消毒车的质量减小,所以,动能减小。
24. 距离s 大 甲、丙 速度 减小
【详解】(1)[1]小钢球从斜面滚下过程中,其动能大小是通过小木块移动距离s的大小来反映的,小木块移动距离越大,说明小钢球的动能越大。
(2)[2]分析比较甲和乙两组实验可知,小球的质量相同,而小球在斜面上释放时的高度不同,甲图中小球释放时的高度大,到达水平面时的速度大,推动木块滑行的距离远,故可得出结论:物体质量相同时,速度越大,动能越大。
(3)[3]探究动能大小与质量的关系,保持速度相同,钢球的质量不同,故分析比较甲、丙两组实验可得出物体的动能与质量的关系。
(4)[4]图2所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高速度,质量越大的车,限速越低。
(5)[5]在实验中,若增大水平面的粗糙程度,木块受到的阻力增大,则木块移动的距离将减小。
25. 弹簧被压缩的程度 速度 质量 控制变量法(或转换法)
【详解】(1)[1]实验中,用力将钢球推出,让钢球瞬间获得速度并向右运动,钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩,将动能转化为弹簧的弹性势能,钢球的动能越大,转化成的弹性势能越大,弹簧被压缩的程度就越大,所以本实验是通过观察弹簧被压缩的程度来比较钢球动能的大小,这是利用了转换法。
(2)[2]保持钢球的质量不变,推出钢球的速度越大,弹簧被压缩的程度也越大,说明钢球的动能越大,可得结论:物体的动能大小与速度有关,物体的速度越大动能越大。
(3)[3]换不同质量的钢球,以相同的速度推出,钢球的质量越大,弹簧被压缩的程度也越大,说明钢球的动能越大,可得结论:物体的动能大小与质量有关,物体的速度相同时,物体的质量越大,动能越大。
(4)[4]本实验中在探究动能大小与质量的关系时,控制小球的速度不变,用到的研究方法是控制变量法。
26. 重 改变 1 2 无关 等于 正确
【详解】(1)[1]离开抛出点后,钢球处于空中,不计空气阻力,钢球只受重力。
[2]钢球沿如图所示的路径运动,钢球的运动方向在不断变化,所以运动状态在改变。
(2)[3][4][5]为了研究猜想A:与钢球质量有关,需要控制其它变量不变,只改变钢球质量,由表格数据可知,实验序号1和2,抛出点离最高点的高度和抛出点离地的高度相同,钢球质量不同,落地点与抛出点的水平距离相同,由此可得出钢球水平运动的距离与钢球质量无关。
(3)[6][7]由表格数据可知,实验序号为3、4两组实验,钢球质量和抛出点离最高点的高度相同,抛出点离地的高度不同,落地点与抛出点的水平距离不同,由此可得出钢球水平运动的距离与钢球离地高度有关,故猜想B是正确的;钢球质量和抛出点离最高点的高度相同,则钢球在A处的重力势能相同,从A到C,重力势能和转化为动能,所以C处动能相同,速度相同,则第4次钢球离开抛出点C的速度等于第3次钢球离开抛出点C的速度。
27. 甲、丙 甲、乙 同一高度 10 缩小 照相机
【详解】(1)①[1]动能的大小与质量和速度有关,用来研究超载安全隐患时,应控制速度相同,即让两个质量不同的小球从同一高度滑下进行实验,所以,甲、丙两图符合题意。
②[2]动能的大小与质量和速度有关,用来研究超速安全隐患时,应控制质量相同,即让同一个小球从不同高度滑下进行实验,所以,甲、乙两图符合题意。
(2)[3]为使像能成在光屏的中央,应调节凸透镜、光屏、烛焰的高度,使它们的中心大致在同一高度,即三心同高。
[4]第三次实验像距等于物距,等于20cm,所以此时成倒立、等大的实像。此时物距等于2倍焦距,即2f=20cm,所以f=10cm。
[5][6]物距u=27cm时,满足u>2f条件,成倒立、缩小的实像,应用是照相机。
28. 转换法 速度 错误 没有控制速度一定 减小
【详解】(1)[1]木球的动能无法直接看出了,可以通过对外做功多少来判断,故通过观察木块B移动的距离长短来判断,运用的是转换法。
(2)[2]由甲、乙两图小球质量相同,两图高度不同,到达水平面的速度不同,木球的动能不同,故结论是动能与速度有关。
(3)[3][4]根据甲、丙两图可知,速度不同,质量不同,故得出的结论是错误;为了探究质量与质量有关,速度需要控制相同,而本实验没有控制速度相同。
(4)[5]从斜面某一高处由静止滚到底部的过程中,由于与钢球接触的斜面是不光滑的,会克服摩擦力做功,故机械能一部分转化为内能,故机械能减小。
29.(1)3m/s;(2)6×104J;(3)3×105Pa
【详解】解:(1)观光车在平直路面上匀速行驶30m,用时10s,所以观光车行驶的速度为
(2)牵引力为2×103N,行驶的路程为30m,所以牵引力做的功为
W=Fs=2×103N×30m=6×104J
(3)观光车与乘客总质量为600kg,静止在水平地面上时对地面的压力为
F=G=mg=600kg×10N/kg=6000N
观光车轮胎与地面的总接触面积为0.02m2,所以观光车对地面的压强为
答:(1)观光车行驶的速度3m/s;
(2)牵引力做的功为6×104J;
(3)观光车静止在水平地面上时对地面的压强为3×105Pa。
30.(1)10m/s;(2)6×105J;(3)104W
【详解】解:(1)汽车行驶的速度为
(2)汽车牵引力做的功为
W=F牵s=1000N×600m=6×105J
(3)汽车牵引力做功的功率为
答:(1)汽车的速度为10m/s;
(2)汽车牵引力做的功为6×105J;
(3)汽车牵引力做功的功率为104W。
31.(1)0.40m,0.50m;(2)0.3m/s;(3)四分之一
【详解】解:(1)由图可知
sAB=10.0dm-6.0dm=4.0dm=40cm=0.40m
sBC=6.0dm-1.0dm=5.0dm=0.50m
(2)由图可知
sAC=10.0dm-1.0dm=9.0dm=0.90m
tAC=23s-20s=3s
小车通过AC段的平均速度为
(3)设斜面的角度为α,小车重力在BC段所做的功
W1= G×hBC =G×sBC×sinα=0.5Gsinα
小车重力在AB段所做的功
W2= G×hAB=G×sAB×sinα=0.4Gsinα
小车重力在BC段所做的功比在AB段所做的功多
ΔW=W1-W2=0.5Gsinα-0.4Gsinα=0.1Gsinα
小车重力在BC段所做的功比在AB段所做的功多
答:(1)小车通过AB段、BC段的路程分别为0.400m和0.500m;
(2)小车通过AC段的平均速度为0.3m/s;
(3)小车重力在BC段所做的功比在AB段所做的功多四分之一。
32.(1)1500N;(2);(3)
【详解】解:(1)汽车沿平直的公路匀速行驶,行驶过程中汽车受到牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等、方向相反,故汽车受到的牵引力为1500N。
(2)此过程中汽车牵引力所做的功
(3)牵引力做功的功率
答:(1)汽车受到的牵引力为1500N;
(2)此过程中汽车牵引力所做的功为;
(3)牵引力做功的功率为。
33.(1)30m/s;(2)25m/s;(3)
【详解】解:(1)甲图中汽车的速度
(2)乙图中汽车在前30s内的平均速度
(3)甲图中汽车做匀速运动,受到的阻力为1200N,则甲图中汽车的牵引力
甲图中汽车牵引力在40s内所做的功
答:(1)甲图中汽车的速度为30m/s;
(2)乙图中汽车在前30s内的平均速度为25m/s;
(3)甲图中汽车牵引力在40s内所做的功为。
34.(1)4×105Pa;(2)9.6×105J
【详解】解:(1)静止时,喷雾车对水平路面的压力等于喷雾车的重力,即
F=G=6×104N
喷雾车对水平路面的压强
(2)喷雾车行驶的距离
s=vt=4m/s×30s=120m
牵引力对喷雾车做功
W=Fs=8×103N×120m=9.6×105J
答:(1)静止时,喷雾车对水平路面的压强等于4×105Pa;
(2)在这30s内,牵引力对喷雾车做功等于9.6×105J。
35.(1)20N;(2);(3);(4)
【详解】解:(1)水平拉力拉重为100N的物体沿拉力方向在水平地面上匀速前进,物体处于平衡态,在水平路面上受到了拉力和摩擦力,故摩擦力和拉力是平衡力,故摩擦力的大小为20N。
(2)大山前进的速度
(3)拉力做功的功率
(4)大山在水平地面上立正时对地面的压强
答:(1)摩擦力的大小为20N;
(2)大山前进的速度大山;
(3)拉力做功的功率;
(4)大山在水平地面上立正时对地面的压强。
36.(1)5m/s;(2)100N;(3)500W
【详解】解:(1)电瓶车的速度
(2)因为电瓶车匀速行驶,由二力平衡可知,电瓶车受到地面的摩擦力
(3)因为电瓶车匀速行驶,电瓶车牵引力的功率
答:(1)电瓶车行驶的速度是;
(2)电瓶车受到地面的摩擦力;
(3)电瓶车牵引力的功率。
37.(1)1.2104Pa;(2)1.2103J
【详解】解:(1)火星车对地面的压力
火星车对地面的压强
(2)由图乙可知,火星车在10~40s内做匀速直线运动,v20cm/s0.2m/s,牵引力
Ff200N
匀速行驶30s的路程
svt0.2m/s30s6m
牵引力做的功
WFs200N6m1.2103J
答:(1)火星车对地面的压强为1.2104Pa;
(2)牵引力做的功为1.2103J。
38.(1)1000N;(2)2400J;(3)240W
【详解】解:(1)货物所受的重力
G=mg=100kg×10N/kg=1000N
(2)工人师傅对货物所做的功
W=Fs=600N×4m=2400J
(3)工人师傅对货物做功的功率
答:(1)货物所受的重力为100N;
(2)工人师傅对货物所做的功为2400J;
(3)工人师傅对货物做功的功率为240W。
39.(1);(2);(3)60W
【详解】(1)箱子受到的重力
(2)箱子运动的速度
(3)箱子所受阻力
箱子向左匀速直线运动,由二力平衡可得推力的大小
推力做的功
推力做功的功率
答:(1)箱子所受的重力是600N;
(2)箱子运动的速度是;
(3)推力对箱子做功的功率是60W。
40.(1)350N;(2)60m;(3)200W
【详解】解 (1)机器人的重力
G=mg=35kg×10N/kg=350N
(2)机器人的速度
v=3.6km/h=1m/s
机器人行驶1min所走路程
s=vt=1m/s×60s=60m
(3)牵引力做功的功率
答:(1)机器人的重力是350N;
(2)机器人以最大时速行驶1min所走路程是60m;
(3)机器人以最大时速在水平地面沿直线匀速行驶1min 时,牵引力做功的功率是200W。