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【名师导航】备考2025中考物理新课标一轮培优精讲学案(全国通用版)
专题10.2 功和机械能单元查缺补漏检测试卷
满分100分,考试时间90分钟
一、单项选择题(本道大题有10小题,下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项只有一个。每小题3分,共30分)
1. 下列有关单位换算关系,不正确的是( )
A.1Pa=1N/m2 B.1J=1N·m
C.1J=1N·s D.1W=1J/s
【答案】C
【解析】A.由公式p=F/S可知,压强单位是N/m2,用Pa取代N/m2,所以1Pa=1N/m2,故A正确,不符合题意;
BC.由公式W=Fs可得功的单位是N·m,用J取代N·m,所以1J=1N·m,故B正确,不符合题意,C错误,符合题意;
D.由公式P=W/t可知,功率单位是J/s,用W取代,所以1W=1J/s,故D正确,不符合题意。故选C。
2.下列关于功的说法正确的是( )
A. 小明用力推发生故障的汽车而未推动时,推力对汽车做了功;
B. 吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时,吊车的拉力对重物做了功;
C. 足球在水平地面上滚动一段距离时,重力对足球做了功;
D. 举重运动员从地面将杠铃举起的过程中,举重运动员对杠铃做了功
【答案】D
【解析】A、用力推发生故障的汽车而未推动时,只有力没有距离;故推力对汽车没有做功;故A错误;
B、吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时,拉力方向竖直向上,移动距离的方向水平向前;两个方向相互垂直,故吊车的拉力对重物没有做功;故B错误;
C、足球在水平地面上滚动一段距离时,移动距离的方向水平向前,重力的方向竖直向下;两个方向相互垂直,故重力对足球没有做功;故C错误;
D、运动员从地面将杠铃举起的过程中,力的方向竖直向上,移动距离的方向也竖直向上,两个方向一致;故举重运动员对杠铃做功;故D正确。故选:D。
3.一名中学生跳绳时平均每分钟跳120次,已知跳绳时重心每次上升的高度大约为5cm长,那么跳绳2分钟克服重力做的功大约是这名同学从一楼爬到几楼克服重力做的功( )
A.2楼 B.3楼 C.4楼 D.5楼
【答案】D
【解析】中学生的质量大约是50kg,跳绳重心每次上升的高度大约为5cm,
中学生的重力:G=mg=50kg×10N/kg=500N,
跳1次克服重力做功:W1=Gh=500N×0.05m=25J,1分钟跳120次;
跳绳2分钟克服重力做的功:W0=2×120×W=2×120×25J=6000J;
一层楼高约3m,爬一层楼克服重力做的功:W′=Gh′=500N×3m=1500J,
爬到的楼层数:n=+1=+1=5。故选:D。
4. 电影《士兵突击》中王宝强饰演的许三多在他所在连队的年度考核中“引体向上”破纪录。假设许三多在10s内做了6个“引体向上”,则他10s内做功的平均功率的为( )
A.1.5W B.15W C.150W D.1500W
【答案】C
【解析】许三多的重力约为500N,每次升高的高度为0.5m,许三多克服重力做功的平均功率为 故选C。
5. 如图所示,工人往车上装重物时,用长木板搭个斜面,工人用平行于斜面向上的力,把重物沿斜面从底端匀速推到顶端。下列说法正确的是( )
A.用斜面可以省力也可以省功
B.匀速推动重物的速度越大,重物的惯性越大
C.匀速推动重物的速度越大,推力做功越多
D.匀速推动重物的速度越大,推力的功率越大
【答案】D
【解析】A.根据斜面的工作特点和功的原理可知,利用斜面提高物体可以省力,但不能省功,故A错误;
B.惯性的大小只与物体的质量有关,与速度无关,故B错误;
C.由W=Fs可知,推力做的功与物体在推力方向上移动的距离有关,与物体的速度无关,故C错误;
D.由P=Fv可知,推力的功率与物体的移动速度有关,在推力一定时,速度越大,推力的功率越大,故D正确。故选D。
6.质量为1300kg的叉车托着质量为1000kg的货物,在25s时间内沿水平方向行驶了100m,如图甲所示;接着在10s内把货物匀速竖直提升1m,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.叉车水平行驶时地面对叉车的支持力为1.3×104N
B.叉车水平行驶时地面对叉车的支持力做功的功率为9.2×104W
C.叉车提升货物的过程中,克服货物重力做功为1.0×103J
D.叉车提升货物的过程中,克服货物重力做功的功率为1.0×103W
【答案】D
【解析】A.货物和叉车的总重力
叉车水平行驶时地面对叉车的支持力等于总重力,支持力为23000N,故A错误;
B.功是力和力的方向上移动的距离的乘积,所以水平行驶过程中,地面对叉车的支持力没有做功,功率为0,故B错误;
CD.叉车提升货物的过程中,克服货物重力做功
克服货物重力做功的功率
,
故D正确,C错误。故选D。
7.在上周的自主复习中物理课代表建议大家“回归课本”,如图是课本上的原图,针对图中情境增加条件拓展科学思维:小强用100N的力斜向上拉着总重为500N的小车使小车在水平路面上匀速前进了10m用了10s。下列说法中正确的是( )
A.这一过程中地面对小车的摩擦力一定是100N
B.这一过程中100N的拉力对小车做的功一定是1000J
C.这一过程中小车的速度为1m/s
D.这一过程中小车对地面的压力一定等于500N
【答案】C
【解析】AD.小车在拉力的作用下,匀速直线运动,小车受到的斜向上的拉力、竖直向下的重力、竖直向上的支持力及沿水平方向的摩擦力的作用,这几个力是平衡力。因为拉力是斜向上的,所以摩擦力的大小不等于拉力,不等于100N,支持力与重力也不等,不等于500N,故AD错误;
B.拉力的方向斜向上,在拉力的方向移动10m的距离时,拉力所做的功为
但移动的距离10m不是在力的方向上,所以拉力所做的功不等于1000J,故B错误;
C. 小车的速度
,
故C正确。故选C。
8.如图甲所示,物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动,0~6s内拉力随时间变化的规律如图乙,速度随时间变化的规律如图丙,则在2~4s内,物体克服摩擦力所做的功为( )
A.10J B.30J C.50J D.80J
【答案】B
【解析】由图乙可知,在2~4s内,拉力F=3N,
由图丙可知,在2~4s内,物体做匀速运动,v=5.0m/s,此时摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,
f=F=3N,
由v=可得,物体运动的距离:
s=vt=5.0m/s×2s=10m,
物体克服摩擦力所做的功:
W=fs=3N×10m=30J。故选:B。
9.下列关于功和能的关系的说法中,正确的是( )
A. 一个物体没有做功,它一定不具有能量;
B. 一个物体能够做的功越多,其动能一定越大;
C. 一个物体具有能量,说明它正在做功;
D. 一个物体能够做功,说明它具有能量
【答案】D
【解析】A.一个物体没有做功,可能具有能量。例如:静止在高处的苹果具有重力势能。此选项错误;B.物体能够做功,表示这个物体具有能量,能够做功越多,说明该物体具有的能量就越大,并不一定是动能越大,也有可能是重力势能,或其他形式的能。此选项错误;
C.一个物体具有能量,说明它具有做功本领,但物体不一定做功。此选项错误;
D.一个物体能够做功,具有做功的本领,说明它一定具有能。此选项正确。
10.如图所示,小球由静止开始沿着粗糙的路面从a点向d点自由运动,其中b和d两点在同一水平高度,则下列说法中错误的是( )
A. 小球在b和d时重力势能和动能都相等;
B. 小球从a到d的过程中部分机械能转化为其他形式的能;
C. 小球从a到c,重力势能转化为动能;
D. 小球从c到d,动能转化为重力势能
【答案】A
【解析】A、由于接触面粗糙,小球从b运动到d的过程中,有一部分机械能会转化为内能,故小球在b点的机械能大于在d点的机械能;已知b和d两点在同一水平高度,即两位置小球的重力势能相同,根据“机械能=动能+势能”可知,小球在b点的动能大于在d点的动能,故A错误;
B、小球从a到d的过程中,克服阻力做功,部分机械能转化为内能,故B正确;
C、小球从a到c加速下滑,小球质量不变,速度增大,故动能增大;同时高度减小,重力势能减小,所以小球的重力势能转化为动能,故C正确;
B、小球从c到d减速上坡,小球质量不变,速度减小,故动能减小;同时高度增加,重力势能增大,所以小球的动能转化为重力势能,故D正确。 故选:A。
二、多项选择题(本道大题有3小题,下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共9分,每题3分。每题选项全选对的得3分,选对但不全的得2分,有错选的不得分)
11.一个小球从A点由静止开始下落,速度越来越大,相继经过B、C两点,如图所示。若A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离,则下列说法中正确的是( )
A.小球在下落过程中受力平衡
B.小球在下落过程中重力做功
C.小球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功
D.小球所受的重力在AB段做功的功率大于在BC段做功的功率
【答案】BC
【解析】A.小球在下落过程中,速度越来越大,其运动状态发生改变,受力不平衡,故A错误;
B.小球在下落过程中受到重力作用,且在重力方向上有距离,故重力做功,故B正确;
C.根据功的计算公式:W=Fs,小球所受的重力不变,移动的距离相等,故重力在AB段做的功等于在BC段做的功,故C正确;
D.根据公式P=W/t,小球所受的重力在AB段做功等于在BC段做的功,但在BC段的时间小,故重力在AB段的功率小于在BC段做功的功率,故D错误。
故选BC。
12.如图所示,质量一定的木块放在由同种材料制成的粗糙程度均匀的水平桌面上,木块在水平拉力F作用下从A点由静止开始运动,运动得越来越快;当木块到达B点时,撤去拉力F,木块继续滑动,运动得越来越慢,最后停在C点。已知AB=BC,则下列说法中正确的是( )
A.木块在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力
B.拉力F在AB段做的功等于在BC段做的功
C.木块在AB段的动能越来越大
D.木块在B点的机械能大于在C点的机械能
【答案】ACD
【解析】A.木块在AB段和BC段对桌面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以所受的摩擦力不变,即木块在AB段所受的摩擦力等干在BC段所受的摩擦力,故A正确;
B.拉力F在AB段做的功等于拉力与木块在拉力方向上移动距离的乘积,在BC段撤去拉力F,因此拉力F不再对木块做功,故B错误;
C.木块从A点由静止开始运动,在到达B点的过程中,速度越来越大,木块的质量不变,木块在AB段的动能越来越大,故C正确;
D.木块在B点与在C点的高度相同,重力势能相同,木块在B点的速度大于在C点速度,因此木块在B点的动能大于在C点的动能,故木块在B点的机械能大于在C点的机械能,故D正确。
故选:ACD。
13. 用弹簧测力计在同一木板上拉同一木块,使它先后在水平面和斜面上均以v的速度做匀速直线运动且运动相同的时间,如图所示。已知水平面上拉力与斜面上拉力之比为5∶9,请分析下列说法正确的是( )
A.相同时间内,甲、乙两次拉力对木块做功之比为5∶9
B.甲、乙两次拉力做功的功率之比为5∶9
C.甲中的木块受到的摩擦力比乙中的木块受到的摩擦力大
D.相同时间内,甲、乙两次克服摩擦力做功相等
【答案】ABC
【解析】A.木块在水平面和斜面上的速度相等,根据知,相同时间内,木块通过的路程相等,又知拉力之比为5∶9,所以甲、乙两次拉力对木块做功之比为,故A正确;
B.拉力之比为5:9,且木块在水平面和斜面上的速度相同,由可得,甲、乙两次拉力做功的功率之比为,故B正确;
C.用同一木板和同一木块做实验,则接触面的粗糙程度相同,但木块对水平面的压力大于对斜面的压力,所以,甲中的木块受到的摩擦力比乙中的木块受到的摩擦力大,故C正确;
D.相同时间内,木块两次通过的路程相等,甲、乙两次拉动木块时,木块受到的摩擦力大小不等,所以根据可知,相同时间内,甲、乙两次克服摩擦力做功不相等,故D错误。故选ABC。
三、填空题(本道大题有10小题,每空1分,共22分)
14.已知木箱重为1000N,在水平拉力F的作用下向右以0.5m/s的速度做匀速直线运动,地面对木箱的摩擦力为重力的0.3倍。经过5s,地面对木箱的支持力做功 J,拉力F做功的功率为 W。
【答案】 0 150
【解析】做功的两个必要因素是:力的作用和力的方向上移动了距离。由题意可知,地面对木箱的支持力方向垂直向上,木箱没有在垂直于地面的方向上移动距离,所以地面对木箱的支持力不做功。
木箱重为100N,地面对木箱的摩擦力为重力的0.3倍,则地面对木箱的摩擦力
木箱做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的拉力F大小和摩擦力大小相等,即
由功率的变形式P=Fv可知,拉力F做功的功率
15. 如图所示,小王用弹簧测力计水平拉动木块,使同一木块先后以速度和沿同一水平木板匀速直线滑动相同的距离,且,则第一次木块所受的摩擦力 第二次木块所受的摩擦力;第一次拉力做的功 第二次拉力做的功。(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
【答案】 等于 等于
【解析】由于木块对水平木板的压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以木块受到的摩擦力不变,即f1=f2。
而木块两次沿同一水平木板匀速直线滑动相同的距离,木块受平衡力作用,所以两次木块受到的拉力和摩擦力大小相等,则两次木块受到的拉力相等,即F1=F2,由W=Fs可得,第一次拉力做的功和第二次拉力做的功相等。
16.甲乙两辆汽车在水平公路上匀速直线行驶,牵引力之比F甲∶F乙=2∶1,速度之比v甲∶v乙=2∶1,所行时间之比t甲∶t乙=1∶3,则这两辆汽车牵引力所做功之比为W甲∶W乙= ,两辆汽车牵引力功率之比为P甲∶P乙= 。
【答案】 4∶3 4∶1
【解析】根据
得到功率之比
这两辆汽车牵引力所做功之比
17.如图所示是北京冬奥会上的智能服务机器人,重为450N。其内置电动机为机器人提供300N的水平动力,机器人在水平地面上6s内匀速前进了5m,则机器人所受的重力做功 J,水平动力做的功是 J。
【答案】 0 1500
【解析】机器人在水平地面上前进,在重力方向上没有移动距离,重力做功为0J,重力对机器人不做功。
水平动力做的功
18. “兄弟齐心,其利断金”,在某次劳动课上,李陆同学用的力水平向左推小车,刘湾同学用的力作用在该小车上,要使两人作用在小车上的力的效果最大,两个力的方向须 ,在两人共同作用下,10s内小车加速前行了5m,则此10s内两人作用在小车上的力做的总功为 J。
【答案】 相同 1500
【解析】作用在同一直线上方向相同的两个力的合力,大小等于两力之和,方向与其中任一力的方向相同,要使两人作用在小车上的力的效果最大,两个力的方向须相同。
两人的合力大小为F=F1+F2=200N+100N=300N
在两人共同作用下,10s内小车加速前行了5m,则此10s内两人作用在小车上的力做的总功为W=Fs=300N×5m=1500J
19.长的细绳上端固定,下端系一个质量的小球,将小球拉起至细绳与竖直方向成角的位置,然后由静止释放,不计空气阻力,则小球摆到最低点时,重力做功 J,绳子做功 J。
【答案】 0.4 0
【解析】不计空气阻力,则小球摆到最低点时,重力做功
做功包括两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离。绳子的拉力方向与小球的运动方向垂直,在拉力方向上没有移动距离,绳子的拉力做功为0J。
20.如题图,甲图中小明用推力F水平向右推地面上的物体A,乙、丙图分别是推力F、速度v随时间t变化的关系图像,在0~1s内推力F做功为 J,在2~3s内F的功率为 W,在1~2s内物体A受到的摩擦力为 N。
【答案】 0 100 40
【解析】由图丙可知,0~1s内物体速度为零,即物体A静止,通过的路程为零,由
可知,推力F做功为0J。
由图乙可知,2~3s内,推力F=40N,由图丙可知,2~3s物体A的速度为2.5m/s,所以在2~3s内F的功率为
1~2s内物体A加速运动,2~3s物体A做匀速运动,这两种情况下物体A对地面的压力相同且接触面的粗糙程度相同,所以受到的摩擦力相同,其中,2~3s物体A做匀速直线运动,所受的摩擦力与推力F二力平衡,大小为40N,所以在1~2s内物体A受到的摩擦力为40N。
21.如图跳水运动员跳水过程中,被压弯的跳板具有_______,而将运动员弹起一定的高度,此时运动员具有________,跳入水中而溅起水花。
【答案】弹性势能;重力势能。
【解析】压弯的跳板发生了弹性形变,且它能把运动员弹起,则说明被压弯的跳板具有弹性势能。
重力势能的大小与质量和高度有关,当运动员弹起一定的高度时,运动员具有重力势能。
22. 如图,弹簧的左端固定,右端连接一个小球,把它们套在光滑的水平杆上,a是压缩弹簧后小球静止释放的位置,b是弹簧原长时小球的位置,c是小球到达最右端的位置。则小球从a运动到c的过程中,在______(选填“a”、“b”或“c”)位置动能最大;从b到c的过程中,小球的动能转化为弹簧的______,小球从a运动到b的过程机械能总量______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】b;弹性势能;不变。
【解析】由题意可知,小球从a运动到b的过程中,弹簧的形变程度减小,其弹性势能减小,小球的速度变大,动能变大,弹簧的弹性势能转化为小球的动能,而小球的重力势能不变,水平杆是光滑的,整个过程不需要克服摩擦做功,所以机械能总量不变;到达b点时,弹簧恢复原状,不计摩擦阻力,其弹性势能全部转化为小球的动能;再从b运动到c时,弹簧被拉伸,小球的动能再逐渐转化为弹簧的弹性势能,小球的动能会变小。因此,在b点时小球的动能最大。
23. 从离地20m高的A点斜向上抛出重1N的小球,其运动轨迹如图所示。小球离开手时的动能为20J,则当它运动到与A点等高的B点时具有的动能是_____J,刚接触地面时的动能是______J。(不计空气阻力)
【答案】20;40。
【解析】不计空气阻力,小球在运动过程中机械能守恒,故小球在B点的机械能等于在A点的机械能,A点和B点等高,则小球的重力势能相等,而机械能等于动能与势能的总和,所以小球在B点的动能等于在A点的动能,即它运动到B点时具有的动能是20J。
小球离开手时的动能为20J,小球在A点时的重力势能Ep=Gh=1N×20m=20J
小球从A点运动到刚接触地面时,其具有重力势能全部转化为动能,故刚接触地面时的动能
Ek=20J+20J=40J
故刚接触地面时的动能为40J。
四、实验题(本道大题有3小题,共19分)
24.(8分)学习了功率的知识后,郑语梦和张馨心两位同学想测量自己通常情况下爬楼的功率,她们测试前设计了如下问题,请你帮忙补充完整。
(1)实验原理:_________(写出公式)
(2)需要测量的物理量有质量m,_________、_________、(写出物理量即表示物理量的字母)
(3)需要的测量器材有_________、_________、_________。
小明和小红同学都觉得测功率需要多次实验,他们给出了以下2种方法:
小明:每天测1次自己正常爬楼的功率,一星期后把测得的所有值取平均值
小红:在2h内不断地爬楼n次,最后求出n次爬楼的平均值
其中,_________(选填“小明”“小红”),求得的值能较准确地反映他通常情况下爬楼的功率,若换用另一种方法,最终求得的值将比通常情况下的功率值偏_________(“大”“小”)
【答案】(1)P=;(2)楼高h;时间t;(3)台秤;米尺;秒表;小明;小。
【解析】(1)上楼的过程就是克服重力做功的过程,爬楼的功率:P===;
(2)(3)根据上面的公式可知,只要用台秤测出他的质量m、用米尺测量出楼高h、用秒表测量出上楼的时间t即可;
若在2h内不断地爬楼n次,由于受到体力的影响,爬楼的时间会越来越长,爬楼的功率会越来越小,最终求得的值将比通常情况下的功率值偏小;
因此,按照小明的方法求得的值能较准确地反映他通常情况下爬楼的功率。
25.(5分)近年来,渣土车因“多拉快跑”而引发的交通事故时有发生,引起了交通管理部门的高度重视。小彤设计了如图所示的实验来模拟汽车超速、超载带来的危害,通过电磁铁的控制,让质量分别为m1和m2(m1(1)分析甲、乙两图可知, (选填“甲”或“乙”)图中的小钢球在刚到达水平面时的速度更大;
(2)比较甲、乙两图可知,在 一定时,小钢球的 越大,动能越大。
(3)比较 两图可以模拟汽车超载带来的危害;
(4)假如你是一名汽车驾驶员,请你从物理学的角度谈谈在安全行车方面需要注意哪些事项 。
【答案】(1) 乙 (2)质量 速度 (3) 乙、丙 (4) 见解析
【解析】(1)分析甲、乙两图可知,实验用小球质量相同,乙图水平面上的纸盒移动的距离较大,说明乙图中小球的动能较大,则乙图中钢球在刚到达水平面时的速度更大。
(2)比较甲、乙两图可知,小球质量相同,h1<h2,则乙图中小球速度较大,纸盒移动的距离较大,故可得出结论:在质量一定时,小钢球的速度越大,动能越大。
(3)乙丙两图钢球在斜面高度相同,则到达水平面的速度相同,丙图的质量较大,纸盒移动的距离较大,说明丙图钢球的动能较大,则可以模拟汽车超载带来的危害。
(4)在安全行车方面需要注意的是不要超速和超载,无论是超速还是超载,都会使车的动能增大,遇到交通事故时,其破坏程度就很大。
26.(6分)热爱劳动的津津,在家学做天津特色菜“贴饽饽熬鱼”时,一个饮料瓶不小心落到了松软的玉米面团上,在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动,利用玉米面团和装有水的饮料瓶,依次做了如图所示的实验,对如下两个问题进行了探究。
问题一:压力作用效果跟哪些因素有关
问题二:重力势能大小跟哪些因素有关
(1)做实验①②③是为了探究 (选填“问题一”或“问题二”);
(2)利用实验④⑤可探究重力势能大小与 是否有关;
(3)《民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”,生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为,“高空抛物”危害性大的原因,可通过分析实验⑤⑥得出的结论来解释,请你写出该结论 。
【答案】(1) 问题一 (2) 质量(3) 质量相同的物体,位置越高,重力势能越大
【解析】(1)由图中可知,实验①②中,压力不同,而受力面积相同,实验②③中,压力相同,而受力面积不同,故可知做实验①②③是为了探究问题一。
(2)由实验④⑤可知,瓶子下落的高度相同,而瓶子和水的总质量不同,故可探究重力势能大小与质量是否有关。
(3)由实验⑤⑥中可知,瓶子和水的质量相同,而瓶子下落的高度不同,面团的凹陷程度不同,故可知“高空抛物”危害性大的原因是:质量相同的物体,位置越高,重力势能越大。
五、计算与综合应用题(本道大题有3小题,共20分)
27.(6分)如图所示,小明的质量为60kg,他在30s内完成了10个引体向上,每次重心上升50cm,g取10N/kg。求:
(1)小明所受重力的大小;
(2)完成一个引体向上克服重力做的功;
(3)30s内克服重力做功的功率。
【答案】(1)600N;(2)300J;(3)100W
【解析】(1)小明所受的重力为
G=mg=60kg×10N/kg=600N
(2)完成一个引体向上克服重力做的功为
W=Gh=600N×0.5m=300J
(3)30s内克服重力做的功为
W总=10W=10×300J=3000J
30s内克服重力做功的功率为
28.(6分)电商和快递行业的发展给我们的购物带来了极大的方便。如图所示,一辆快递运输车在水平路面上沿直线匀速行驶,行驶时所受的阻力始终为车总重的0.1倍,快递运输车(含驾驶员)空载时所受重力为2.5×104N。求:
(1)快递运输车空载行驶时发动机牵引力的大小;
(2)快递运输车以36km/h的速度空载匀速行驶时,10s内牵引力做的功;
(3)当快递运输车装载1.1×104N的货物以72km/h的速度匀速行驶时,牵引力做功的功率。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)快递运输车空载匀速直线行驶时,受平衡力作用,牵引力等于阻力,故行驶时发动机牵引力为
(2)快递运输车的速度为
10s内行驶的路程为
牵引力做的功为
(3)当快递运输车装载1.1×104N的货物匀速行驶的速度为
此时的牵引力为
做功的功率为
答:(1)快递运输车空载行驶时发动机牵引力为;
(2)快递运输车以36km/h的速度空载匀速行驶时,10s内牵引力做的功为;
(3)当快递运输车装载1.1×104N的货物以72km/h的速度匀速行驶时,牵引力做功的功率为7.2×104W。
29. (8分)一辆越野汽车的质量2t,汽车发动机的额定功率120kW,在水平直道路上从静止开始运动,经15s运动200m恰好达到最大速度,接着匀速运动20s关闭发动机,滑行100m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恒为车重的0.2倍。(g取10N/kg)求:
(1)在运动过程中受到的阻力;
(2)汽车运动的最大速度v;
(3)整个过程中克服阻力所做的功的大小。
【答案】(1)4×103N;(2)30m/s;(3)3.6×106J
【解析】(1)汽车的重力G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N
汽车在运动过程中受到的阻力f=0.2G=0.2×2×104N=4×103N
(2)汽车匀速直线运动时,汽车的牵引力F牵=f=4×103N
根据可知,汽车的最大速度
(3)由可知,汽车匀速行驶的路程
整个过程汽车行驶的路程s=200m+600m+100m=900m
整个过程中克服阻力所做的功Wf=fs=4×103N×900m=3.6×106J中小学教育资源及组卷应用平台
【名师导航】备考2025中考物理新课标一轮培优精讲学案(全国通用版)
专题10.2 功和机械能单元查缺补漏检测试卷
满分100分,考试时间90分钟
一、单项选择题(本道大题有10小题,下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项只有一个。每小题3分,共30分)
1. 下列有关单位换算关系,不正确的是( )
A.1Pa=1N/m2 B.1J=1N·m
C.1J=1N·s D.1W=1J/s
2222.下列关于功的说法正确的是( )
A. 小明用力推发生故障的汽车而未推动时,推力对汽车做了功;
B. 吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时,吊车的拉力对重物做了功;
C. 足球在水平地面上滚动一段距离时,重力对足球做了功;
D. 举重运动员从地面将杠铃举起的过程中,举重运动员对杠铃做了功
3.一名中学生跳绳时平均每分钟跳120次,已知跳绳时重心每次上升的高度大约为5cm长,那么跳绳2分钟克服重力做的功大约是这名同学从一楼爬到几楼克服重力做的功( )
A.2楼 B.3楼 C.4楼 D.5楼
4. 电影《士兵突击》中王宝强饰演的许三多在他所在连队的年度考核中“引体向上”破纪录。假设许三多在10s内做了6个“引体向上”,则他10s内做功的平均功率的为( )
A.1.5W B.15W C.150W D.1500W
5. 如图所示,工人往车上装重物时,用长木板搭个斜面,工人用平行于斜面向上的力,把重物沿斜面从底端匀速推到顶端。下列说法正确的是( )
A.用斜面可以省力也可以省功
B.匀速推动重物的速度越大,重物的惯性越大
C.匀速推动重物的速度越大,推力做功越多
D.匀速推动重物的速度越大,推力的功率越大
6.质量为1300kg的叉车托着质量为1000kg的货物,在25s时间内沿水平方向行驶了100m,如图甲所示;接着在10s内把货物匀速竖直提升1m,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.叉车水平行驶时地面对叉车的支持力为1.3×104N
B.叉车水平行驶时地面对叉车的支持力做功的功率为9.2×104W
C.叉车提升货物的过程中,克服货物重力做功为1.0×103J
D.叉车提升货物的过程中,克服货物重力做功的功率为1.0×103W
7.在上周的自主复习中物理课代表建议大家“回归课本”,如图是课本上的原图,针对图中情境增加条件拓展科学思维:小强用100N的力斜向上拉着总重为500N的小车使小车在水平路面上匀速前进了10m用了10s。下列说法中正确的是( )
A.这一过程中地面对小车的摩擦力一定是100N
B.这一过程中100N的拉力对小车做的功一定是1000J
C.这一过程中小车的速度为1m/s
D.这一过程中小车对地面的压力一定等于500N
8.如图甲所示,物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动,0~6s内拉力随时间变化的规律如图乙,速度随时间变化的规律如图丙,则在2~4s内,物体克服摩擦力所做的功为( )
A.10J B.30J C.50J D.80J
9.下列关于功和能的关系的说法中,正确的是( )
A. 一个物体没有做功,它一定不具有能量;
B. 一个物体能够做的功越多,其动能一定越大;
C. 一个物体具有能量,说明它正在做功;
D. 一个物体能够做功,说明它具有能量
10.如图所示,小球由静止开始沿着粗糙的路面从a点向d点自由运动,其中b和d两点在同一水平高度,则下列说法中错误的是( )
A. 小球在b和d时重力势能和动能都相等;
B. 小球从a到d的过程中部分机械能转化为其他形式的能;
C. 小球从a到c,重力势能转化为动能;
D. 小球从c到d,动能转化为重力势能
二、多项选择题(本道大题有3小题,下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共9分,每题3分。每题选项全选对的得3分,选对但不全的得2分,有错选的不得分)
11.一个小球从A点由静止开始下落,速度越来越大,相继经过B、C两点,如图所示。若A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离,则下列说法中正确的是( )
A.小球在下落过程中受力平衡
B.小球在下落过程中重力做功
C.小球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功
D.小球所受的重力在AB段做功的功率大于在BC段做功的功率
12.如图所示,质量一定的木块放在由同种材料制成的粗糙程度均匀的水平桌面上,木块在水平拉力F作用下从A点由静止开始运动,运动得越来越快;当木块到达B点时,撤去拉力F,木块继续滑动,运动得越来越慢,最后停在C点。已知AB=BC,则下列说法中正确的是( )
A.木块在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力
B.拉力F在AB段做的功等于在BC段做的功
C.木块在AB段的动能越来越大
D.木块在B点的机械能大于在C点的机械能
13. 用弹簧测力计在同一木板上拉同一木块,使它先后在水平面和斜面上均以v的速度做匀速直线运动且运动相同的时间,如图所示。已知水平面上拉力与斜面上拉力之比为5∶9,请分析下列说法正确的是( )
A.相同时间内,甲、乙两次拉力对木块做功之比为5∶9
B.甲、乙两次拉力做功的功率之比为5∶9
C.甲中的木块受到的摩擦力比乙中的木块受到的摩擦力大
D.相同时间内,甲、乙两次克服摩擦力做功相等
三、填空题(本道大题有10小题,每空1分,共22分)
14.已知木箱重为1000N,在水平拉力F的作用下向右以0.5m/s的速度做匀速直线运动,地面对木箱的摩擦力为重力的0.3倍。经过5s,地面对木箱的支持力做功 J,拉力F做功的功率为 W。
15. 如图所示,小王用弹簧测力计水平拉动木块,使同一木块先后以速度和沿同一水平木板匀速直线滑动相同的距离,且,则第一次木块所受的摩擦力 第二次木块所受的摩擦力;第一次拉力做的功 第二次拉力做的功。(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
16.甲乙两辆汽车在水平公路上匀速直线行驶,牵引力之比F甲∶F乙=2∶1,速度之比v甲∶v乙=2∶1,所行时间之比t甲∶t乙=1∶3,则这两辆汽车牵引力所做功之比为W甲∶W乙= ,两辆汽车牵引力功率之比为P甲∶P乙= 。
17.如图所示是北京冬奥会上的智能服务机器人,重为450N。其内置电动机为机器人提供300N的水平动力,机器人在水平地面上6s内匀速前进了5m,则机器人所受的重力做功 J,水平动力做的功是 J。
18. “兄弟齐心,其利断金”,在某次劳动课上,李陆同学用的力水平向左推小车,刘湾同学用的力作用在该小车上,要使两人作用在小车上的力的效果最大,两个力的方向须 ,在两人共同作用下,10s内小车加速前行了5m,则此10s内两人作用在小车上的力做的总功为 J。
19.长的细绳上端固定,下端系一个质量的小球,将小球拉起至细绳与竖直方向成角的位置,然后由静止释放,不计空气阻力,则小球摆到最低点时,重力做功 J,绳子做功 J。
20.如题图,甲图中小明用推力F水平向右推地面上的物体A,乙、丙图分别是推力F、速度v随时间t变化的关系图像,在0~1s内推力F做功为 J,在2~3s内F的功率为 W,在1~2s内物体A受到的摩擦力为 N。
21.如图跳水运动员跳水过程中,被压弯的跳板具有_______,而将运动员弹起一定的高度,此时运动员具有________,跳入水中而溅起水花。
22. 如图,弹簧的左端固定,右端连接一个小球,把它们套在光滑的水平杆上,a是压缩弹簧后小球静止释放的位置,b是弹簧原长时小球的位置,c是小球到达最右端的位置。则小球从a运动到c的过程中,在______(选填“a”、“b”或“c”)位置动能最大;从b到c的过程中,小球的动能转化为弹簧的______,小球从a运动到b的过程机械能总量______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
23. 从离地20m高的A点斜向上抛出重1N的小球,其运动轨迹如图所示。小球离开手时的动能为20J,则当它运动到与A点等高的B点时具有的动能是_____J,刚接触地面时的动能是______J。(不计空气阻力)
四、实验题(本道大题有3小题,共19分)
24.(8分)学习了功率的知识后,郑语梦和张馨心两位同学想测量自己通常情况下爬楼的功率,她们测试前设计了如下问题,请你帮忙补充完整。
(1)实验原理:_________(写出公式)
(2)需要测量的物理量有质量m,_________、_________、(写出物理量即表示物理量的字母)
(3)需要的测量器材有_________、_________、_________。
小明和小红同学都觉得测功率需要多次实验,他们给出了以下2种方法:
小明:每天测1次自己正常爬楼的功率,一星期后把测得的所有值取平均值
小红:在2h内不断地爬楼n次,最后求出n次爬楼的平均值
其中,_________(选填“小明”“小红”),求得的值能较准确地反映他通常情况下爬楼的功率,若换用另一种方法,最终求得的值将比通常情况下的功率值偏_________(“大”“小”)
25.(5分)近年来,渣土车因“多拉快跑”而引发的交通事故时有发生,引起了交通管理部门的高度重视。小彤设计了如图所示的实验来模拟汽车超速、超载带来的危害,通过电磁铁的控制,让质量分别为m1和m2(m1(1)分析甲、乙两图可知, (选填“甲”或“乙”)图中的小钢球在刚到达水平面时的速度更大;
(2)比较甲、乙两图可知,在 一定时,小钢球的 越大,动能越大。
(3)比较 两图可以模拟汽车超载带来的危害;
(4)假如你是一名汽车驾驶员,请你从物理学的角度谈谈在安全行车方面需要注意哪些事项 。
26.(6分)热爱劳动的津津,在家学做天津特色菜“贴饽饽熬鱼”时,一个饮料瓶不小心落到了松软的玉米面团上,在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动,利用玉米面团和装有水的饮料瓶,依次做了如图所示的实验,对如下两个问题进行了探究。
问题一:压力作用效果跟哪些因素有关
问题二:重力势能大小跟哪些因素有关
(1)做实验①②③是为了探究 (选填“问题一”或“问题二”);
(2)利用实验④⑤可探究重力势能大小与 是否有关;
(3)《民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”,生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为,“高空抛物”危害性大的原因,可通过分析实验⑤⑥得出的结论来解释,请你写出该结论 。
五、计算与综合应用题(本道大题有3小题,共20分)
27.(6分)如图所示,小明的质量为60kg,他在30s内完成了10个引体向上,每次重心上升50cm,g取10N/kg。求:
(1)小明所受重力的大小;
(2)完成一个引体向上克服重力做的功;
(3)30s内克服重力做功的功率。
28.(6分)电商和快递行业的发展给我们的购物带来了极大的方便。如图所示,一辆快递运输车在水平路面上沿直线匀速行驶,行驶时所受的阻力始终为车总重的0.1倍,快递运输车(含驾驶员)空载时所受重力为2.5×104N。求:
(1)快递运输车空载行驶时发动机牵引力的大小;
(2)快递运输车以36km/h的速度空载匀速行驶时,10s内牵引力做的功;
(3)当快递运输车装载1.1×104N的货物以72km/h的速度匀速行驶时,牵引力做功的功率。
29. (8分)一辆越野汽车的质量2t,汽车发动机的额定功率120kW,在水平直道路上从静止开始运动,经15s运动200m恰好达到最大速度,接着匀速运动20s关闭发动机,滑行100m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恒为车重的0.2倍。(g取10N/kg)求:
(1)在运动过程中受到的阻力;
(2)汽车运动的最大速度v;
(3)整个过程中克服阻力所做的功的大小。