3.3能量转化的量度（第1课时） 同步练习（含解析）

3.3能量转化的量度（第一课时）
一、选择题
1．力和运动、功和能量是物理学的核心概念，它们之间存在着密切的联系。下列说法错误的是（　　）
A．功和能量的单位都是焦耳 B．运动的物体不一定具有能量
C．做功的本质是能量的转化 D．物体受到力的作用，力不一定对物体做功
2．下列四幅图中，力对物体做功的是（ ）
A．推车未推动 B．提着滑板水平前行
C．搬石未搬起 D．用绳子提升物体
3．世界读书日在2024年4月23日如期到来，主题为“阅读推动未来”。如图是读者从书架上取下图书的情景，若读者所取的书重量与8枚鸡蛋相当，对书做的功最接近的是（　　）
A．40J B．4J C．80J D．8J
4．在排球运动中，跳发球是最具威力的发球方式，动作要领如图所示可简化为“抛球、腾空、击球和落地”四个过程。其中运动员对排球做功的过程有（　　）
A．①② B．①④ C．①③ D．②③
5．现有甲、乙两个物体，在相等的恒力F作用下，分别在水平方向和斜面上通过了相等的距离s，如图所示。F在两种情况下做的功分别为，两者大小判断正确的是（　　）
A． B．
C． D．水平面和斜面的粗糙程度未知，无法判断
6．在排球运动中，跳发球（如题图所示）是最具威力的发球方式。现用100N的力击打重为8N的排球，排球离手后飞行落到20m远的地面上。排球飞行过程中，运动员对排球做功（　　）
A．1500J B．75J C．500J D．0J
7．如图所示，某团队对他们设计的投篮机器人进行测试，下列过程中机器人对篮球做功的是（ ）
A．进场时，抱着篮球水平匀速前进
B．投篮前，抱着篮球静止不动
C．投篮时，手推着篮球上升过程
D．投篮后，篮球离手上升过程
8．如图所示，并不光滑的水平桌面上，质量为2kg的甲物体在一水平力F的作用下向右做匀速直线运动。下列叙述正确的是（　　）（g取10N/kg）
A．甲物体的动能会增加
B．甲物体受到的重力为2N
C．甲物体从A移动到B，力F所做的功为25J
D．甲物体从A移动到B，重力所做的功为100J
9．杭州第19届亚运会于9月23日晚在杭州奥体中心体育场——“大莲花”隆重开幕，历时16天。千万人同心协力，将一场“人文、绿色、智能、简约、惠民”的体育盛会向世界激情奉献。如图是中国选手谌利军在亚运会举重项目男子67公斤级比赛时的几个精彩瞬间，下列说法正确的是（　　）
A．从甲到乙过程中，选手对杠铃没有做功
B．从乙到丙过程中，选手对杠铃没有做功
C．从甲到乙、乙到丙过程中，选手对杠铃都做功
D．以丙的状态在空中稳稳停留3秒的过程中，选手对杠铃做功
10．某品牌可乐的能量和营养成分表如图所示．体重为的初中生想只通过跳绳消耗掉可乐中所含的能量，若每次所跳高度约为，他大约需要跳绳的个数为（　　）
营养成分表
项目 每100毫升 营养素参考值%
能量 180千焦 蛋白质 0克 …… 脂肪 0克 碳水化合物 10.6克 ——糖 10.6克 钠 12毫克
A．360 B．3600 C．36000 D．360000
二、填空题
11．一辆汽车以20m/s的速度在水平路面上沿直线匀速行驶5分钟，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，这段时间内汽车所做的功为 J ，重力做的功为 J。（取g=10N/kg）
12．如图是一款玩具小车，顶部套有一个气球，气球口与尾部排气口通过内部的管道相通。
(1)当尾部排气口打开时，气球内的气体从尾部排出，玩具小车就能向前运动，这说明 ；
(2)气球的气体完全排出后，小车仍能在水平地面上继续向前运动50厘米，若此过程受到的阻力恒为0.5牛，则小车克服阻力做的功为 焦。
13．如图所示，质量为40g的金属小球从导轨的a处自由滑下，依次经过b处、c处，到达d处时恰好停下。在从a到b的过程中，重力做功为 J；在整个运动过程中机械能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
14．如图所示，完全相同的甲、乙两个小球，甲球由橡皮筋系住，乙球由不可伸长的细绳系住，都从水平位置由静止开始释放。当两球到达悬点正下方A 点时，橡皮条长度恰好与细绳长度相等（不考虑橡皮筋重、绳重及空气阻力大小）。该过程中乙小球下落时将 能转化为 能，两小球在下落过程中重力对甲乙所做功W甲 W乙，在A 点时两球的速度v甲 v乙。 （以上两空均选填“>”、“<”、“=”）
15．某跳伞运动员从飞机上跳下，沿竖直方向降落，一段时间后打开降落伞，最后安全着地。已知跳伞过程中降落的速度与时间的关系如图所示，运动员与降落伞总重力为700N。
(1)0～20s阶段，以 为参照物，降落伞处于静止状态。
(2)20s～40s阶段，运动员与降落伞所受的空气阻力 （填“大于”、“等于”或“小于”）700N。
(3)50s～70s阶段，运动员和降落伞总重力做功 J。
16．如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为1千克的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处；然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处。其中A、B两点距离水平面的高度分别为H=20厘米、h=15厘米。（忽略空气阻力）
(1)物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为 焦。
(2)物体从A点滑到B点的过程中，机械能转化为 。
(3)A→B下降的高度 （选填“大于”、“小于”或“等于”）B→C下降的高度。
17．运动有益身心健康，如图为引体向上运动。
(1)专家建议，初学者在做引体向上时，可借助弹力带辅助训练（如图乙）。因为人悬挂时，弹力带处于伸长状态，积蓄了弹性势能；人向上运动时，弹力带对人做功，弹性势能转化为人的 ，帮助初学者完成引体向上。
(2)小明重为500牛，每次引体向上需用力将人拉高0.6米。求完成一次引体向上小明需克服重力所做的功 。
18．在水平地面上有一长方体木箱。小林用水平推力F把木箱向前推，如图甲所示。此过程中，推力F随时间t的变化情况如图乙所示，木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙所示。
(1)0～1秒内，推力F对木箱做功 焦；
(2)3～5秒内，推力F对木箱做功 焦。
试卷第1页，共3页
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《3.3能量转化的量度（第一课时）》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D B C C D C C C B
1．B
【详解】A．为纪念焦耳在热学和能量研究领域取得的卓越成就，物理量以其名字命名功和各种能量的基本单位，故A正确，不符合题意；
B．运动的物体具有机械能，故B错误，符合题意；
C．功表示能量转化的多少，做功的本质是能量的转化，故C正确，不符合题意；
D．有力作用在物体上，如果物体没有在力的方向上通过一定的距离，力没有对物体做功，故D正确，不符合题意。
故选B。
2．D
【详解】A．推车未推动，有力但是没有距离，劳而无功，故A不符合题意；
B．提着滑板水平前行，力与物体运动距离垂直，垂直无功，故B不符合题意；
C．搬石未搬起，有力但是没有距离，劳而无功，故C不符合题意；
D．用绳子提升物体，有力作用在物体上，并且在力的方向上移动了距离，故这个力做了功，故D符合题意。
故选D。
3．B
【详解】一枚鸡蛋的重力约为0.5N，书重量与8枚鸡蛋相当约为4N，读者从书架上取下书的过程对书做的功约为
W＝Gh＝4N×1m＝4J
故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
4．C
【详解】抛球时人对球施加力且沿力的方向移动一段距离，人对球做功；腾空时人对球不施加力，因此人对球未做功；击球时人对球施加力且沿力的方向移动一段距离，人对球做功；落地时人对球不施加力，因此人对球未做功，因此做功的过程是抛球和击球，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
5．C
【详解】先后用同样大小的力F使物体沿力的方向移动相同的距离s；该力在这两个过程中所做的功分别为W甲、W乙，功的大小与力的大小及力的方向上移动的距离有关，图中两种情况功的大小都等于W=Fs；即W甲=W乙，故C正确，ABD错误。
故选C。
6．D
【详解】排球飞行过程中，运动员不再对排球有力的作用，虽然运动了一段距离，但运动员对排球没有力的作用，所以运动员对排球没做功，即做功为0J。
故选D。
7．C
【详解】A．进场时，抱着篮球水平匀速前进，机器人对篮球一个向上的力，篮球没有在力的方向上通过距离，所以机器人对篮球不做功，故A不符合题意；
B．抱着篮球静止不动，篮球没有在力的方向上通过距离，所以机器人对篮球不做功，故B不符合题意；
C．手推着篮球上升过程，有力作用在篮球上，篮球沿力的方向通过距离，所以机器人对篮球做功，故C符合题意；
D．投篮后，篮球离手上升过程，手没有对篮球施加力，手对篮不做功，故D不符合题意。
故选C。
8．C
【详解】A．如图所示，并不光滑的水平桌面上，质量为2kg的甲物体在一水平力F的作用下向右做匀速直线运动，物体的质量和速度不变，物体动能不变，故A错误；
B．物体的重力
G=mg=2kg×10N/kg=20N
故B错误；
C．甲物体从A移动到B，由图可知，距离为5m，力F做的功
W=Fs=5N×5m=25J
故C正确；
D．甲物体从A移动到B，在重力的方向上没有移动距离，故重力不做功，故D错误。
故选C。
9．C
【详解】ABC．从甲到乙过程中，选手对杠铃施加了力，且杠铃在力的方向上移动了距离，对杠铃做了功；从乙到丙过程中，选手对杠铃施加了力，且杠铃在力的方向上移动了距离，对杠铃做了功，故AB错误，C正确；
D．以丙的状态在空中稳稳停留3秒的过程中，选手对杠铃有力的作用，但在力的方向上无距离，不做功，故D错误。
故选C。
10．B
【详解】跳绳时克服自身重力做功，消耗能量。克服重力做功公式为W=Gh=mgh，其中m是人的质量，g取10N/kg，h是每次跳绳的高度。
已知初中生体重m=50kg，每次跳绳高度h=10cm=0.1m，则每次跳绳克服重力做功W=mgh=50kg×10N/kg×0.1m=50J。
由营养成分表知100mL可乐能量为180kJ=180000J。
设需要跳绳的个数为n，因为跳绳消耗的总能量等于可乐所含能量，即nW=180000J。
已知W=50J，则（个）
故选B。
11． 3000 1.8×107 0
【详解】[1]由于汽车沿直线匀速行驶时，即处于平衡状态，所以，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，故汽车的牵引力是：
F=f=0.2G=0.2mg=0.2×1500kg×10N/kg=3000N；
[2]由知道，这段时间内汽车运动的距离是：
s=vt=20m/s×5×60s=6000m，
所以，这段时间内汽车所做的功是：
W=Fs=3000N×6000m=1.8×107 J
[3]由于汽车水平行驶时，在重力的方向上没有移动的距离，即重力做的功为0J。
12．(1)力的作用是相互的
(2)0.25
【详解】（1）当尾部排气口打开时，气球内的气体从尾部排出，空气小车一个反作用力，玩具小车就能向前运动，说明物体间力的作用是相互的。
（2）小车克服阻力做的功为W=fs=0.5N×0.5m=0.25J
13． 0.196 变小
【详解】[1]由图知，从a处到b处下降的高度
重力做功
[2]小球从导轨的a处自由滑下，在a处的动能为0，在d处恰好停下，动能为0，但小球在a处重力势能大于小球在d处的重力势能，重力势能减小，所以机械能减小。
14． 重力势 动 = <
【详解】[1][2]乙小球下落时，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增加，动能增加，是将重力势能转化为动能。
[3]由题知，两球的质量相同，则重力相等，当两球到达悬点正下方A点时，两球下落的高度相 同，根据可知，该过程中小球重力所做功。
[4]由题知，最初两球处于同一高度由静止开始释放，则两球的重力势能相等，下摆过程中，绳子不会伸长，而橡皮条会伸长，所 以，可知小球到达A点时，不计空气阻力，甲球的重力势能转化为动能和橡皮条的弹性势能，乙球的重力势能全部转化为动能，这样，在最低点时，乙球的动能大，其速度较大，即。
15．(1)运动员
(2)等于
(3)1.4×105
【详解】（1）0～20s阶段，以运动员为参照物，降落伞与运动员之间没有位置的变化，所以降落伞是静止的。
（2）20s～40s阶段，由图可知降落伞与运动员匀速下落，则竖直方向受力平衡，竖直方向受竖直向上的阻力和竖直向下的重力，则
（3）50s～70s阶段，由图可知速度为，下落的路程为
运动员和降落伞总重力做功
16．(1)2
(2)内能
(3)大于
【详解】（1）得物体从A点滑到水平面时，重力做的功为
（2）物体从A点滑到B点的过程中，因为存在摩擦力做功，机械能不守恒。机械能会转化为内能（或热能），是通过克服摩擦力做功实现的。
（3）因为整个过程中存在摩擦力做功，机械能会不断减少。从A到B过程中，机械能有损失；从B到C过程中，机械能也有损失。且第一次从到损失的机械能比从到损失的机械能多（因为第一次下滑的高度差更大）。所以A→B下降的高度大于B→C下降的高度。
17．(1)重力势能
(2)300J
【详解】（1）在此过程中，弹力带的弹性势能转化为小明的重力势能，其实质是弹力带对他做功的过程。
（2）完成一次引体向上，小明需克服重力做功
W=Gh=500N×0.6m=300J
18．(1)0
(2)400
【详解】（1）由图丙可知，0～1秒内，木箱静止，故推力不做功。
（2）由图丙可知，3～5秒内，木箱做匀速直线运动，木箱通过的距离
s=vt=1.0m/s×（5s-3s）=2m
由图乙可知，3～5秒内，推力
F=200N
3～5秒内，推力F对木箱做功
W=Fs=200N×2m=400J
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