模块二 力学
第12讲 功和机械能【测试】（原卷版）
（试题分值：100分 测试时间：90分钟）
一、单选题(本题包括10小题,每小题3分,共30分)
1.对下列物理量的认识中，最接近实际的是（ ）。
A．真空中的声速约为
B．人感觉舒适的环境温度为
C．人走路时对地面的压强约为5000Pa
D．自行车运动员骑车时候的功率约为150W
2.孝敬父母是中华民族的传统美德。如图所示，小华帮妈妈搬运桶装水的过程中，小华对桶装水没有做功的是（ ）。
A．他将桶装水从地上抱起
B．他抱着桶装水匀速上楼
C．他抱着桶装水在水平楼道内匀速行走
D．他将桶装水抱得更高，安装在饮水机上
3.10月17日，“全民健身运动三秦”2024年陕西省社区运动会（宝鸡陈仓赛区）开幕式在陈仓苑健身公园东广场举行。在定点投篮的项目中，篮球离开运动员的手上升的过程中，下列有关篮球的说法正确的是（ ）。
A．动能不变，重力势能增大 B．动能减小，重力势能增大
C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，重力势能不变
4.球竖直向上运动并落回地面，这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，则球在M点的（ ）。
A．速度比在S点的大 B．机械能大于在S点的
C．机械能等于在S点的 D．离地高度比在S点的低
5.如图所示，光滑的半圆形轨道固定在水平桌面上，轨道上的A点、C点在同一高度，B点为最低点，小球从A点由静止自由释放，不计空气阻力，则小球（ ）。
A．不能到达C点
B．到达C点时动能为0，机械能也为0
C．从A点运动到B点的过程中重力势能转化为动能，机械能守恒
D．从B点运动到C点的过程中动能转化为重力势能，机械能减小
6.如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中，机械能是守恒的，当卫星从远地点向近地点运动时，下列说法正确的是（ ）。
A．动能减小，重力势能增大 B．重力势能转化为动能
C．动能不变，重力势能减小 D．卫星的速度一直在减小
7.甲、乙两个同学将同样多的物理作业本从一楼搬到三楼，所用时间分别为30s和40s。关于两个同学对作业本做功的情况，下列说法正确的是（ ）。
A．甲同学做功多，甲、乙的功率相同 B．两个同学做功相同，乙的功率更大
C．两个同学做功相同，甲的功率更大 D．两个同学做功相同，功率也一样
8.如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有体积相同的实心铁球甲、丙和塑料球乙，球甲、乙离沙地的高度相同。关于该探究，下列说法正确的是（ ）。
A．该实验中，球甲的重力势能最大
B．球陷入沙中的深度越深，说明球对沙子做功越少
C．比较乙和丙，可知物体质量越大，其具有的重力势能越大
D．通过甲和乙可推断，质量小的物体具有的重力势能一定小
9.如图所示，老师在课堂上给同学们做了一个“过山车”的小实验。小钢球从A点处由静止状态开始下滑，依次经过B点、C点，最后到达轨道的最低点D。若不计空气阻力和摩擦，下列说法正确的是（ ）。
A．小球在A点时，具有的机械能是0J
B．小球由A点到B点的过程中，重力势能转化为动能
C．小球由B点到C点的过程中，动能一直增大
D．小球由A点到D点的过程中，机械能减小
10.2024年8月，我国运动员郑钦文夺得巴黎奥运会网球女单冠军。如图是某次网球落地后又弹起的频闪照片，A、C两点高度相同。分析可知（ ）。
A．在B点时网球的动能为零
B．在A、D两点网球的重力势能相等
C．小球最终静止时，重力势能为零
D．网球在此运动过程中，只有动能和重力势能的相互转化
二、多选题（4小题，每小题3分，共12分。每题有2个及以上答案，全对得3分，不全得2分，选错不得分）
11.以下四图节选自我国古代科技巨著《天工开物》，下列说法正确的是（ ）。
A．图甲“轧蔗取浆”中，牛拉“犁擔”匀速转动的过程中，其运动状态保持不变
B．图乙“湿田击稻”中，用力甩稻秆，稻粒落入木桶中，是因为受到惯性力
C．图丙“北耕兼种”中，耧下端的“鐵尖”是通过减小受力面积来增大压强的
D．图丁“长流漂米”中，水从高处流下，水的重力势能转化为动能
12.如下图所示，某次跳水比赛中，运动员站立在跳台上的A点，然后保持直立姿势从跳台上竖直向上弹跳后腾空，至最高点B处后自由下落，至C点开始落入水中。关于上述运动过程中运动员入水前的机械能，下列分析正确的是（不计空气阻力）（ ）。
A．运动员在C点时，动能最大，重力势能最小
B．运动员从A点运动到C点的过程中，机械能守恒
C．运动员从A点运动到B点的过程中，动能逐渐增大
D．运动员从B点运动到C点的过程中，动能转化为重力势能
13.如下图所示，AB段与BD段为粗糙程度不同的水平路面。同一物体在水平拉力作用下沿直线运动，已知在AC段物体做匀速直线运动。下列说法正确的是（ ）。
A．物体在CD段所受的摩擦力比在BC段的大
B．在BC段拉力对物体所做的功等于在AB段拉力对物体所做的功
C．在BC段拉力对物体所做的功大于在CD段拉力对物体所做的功
D．在AB段拉力对物体所做的功小于在CD段拉力对物体所做的功
14.如图所示，小球在A点由静止开始释放向右侧摆动，B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆到右侧的最高点，hA>hC。下列说法中不正确的是（ ）。
A．小球在B点的动能最大
B．小球在最低点B点时，受力平衡
C．小球的机械能总量保持不变
D．小球的动能和重力势能可以相互转化
三、填空题(本题6小题，每空2分，共26分)
15.如图是女子攀岩大赛的比赛情景，当两位选手都登顶后，体重越大的选手做功越 （选填“多”或“少”）；最先登上峰顶的选手做功 （选填“一定”或“可能”）最快。
16.如图，木板B置于水平地面上，物块A叠放于B上。水平拉力，水平拉力。B静止，A沿木板B以的速度向右匀速滑动。则拉力的功率为 W，地面对木板B的摩擦力方向向 。
17.如图甲所示，某轿车在水平地面上行驶，25s的时间内其v-t和F-t的图像分别如图甲、乙所示。已知前15s轿车运动的路程为180m，则整个过程汽车发动机做的功 ，汽车匀速运动阶段发动机的功率为 kW。
18.如图所示的是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，说明橡皮筋的弹性势能与其发生 有关；若橡皮筋被拉得同样长，所用“子弹”的质量不同，则“子弹”射出时的速度 （选填“相同”或“不相同”）。
19.如图甲所示，放在粗糙程度不变的水平地面上的物体，用方向不变的力F向右推物体，推力F的大小随时间的变化关系如图乙所示，物体的运动速度随时间的变化关系如图丙所示，0~2s推力做功为 J；4~6s推力做功为 J；第5s时，推力的功率为 W。
20.如图甲所示，离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点，在 点动能最大。图乙为它在等高点B和D的能量柱状图，则篮球在B点的机械能 （选填“大于”、“小于”或“等于”）在D点的机械能。
四、实验题（3小题，每空1分，共19分）
21．（5分）小明探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图所示。A、B是两个质量不同的小球，让小球从同一斜面由静止滚下，撞击水平面上的小木块；
(1)实验中，探究的动能是指________（填序号）；
A．小球在斜面上时的动能 B．小球撞击木块时的动能
C．小球撞击木块后的动能 D．木块的动能
(2)实验中通过观察 来比较动能的大小，这种研究方法叫 （选填“控制变量法”或“转换法”）；
(3)让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，目的是探究小球的动能大小与 的关系；
(4)甲、乙两次实验可以得出结论： 。
22．（7分）小李在探究“弹簧弹性势能的大小跟哪些因素有关”时，提出了如下猜想：
猜想一：弹簧弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关。
猜想二：弹簧弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
为了验证上述猜想，小李选用材料不同的三根弹簧A、B和C（长度和粗细均相同），一把长刻度尺，小球、木块各一个，设计了如下图所示的实验装置进行探究。实验中，木块起始位置相同，实验数据如下表所示。
实验序号 所使用的弹簧 弹簧形变量/cm 木块移动的距离/cm
1 弹簧A 2 3.5
2 弹簧A 5 6.2
3 弹簧A 8 10.6
4 弹簧B 5 8.7
5 弹簧C 5 11.5
6 弹簧C 6 13.1
(1)弹簧将小球弹开的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的 能。
(2)实验中通过比较 来判断弹簧弹性势能的大小，这种研究问题的方法叫 法。
(3)为了验证猜想一，应选择表中1、2、3三组数据进行分析。由此得出的结论是：弹簧材料相同时， 越大，弹簧的弹性势能越大。
(4)为了验证猜想二，应选择表中 （填实验序号）三组数据进行分析。
(5)若水平面绝对光滑，则小李 （选填“能”或“不能”）完成本实验。
(6)实验后，用质量不同的两个小球将同一弹簧压缩到相同程度，放手后用小球撞击木块的方法来验证小球动能与其质量的关系。这样做 （选填“能”或“不能”）完成验证。
23．（7分）甲、乙、丙三位同学分别将质量不同的物体匀速竖直向上提升，所得的实验数据如下表所示：
同学 质量/kg 升高高度/m 时间/s
甲 4 1.5 2
乙 8 1 4
丙 10 0.5 5
(1)根据表中数据可知，甲、丙两位同学做的功分别为 J和 J。（g取）
(2)三位同学中做功最多的是 同学，做功最快的是 同学。
(3)为了表示做功的快慢，他们在表中增加了最后一栏项目，这个项目的内容是 。为此物理学引入了一个物理量叫 。
(4)后来三位同学想比较爬竿时谁的功率大。以下是他们讨论后得出的三套方案，其中可行的是______（填字母）。
①用相同的时间爬竿，测量出各自的体重和爬上竿的高度，即可比较功率大小；②都爬到竿顶，测量出各自的体重和爬竿用的时间，即可比较功率大小；③爬竿后，测量出各自的体重、爬竿用的时间和爬上竿的高度，算出功率进行比较。
A．① B．①② C．①③ D．①②③
五、综合题（2小题，共13分）
24．（6分）劳动节假期期间，也子一家驾驶汽车去仁风采摘富硒西瓜，全程大约30km，行驶过程中看到了如图所示的标志牌。已知车和人的总质量为1.5×103kg，轮胎与地面接触总面积为600cm2，汽车在行驶过程中受到的牵引力为1500N。（g＝10N/kg）求：
(1)在遵守交通法规的前提下，从标志牌到仁风至少多长时间？
(2)汽车静止时对水平地面的压强；
(3)从标志牌处到仁风这段时间内牵引力做功的功率。
25．（7分）如图甲是我国设计并制造的无人驾驶汽车，汽车（包括司乘人员）的质量为1.2t，在水平路面上以恒定功率做直线运动的图像如图乙（取）。
(1)汽车经过一段路段时，此处规定汽车对地面的压强不得超过，则汽车与地面接触的总面积最少为多少？
(2)如汽车匀速行驶过程中所受阻力大小为车重的0.02倍，求汽车受到的牵引力；
(3)求汽车在10~20s内牵引力做功的功率和汽车在0~5s内牵引力做的功。
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第12讲 功和机械能【测试】（解析版）
（试题分值：100分 测试时间：90分钟）
一、单选题(本题包括10小题,每小题3分,共30分)
1.对下列物理量的认识中，最接近实际的是（ ）。
A．真空中的声速约为
B．人感觉舒适的环境温度为
C．人走路时对地面的压强约为5000Pa
D．自行车运动员骑车时候的功率约为150W
【答案】D。
【解析】A．声音的传播需要介质，所以不能在真空中传播，故A不符合题意；
B．人体正常体温在37℃左右，感觉舒适的温度在23℃左右，故B不符合题意；
C．人的重力约为500N，每只脚的总面积约为0.025m ，人走路时一只脚着地，压力等于重力，为
根据公式可知，走路时对地面的压强约，故C不符合题意；
D．自行车运动员的重力约为600N，一个人以正常速度骑自行车时受到的阻力是总重力的0.02倍，匀速骑行时，动力与阻力是一对平衡力，大小相等，骑行速度约为12m/s，则骑车功率约为，与150W接近，故D符合题意。故选D。
2.孝敬父母是中华民族的传统美德。如图所示，小华帮妈妈搬运桶装水的过程中，小华对桶装水没有做功的是（ ）。
A．他将桶装水从地上抱起
B．他抱着桶装水匀速上楼
C．他抱着桶装水在水平楼道内匀速行走
D．他将桶装水抱得更高，安装在饮水机上
【答案】C。
【解析】A．他将桶装水从地上抱起，小华对桶装水施加了向上的力，且桶装水在向上的方向上移动了距离，满足做功的两个必要因素，所以小华对桶装水做了功。故A不符合题意；
B．他抱着桶装水匀速上楼，小华对桶装水有向上的力，桶装水在向上的方向上通过了一段距离，符合做功条件，小华对桶装水做了功。故B不符合题意；
C．他抱着桶装水在水平楼道内匀速行走，小华对桶装水的力是竖直向上的，而桶装水是在水平方向上移动，力的方向与移动方向垂直，即在力的方向上没有通过距离，不满足做功的条件，小华对桶装水没有做功。故C符合题意；
D．他将桶装水抱得更高，安装在饮水机上，小华对桶装水施加向上的力，桶装水在向上的方向上移动了距离，小华对桶装水做了功。故D不符合题意。故选C。
3.10月17日，“全民健身运动三秦”2024年陕西省社区运动会（宝鸡陈仓赛区）开幕式在陈仓苑健身公园东广场举行。在定点投篮的项目中，篮球离开运动员的手上升的过程中，下列有关篮球的说法正确的是（ ）。
A．动能不变，重力势能增大 B．动能减小，重力势能增大
C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，重力势能不变
【答案】B。
【解析】篮球被投出后的上升过程中，篮球的质量不变，由于受到竖直向下的重力作用，速度逐渐减小，同时距离地面的高度不断增大，所以该过程中，动能不断减小，重力势能变大。故B正确，ACD错误。
故选B。
4.球竖直向上运动并落回地面，这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，则球在M点的（ ）。
A．速度比在S点的大 B．机械能大于在S点的
C．机械能等于在S点的 D．离地高度比在S点的低
【答案】B。
【解析】A．由图可知，M点的动能小于S点的动能，由于球的质量不变，所以球在M点的速度比在S点的小，故A不符合题意；
BC．由图可知，M点的动能和重力势能之和大于S点的动能和重力势能之和，故M点的机械能大于在S点的机械能，故B符合题意，C不符合题意；
D．由图可知，M点的重力势能大于S点的重力势能，由于球的质量不变，所以M点的离地高度比在S点的高，故D不符合题意。故选B。
5.如图所示，光滑的半圆形轨道固定在水平桌面上，轨道上的A点、C点在同一高度，B点为最低点，小球从A点由静止自由释放，不计空气阻力，则小球（ ）。
A．不能到达C点
B．到达C点时动能为0，机械能也为0
C．从A点运动到B点的过程中重力势能转化为动能，机械能守恒
D．从B点运动到C点的过程中动能转化为重力势能，机械能减小
【答案】C。
【解析】AB．轨道光滑，不计空气阻力，小球的机械能守恒，小球从A点由静止自由释放，A点、C点在同一高度，根据机械能守恒可知，小球能到达C点，到达C点时速度为0，所以动能为0，由于C点具有高度，所以小球在C点具有重力势能，则动能和势能的总和不为0，所以C点机械能不为0，故AB不符合题意；
C．从A点运动到B点的过程，做加速运动，速度增大，动能增大，高度不断减小，重力势能减小，所以重力势能转化为动能，整个过程无阻力，机械能守恒，故C符合题意；
D．从B点运动到C点的过程，做减速运动，速度减小，动能减小，高度不断增大，重力势能增大，所以动能转化为重力势能，整个过程无阻力，机械能守恒，故D不符合题意。故选C。
6.如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中，机械能是守恒的，当卫星从远地点向近地点运动时，下列说法正确的是（ ）。
A．动能减小，重力势能增大 B．重力势能转化为动能
C．动能不变，重力势能减小 D．卫星的速度一直在减小
【答案】B。
【解析】动能和势能的总和叫机械能，卫星从远地点向近地点运动时，质量不变，高度减小，重力势能减小，由于机械能守恒，所以动能增大，重力势能转化为动能；动能与质量和速度有关，由于质量不变，所以卫星速度增大。故ACD错误，B正确。
故选B。
7.甲、乙两个同学将同样多的物理作业本从一楼搬到三楼，所用时间分别为30s和40s。关于两个同学对作业本做功的情况，下列说法正确的是（ ）。
A．甲同学做功多，甲、乙的功率相同 B．两个同学做功相同，乙的功率更大
C．两个同学做功相同，甲的功率更大 D．两个同学做功相同，功率也一样
【答案】C。
【解析】甲乙两个同学要克服作业本的重力做功，由于作业本的重力相同，从一楼搬到三楼上升的高度也相同，由可知，两个同学做功相同；由可知，做功相同时，所用时间越短，功率越大，已知甲乙所用时间分别为30s和40s，所以甲的功率大，乙的功率小。故C正确，ABD错误。
故选C。
8.如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有体积相同的实心铁球甲、丙和塑料球乙，球甲、乙离沙地的高度相同。关于该探究，下列说法正确的是（ ）。
A．该实验中，球甲的重力势能最大
B．球陷入沙中的深度越深，说明球对沙子做功越少
C．比较乙和丙，可知物体质量越大，其具有的重力势能越大
D．通过甲和乙可推断，质量小的物体具有的重力势能一定小
【答案】A。
【解析】A．重力势能与质量和高度有关，铁的密度大于塑料，在体积相同时，甲丙质量相同，乙质量最小，甲球与乙球高度相同，甲质量更大，与丙质量相同，高度更大，故该实验中，球甲的重力势能最大，故A正确；
B．小球做功的能力难以直接观察，可以利用球在沙中陷入的深度间接反映，运用了转换法，球陷入沙中的深度越深，说明球对沙子做功越多，故B错误；
C．探究重力势能与质量关系，应保持高度相同，质量不同，比较乙和丙，质量不同，高度不同，根据控制变量法，无法得出重力势能与质量的关系，故C错误；
D．重力势能大小与质量和高度有关，甲乙两图高度相同，质量小的重力势能小，如果没有说明高度关系，质量小的物体具有的重力势能不一定小，故D错误。故选A。
9.如图所示，老师在课堂上给同学们做了一个“过山车”的小实验。小钢球从A点处由静止状态开始下滑，依次经过B点、C点，最后到达轨道的最低点D。若不计空气阻力和摩擦，下列说法正确的是（ ）。
A．小球在A点时，具有的机械能是0J
B．小球由A点到B点的过程中，重力势能转化为动能
C．小球由B点到C点的过程中，动能一直增大
D．小球由A点到D点的过程中，机械能减小
【答案】B。
【解析】A．小球在A点时，速度为0，动能为0，高度最大，重力势能最大，具有的机械能不为0，故A错误；
B．小球由A点到B点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，故B正确；
C．小球由B点到C点的过程中，高度先减小后增大，速度先增大，后减小，动能先增大，后减小，故C错误；
D．根据机械能守恒，若不计空气阻力和摩擦，小球由A点到D点的过程中，只有机械能的转化，机械能将保持不变。故D错误。故选B。
10.2024年8月，我国运动员郑钦文夺得巴黎奥运会网球女单冠军。如图是某次网球落地后又弹起的频闪照片，A、C两点高度相同。分析可知（ ）。
A．在B点时网球的动能为零
B．在A、D两点网球的重力势能相等
C．小球最终静止时，重力势能为零
D．网球在此运动过程中，只有动能和重力势能的相互转化
【答案】C。
【解析】A．在B点时，网球在竖直方向上的速度为0，水平方向的速度不为0，所示，网球在B点时的动能不为0，故A不符合题意；
B．网球在A点的高度大于在D点的高度，网球质量不变，所以，网球在A点的重力势能大于在D点的重力势能，故B不符合题意；
C．小球最终静止时，高度为零，故重力势能为零，故C符合题意；
D．网球在运动过程中，网球每次弹跳的最大高度逐渐降低，说明机械能不守恒，则网球在此运动过程中还需克服空气阻力做功，将机械能转化为内能，故D不符合题意。
故选C。
二、多选题（4小题，每小题3分，共12分。每题有2个及以上答案，全对得3分，不全得2分，选错不得分）
11.以下四图节选自我国古代科技巨著《天工开物》，下列说法正确的是（ ）。
A．图甲“轧蔗取浆”中，牛拉“犁擔”匀速转动的过程中，其运动状态保持不变
B．图乙“湿田击稻”中，用力甩稻秆，稻粒落入木桶中，是因为受到惯性力
C．图丙“北耕兼种”中，耧下端的“鐵尖”是通过减小受力面积来增大压强的
D．图丁“长流漂米”中，水从高处流下，水的重力势能转化为动能
【答案】CD。
【解析】A．图甲“轧蔗取浆”中，牛拉“犁擔”匀速转动的过程中，速度大小不变，但方向在不断变化。因此运动状态在改变。故A错误；
B．图乙“湿田击稻”中，用力甩稻秆，稻粒落入木桶中，是因为稻粒具有惯性。当用力甩稻秆时，稻粒由于惯性会保持原来的静止状态而从稻秆上分离，在重力作用下落入木桶。惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，惯性不是力，故B错误；
C．图丙“北耕兼种”中，耧下端的“鐵尖”设计得尖锐，是为了减小受力面积，从而增大压强，使耕地更为高效，故C正确；
D．图丁“长流漂米”中，水从高处流下，水的高度降低，水流速度变快，水的重力势能转化为动能。故D正确。 故选CD。
12.如下图所示，某次跳水比赛中，运动员站立在跳台上的A点，然后保持直立姿势从跳台上竖直向上弹跳后腾空，至最高点B处后自由下落，至C点开始落入水中。关于上述运动过程中运动员入水前的机械能，下列分析正确的是（不计空气阻力）（ ）。
A．运动员在C点时，动能最大，重力势能最小
B．运动员从A点运动到C点的过程中，机械能守恒
C．运动员从A点运动到B点的过程中，动能逐渐增大
D．运动员从B点运动到C点的过程中，动能转化为重力势能
【答案】AB。
【解析】A．运动员在C点时，高度最低，不计空气阳力，重力势能全部转化为动能，即动能最大，重力势能最小，故A正确；
B．不计空气阻力，运动员从A 点运动到C点的过程中，只受重力作用，机械能守恒，故B正确；
C．运动员从A点运动到B点的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大，速度减小，动能减小，故C错误；
D．运动员从B点运动到C点的过程中，质量不变，高度逐渐降低，重力势能减小，动能增大，故D错误。
故选AB。
13.如下图所示，AB段与BD段为粗糙程度不同的水平路面。同一物体在水平拉力作用下沿直线运动，已知在AC段物体做匀速直线运动。下列说法正确的是（ ）。
A．物体在CD段所受的摩擦力比在BC段的大
B．在BC段拉力对物体所做的功等于在AB段拉力对物体所做的功
C．在BC段拉力对物体所做的功大于在CD段拉力对物体所做的功
D．在AB段拉力对物体所做的功小于在CD段拉力对物体所做的功
【答案】BC。
【解析】A．物体在CD段拉力示数为2.8N，由于BD段粗糙度相同，物体对接触面的压力不变，则摩擦力不变，即物体在CD段所受的摩擦力与在BC段受到的摩擦力相等，故A错误；
BCD．物体在AB段受到的拉力3N，物体在BC段受到的拉力2N，由于AC段物体做匀速直线运动，物体在AB段和在BC段摩擦力等于各自的拉力，则物体在AB段受到的摩擦力为3N，在BC段受到的摩擦力为2N；BC段拉力F2对物体所做的功为
AB段F1对物体所做的功为
则在BC段拉力对物体所做的功等于在AB段拉力对物体所做的功；CD段拉力F3对物体所做的功为
则BC段拉力F2对物体所做的功大于CD段拉力F3对物体所做的功；在AB段拉力对物体所做的功大于在CD段拉力对物体所做的功。故BC正确，D错误。故选BC。
14.如图所示，小球在A点由静止开始释放向右侧摆动，B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆到右侧的最高点，hA>hC。下列说法中不正确的是（ ）。
A．小球在B点的动能最大
B．小球在最低点B点时，受力平衡
C．小球的机械能总量保持不变
D．小球的动能和重力势能可以相互转化
【答案】BC。
【解析】AD．小球质量不变，在从A点向B点运动时，速度增加，高度降低，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；在从B点向C点运动时，速度减小，高度增加，则动能变小，重力势能变大，动能转化为重力势能，所以小球的动能和重力势能可以相互转化，小球在B点的动能最大，故AD正确，不符合题意；
B．小球在整个运动过程中做曲线运动，处于非平衡状态，所以小球在最低点B点时，受力不平衡，故B错误，符合题意；
C．小球在C点和A点速度均为零，动能均为零，C点高度较低，则重力势能较小，所以C点机械能小于A点机械能，所以小球的机械能总量变小，故C错误，符合题意。故选BC。
三、填空题(本题6小题，每空2分，共26分)
15.如图是女子攀岩大赛的比赛情景，当两位选手都登顶后，体重越大的选手做功越 （选填“多”或“少”）；最先登上峰顶的选手做功 （选填“一定”或“可能”）最快。
【答案】多；可能。
【解析】[1]从山脚到峰顶的过程中，同学们上升的高度是相同的，根据公式W=Fs=Gh可知，体重越大（含装备）越大的队员，做功越多。
[2]因为最先登上峰顶的同学的体重（含装备）未知，由 知道，功率的大小无法比较，则最先登上峰顶的同学做功可能最快。
16.如图，木板B置于水平地面上，物块A叠放于B上。水平拉力，水平拉力。B静止，A沿木板B以的速度向右匀速滑动。则拉力的功率为 W，地面对木板B的摩擦力方向向 。
【答案】5；右。
【解析】[1]拉力F2的功率
[2]物体A做匀速直线运动，受到的水平向右的拉力F2和B对A水平向左的摩擦力平衡，大小相等，即fBA=F2=50N。 由力的相互性可知，B对A水平向左的摩擦力与A对B水平向右的摩擦力大小相等，即fAB=fBA=50N。B静止，处于平衡状态，受到平衡力的作用，由于F1>fAB，
则地面对木板B施加一个向右的摩擦力，大小为f=F1-fAB=70N-50N=20N。
17.如图甲所示，某轿车在水平地面上行驶，25s的时间内其v-t和F-t的图像分别如图甲、乙所示。已知前15s轿车运动的路程为180m，则整个过程汽车发动机做的功 ，汽车匀速运动阶段发动机的功率为 kW。
【答案】；60。
【解析】[1]前15s轿车运动的路程为180m， 则前15s牵引力做的功为
后10s匀速运动的距离
则匀速运动时做的功为
整个过程发动机做功为
[2]匀速运动阶段牵引力做功的功率为。
18.如图所示的是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，说明橡皮筋的弹性势能与其发生 有关；若橡皮筋被拉得同样长，所用“子弹”的质量不同，则“子弹”射出时的速度 （选填“相同”或“不相同”）。
【答案】弹性形变的程度；不相同。
【解析】[1]弹性势能是发生弹性形变具有的能，橡皮筋拉得越长，弹性形变量越大，同样的“子弹”射得越远，表明对子弹所做功越多，说明橡皮筋的弹性势能与其发生弹性形变的程度有关。
[2]若橡皮筋被拉得同样长，子弹射出时对子弹所做的功相同，即子弹的动能相同，所用“子弹”的质量不同，则“子弹”射出时的速度不相同。
19.如图甲所示，放在粗糙程度不变的水平地面上的物体，用方向不变的力F向右推物体，推力F的大小随时间的变化关系如图乙所示，物体的运动速度随时间的变化关系如图丙所示，0~2s推力做功为 J；4~6s推力做功为 J；第5s时，推力的功率为 W。
【答案】0；16；8。
【解析】[1]由图丙可知，0~2s内物体运动的速度为0，处于静止状态，由得，推力做功为0J。
[2]由图丙可知，4~6s内物体做匀速运动，速度为4m/s。由图乙可知，此时物体受到的推力为2N，做功为
[3]第5s时，由图丙可知，速度为4m/s，推力的功率为。
20.如图甲所示，离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点，在 点动能最大。图乙为它在等高点B和D的能量柱状图，则篮球在B点的机械能 （选填“大于”、“小于”或“等于”）在D点的机械能。
【答案】A ；大于。
【解析】[1]离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点，篮球的质量不变，由于刚出手的篮球速度最大，则篮球在A点时速度最大，则在A点动能最大。
[2]根据篮球在等高点B和D的能量柱状图可知，篮球在B点和D点重力势能相等，在D点的动能小于在B点的动能，由于动能和势能统称为机械能，则篮球在B点的机械能大于在D点的机械能。
四、实验题（3小题，每空1分，共19分）
21．（5分）小明探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图所示。A、B是两个质量不同的小球，让小球从同一斜面由静止滚下，撞击水平面上的小木块；
(1)实验中，探究的动能是指________（填序号）；
A．小球在斜面上时的动能 B．小球撞击木块时的动能
C．小球撞击木块后的动能 D．木块的动能
(2)实验中通过观察 来比较动能的大小，这种研究方法叫 （选填“控制变量法”或“转换法”）；
(3)让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，目的是探究小球的动能大小与 的关系；
(4)甲、乙两次实验可以得出结论： 。
【答案】(1)B；(2)木块移动的距离；转换法；(3)速度；(4)见解析。
【解析】（1）小球从斜面滚下来，对木块做功，故实验中，探究的动能是指小球撞击木块时的动能，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
（2）[1]实验中，对木块做功，动能越大，对木块做功越多，木块移动的距离越远，故可以根据木块移动的距离来判断动能的大小。
[2]通过看得见的木块移动的距离来描述看不见的动能的大小，称为转换法。
（3）让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，到达水平面的速度不同，动能不同，故探究小球的动能大小与速度的关系。
（4）甲、乙两次实验，A、B是两个质量不同的小球，高度相同，质量不同，B球的质量比较大，木块移动的距离大，故B球的动能大，故结论为当物体的运动速度相同时，质量越大，物体所具有的动能就越大。
22．（7分）小李在探究“弹簧弹性势能的大小跟哪些因素有关”时，提出了如下猜想：
猜想一：弹簧弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关。
猜想二：弹簧弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
为了验证上述猜想，小李选用材料不同的三根弹簧A、B和C（长度和粗细均相同），一把长刻度尺，小球、木块各一个，设计了如下图所示的实验装置进行探究。实验中，木块起始位置相同，实验数据如下表所示。
实验序号 所使用的弹簧 弹簧形变量/cm 木块移动的距离/cm
1 弹簧A 2 3.5
2 弹簧A 5 6.2
3 弹簧A 8 10.6
4 弹簧B 5 8.7
5 弹簧C 5 11.5
6 弹簧C 6 13.1
(1)弹簧将小球弹开的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的 能。
(2)实验中通过比较 来判断弹簧弹性势能的大小，这种研究问题的方法叫 法。
(3)为了验证猜想一，应选择表中1、2、3三组数据进行分析。由此得出的结论是：弹簧材料相同时， 越大，弹簧的弹性势能越大。
(4)为了验证猜想二，应选择表中 （填实验序号）三组数据进行分析。
(5)若水平面绝对光滑，则小李 （选填“能”或“不能”）完成本实验。
(6)实验后，用质量不同的两个小球将同一弹簧压缩到相同程度，放手后用小球撞击木块的方法来验证小球动能与其质量的关系。这样做 （选填“能”或“不能”）完成验证。
【答案】(1)动；(2)木块移动的距离；转换；(3)弹簧形变量；(4)2、4、5；(5)不能；(6)不能。
【解析】（1）弹簧将小球弹开的过程中，弹簧的弹性势能减小，小球的动能增加，所以弹簧的弹性势能转化为小球的动能。
（2）[1][2]实验中采用了转换法，通过比较木块移动的距离来判断弹簧弹性势能的大小。
（3）由表中1、2、3三组数据可知，弹簧的材料相同时，弹簧形变量越大，木块移动的距离越远，弹簧弹性势能越大。
（4）为了验证猜想二：弹簧弹性势能的大小与弹簧的材料有关，应保证弹簧的长度、粗细、弹簧被压缩的程度相同，而弹簧的材料不同，故应选择表中2、4、5三组数据进行分析。
（5）若水平面绝对光滑，没有阻力作用，木块被撞后将做匀速直线运动，不能通过被撞击的距离来比较动能大小，则小李不能完成本实验。
（6）小球动能与质量和速度都有关，用质量不同的两个小球将同一弹簧压缩到相同程度，放手后用小球撞击木块，不能保证两个小球的速度相同，所以此方法不能来验证小球动能与其质量的关系。
23．（7分）甲、乙、丙三位同学分别将质量不同的物体匀速竖直向上提升，所得的实验数据如下表所示：
同学 质量/kg 升高高度/m 时间/s
甲 4 1.5 2
乙 8 1 4
丙 10 0.5 5
(1)根据表中数据可知，甲、丙两位同学做的功分别为 J和 J。（g取）
(2)三位同学中做功最多的是 同学，做功最快的是 同学。
(3)为了表示做功的快慢，他们在表中增加了最后一栏项目，这个项目的内容是 。为此物理学引入了一个物理量叫 。
(4)后来三位同学想比较爬竿时谁的功率大。以下是他们讨论后得出的三套方案，其中可行的是______（填字母）。
①用相同的时间爬竿，测量出各自的体重和爬上竿的高度，即可比较功率大小；②都爬到竿顶，测量出各自的体重和爬竿用的时间，即可比较功率大小；③爬竿后，测量出各自的体重、爬竿用的时间和爬上竿的高度，算出功率进行比较。
A．① B．①② C．①③ D．①②③
【答案】(1)60；50；(2)乙；甲；(3)功与时间的比值；功率；(4)D。
【解析】（1）[1]甲同学做的功为
[2]丙同学做的功为
（2）乙同学做的功为
比较可知，乙同学做的功最多。 三位同学做功的功率分别为，，
比较可知，甲同学做功最快。
（3）[1][2]为了比较做功的快慢，应该在表中增加一栏项目：功与时间的比值，即W/t（W）。功率的含义是功与时间的比值，是表示做功快慢的物理量。
（4） ①用相同的时间爬竿，测量出各自的体重和爬上竿的高度，即可比较功率大小。这个方案是可行的，因为功率是功与时间的比值，当时间相同时，功越大，功率越大。而功又与体重和高度有关，所以可以通过测量体重和高度来比较功率。
②都爬到竿顶，测量出各自的体重和爬竿用的时间，即可比较功率大小。这个方案也是可行的，因为当高度相同时，体重越大，做的功就越多。如果时间还更短，那么功率就越大。
③爬竿后，测量出各自的体重、爬竿用的时间和爬上竿的高度，算出功率进行比较。这个方案同样是可行的，因为直接测量了计算功率所需的各个物理量。
综上，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。
五、综合题（2小题，共13分）
24．（6分）劳动节假期期间，也子一家驾驶汽车去仁风采摘富硒西瓜，全程大约30km，行驶过程中看到了如图所示的标志牌。已知车和人的总质量为1.5×103kg，轮胎与地面接触总面积为600cm2，汽车在行驶过程中受到的牵引力为1500N。（g＝10N/kg）求：
(1)在遵守交通法规的前提下，从标志牌到仁风至少多长时间？
(2)汽车静止时对水平地面的压强；
(3)从标志牌处到仁风这段时间内牵引力做功的功率。
【答案】(1)0.3h；(2)2.5×105Pa；(3)2.5×104W。
【解析】（1）在遵守交通法规的前提下，汽车的最快速度为60km/h，由得，从标志牌到仁风的时间至少为
（2）汽车静止时对水平地面的压力
汽车静止时对水平地面的压强为
（3）从标志牌处到仁风这段时间内牵引力做功的功率。
25．（7分）如图甲是我国设计并制造的无人驾驶汽车，汽车（包括司乘人员）的质量为1.2t，在水平路面上以恒定功率做直线运动的图像如图乙（取）。
(1)汽车经过一段路段时，此处规定汽车对地面的压强不得超过，则汽车与地面接触的总面积最少为多少？
(2)如汽车匀速行驶过程中所受阻力大小为车重的0.02倍，求汽车受到的牵引力；
(3)求汽车在10~20s内牵引力做功的功率和汽车在0~5s内牵引力做的功。
【答案】(1)400cm2；(2)240N；(3)3600W，18000J。
【解析】（1）汽车（包括司乘人员）的质量为1.2t，对水平地面的压力
汽车经过一段路段时，此处规定汽车对地面的压强不得超过，由得，汽车与地面接触的总面积最小为
（2）汽车匀速行驶过程中所受阻力大小为车重的0.02倍，阻力
汽车匀速行驶，汽车受到的牵引力与阻力二力平衡，汽车受到的牵引力
（3）汽车在10~20s内，由图乙得匀速行驶的速度，牵引力做功的功率
汽车在水平路面上以恒定功率做直线运动，在0~5s内汽车做功的功率
在0~5s内，牵引力做的功。
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