2021浙教版科学中考第一轮复习--物理模块（十）：能量及其转化的量度【word，含答案】

一、功和功率
水平方向上的拉力、牵引力(克服摩擦力)做功： 如图所示，拉力做功W＝Fs(s单位为 m)，功率p=W/t=Fv
(注：物体做匀速直线运动，t单位为s，v单位为m/s)。
注：①P＝Fv适用于做匀速直线运动的物体；
②物体做匀速直线运动时，根据二力平衡知牵引力大小等于阻力大小，即F＝f。
竖直方向上克服重力做功： 如图所示，克服重力做功W＝Gh＝mgh(h单位为m)，功率
(注：物体做匀速直线运动t单位为s，v单位为m/s)
二、能量的存在形式
机械能：做机械运动的物体具有机械能。
化学能：储存在食物和燃料中的能量属于化学能。
电能：电具有的能量。
声能：声音具有的能量，这种能量称为声能。
电磁能：电磁辐射具有能量，这种能量叫做电磁能；光能就是电磁能的一种，太阳能是光能的一种。
能量的符号：E；能量的单位：焦耳；简称：焦（J）
三、机械能
机械能：物体具有动能和势能的总和。
动能和势能之间能够相互转化，势能能够转化为动能，动能能够转化为势能。
机械能守恒：物体具有的动能和势能发生相互转化，但是动能和势能的总和保持不变，我们称这
个物体的机械能守恒。
机械能守恒的判断：
①对于一个物体而言，只受到重力的作用时机械能一定守恒（只有重力对物体做功）
②对于多个物体组成系统而言，只有重力和系统内的弹力做功，系统机械能守恒
四、能量守恒
宇宙能量的总和是保持不变的，即能量不可以被创造，也不可以被消灭；只能发生转化或转移。
能量利用的本质：能量转移或转化。
永动机问题：第一类永动机违背了能量守恒定律（热力学第一定律），故不可能创造出来；第二类永动机违背了热力学第二定律，也无法制造出来。
例1.?(2018杭州)跳绳是大家喜爱的体育运动之一，小金的质量为50千克，每次跳起高度约为6厘米（人整体上升，如图所示），一分钟跳100次，下列说法正确的是（??? ）
? A.?向上起跳过程中小金的动能持续增大
? B.?在整个跳绳过程中小金的机械能守恒
? C.?小金跳一次克服重力做功约3焦
D.?小金在这一分钟内跳绳的功率约为50瓦
例2.?(杭州)如图所示，木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中，木块的（??? ）
? A.?重力势能减小，动能增加
B.?重力势能减小，机械能减小
? C.?动能不变，机械能不变
? D.?重力势能不变，机械能减小
例3.?(2019杭州)木块在两端开口且足够长的竖直筒中自由释放可向下作匀速直线运动；若木块在其右侧质量为5千克的物体牵引下则可向上作匀速直线运动（绳子质量及滑轮与转轴、绳子间的摩擦均忽略不计），如图所示。问:（g取10牛/千克）
(1)当右侧物体刚落地时木块所受到的摩擦力的方向为__________。
(2)木块的质量为__________千克。
(3)若右侧物体下落20厘米时其重力做的功为__________焦。
例4.?(2018杭州)甲、乙两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见，于是他们对此展开研究。他们从网上查到，雨滴在下落过程中接近地面时受到的空气阻力与雨滴的横截面积S成正比，与雨滴下落速度v的平方成正比，即f=kSv2（其中k为比例系数，是个定值），雨滴接近地面时可看做匀速直线运动。把雨滴看做球形，其半径为r，密度为ρ，比热为c，球的体积为V=4/3r3。（注：所有结果均用字母表示）
（1）半径为r的雨滴重力为____________。
（2）在接近地面时，大雨滴的下落速度______的下落速度（选填“大雨”“等于”“小于”），写出推理过程。
（3）假设半径为r的雨滴在近地面下落h高度的过程中，重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，则雨滴的温度升高了多少？
1.下列关于能量的说法正确的是（?? ）
? A.?小孩从滑梯上滑下，机械能不变
B.?太阳的巨大能量是由内部核聚变产生的
? C.?人在剧烈运动时消耗大量能量，在平静时不消耗能量
? D.?一个物体具有能，就一定在做功
2.如图所示，物块从A点沿斜面匀速下滑到B点的过程中，物块的（?? ）
A.?动能不变，机械能减小
? B.?动能减小，机械能减小
? C.?重力势能减小，机械能不变
? D.?重力势能减小，动能增大
3.在“研究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，下列说法正确的是（?? ）
? A.?不同小球从斜面上同一高度处释放，到达斜面底部时的动能大小都相同
B.?水平面上物体A被撞击后移动的距离越大，说明撞击时小球具有的动能越大
? C.?小球从斜面上越高处释放，物体A就被推得越远，说明动能大小与所处高度有关
? D.?小球从斜面上释放到与物体A共同静止的过程中机械能守恒
4.为了研究摆锤的摆动，小乐用细绳把摆锤悬挂起来，将摆锤从A点静止释放，利用频闪照相技术，拍摄摆锤在相同时间间隔的位置，如图所示。若不计空气阻力，下列说法正确的是（?? ）
? A.?从A到O的过程中，摆锤重力做功，所以机械能逐渐增大
? B.?从A到O的过程中，摆锤重力势能减小，动能不变
C.?从O到B的过程中，摆锤克服重力做功，重力势能增大
? D.?摆锤在B位置时只受重力和拉力，并且是这一对平衡力
5.如图所示，用不可伸长的轻质细线和轻质弹簧分别吊质量相同的小球A和B，将两球拉开使细线与弹簧都在水平方向上，且高度相同，此时弹簧处于原长状态，而后由静止放开A、B两球，两球在运动中空气阻力不计，到最低点时两球在同一水平面上，关于两球在最低点时速度的大小正确的是（?? ）
A.?A球的速度大
? B.?B球的速度大
? C.?A、B球的速度大小相等
? D.?无法判定
6.如图甲，水平地面上的物体，受到始终保持水平的推力F的作用，其F-t和v-t的图像分别如图乙、丙所示。由图可知，9～12s内，物体克服摩擦力做的功是__________J；t=4s时，推力对物体做功的功率是__________W。
7.有两个完全相同的弹簧测力计（不计自重）。用大小相等的恒力F分别拉着弹簧测力计使不同物体按照甲、乙图示位置做匀速直线运动，试分析：
（1）甲图中弹簧测力计示数________乙图中弹簧测力计示数。（选填“大于”“等于”或“小于”）
（2）乙图中物体在运动过程中，机械能将________。（选填“增大”“减小”或“不变”）
8.如图甲，质量m的货物在拉力作用下，沿粗糙斜面向上运动（不考虑空气的阻力），斜面长L、高H。货物上升高度h与时间f关系图象如图乙所示，0至t1时间内的拉力为F1，t1至t2时间内拉力为F2。已知H>4h0，t2=2t1，不计速度变化时的时间，斜面粗糙程度不变。
（1）O至t1时间内物体是否做匀速直线运动。________（选填：“是”或“不是”）
（2）F1时斜面效率η1___________（选填：“大于”、“小于”或“等于”）F2时斜面效率η2。
（3）通过推导比较得出F1和F2的大小关系。
9.一块质量分布均匀的光滑薄平板AB可以绕水平转轴自由转动（截面图中以O点表示），平板与水平地面的夹角为30°，AO长0.6米，OB长0.4米，平板质量为2千克。小球在离地高为H=0.5米处由静止开始释放，沿光滑轨道到达AB上。（所有运动过程中均无机械能转化为其他能量）
（1）要使平板会绕水平转轴转动起来，小球的质量m至少要多少？
（2）如果一个质量为4m的小球从离地高度为0.2米的地方由静止开始释放，能否使平板翻转？请判断并说明理由。
1.如图所示是某乘客随倾斜角是20°的超市自动扶梯匀速上升的情景。下列有关说法正确的是（??? ）
? A.?支持力对乘客做了功
? B.?乘客的机械能保持不变
C.?乘客的动能保持不变
? D.?乘客的重力势能保持不变
2.如图所示，光滑硬木板BC的两端分别固定在水平地面与车厢边缘。推力F将一个小长方体M沿A→B→C→D推至车厢上的D点，整个过程中，F的大小不变，方向始终与M运动方向一致，A B=BC=CD，AB段比CD段更粗糙。推力在AB、BC、CD段对M做功大小分别为W1、W2、W3。下列说法正确的是（??? ）
A.?W1=W2=W3 ? B.?W1>W3>W2 C.?W2>W1>W3? ? D.?W1=W3>W2
3.下列现象中关于能量的转化说法正确的是（??? ）
A.?图甲：厚玻璃容器内空气被压缩，该过程中空气的内能减少
B.?图乙：加热后试管内的空气推动管口活塞喷出，该过程中管内空气的内能增大
C.?图丙：小孩从滑梯高处由静止开始滑下，该过程中小孩的重力势能转化为动能和内能 D.?图丁：在煤气炉上锅子里炒肉片，该过程中肉片内能增加主要是通过做功实现的
4.在庆祝建军90周年阅兵式上，我国自主研发的歼－20隐形战斗机亮相。如图是空中加油机正在给歼－20隐形战斗机加油，此过程中，歼－20隐形战斗机的高度和速度不变，则歼－20隐形战斗机的(　 　)
? A.?动能增加，势能减小，机械能不变
? B.?动能不变，势能不变，机械能不变
? C.?动能减小，势能减小，机械能减小
?D.?动能增加，势能增加，机械能增加
5.某运动员在撑杆跳运动过程中，经历了如图所示的几个状态。下列叙述正确的是（??? ）
? A.?从甲到丁的过程中，杆的弹性势能始终保持不变
? B.?从甲到乙的过程中，运动员的机械能始终保持不变
? C.?从乙到丙的过程中，杆的弹性势能全部转化为运动员的动能
D.?从丙到丁的过程中，运动员的动能与重力势能之和增加
6.如图甲所示，王大叔正吃力地把一重物送往高台，放学回家的小鹏看见后急忙前去帮忙。他找来一块木板，搭成图乙所示的斜面，结果非常轻松地把重物推到了高台上。关于这两种方法，下列说法中正确的是（　　）
A.?两人克服重力做功一样多
? B.?王大叔做功多些
? C.?小鹏做功的功率要大些
? D.?甲、乙两种情况下的机械效率一样
7.小球从高处下落到竖直放置的轻质弹簧上（如图所示），在小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的整个过程中（弹簧始终保持竖直，不计空气阻力），小球的动能和重力势能的变化是（　　）
? A.?动能减小，重力势能增大
B.?动能先增大后减小，重力势能减小
? C.?动能和重力势能的总和保持不变
? D.?动能先减小后增大，重力势能增大
8.用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从甲位置开始向下运动，到达乙位置速度达到最大，到达丙位置小球的速度变为零。已知甲丙间的高度差为L，则从甲位置到丙位置的过程中弹簧的弹性势能增加量为__________。乙位置到丙位置的过程中铁球所受的重力__________（选填“大于”、“小于”、“等于”）弹簧所施加的弹力。（整个过程中不计能量损耗）
9.在探究“动能大小的影响因素”时，科学小组设计了如图所示的实验。静止在相同斜面上的两个小球A和B，质量均为m，从不同高度自由滚下，到斜面底端时推动静止的两个完全相同的纸盒一起前进，最终静止在如图的水平位置。根据实验现象，回答问题：
(1)小球A从长为?，高为h的斜面滚到水平面时，重力做功为__________。（用字母表示）
(2)由图可知，对纸盒做功较大的为__________球（选填“A”和“B”）。
(3)分析现象可知，当小球的质量相同时，小球动能的大小与__________有关。
10.近年来我市的汽车数量持续增加，为了有效的控制雾霾，防治大气污染和方便市民安全出行，我市出台了多项新举措。
(1)在市区繁华路段设置如右图甲所示的LED指示牌，这种指示牌可以根据车流量改变通行信号，有效缓解交通拥堵现状。若一个LED指示牌的额定功率为10瓦，正常发光90秒消耗的电能是__________焦。
(2)加大交通安全宣传，引导市民关注交通法规和汽车性能。图乙是汽车的两种保险杠在模拟碰撞实验中内能增加的变化曲线图，结合图中信息分析，汽车安装A保险杠比B保险杠更安全的原因是：__________。
参考答案
例1.D 例2.B
例3.（1）沿容器壁向下或竖直向下 （2）2.5kg （3）10J
例4.（1）G=mg=Vg=4/3r3g=4/3r3g；（2）大于；（3）mgh=cmΔt；Δt=gh/c
1.B 2.A 3.B 4.C 5.A 6.54；27 7.（1）等于（2）增大
8.
9.（1）根据机械能守恒，小球能到木板上的高度为0.5m，而B点离地高度h=AB×sin30°=0.5m，小球运动到木板B点时刚好能翻转的小球质量为最小质量；根据杠杆平衡条件F1l1= F2l2可知：m木g×（AO/2－OB/2）×cos30°=mg×OB× cos30° ? m木×（AO/2－OB/2）=m×OB??2kg×（0.3m－0.2m）=m×0.4m ?m=0.5kg （2）不能， 根据机械能守恒定律，小球能到达平板上的最大高度为0.2m，设为D点，则AD=0.4米＜AO，小球不可能到达或超过O点，故不能使平板翻转。（或者O点离地高为0.3米，高于小球开始下落时高度，根据机械能守恒定律，不可能到达或超过O点，故不能使平板翻转。）
1.C 2.A 3.C 4.D 5.D 6.A 7.B
8.Gh；小于
9.（1）mgh （2）A （3）速度
10.900J；发生碰撞时，A保险杠可以将更多的机械能转化为内能，剩余机械能较少。