專題02《第四章 機械和功》 第2-3節(jié) 機械功 機械能 （A卷基礎篇）（解析版）

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1、 班級 姓名 學號 分數(shù) 第四章《第2—3節(jié) 機械功 機械能》單元卷（A卷） （時間：60分鐘，滿分：100分） 一、選擇題（下列各題均只有一個正確選項，共10小題，每小題2分，本大題共20分） 1．（2019學年浦東新區(qū)第四教育署階段測試）某同學從底樓走到三樓，大約用了20秒，則該同學做功的功率最接近（　　） A．10瓦 B．150瓦 C．500瓦 D．1000瓦 【答案】B 【解析】一層樓的高度大致為3m，一個中學生從大樓的底層走到3樓，共上了2層樓的高度，高度為h=23m=6

2、m；一個中學生的重力大約為500N，則做的功為W=Gh=500N6m=3000J，功率P=W/t=3000J/20s=150W B選項最切合實際．故選B． 2. （2019學年浦東新區(qū)第四教育署階段測試）在下列事例中，力對物體做功的是（　　） A．人提著水桶在水平面上勻速行走 B．小球在光滑的水平面上作勻速滾動 C．人推汽車，汽車不動 D．雨滴從高空中落下 【答案】D. 【解析】A、提著水桶在水平面上勻速行走，人給水桶一個向上的力，水桶向上沒有移動距離，人對水桶沒有做功．不符合題意． B、小球在光滑的水平面上作勻速滾動，在小球的運動

3、方向上，沒有施加力，所以沒有力對小球做功；不符合題意． C、人推汽車，汽車不動，人給汽車一個向前的力，汽車向前沒有移動距離，人對汽車沒有做功．不符合題意． D、雨滴從高空中落下，在重力的作用下，雨滴移動了距離，所以重力對雨滴做功．符合題意． 故選D． 3. 用10牛豎直向上的拉力，使放在水平地面上重為8牛的物體豎直向上移動了2米，則拉力做的功為（ ） A．4焦 B．16焦 C．20焦 D．36焦 【答案】C 【解析】因為物體豎直向上移動了2米，所以拉力做的功為W=FS=10N2m=20J，與物體的重力無關。 故選C. 4. 一個重為600牛的大人和一個重為40

4、0牛的小孩進行登樓比賽，他們同時從底層出發(fā)，結(jié)果小孩比大人先到達六樓，那么（　　） A．大人做功一定多 B．小孩做功一定多 C．大人功率一定大 D．小孩功率一定大 【答案】A 【解析】由題意可知，G大人=600N>G小孩=400N，因從底層到達六摟的高度相同，所以由W=Gh可知，大人做功一定多，故A正確、B錯； 小孩比大人先到達六摟，即小孩所用的時間少，但時間的數(shù)值不明確，所以由P=W/t可知，無法比較兩者功率之間的關系，故C、D錯誤。 所以選A. 5．（上海市羅南中學2021學年3月學業(yè)測試）下列關于功和功率的說法中，正確的是（　?。? A. 做功越多，

5、功率越大 B. 做功時間越長，功率就越小 C. 功率越大，做功越快 D. 功率大小與做功多少和時間長短均無關 【答案】C 【解析】根據(jù)P=W/t進行判斷， A．功率是功與時間的比值，只知道做功的多少，不知道時間的大小，不能判斷功率的大小，故A錯誤； B．功率是功與時間的比值，只知道時間的大小，不知道做功的多少，不能判斷功率的大小，故B錯誤； C．功率是指物體在單位時間內(nèi)所做的功的多少，即功率是描述做功快慢的物理量，功率越大，單位時間內(nèi)做功越多，做功越快，故C正確； D．功率的大小等于功與時間的比值，功率大小與做功時間長短和做功多少都有關系，故D錯誤。 故選C。 6．足球落

6、地又彈起的過程中，有關能量轉(zhuǎn)化的正確說法是（ ） A．下落時，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能 B．著地時，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能 C．反彈時，沒有能量轉(zhuǎn)化 D．上升時，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能 【答案】D。 【解析】A、足球下落時質(zhì)量不變，高度減小，重力勢能減??；球的速度不斷增大，動能不斷增大，下落過程是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能的過程，故A錯誤； B、足球撞擊地面時使足球發(fā)生彈性形變，球具有了彈性勢能，撞擊過程中動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，故B錯誤； C、D、足球反彈上升過程中，質(zhì)量不變，高度增大，重力勢能增大，上升時球的速度不斷減小，動能減小，上升時動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，故C錯誤；D正確． 故選D． 7

7、. （上海市梅隴中學2021學年3月學業(yè)測試）2020年12月17日，“嫦娥五號”返回器攜帶月球樣品成功著陸，也標志著中國第一次地外天體采樣返回任務取得圓滿成功。返回艙在落向地面時，為安全著陸，在距地面一定高度時，將向下噴出高壓氣體，做減速運動，則此過程（　?。? A．返回艙動能不變，重力勢能減小，機械能減小 B．返回艙動能增加，重力勢能減小，機械能不變 C．返回艙動能減小，重力勢能減小，機械能減小 D．返回艙動能減小，重力勢能增加，機械能變大 【答案】C。 【解析】返回艙在落向地面時，為安全著陸，在距地面一定高度時，將向下噴出高壓氣體，做減速運動，此時，返回艙的高度減小，速度減

8、小，質(zhì)量減小，所以動能、重力勢能均變小，機械能也變小。 由以上分析可知：選項C正確。 8. 如圖 5是跳水運動員跳板跳水時的情景，從運動員騰空跳起向上運動后再向下落入水中，若不計空氣阻力，則在整個過程中（ ） A．運動員的動能一直增大，機械能不變 B．運動員的重力勢能一直減小，機械能減小 C．運動員的動能先減小后增大，機械能不變 D．運動員的重力勢能先減小后增大，機械能增大 【答案】C。 【解析】運動員騰空跳起向上運動時，做減速運動，高度增大，速度減小，所以動能變小，重力勢能變大，機械能不變。 運動員向下運動時，加速運動，高度變小，速度變大，所以動能變大，重力勢能

9、變小，機械能不變。 由以上分析可知：運動員的動能先減小后增大，機械能不變。 選項C正確。 9. 質(zhì)量相同的甲、乙兩物體各自在水平拉力的作用下，在同一水平面上做直線運動，它們的s-t圖像如圖3所示，則下列判斷正確的是（ ） A．甲的速度可能小于乙的速度 B．甲和乙的機械能可能相等 C．甲的動能一定大于乙的動能 D．甲的慣性一定大于乙的慣性 【答案】C。 【解析】①由圖象知：甲的速度：v=S/t=0.4=0.4m/s； 乙的速度：v=s′/t′==0.1m/s；所以甲的速度大于乙的速度．故A錯誤． ②甲、乙兩物體質(zhì)量相同，在同一水平面上做直線運動

10、，即高度相同，甲的速度大于乙的速度，則甲、乙兩物體的重力勢能相同，甲的動能大于乙的動能，所以甲的機械能大于乙的機械能. ③甲與乙的質(zhì)量相等，慣性也相等。 根據(jù)以上分析可知C正確； 故選C． 10. （上海民辦永昌學校2020學年測試）如圖4所示斜面長度AB>AC，沿斜面AB和AC分別將同一重物從它們的底部拉到頂部，所需拉力分別為F1和F2，所做的功分別為W1和W2，則下列說法正確的是（ ） A．若斜面AB和AC均光滑F(xiàn)1>F2，W1>W2 B．若斜面AB和AC表面粗糙程度相同F(xiàn)1＜F2，W1

11、程度相同F(xiàn)lF2，則W1>W2，該選項正確。 B．若斜面AB和AC表面粗糙程度相同F(xiàn)1＜F2，但是AB>AC，所以不能判斷W1與W2的大小，該選項錯誤。 C．若斜面和AC均光滑，F(xiàn)1AC，所以不能判斷W1與W2的大小，該選項錯誤。 D．若斜面和AC表面粗糙程度相同F(xiàn)lAC，所以不能判斷W1與W2的大小，該選項錯誤。 故答案為A。 二、填空題 (每空1分，本大題共26分) 11. （2019學年浦東新區(qū)第四教育署階段測試）功率是

12、描述物體?。?） 的物理量。某小車功率800瓦，它表示的物理意義是　 （2） 。若該小車工作1分鐘，則做功?。?）　 焦。 【答案】做功快慢；小車1秒內(nèi)做功800焦；48000。 【解析】功率是描述物體做功快慢的物理量。某小車功率800瓦，它表示的物理意義是小車1秒內(nèi)做功800焦。若該小車工作1分鐘，則做功W=Pt=800W60S=48000J。 12.（浦東新區(qū)第一教育署2019學年階段測試）下列物體中只具有動能的是 (4) ；只具有勢能的是 (5) ；既具有動能，又具有勢能的是 (6) 。 A．飛向籃筐的籃球 B．發(fā)射升空的火箭

13、 C．繃緊的橡皮筋 D．安裝在墻上的空調(diào) E．在平直公路上行駛的汽車 【答案】E；C、D；A、B。 【解析】下列物體中只具有動能的是：在平直公路上行駛的汽車；只具有勢能的是：繃緊的橡皮筋 和安裝在墻上的空調(diào)；既具有動能，又具有勢能的是：飛向籃筐的籃球和發(fā)射升空的火箭。 13．（浦東新區(qū)第一教育署2019學年階段測試）以同樣速度勻速行駛的小轎車和大卡車， (7) 的動能比較大；同一輛汽車行駛在高架路上或地面路上，行駛在 (8) 路上時，汽車重力勢能比較大。 【答案】 大卡車；高架。 【解析】以同樣速度勻速行駛的小轎車和大卡車，大卡車的質(zhì)量大，所以大

14、卡車的動能比較大；同一輛汽車行駛在高架路上或地面路上，質(zhì)量不變，行駛在高架路上時，高度高，汽車重力勢能比較大。 14．2005年5月22日，我國登山測量隊員成功登上珠峰峰頂，順利開展珠峰高程測量。這次測量除傳統(tǒng)方法外，還采用最新的GPS方法。在登山隊員攜GPS測量設備從突擊營地向峰頂沖擊的過程中，設備的質(zhì)量 (9) ，重力勢能 (10) 。（均選填“減少”、“不變”或“增加”） 【答案】 不變；增加。 【解析】在登山隊員攜GPS測量設備從突擊營地向峰頂沖擊的過程中，設備的質(zhì)量不變，高度增加，所以重力勢能增加。 15. 如圖5所示，用150牛水平推力F，推重800牛的木

15、箱沿水平地面向右移動20米，用了1分鐘，則推力做功 (11) 焦，推力的功率為 (12) 瓦，重力做功 (13) 焦。 【答案】3000；50； 0 【解析】水平方向的推力做功為 推力的功率為 重力的方向是豎直向下的，由于該木箱在水平方向移動，沒有沿豎直方向移動，故重力做功為0。 16. 一輛汽車總重為2104N，在平直水平路面上以20m／s的速度勻速行駛，汽車所受阻力為總重的0.03倍，在10s內(nèi)，汽車克服阻力做的功為 (14) J，功率為 (15) W。 【答案】1.2105J；1.2104W. 【解析】汽車所受的阻力f=0.03G=0.03

16、2104N=600N， 汽車行駛的距離s=vt=20m/s10s=200m， 汽車克服阻力做的功為W=fs=600N200m=1.2105J， 功率P=W/t=1.2105J /10s==1.2104W． 17. 如圖所示，工人用輕質(zhì)滑輪，以98牛的拉力將重物勻速提升5米，用了10秒鐘，拉力做功 (16) 焦，拉力的功率為 (17) 瓦，重物質(zhì)量為 (18) 千克。 【答案】980；98；20 【解析】①重物勻速提升5米，因為有兩端承重繩子，則繩子自由端移動的距離 則拉力做功 ②拉力的功率為 ③因為是輕質(zhì)滑輪，所以滑輪的質(zhì)量不考慮，動滑輪能省一半的力

17、，則物體的重力為 則物體的質(zhì)量 18. 如圖7所示，滑輪的重和摩擦均不計，該裝置中使用的是 (19) 滑輪（選填“動”或“定”），在3牛的水平拉力F的作用下，物體A在0.4秒內(nèi)勻速向左運動1米，則圖中彈簧測力計示數(shù)應為 (20) 牛，拉力F在0.4秒內(nèi)做功為 (21) 焦，功率為 (22) 瓦。 【答案】動； 3； 6；15 【解析】由圖可知，軸的位置隨被拉物體一起運動，所以該裝置使用的是動滑輪。 承擔動滑輪兩股繩子的拉力是相等的，水平拉力F的大小是3N，所以彈簧測力計的示數(shù)是3N。 物體A在0.4秒內(nèi)勻速向右運動1米，則繩子自由端移動的距離

18、 則拉力F在0.4秒內(nèi)做功為 拉力F的功率為 19. 隨著城市高層住宅的增多，高空拋物成為“懸在城市上空的痛”．有實驗數(shù)據(jù)表明：一個60g雞蛋從4樓落下會讓人頭部起腫包，從8樓落下可讓人頭皮破損，從18樓落下可砸碎成年人的頭骨，從25樓落下可使人當場死亡．請回答： （1）從能量的角度解釋高空落下的雞蛋能砸傷人的原因 (23) ； （2）請寫出一條關于高空拋物的警示語． (24) 【答案】雞蛋的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，高度越來越小，動能越來越大，速度越來越大。 【解析】（1）因為高度越高，重力勢能越大，雞蛋從18樓拋下來時，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，高度

19、越來越小，動能越來越大，速度越來越大，因此雞蛋下落能砸傷人。 （2）合理均可。 20. （奉賢區(qū)2020期中考試題）測量兩位同學從一樓登上到三樓做功快慢的實驗，下表是兩位同學的實驗數(shù)據(jù)，其中實驗次數(shù)1、2做功快慢相同并且最快，次數(shù)4做功快慢其次，次數(shù)3做功最慢： 同學 實驗次數(shù) 做功時間（秒） 做功（焦） 甲 1 30 6000 甲 2 60 12000 乙 3 30 4000 乙 4 50 6000 （1）比較實驗次數(shù)1和3可得到：當 （25） ，做功越快； （2）

20、比較實驗次數(shù)?。?6）　可知：當兩位同學做功多少相同時，所用時間越短，做功越快； （3）當做功多少和做功時間均不相同時，需要對表格中的數(shù)據(jù)進行綜合分析，當?。?7） ，做功越快．因此，為了比較兩位同學做功的快慢，應該在表格最后一列增加一欄項目，這個項目是（28） （要寫上單位），為此物理學中引入了一個新的物理量叫?。?9）　 ． 【答案】（1）做功時間相同時；（2）1與4；（3）做功與時間的比值越大時，做功/時間（焦/秒），功率。 【解析】（1）當做功時間相同時，做功越多，做功越快； （2）比較實驗次數(shù)1與4可知：當兩位同學做功多少相同時，所用時間越短，做功越快； （3）當

21、做功多少和做功時間均不相同時，當做功與時間的比值越大時，做功越快．因此，為了比較兩位同學做功的快慢，應該在表格最后一列增加一欄項目，這個項目是做功/時間（焦/秒），為此物理學中引入了一個新的物理量叫功率。 三、計算題：（共28分） 21． （浦東新區(qū)第一教育署2019學年階段測試）在圖8所示的裝置中，某人用時30秒，將重為200牛的貨物勻速提升3米。求： （1） 繩對重物的拉力F； （2）繩拉重物所做的功W； （3）拉力的功率為多少。 【答案】（1）200牛；（2）600焦；（3）20瓦。 【解析】（1）F=G=200牛

22、 （2）W=Fs=Gh=200牛3米=600焦 （3）P=W/t=600焦/30秒=20瓦 22．（上海市徐匯區(qū)2019學年期末）桑塔納轎車的質(zhì)量是1.5噸，它以108千米/時的速度在水平路面勻速行駛20分鐘，轎車受阻力是車重的0.1倍。 （1）求發(fā)動機的牽引力F； （2）求發(fā)動機所做的功W； （3）求發(fā)動機的功率P。 【答案】（1）1.47103N；（2）5.292107J；（3）4.41104W。 【解析】（1）轎車受到的重力：G=mg=1.5103kg9.8N/kg=1.47104N； 轎車受到的阻力：f=0.

23、1G=0.11.47104N=1.47103N； 因為轎車在水平面勻速行駛，受到的牽引力和阻力是平衡力，所以牽引力： F=f=1.47103N； （2）轎車行駛的路程：s=vt=108km/h20h/60=36km=36000m； 發(fā)動機做功：W=Fs=1.47103N36000m=5.292107J； （3）發(fā)動機的功率： P=Wt = 5.292107j1200s =4.41104W 五、實驗題（第7、9、10空每空2分，其余每空1分，共18分） 23. 如圖9所示，要粗測小明同學做“引體向上”時的功率，下面所列的物理量中，不需要測量的是 (1) （選填序號）。

24、①他的質(zhì)量 ②單杠的高度 ③每次身體上升的高度 ④做“引體向上”的時間 【答案】②。 【解析】引體向上是克服自身的重力做功，功等于重力乘以上升高度，功率等于功除以時間。 所以做引體向上的功率P=Wt =Ght =mght，可見需要測量的物理量是：小明的質(zhì)量、身體上升的高度、小明做引體向上的時間，不需要測量單杠的高度。 故選②． 24. 我們可以用兩種方法來判斷物體做功的快慢，如圖10所示是用挖掘機挖土與人力挖土做功的情況，可以得出結(jié)論是： (2) ；另一種判斷方法是： (3) 相同，比較 (4) 。 【答案】做功時間相等，做功

25、越多，做功越快；做功相等，比較時間。 【解析】比較挖掘機挖土與人力挖土做功的情況，可以得出結(jié)論是：做功時間相等，做功越多，做功越快；另一種判斷方法是：做功相等，比較時間。 25．（2020學年上海市浦東新區(qū)第四教育署）如圖11所示，某同學在做“研究動能的大小與哪些因素有關”的實驗中，分別將A、B、C 三個小球先后從同一裝置的不同高度處滾下（mA=mB＜mC；hA=hC＞hB），分別推動同一木盒運動一段距離后靜止。（已知小球所處的高度越高，到達水平面的速度越大） （1）從圖中可以看出，A、B、C 三個小球剛到達水平面時， (5) 球的動能最大，理由是三球中它的 (6) 本領最強

26、。 （2）分析比較（a）、（b）兩圖所示的實驗現(xiàn)象及相關條件，可得出的初步結(jié)論是： (7) ； （3）分析比較（a）、（c）兩圖所示的實驗現(xiàn)象及相關條件，可得出的初步結(jié)論是： (8) 。 【答案】（1）C；做功；（2）當小球的質(zhì)量相同時，速度越大，動能越大。（3）當小球的速度相同時，質(zhì)量越大，動能越大。 【解析】（1）球的動能大小通過它對木盒做功的多少來反映，而做功的多少可由木盒被推開距離的遠近來確定，這三個圖中（c）圖的木盒被推動的距離最大，因此說明C球的動能最大，做功本領最強。 （2）在（a）、（b）的兩圖實驗中，小球的質(zhì)量相同，高度不同，到達水平面上的速度不相同

27、，探究“小球的動能與速度的關系”。由圖可知：高度越高，碰撞木盒的速度越大，動能越大；因此得出的結(jié)論是：當小球的質(zhì)量相同時，速度越大，動能越大。 （3）在（a）、（c）的兩圖實驗中，hA=hC，控制了高度相同，也就是小球滾下時的速度相同，小球的質(zhì)量不同，探究的是“小球的動能與質(zhì)量的關系”。由圖可知，C球質(zhì)量大，做的功多，具有的動能大。因此得出的結(jié)論是：當小球的速度相同時，質(zhì)量越大，動能越大． 26．如圖12所示，將懸線纏繞在滾擺的軸上，讓擺輪上升到頂端，然后松開手，發(fā)現(xiàn)： （1）擺輪從最高處下降到最低處的過程中，擺輪的旋轉(zhuǎn)方向不變，且表面不同色塊的圖案越來越模糊，這說明它的轉(zhuǎn)速越來越

28、(9) ,因此，它的重力勢能逐漸 (10) ,動能逐漸 (11) . （2）擺輪接著從最低處上升到最高處的過程中，由于_____,擺輪的轉(zhuǎn)動方向不變，但轉(zhuǎn)速越來越 (12) ，因此它的動能逐漸 (13) ，重力勢能逐漸 (14) 。 （3）經(jīng)過幾次上次，擺輪所能上升的最高位置比最初時候的位置低，這是由于在這過程中， (15) 的緣故。 【答案】（1）快，減小，增加；（2）慣性，慢，減小，增加；（3）克服空氣阻力做功。 【解析】（1）擺輪從最高處下降到最低處的過程中，擺輪的旋轉(zhuǎn)方向不變，且表面不同色塊的圖案越來越模糊，這說明它的轉(zhuǎn)速越來越快,因此，

29、它的重力勢能逐漸減小,動能逐漸增加. （2）擺輪接著從最低處上升到最高處的過程中，由于慣性,擺輪的轉(zhuǎn)動方向不變，但轉(zhuǎn)速越來越慢，因此它的動能逐漸減小，重力勢能逐漸增大。 （3）經(jīng)過幾次上次，擺輪所能上升的最高位置比最初時候的位置低，這是由于在這過程中，克服空氣阻力做功的緣故。 27. 在學習了重力勢能后，某小組同學通過實驗驗證相關知識。如圖所示，他們將鐵球從軌道某一高度由靜止開始滾下，進入水平直線軌道后，鐵球與前方放置的滑塊相撞，兩者一起移動了一段距離。小組同學將部分實驗數(shù)據(jù)記錄在下表中： （1）實驗中，小組同學通過觀察、比較 (16) 來判斷鐵球具有的重力勢能的大?。?/p>

30、鐵球和滑塊最終靜止時，鐵球原先具有的重力勢能轉(zhuǎn)化為 (17) 能． （2）分析比較實驗序號 1、2、3（或 4、5、6 或 7、8 、9) 中的實驗數(shù)據(jù)及相關條件，可歸納得出初步結(jié)論： (18) ，物體具有的重力勢能越大． （3）分析比較序號 (19) 中的實驗數(shù)據(jù)及相關條件，可歸納得出初步結(jié)論：當高度相同時，物體的質(zhì)量越大，物體具有的重力勢能越大． （4）進一步綜合分析比較序號 2、4、7 或 5、8 中的實驗數(shù)據(jù)及相關條件，還可歸納得出結(jié)論： 當 (20) 時， (21) 。 【答案】（1）滑塊移動的距離，內(nèi)；（2）當物體的質(zhì)量相同時，高度越高；（3

31、）1、4、8或2、5、9或3、6；（4）物體所處高度與質(zhì)量的乘積相同，物體的重力勢能相同。 【解析】（1）實驗中，小組同學通過觀察、比較滑塊移動的距離來判斷鐵球具有的重力勢能的大?。旇F球和滑塊最終靜止時，鐵球原先具有的重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能． （2）分析比較實驗序號 1、2、3（或 4、5、6 或 7、8 、9) 中的實驗數(shù)據(jù)及相關條件發(fā)現(xiàn)，物體的質(zhì)量相等，高度不等，滑塊移動的距離不等（即物體具有的重力勢能不等），可歸納得出初步結(jié)論：當物體的質(zhì)量相同時，高度越高，物體具有的重力勢能越大． （3）分析比較序號1、4、8或2、5、9或3、6中的實驗數(shù)據(jù)及相關條件，可歸納得出初步結(jié)論：當高度相同時，物體的質(zhì)量越大，物體具有的重力勢能越大． （4）進一步綜合分析比較序號 2、4、7 或 5、8 中的實驗數(shù)據(jù)及相關條件，物體所處高度與質(zhì)量都不同，但是重力勢能相同，是因為物體所處高度與質(zhì)量的乘積相同，所以可歸納得出結(jié)論：當物體所處高度與質(zhì)量的乘積相同，物體的重力勢能相同。