（呼和浩特專用）2019中考物理高分一輪 第13單元 功 功率 機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化習(xí)題

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1、 第13課時(shí)　機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化 一、選擇題 1.[2018·天津]中國(guó)選手張湘祥在奧運(yùn)會(huì)上獲得男子舉重62 kg級(jí)冠軍,挺舉成績(jī)是176 kg,圖13-13為他比賽時(shí)的照片。他在挺舉過程中對(duì)杠鈴做的功最接近 (　　) 圖13-13 A.600 J B.1200 J C.1800 J D.3400 J 2.[2018·綿陽(yáng)]蹦床運(yùn)動(dòng)是奧運(yùn)會(huì)比賽項(xiàng)目。運(yùn)動(dòng)員比賽開始前直立在蹦床中央,比賽開始時(shí)快速下蹲并立即恢復(fù)直立被蹦床彈起,離開蹦床時(shí)是成直立狀態(tài)并一直保持,到達(dá)最高點(diǎn)后下落到接觸蹦床時(shí)又快速下蹲并立即恢復(fù)直立。再次被蹦床彈起,達(dá)到更高點(diǎn)。忽略空氣阻力,下列說法正確

2、的是 (　　) 圖13-14 A.在此整個(gè)過程中,運(yùn)動(dòng)員機(jī)械能守恒 B.在此整個(gè)過程中,運(yùn)動(dòng)員機(jī)械能一直在增加 C.從離開蹦床到下落接觸蹦床的過程中,運(yùn)動(dòng)員機(jī)械能守恒 D.從下落接觸蹦床到離開蹦床的過程中,運(yùn)動(dòng)員機(jī)械能守恒 3.[2018·淄博]如圖13-15所示,彎曲跳板把人彈至高處,這個(gè)過程中人的動(dòng)能和重力勢(shì)能的變化情況是 (　　) 圖13-15 A.動(dòng)能減小,重力勢(shì)能增大 B.動(dòng)能增大,重力勢(shì)能減小 C.動(dòng)能先增大后減小,重力勢(shì)能增大 D.動(dòng)能先減小后增大,重力勢(shì)能減小 4.[2018·連云港]如圖13-16所示,一物塊從光滑斜面上A點(diǎn)由靜止滑下,B為斜面

3、AC的中點(diǎn),設(shè)物塊在AB段重力做功為W1,重力做功的功率為P1;在BC段重力做功為W2,重力做功的功率為P2,則下列關(guān)系正確的是(　　) 圖13-16 A.W1>W2,P1>P2 B.W1=W2,P1=P2 C.W1=W2,P1

4、道的支持力,是一對(duì)平衡力 C.“殲-20”在水平跑道上滑行,速度越快,慣性越大,摩擦力也越大 D.“殲-20”以戰(zhàn)斗姿態(tài)在藍(lán)天下亮相,在豎直上升的過程中,只有重力做功 6.[2018·貴陽(yáng)]如圖13-17所示,粗糙的弧形軌道豎直固定于水平面上,一小球由A點(diǎn)以速度v沿軌道滾下,經(jīng)另一側(cè)等高點(diǎn)B后到達(dá)最高點(diǎn)C。下列關(guān)于小球滾動(dòng)過程的分析正確的是 (　　) 圖13-17 A.整個(gè)過程只有重力在對(duì)小球做功 B.小球在A、B兩點(diǎn)具有的動(dòng)能相同 C.小球在A、B、C三點(diǎn)的速度大小關(guān)系是vA>vB>vC D.小球在A點(diǎn)具有的機(jī)械能等于它在C點(diǎn)具有的重力勢(shì)能 7.[2018·南京]在粗糙

5、程度相同的水平面上,手推木塊向右壓縮輕質(zhì)彈簧至圖13-18甲所示位置;松手后,木塊最終靜止在圖乙所示位置。下列說法中正確的是 (　　) 圖13-18 A.彈簧恢復(fù)原狀過程中,彈簧的彈性勢(shì)能增大 B.木塊離開彈簧后最終會(huì)停下,說明物體的運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持 C.木塊離開彈簧后減速運(yùn)動(dòng)過程中,水平面對(duì)木塊的阻力不變 D.圖乙中,木塊受到的重力和木塊對(duì)水平面的壓力是一對(duì)平衡力 8.[2018·廣州]如圖13-19所示,OQ是水平地面,物體在水平拉力作用下從O勻速直線運(yùn)動(dòng)到Q,OP段拉力F1為300 N,F1做的功為W1,功率為P1;PQ段拉力F2為200 N,F2做的功為W2,功率為P2

6、。則 (　　) 圖13-19 A.W1>W2 B.W1P2 D.P1

7、的s-t圖像如圖13-21所示。根據(jù)圖像,下列判斷正確的是(　　) 圖13-21 A.兩次物體運(yùn)動(dòng)的速度v1F2 C.0~6 s兩次拉力對(duì)物體所做的功W1>W2 D.0~6 s兩次拉力對(duì)物體做功的功率P1

8、毛巾、棉布和木板上運(yùn)動(dòng)的距離不同,但每次小車獲得的內(nèi)能一定相同 D.小車在毛巾、棉布和木板上運(yùn)動(dòng)的距離不同,但每次小車克服阻力所做的功相同 12.(多選)[2018·青島]在相同的水平地面上,用水平力F勻速推動(dòng)重為G的箱子,移動(dòng)距離s。下列說法正確的是 (　　) A.箱子受到的推力和摩擦力是一對(duì)平衡力 B.在此過程中重力做功為Gs C.若撤去推力,箱子仍向前滑行,則滑行過程中摩擦力小于F D.若水平推力改為2F,仍使箱子移動(dòng)距離s,則推力做功為2Fs 13.(多選)[2018·濱州]如圖13-23所示,重400 N的物體在30 N的水平拉力F的作用下,以0.1 m/s的速度沿

9、水平地面向左勻速直線運(yùn)動(dòng)了10 s,滑輪組的機(jī)械效率為80%,則在此過程中,下列說法正確的是 (　　) 圖13-23 A.繩子自由端移動(dòng)的距離為3 m B.有用功為400 J C.拉力F的功率為9 W D.物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力為72 N 二、實(shí)驗(yàn)題 14.[2018·南充]在如圖13-24所示的斜面上,一工人用200 N的拉力,將一重為250 N的物體,從底端勻速拉到頂端,用時(shí)6 s,則此過程中物體受到的拉力　　　　(選填“大于”“等于”或“小于”)斜面對(duì)物體的摩擦力,拉力做功的功率為　　　　W。? 圖13-24 15.[2018·宿遷]如圖13-25所示,在“探

10、究影響重力勢(shì)能大小的因素”實(shí)驗(yàn)中,有三個(gè)實(shí)心的、大小相同的鐵球A、鐵球B和塑料球C。A、C離沙地高度相同?，F(xiàn)讓三個(gè)小球同時(shí)由靜止釋放,球落到沙地上的狀態(tài)如圖中虛線球所示。 (1)根據(jù)　　　　　　　　　　　可以判斷出球　　　　釋放前的重力勢(shì)能最大。? (2)比較球A、C可得出影響重力勢(shì)能大小的因素有　　　　。? (3)球在空中下落時(shí)減少的重力勢(shì)能主要轉(zhuǎn)化為　　　　　　。? 圖13-25 16.[2018·包頭]在“探究物體動(dòng)能與質(zhì)量和速度的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,將鋼球從某一高度由靜止釋放,鋼球擺到豎直位置時(shí),撞擊水平木板上的木塊,將木塊撞出一段距離,如圖13-26所示。 圖13-26

11、 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 鋼球質(zhì)量m/g 鋼球下擺高度h/cm 木塊滑行距離s/cm 1 20 30 35 2 40 30 65 3 60 30 (1)本實(shí)驗(yàn)使鋼球獲得動(dòng)能的操作方法是?　　　　　　　　　　　。? (2)從上表數(shù)據(jù)可以看出,實(shí)驗(yàn)中控制了　　　相同,從而探究動(dòng)能與　　　　的關(guān)系。? (3)第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)若不考慮能量損失,鋼球?qū)δ緣K最多可做　　　　J的功;第3次實(shí)驗(yàn)時(shí),木塊被撞后滑出木板無(wú)法記錄數(shù)據(jù),需要重做第三次實(shí)驗(yàn),甲同學(xué)建議換用同樣較長(zhǎng)的木板,乙同學(xué)建議換一個(gè)較大的木塊,丙同學(xué)建議降低鋼球下擺的高度,你認(rèn)為應(yīng)當(dāng)采用　　　　同學(xué)的建議。(g取10 N/k

12、g)? (4)由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象可得出結(jié)論:?　　　　　　　　　　　　　　　。? 17.[2018·嘉興] 2017年12月24日,我國(guó)自主研制的最大水陸兩棲飛機(jī)AG600在廣東珠海首飛成功。AG600可以在地面或水上起飛和降落,20 s內(nèi)可一次汲滿水12 t,主要用于大型滅火和水上救援。已知飛機(jī)空載質(zhì)量為41.5 t,最大巡航速度500 km/h。(g取10 N/kg) (1)為了使飛機(jī)獲得向上的升力,機(jī)翼的上側(cè)做成凸圓形狀而下側(cè)成平面形狀,其科學(xué)原理是　　　　　　　　　　　。? (2)(多選)某次滅火演習(xí)中,AG600蓄滿水后加速起飛,然后以最大巡航速度水平飛往演習(xí)火場(chǎng)的上空,將

13、水箱中的水一次性全部注下。下列有關(guān)說法正確的是　　　　。? A.用水滅火可以降低可燃物的著火點(diǎn) B.加速起飛過程中,飛機(jī)的重力勢(shì)能增加 C.飛機(jī)以最大巡航速度水平直線飛行時(shí),飛機(jī)受到平衡力的作用 (3)在某次水面滑行測(cè)試中,蓄有8.5 t水的飛機(jī),在水面上以36 km/h的速度勻速直線滑行1 min,若滑行過程中所受阻力為總重的0.5倍,則飛機(jī)的牽引力做了多少功?此時(shí)飛機(jī)的實(shí)際功率為多少? 三、計(jì)算題 18.[2018·內(nèi)江]步行是一種簡(jiǎn)易、方便的健身運(yùn)動(dòng),人正常步行時(shí),步距(指步行一步的距離)變化不大,步距還可作為身體上的一把“尺子”。小東測(cè)出自己的步距為0.

14、5 m,他正常步行1 min走了180步。小東根據(jù)自己的腿長(zhǎng)和步距畫出了如圖13-27所示的步行示意圖,對(duì)步行時(shí)重心的變化進(jìn)行了分析,當(dāng)兩腳一前一后著地時(shí)重心降低,而單腳著地邁步時(shí)重心升高,因此每走一步都要克服重力做功。求:(已知小東的質(zhì)量是50 kg,腿長(zhǎng)是65 cm,g取10 N/kg) (1)小東正常步行的速度。 (2)小東每走一步克服重力所做的功。 (3)小東正常步行克服重力做功的功率。 圖13-27 19.[2018·湖州]在拓展課上,小泉同學(xué)模擬某建筑工地上拉動(dòng)工件的情景,設(shè)置了如圖13-28所示的滑輪組。他用該滑輪組在4 s內(nèi)將一個(gè)重為100 N的物體,沿著水平地面

15、勻速拉動(dòng)了2 m。人的拉力為18 N,物體移動(dòng)時(shí)受到地面的摩擦力為物重的0.35倍,不計(jì)繩重及機(jī)械的摩擦。求: 圖13-28 (1)人的拉力所做的功。 (2)人的拉力做功的功率。 (3)動(dòng)滑輪的重力。 四、綜合題 20.[2018·福建B卷改編]航天迷小偉利用自制降落傘模擬返回艙的降落過程,將帶有降落傘的重物從高處釋放,速度增大至10 m/s時(shí)打開降落傘,重物開始減速下落,重物從釋放到落地共用4 s,其v-t圖像如圖13-29所示,落地前最后2 s重物的運(yùn)動(dòng)可視為勻速運(yùn)動(dòng)。打開降落傘后,降落傘和重物受到的空氣阻力f與速度v滿足關(guān)系式f=kvn,k為定值,降落傘和重物的總

16、質(zhì)量為7.5 kg,剛開始減速時(shí)降落傘和重物受到的合外力為225 N,g取10 N/kg。 (1)求落地前最后2 s降落傘和重物的總重力的功率。 (2)試求阻力的表達(dá)式。 圖13-29 21.足夠長(zhǎng)的光滑水平面上,有10個(gè)相同的小球沿直線等間隔均勻分布,總長(zhǎng)度為l,并以相同的速度v0向右運(yùn)動(dòng),如圖13-30甲所示。在小球的正前方有一“加速帶”AB,當(dāng)小球從左端A進(jìn)入加速帶后在水平恒力作用下被加速,直至從右端B離開,小球經(jīng)過加速帶前后速度的變化情況如圖乙所示。已知1號(hào)球剛從B端離開時(shí),4號(hào)球剛好從A端進(jìn)入。不考慮球的大小,請(qǐng)解答下列問題(結(jié)果用已知物理量的字母表示)。 (1

17、)小球在加速帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間T=　　　　。? (2)最終10個(gè)小球分布的總長(zhǎng)度L=　　　　。? (3)已知小球在加速帶上運(yùn)動(dòng)的平均速度為2v0,所受水平恒力為F,試求加速帶對(duì)10個(gè)小球做功的總功率P。 圖13-30 參考答案 1.D　[解析] 杠鈴的重力為G=mg=176 kg×10 N/kg=1760 N,張湘祥的身高約為1.60 m;在挺舉過程中把杠鈴舉高的高度為張湘祥的身高加上0.4 m,即h=1.60 m+0.4 m=2.0 m,在挺舉過程中對(duì)杠鈴做的功W=Gh=1760 N×2.0 m=3520 J,故選D。

18、 2.C　3.C　 4.C　[解析] 由題意知,AB=BC,物體從A到B和從B到C降低的高度相同,且物體的重力不變,由W=Fs=Gh可知,兩個(gè)階段重力做功相等,故A、D錯(cuò)誤;物塊從光滑斜面滑下,速度越來(lái)越快,則通過AB段的時(shí)間大于通過BC段的時(shí)間,由P=Wt可知,P1

19、戰(zhàn)斗姿態(tài)在藍(lán)天下亮相,在豎直上升的過程中,重力和空氣阻力做功,故D錯(cuò)誤。 6.C 7.C　[解析] 彈簧恢復(fù)原狀的過程中,形變量減小,彈簧的彈性勢(shì)能減小,故A錯(cuò)誤;木塊離開彈簧后最終會(huì)停下來(lái),是因?yàn)槭艿侥Σ磷枇Φ淖饔?說明力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),故B錯(cuò)誤;滑動(dòng)摩擦力大小只與壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān),木塊離開彈簧后減速運(yùn)動(dòng)的過程中,水平面對(duì)木塊的阻力不變,故C正確;圖乙中,木塊受到的重力作用在木塊上,而木塊對(duì)水平面的壓力作用在水平面上,這兩個(gè)力沒有作用在同一物體上,因而不是一對(duì)平衡力,故D錯(cuò)誤。 8.C　[解析] 由圖可知,W1=F1s1=300 N×4 m=1200 J,W2=F2

20、s2=200 N×6 m=1200 J,即W1=W2,故A、B錯(cuò)誤;由P=Fv可知,速度相等,F1>F2,則P1>P2,故C正確,D錯(cuò)誤。 9.D　[解析] 由題圖可知,水平使用滑輪組,n=2,拉力端移動(dòng)速度v=2v物=2×0.1 m/s=0.2 m/s,拉力做功的功率P2=F2v=3 N×0.2 m/s=0.6 W,故A正確,不符合題意。不計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F=3F2=3×3 N=9 N,故B正確,不符合題意。物體B做勻速直線運(yùn)動(dòng),水平方向受力平衡;物體B水平方向受滑輪組的拉力F'=2×F2=2×3 N=6 N,受物體A水平向右的摩擦力f

21、B,因此fB=F'=6 N。同時(shí),物體B對(duì)A的摩擦力大小為6 N,方向向左。物體A相對(duì)于地面靜止,則水平方向上受力平衡,由于受到向右的拉力F1=4 N,受到物體B對(duì)其向左的摩擦力6 N,則還需要受到地面向右的摩擦力才能受力平衡,故物體A與地面之間有摩擦力,故C正確,不符合題意。如果增大F2,B對(duì)A的壓力和接觸面的粗糙程度不變,B與A之間的摩擦力不變,A受力不變,還是處于靜止?fàn)顟B(tài),故D錯(cuò)誤,符合題意。 10.C 11.D　[解析] 讓同一小車從同一斜面同一高度由靜止滑下,其一開始具有的重力勢(shì)能是相同的,最后小車在水平面靜止,其機(jī)械能為零,因此,整個(gè)過程中,消耗的機(jī)械能是相同的,故A錯(cuò)誤。小車

22、到達(dá)水平面時(shí)的速度相同,說明一開始的動(dòng)能相同,最后靜止時(shí)動(dòng)能都為零,因此,消耗的動(dòng)能是相同的,與小車運(yùn)動(dòng)的距離無(wú)關(guān),故B錯(cuò)誤。小車運(yùn)動(dòng)過程中,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為自身的內(nèi)能和接觸面的內(nèi)能,因此,小車在毛巾、棉布和木板上運(yùn)動(dòng)的距離不同,每次小車獲得的內(nèi)能也可能不同,故C錯(cuò)誤。由前面的分析可知,小車一開始的機(jī)械能是相同的,其最終克服阻力做功,機(jī)械能變?yōu)榱?機(jī)械能減少的量相同,因此,每次小車克服阻力所做的功相同,故D正確。 12.AD　 13.ACD　[解析] 由圖可以看出,n=3。物體10 s內(nèi)移動(dòng)的距離是s1=vt=0.1 m/s×10 s=1 m,則繩子自由端移動(dòng)的距離為s2=ns1=3×1 m

23、=3 m,故A正確;拉力F做的功為總功其大小是W總=Fs2=30 N×3 m=90 J,則此過程中有用功為W有=W總η=90 J×80%=72 J,故B錯(cuò)誤;拉力F的功率為P=W總t=90J10s=9 W,故C正確;物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力f=W有s1=72J1m=72 N,故D正確。 14.大于　100 [解析] 因?yàn)槲矬w在拉力作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng),對(duì)物體進(jìn)行受力分析可知,受到沿斜面方向向上的拉力F與沿斜面方向向下的摩擦力和重力沿斜面方向向下的分力,三力平衡,故物體受到的拉力大于斜面對(duì)物體的摩擦力;拉力做功的功率為P=Wt=Fst=200N×3m6s=100 W。 15.(1)球陷入沙

24、中的深度　A　(2)質(zhì)量　(3)動(dòng)能 [解析] (1)根據(jù)球陷入沙中的深度可以判斷出球A釋放前的重力勢(shì)能最大。(2)比較A、C兩球可以得出影響重力勢(shì)能大小的因素是物體的質(zhì)量。(3)球在空中下落時(shí),高度減小,重力勢(shì)能減小,速度增大,動(dòng)能增大,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。 16.(1)讓鋼球從高處由靜止擺下　(2)速度　質(zhì)量 (3)0.06　甲 (4)速度一定時(shí),質(zhì)量越大,動(dòng)能越大 [解析] (3)由題意可知,鋼球的重力為G=mg=0.02 kg×10 N/kg=0.2 N,鋼球下降的距離為h=30 cm=0.3 m,鋼球的重力做的功即鋼球獲得的動(dòng)能Ek=Gh=0.2 N×0.3 m=0.06

25、J,則鋼球?qū)δ緣K最多做0.06 J的功;該實(shí)驗(yàn)是在速度一定時(shí),改變物體的質(zhì)量,探究動(dòng)能的大小與質(zhì)量的關(guān)系,動(dòng)能的大小通過木塊移動(dòng)的距離來(lái)反映,因此鋼球的高度和木塊的大小均不能改變,應(yīng)改變木板的長(zhǎng)度,即采用甲同學(xué)的建議。 17.解:(1)氣體流速越大,壓強(qiáng)越小 (2)BC (3)f=0.5G=0.5m總g=0.5(m飛機(jī)+m水)g=0.5×(41.5×103 kg+8.5×103 kg)×10 N/kg=2.5×105 N, 因?yàn)閯蛩僦本€飛行,所以牽引力F=f=2.5×105 N, v=36 km/h=10 m/s, s=vt=10 m/s×60 s=600 m, W=Fs=2.5

26、×105 N×600 m=1.5×108 J。 P=Wt=1.5×108J60s=2.5×106 W。 18.解:(1)小東步行180步的路程s=0.5 m×180=90 m, 步行的速度v=st=90m60s=1.5 m/s。 (2)小東走一步時(shí)重心上升的高度 h=65 cm-(65cm)2-(25cm)2=5 cm=0.05 m, 小東走一步克服重力所做的功 W=Gh=mgh=50 kg×10 N/kg×0.05 m=25 J。 (3)小東走一步所用的時(shí)間為t'=60s180=13 s, 小東正常步行克服重力做功的功率為P=Wt'=25J13s=75 W。 19.解:(

27、1)由圖可知,n=2,則繩端移動(dòng)的距離 s繩=ns物=2×2 m=4 m, 人的拉力所做的功W=Fs繩=18 N×4 m=72 J。 (2)拉力做功的功率P=Wt=72J4s=18 W。 (3)因?yàn)槲矬w移動(dòng)時(shí)受到地面的摩擦力為物重的0.35倍, 所以物體受到的摩擦力f=0.35G=0.35×100 N=35 N, 因物體勻速移動(dòng)時(shí)處于平衡狀態(tài),物體受到的拉力F拉和摩擦力是一對(duì)平衡力, 所以,滑輪組對(duì)物體的拉力F拉=f=35 N, 不計(jì)繩重及機(jī)械的摩擦,由F=1n(G動(dòng)+F拉)可得,動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)=nF-F拉=2×18 N-35 N=1 N。 20.解:(1)降落傘和重物的總

28、重力 G=mg=7.5 kg×10 N/kg=75 N, 由圖可知,落地前最后2 s,降落傘和重物的下降速度是5 m/s, 則最后2 s下降的高度h=v2t=5 m/s×2 s=10 m, 這段時(shí)間重力做功W=Gh=75 N×10 m=750 J, 這段時(shí)間重力做功的功率P=Wt=750J2s=375 W。 (2)勻速下落時(shí),降落傘和重物受到的摩擦力等于重力,f=G=75 N。 剛開始減速時(shí)降落傘和重物受到的合外力大小F=f1-G, 則f1=F+G=225 N+75 N=300 N。 剛開始減速時(shí)f1=kv1n=k×(10 m/s)n=300 N①, 勻速下落時(shí),f=kv2n=k×(5 m/s)n=75 N②, 聯(lián)立①②解得n=2,k=3 N·s2/m2,所以阻力的表達(dá)式為f=3 N·s2/m2×v2。 21.解:(1)l3v0 (2)3l (3)加速帶的長(zhǎng)度s=v平均T=2v0×l3v0=23l, 加速帶對(duì)10個(gè)小球做的總功W=10Fs=10×F×23l=20Fl3, 加速帶對(duì)10個(gè)小球做功的總時(shí)間t總=lv0+T=lv0+l3v0=4l3v0, 加速帶對(duì)10個(gè)小球做功的總功率P=Wt總=20Fl34l3v0=5Fv0。 12