初中科学物理功和能提分题附答案和详细解析.docx
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初中科学物理功和能提分题附答案和详细解析
初中科学功和能提分题
都是难度较大的题目，附答案和详细解析
题号
一
二
三
四
五
总分
得分
一、选择题（本大题共2小题，共8.0分）
1.如图所示，是体能测试中掷出的实心球运动的情景，下列说法正确的是（）
2.
A.实心球离开手后继续前进，是由于受到惯性的作用
B.实心球在b点时，处于平衡状态
C.实心球从b点运动到c点的过程中，动能转化为重力势能
D.从a点运动到b点的过程中，实心球的惯性大小不变，速度逐渐减小
3.“模拟实验”是一种常用的科学研究方法，以下不属于该研究方法的是（）
A.
B.
C.
D.
二、填空题（本大题共7小题，共42.0分）
4.蹦极是一项极限体育运动，如图所示，A点最高点、B点为弹性绳自然伸长的位置，蹦极人在C点受弹性绳的弹力与自身重力相等，D点是能下落到的最低点．在蹦极人从A点下落到D点的过程中， （填“B”、“C”或“D”）点动能最大，在这个过程中，减小的重力势能都转化为 能（不计空气阻力）。
5.
6.如图所示，一根原长为L的轻弹簧，竖直放置，一个质量为的m的小球在弹簧的正上方从距地面高为H处自由下落并压缩弹簧。
若弹簧的最大压缩量为X，不计空气阻力和摩擦，则小球的机械能__________（填“守恒”或“不守恒”），小球动能的变化量为_________，弹簧弹性势能的增加量为____________。
7.如图所示，重为120牛的物体A置于粗糙的水平地面上，用两个滑轮按图连接，当水平拉力F为30牛时，物体A恰能匀速前进，则A受到的摩擦力为________牛（绳和滑轮的质量及它们之间的摩擦都不计，下同）。
若物体A前进1米所用的时间为10秒，拉力F做功的功率为________瓦。
8.如图甲所示，在探究“不同物质吸热能力”的实验中
（1）在两个相同的烧杯中加入初温相同、________相同的水和煤油（ρ水＞ρ煤油）。
选用相同电加热器的目的是：
使水和煤油在相同时间内________。
（2）水和煤油温度随时间变化的图象如图乙所示
①根据图甲可判断出b物质是________。
②根据图乙可判断出________吸热能力强（填a或b）。
9.汽车是我们最熟悉的交通工具之一。
汽油机是汽车内的动力装置，通过汽油在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气，推动活塞做功。
如图甲所示是汽油机的 冲程，能量转化过程为 。
在乙、丙两图所示的实验中，与该冲程能量转化相同的是 。
10.如图为农用扬场机的示意图，谷物脱粒后，谷粒、糠皮及少量碎石的混合物在快速转动的转轮W和皮带B的带动下被抛出，谷粒、糠皮、碎石落地的远近不同，形成1、2、3三堆，从而达到分离的目的。
其中3是 。
其分离的原因是（从能量的角度分析）：
。
11.如图所示是一个传送带，A、B轮转动带动物体C向右上方匀速运动，物体C没有在皮带上发生滑动，皮带与轮之间不打滑，该过程物体C受到的力中不做功的有 __ _ （填力的名称）；该物体斜向上运动的过程中，物体C的机械能是否守恒？
理由是__ _______________ 。
三、实验探究题（本大题共2小题，共16.0分）
12.小敏做“探究小灯泡的亮度与电功率的关系”实验时，观察到小灯泡上标有“2.5V”的字样，灯的额定功率小于1W，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样，而电源上却看不到电压值。
（1）开关断开，连接好电路，如图甲所示，但电路连接中存在一处错误，请在图上改动一根导线的一个连接处，将电路连正确（要求：
滑动变阻器滑片向左滑时灯泡变亮）。
（2）正确连接电路后，按要求操作，闭合开关时电压表和电流表示数如图乙所示，他很快就计算出电源电压为________V，实验中，测得通过灯泡电流与加在灯两端电压的关系如图丙。
（3）继续训节滑动变阻器滑片，小灯泡发出耀眼的白光后突然熄灭，他会观察到电压表指针________（选填字母）。
A．回到0刻度 B．达到满刻度 C．超过满刻度
（4）完成实验后，同组的小旦在原电路上，只改变了电压表的位置测出了灯泡的额定功率，如图丁所示（电源电压不变）。
实验中，在不改变电表连线状况、不损坏用电器的前提下，滑动变阻器可调节的范围是________（保留两位小数）。
13.小明骑自行车上学途中，要经过一段上坡路。
他思考：
物体冲上斜坡的最大距离可能与哪些因素有关呢？
（1）他发现车子的初始速度越大，冲上斜坡的最大距离就越长。
这是因为车子的初始速度越大，它的初始动能也越大，上坡过程中增加的 __________ 就越大。
（2）他进而又提出两个猜想：
猜想一：
物体冲上斜坡的最大距离可能与物体的质量大小有关；
猜想二：
物体冲上斜坡的最大距离可能与斜坡的倾角大小有关。
为了验证猜想一，他将与水平面平滑连接的长木板以一定的倾角θ固定，如图所示。
实验时为了让不同质量的小木块以相同的初始速度滑上长木板，请你写出利用该装置进行实验时的操作要点是：
________________ 。
（3）在验证猜想二的实验中，小明让一木块以相同的初始速度分别滑上不同倾角的长木板，测得的数据记录如表：
根据表中数据，可知木块向上滑行的最大距离s与倾角θ的定性关系是 __________ 。
四、分析计算题（本大题共8小题，共64.0分）
14.如图所示，重为50N的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动。
已知滑轮组机械效率为80%，物体运动的速度为1m/s，则
（1）物体受到的摩擦力为_______N。
（2）拉力F做功的功率为_______W
（3）在10s内机械所做的有用功多少焦？
15.如图甲所示中，一圆柱体置于水平桌面上，其体积为160cm3，高为10cm，用弹簧测力计拉着这个物体从图所示位置开始向上缓慢提升，其示数F与弹簧测力计顶端上升高度h之间的关系如图乙所示。
求：
（1）当弹簧上端上升1cm时，圆住体对桌面的压强是_ __Pa；
（2）整个过程中拉力对圆柱体做了_ __焦的功；
（3）将该物体完全浸入水中时，弹簧测力计的示数为多少？
（列式计算）
16.小明设计了一个公厕中的自动冲刷厕所的水箱。
这种水箱能把自来水管持续供给的较小流量的水储备到一定量后，自动开启放水阀，这样就可用较大水量冲刷便池中的污物。
下图为这种水箱的结构示意图，已知水箱底为边长a=40cm的正方形，A是面积S1为50cm2的圆形放水阀门，其质量和厚度均可忽略不计，且恰好能将排水管口及连杆与浮子B相连，连杆的长度h0=10cm。
浮子B是一外部面积S2与A的面积S1相等、高H＝30cm、质量m=0.4kg的空心圆柱体，设水箱每次放水都能将水箱中的水全部放净，试通过计算说明：
（1）水箱体至少多高，水才不会从水箱上部溢出？
（2）如果自来水管的流量为0.2m3/h，该水箱某次放水结束到下次开始放水的时间间隔为几分钟？
17.快走是一种简易的健身运动，与跑步相比，跑是双脚有腾空的动作，而走路始终有一条腿在地面支撑身体，走路时做的功相对较小，消耗的能量也更少。
（1）小华根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步行示意图，对步行时重心的变化进行了分析，当两脚一前一后着地时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。
如果小华的质量为60kg，请根据图中小华测量的有关数据，计算他每走一步克服重力所做的功。
（2）小华测出自己的步距为0.5m，他从教学楼的一端走到另一端，共走了90步，如果这个过程用时40s，则他的步行功率是多少？
（3）资料表明，人步行时消耗的能量大于克服重力所做的功。
请你分析一下，人步行时还在哪些方面消耗能量？
（写出两条）
18.如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。
已知货物的质量为600kg，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，滑轮组的机械效率为75％。
若人以0.5m/s的速度匀速前行，经100s将货物拉出仓库，g取10N/kg,。
求在此过程中：
（1）人做的有用功为多大？
（2）人的拉力为多大？
（3）人拉力的功率为多大？
19.《都市快报》“好奇实验室”选择了iPhone6S和华为P9这两款手机，进行了进水的极限体验测试，将这两部手机同时浸入1.2米深池水底部，看谁先黑屏？
测试结果如表所示。
两部手机捞出后，经过擦干、埋在大米中4天等处理，华为P9神奇复活，各项操作一切正常，而iPhone6S一直没有任何反应。
时间
iPhone6S
华为P9
32秒
跳出关机界面
正常待机
3分18秒
黑屏，闪光灯自动打开
正常待机
6分25秒
黑屏，闪光灯亮
闪光灯打开
8分01秒
黑屏，闪光灯亮
闪光灯关闭
19分29秒
黑屏，闪光灯亮
黑屏
手机型号
iPhone6S
华为P9
电池容量
1420mAh
2100mAh
输出电压
4V
4V
（1）两款手机入水后闪光灯均自动打开，你认为可能的原因是 （写出一种）。
（2）假若在水中的华为P9电池因遇水发生短路，电池总能量的50%转化为内能，而这些内能全部被水吸收，那么池水吸收了多少热量？
（不考虑其他散热情况。
）
20.两轮自平衡电动车作为一种新兴的交通工具，倍受年轻人的喜爱（如图所示）。
下表是某型号两轮自平衡电动车的主要技术参数。
（1）若电动机以额定功率工作，求锂电池充足一次电最多可骑行的时间（精确到0.1）?
（2）锂电池充足电后，电动车在平直的公路上匀速行驶，受到的平均阻力为96N，最多能连续行驶17.28km，求电动车工作的效率。
21.20XX年6月20日，丽水市有史以来单项投资最大的项目——缙云抽水蓄能电站获省发改委批准建设。
抽水蓄能电站的工作原理（如图）：
在用电低谷时，电站利用电网多余电能把水抽到上水库中，到用电高峰时，再利用上水库中的水发电。
该电站设计年总发电1.8×109千瓦时，总装机容量1.8×109瓦，由6台可逆式抽水蓄能机组组成。
抽水蓄能机组放水发电阶段的效率为90%，抽水蓄能阶段的效率为91.5%。
上水库库区为天然高山盆地，有效库容为7.86×106米3；下水库为河道型水库，有效库容为7.81×106米3；上、下水库落差约为600米。
（上水库库区的其他水源忽略不计，计算结果保留一位小数，g=10牛/千克）
（1）该电站设计年总抽水消耗电能 1.8×109千瓦时（填“小于”、“等于”或“大于”）；
（2）该抽水蓄能电站一年的发电量，相当于完全燃烧煤气约 吨 （煤气的热值为4.2×107焦/千克）;
（3）按设计的年总发电要求，这6台可逆式抽水蓄能机组发电相当于要共同连续工作 天；
（4）若将下水库中的有效库容的水全部抽到山顶的上水库，需要消耗的电能是多少？
五、解答题（本大题共1小题，共10.0分）
22.光滑斜面甲与水平面AB平滑连接，从斜面甲高H处静止释放小球，小球运动到B点静止，如图甲，在AB上的C点平滑拼接另一光滑斜面乙。
已知AB=3AC，如图乙，回答下列问题：
（1）如果小球从斜面甲高H处静止释放，说明小球在乙斜面到达的最大高度h与H的数量关系 。
（2）要使小球在乙斜面上到达的最大高度变为3h，小球应在甲斜面上 高处静止释放。
答案和解析
【答案】
1.D2.C
3.C 弹性势能
4.不守恒 0 mg（H-L+X）
5.60 6
6.
（1）质量 吸收相同的热量
（2）①煤油
②a
7.压缩 机械能转化为内能 丙
8.碎石 当速度相同时，质量越大，动能越大
9.支持力 否，物体匀速运动，所以物体C的动能不变，物体的位置升高，物体C的重力势能增大，机械能总量增加
10.
（1）将与滑动变阻器连接的线从在电压表“－”上的线改接在“3”上（或灯泡右端），如图
；
（2）4.5V；（3）C；（4）6.25Ω～11.54Ω。
11.
（1）势能（或重力势能）
（2）让木块在轨道同一高度由静止释放
（3）随倾角θ的增大，木块上滑的最大距离s先减小后增大
12.
（1）12N
（2）15W
（3）解：
在10s内机械所做的有用功W=fs=fvt=12N×1m/s×10s=120J；
答：
在10s内机械所做的有用功为120J。
13.
（1）3750
（2）0.48
（3）解：
将该物体完全浸入水中时，
物体受到的浮力：
F浮=ρ水gV排=ρ水gV物=1×103kg/m3×10N/kg×160×10-6m3=1.6N
由称重法测浮力的公式F浮=G-F示可得，
弹簧测力计的示数：
F示=G-F浮=8N-1.6N=6.4N
答：
将该物体完全浸入水中时，弹簧测力计的示数为6.4N。
14.解：
（1）已知：
h0=10cm=0.1m，d2=8cm=0.08m，m=0.4kg，ρ水=103kg/m3，d1=8cm=0.08m，g=10N/kg；
设水箱中水面高度为h时，连杆对阀门A的拉力为T，此时阀门刚好可被拉开；
此时浮子B浸入水中的深度是：
h-h0，
排开的水的体积是：
受到的浮力：
对浮子B根据平衡条件有：
…①
即：
…②
对放水阀门A根据杠杆的平衡条件有：
即：
…③
联立②③式可解得：
h≈0.36m；
所以水箱体的高度要至少为0.36m；
（2）已知：
边长l=40cm，Q=0.2m3/h；
当水位达到设计高度时，水箱内水的体积为：
，
自来水管的流量Q=0.2m3/h 蓄满一箱水所用时间
所以，水箱放水的时间间隔约17min；
答：
（1）水箱体至少0.36m，水才不会从水箱上部溢出；
（2）如果自来水管的流量为0.2m3/h，该水箱某次放水结束到下次开始放水的时间间隔约为17分钟。
15.
（1）在直角三角形中，
∵a2+b2=c2
∴重心升高的高度
克服重力做的功为W=Gh=mgh=60kg×10N/kg×0.05m=30J。
（2）每走一步克服重力所做的功为30J，所以走90步做功：
W=30J×90=2700J
。
（3）四肢的运动要消耗能量；身体肌肉的收缩和拉伸要消耗能量；心脏推动血液循环要消耗能量；人体向外散热要消耗能量（任选两条）
16.解：
（1）人移动的距离：
s=vt=0.5m/s×100s=50m，
∵使用该滑轮组，n=2，
∴货物移动的距离：
，
货物重：
G=mg=600kg×10N/kg=6000N，
∵货物受到的摩擦力为其重力的0.1倍，
∴货物受到的摩擦力：
f=0.1G=0.1×6000N=600N，
人做的有用功：
W有用=fs′=600N×25m=1.5×104J；
（2）∵
∴
，
又∵W总=Fs，
∴拉力大小：
；
（3）拉力做功功率：
．
答：
（1）人做的有用功为1.5×104J；
（2）人的拉力为400N；
（3）人拉力的功率为200W。
17.
（1）原因一、水是导体，在开关处连通了电路，使闪光灯打开
原因二、液体内部有压强，在液体压强的作用下，开关连通，就像用手触摸
（2）解：
W=UIt=4V×2.1A×3600s=30240J
Q=30240J×50%=15120J。
答：
池水吸收了15120J热量。
18.解：
（1）锂电池充足一次电储存的电能：
W电=UIt=48V×12A×3600s=2.0736×106J，
由
可得，最多可骑行的时间：
；
（2）电动车在平直的公路上匀速行驶处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
则牵引力F=f=96N，
牵引力做的功：
W=Fs=96N×17.28×103m=1.65888×106J，
电动车工作的效率：
；
答：
（1）锂电池充足一次电最多可骑行的时间为5924.6s；
（2）电动车工作的效率为80%。
19.
（1）大于
（2）1.5×105
（3）41.7
（4）解：
若将下水库中的有效库容的水全部注到山顶的上水库需要克服重力做功
WG=mgh=ρVgh=4.69×1013J
考虑到抽水蓄能阶段的效率，则消耗电能
答：
需要消耗的电能是5.1×1013J。
20.
（1）
（2）
【解析】
1.【分析】
本题的综合性较强，包括惯性现象、平衡状态的判断、动能与重力势能的转化等，要求我们对相关知识有一个熟练的掌握。
惯性是物体保持原来的运动状态的性质，其大小只与质量有关；物体只有处于静止状态或匀速直线运动状态时，才称为平衡状态；动能的影响因素是质量和速度，重力势能的影响因素是质量和高度。
【解答】
A、实心球离开手后继续前进，是由于球具有惯性，而不能说是受到惯性的作用，因为惯性不是力，故A错误；
B、实心球在b点时，不是静止也不是匀速直线运动，所以不是处于平衡状态，故B错误；
C、在实心球从b点运动到c点的过程中，高度降低、速度增大，重力势能转化为动能，故C错误；
D、实心球从a点运动到b点的过程中，质量不变，因此实心球的惯性大小不变，在实心球从a点运动到b点的过程中，动能转化为重力势能，高度增加、速度减小，故D正确。
故选D。
2.略
3.【分析】
本题与弹簧类型问题相似，关键是分析物体的受力情况，确定物体的运动情况，将物体的运动分为三个过程，分别运用牛顿运动定律研究。
运动员下降的过程中，弹性绳未伸长前运动员做自由落体运动，弹性绳开始伸长后，弹力逐渐变大，运动员受到重力和弹力的合力先变小后反向变大，当合力向下时加速，合力向上时减速。
【解答】
运动员下降的过程中，弹性绳未伸长前运动员做自由落体运动，弹性绳开始伸长后，弹力逐渐变大，运动员受到重力和弹力的合力先变小后反向变大，当合力向下时加速，合力向上时减速；
当拉力等于重力时，速度最大，动能最大。
即人到达C点时动能最大；
人到达D点时，弹性绳伸长最长，弹性绳的弹性势能最大，开始的重力势能全部转化成弹性势能。
故答案为：
C 弹性势能。
4.【分析】
解决该题关键要清楚小球的运动过程和运用功能关系求解，什么力做功量度什么能的变化要能够对应。
分析小球的运动过程，找出初末状态；
根据重力做功量度重力势能的变化，运用动能定理求出弹簧弹力做功，根据弹簧弹力做功量度弹性势能的变化。
【解答】
小球下落的整个过程中，开始时速度为零，结束时速度也为零，
所以小球动能的增量为0；
小球下落的整个过程中，重力做功WG=mgh=mg（H+x-L）
根据重力做功量度重力势能的变化WG=-△Ep得：
小球重力势能的增量为-mg（H+x-L）；
根据动能定理得：
WG+W弹=0-0=0
所以W弹=-mg（H+x-L）
根据弹簧弹力做功量度弹性势能的变化W弹=-△Ep得：
弹簧弹性势能的增量为mg（H+x-L）；
在整个过程中，小于的机械能不守恒。
故答案为：
不守恒 0 mg（H-L+X）。
5.明确滑轮组是水平放置，拉力f是克服摩擦力做功，不是克服重力做功，找出绕过动滑轮的绳子的股数n，确定摩擦力和拉力的关系。
根据绳端距离与物体移动距离的关系求出绳子自由移动的距离，在求出拉力f所做的功w，最后求出拉力的功率。
由图可知，该滑轮为动滑轮，n=2，物体A匀速前进，故F=1/2f,故摩擦力为60N。
S=1m，n=2，则S绳=2m。
V=S/t=1m/10s=0.1m/s,P=Fv=60N×0.1m/s=6w
故答案为 60 6
本题是有关滑轮组的计算，考察了滑轮组的省力特点应用，关键是能够正确分析承担拉力的绳子段数，搞清绳端拉力与动滑轮拉力的关系。
6.【分析】
本题考查了不同物质吸热能力与什么因素有关，及能够利用控制变量法分析实验数据的能力。
（1）两个相同的酒精灯对其加热，加热时间多，放出的热量就多，相应受热物质吸收的热量就多；
（2）①不同的物质质量相同时，物质的体积与密度成反比；②在质量相同、升高相同的温度时的不同物质，吸收的热量多的物质，其吸热能力强。
【解答】
（1）在两个相同的烧杯中加入初温相同、质量相同的水和煤油，实验中选用相同电加热器的目的是：
使水和煤油在相同时间内吸收相同的热量；
（2）①图甲中可知：
Va＜Vb，
∵ρ水＞ρ煤油，
∴根据
可知：
质量相同时，V水＜V煤油，
∴可判断出b物质是煤油；
②根据图乙可知：
在质量、升高相同的温度时，a物质的加热时间长，说明a物质吸收的热量比乙物质吸收的热量多；所以物质a的吸热能力强。
故答案为：
（1）质量 吸收相同的热量；
（2）①煤油；②a。
7.【分析】
（1）解决此题要知道内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，其中在做功冲程中，是内燃机的内能转化为机械能，在压缩冲程中是机械能转化为内能；
（2）做功改变物体内能的实质是能量的转化，具体来说是内能和机械能的相互转化。
对物体做功，物体的内能增加，温度升高；物体对外做功，物体的内能减少，温度降低。
此题是通过内燃机的工作原理和课本中的实验来理解它们之间的关系，是一道比较简单的实验题，掌握热机的工作原理，学会变通。
【解答】
甲图两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，压缩冲程是把机械能转化为内能的过程；
乙图瓶内气体体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能；
丙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程。
由以上分析可以看出：
图甲是汽油机的压缩冲程，它是将机械能转化成内能，与此原理相同的是丙图所示的演示实验。
故填：
压缩；机械能转化为内能；丙。
8.【分析】
考查的是动能影响因素知识的应用，虽说比较简单，但是大多数学生没见过，比较抽象，不好理解。
谷粒和壳屑被扬向空中时的速度相同，由于密度不同造成质量不同，所以动能不同，动能大的就克服阻力运动的远，从而把它们分开。
【解答】
谷物脱粒后，谷粒、糠皮及少量碎石的混合物在快速转动的轮形和皮带的带动下被抛出，此时谷粒、糠皮及碎石的速度相同，由于碎石的质量最大，糠皮的质量最小，所以碎石的动能最大，克服阻力运动的最远，糠皮动能最小克服阻力运动最近，谷粒介于它两个之间，即抛出时动能不同的缘故。
故答案为：
碎石 当速度相同时，质量越大，动能越大。
9.【分析】
本题解答的关键是会对物体进行受力分析，知道做功的两个必要条件，同时会根据动能与重力势能的变化，判断机械能是否守恒。
①对物体进行受力分析，判断物体所受力是否做功．若物体在力的作用下，沿力的方向运动了一段距离，我们才说这个力做了功；
②机械能等于动能与势能之和，根据动能和重力势能的变化可判断机械能是否守恒。
【解答】
货物随传送带一起匀速斜向上运动，受到重力、支持力和摩擦力的作用，如
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