届中考物理第十一章功和机械能课时作业高效提能.docx
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届中考物理第十一章功和机械能课时作业高效提能
第十一章功和机械能课时作业高效提能
一、选择题
1.（2017·盐城质检）奥运举重冠军陈小敏在比赛时,第一阶段她把100kg的杠铃很快地举过头顶,第二阶段使杠铃在空中停留了3s,三名裁判都亮出了白灯,举重成功。
关于她举重时对杠铃做功的情况,下列说法正确的是 （ ）
A.第一阶段运动员没有做功
B.第二阶段运动员没有做功
C.两个阶段运动员都做了功
D.两个阶段运动员都没有做功
【解析】选B。
本题考查了力是否做功的判断。
第一阶段她把100kg的杠铃很快地举过头顶,力的方向向上,距离也向上,故第一阶段运动员做了功;第二阶段使杠铃在空中停留了3s,只有力,没有距离,故第二阶段运动员没有做功;故A、C、D错误,B正确。
故选B。
2.（2017·惠城区质检）九年级同学小明家住5楼,一天,他从1楼走到家里,在此过程中,下列估算合理的是 （ ）
A.爬楼做的功约200J
B.爬楼做的功率约为30W
C.爬楼做的功约6×103J
D.爬楼做的功率约为1×103W
【解析】选C。
本题考查生活中功、功率的估算。
小明重约G=500N,住宅楼的楼层高大约3米,家住5楼,小明实际爬楼高度h=3m×4=12m,爬楼时提升自己体重大约做功W=Gh=500N×12m=6×103J,故A错误、C正确;从1楼到5楼大约1min,则他爬楼做功的功率P总=
=
=1×102W,故B、D错误。
故选C。
3.（2017·宿迁质检）如图是小球从某高度处由静止下落h过程的路程与时间关系图,图中,描述重力对该球做功大小与时间关系正确的图象是 （ ）
世纪金榜导学号59944145
【解析】选C。
本题考查做功公式的应用,关键是根据图象得出下落高度的变化量随时间的变化。
小球重力做功W=Gh,小球的重力不变,因此重力对小球做的功W=Gh只与小球的下落高度有关;由题干提供的h-t图象可知:
单位时间内小球下落的高度越来越大;所以单位时间内重力对该球做功也越来越多。
故选C。
4.（2017·海安质检）如图所示是小明用弹弓发射石子的情景。
橡皮筋被拉的长度相同,石子质量不同,质量小的石子射出的距离往往大于质量大的石子。
对于石子离开弹弓时的动能、势能的几种说法中,正确的是 （ ）
A.它们的势能相同 B.它们的动能相同
C.质量大的动能大D.质量小的动能大
【解析】选B。
本题考查弹性势能的影响因素、弹性势能和动能的相互转化。
由于高度相同,所以质量大的石子的重力势能大,故A错误;橡皮筋弹性势能的影响因素是橡皮筋发生形变的程度;当“石子”射出时,“石子”具有的动能是橡皮筋的弹性势能转化来的,橡皮筋被拉的长度相同,说明橡皮筋的弹性势能相同,在理想的情况下,转化成的动能也相同,故B正确,C、D错误。
故选B。
5.滑雪比赛过程中运动的轨迹如图所示,不计空气阻力,下列说法正确的是 世纪金榜导学号59944146（ ）
A.从a点向b点运动过程中,重力势能全部转化为动能
B.在c和a点动能都为0,但c点重力势能小于a点
C.从c点下落到d点过程中,重力势能转化为动能
D.在a点和e点都处于静止状态,因此机械能相等
【解析】选C。
本题考查机械能的转化。
从a点向b点运动过程中,重力势能大部分转化成动能,因为有滑动摩擦,少部分转化成内能,故A错误;在a点速度为零,说明动能为零,但c点速度不一定为0,因为高度不同,所以,重力势能就不相同,故B错误;从c点下落到d点过程中,重力势能转为动能,故C正确;在a点和e点,因为高度不同,所以,重力势能就不相等,因此机械能不相等,故D错误。
6.（2017·广州质检）一重500N的学生背着重20N的书包从一楼上到三楼后沿水平阳台匀速行走了10m到达教室,整个过程用了5min,每层楼3m高,则该同学在整个过程中正确的是 （ ）
A.爬楼的过程中人的机械能不断增加
B.该同学对书包所做的功为320J
C.该同学对书包所做的功为3120J
D.该同学对书包所做的功的功率约为1.3W
【解析】选A。
本题考查机械能的影响因素及功、功率的计算。
匀速爬楼的过程中,人的质量不变,速度不变,高度增加,所以动能不变,重力势能增加;因为机械能等于动能和势能之和,所以爬楼的过程中人的机械能不断增加,故A正确;书包的重力为20N,爬楼的高度为:
h=2×3m=6m,所以该同学对书包所做的功为W=Gh=20N×6m=120J,故B、C错误;爬楼的时间为t=5min=300s,所以该同学对书包所做的功的功率为:
P=
=
=0.4W,故D错误。
故选A。
二、填空题
7.（2017·宜兴质检）青少年在安静思考问题时,心脏推动血液流动的功率约为1.5W,则你在考试10分钟内,心脏做功约为________J,用这些功可以将一个质量为50kg的物体匀速举高________m。
（g取10N/kg）
【解析】本题考查功、功率的相关计算。
由P=
得:
在考试的10分钟内心脏做功W=Pt=1.5W×10×60s=900J;提升物体重G=mg=50kg×10N/kg=500N,由W=Gh可知用这些功提升物体的高度h=
=
=1.8m。
答案:
900 1.8
8.如图是2016年的中秋之夜,“长征二号”FT2运载火箭成功发射“天宫二号”空间实验室时的壮观情景。
（1）火箭发射升空时,燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的内能,再转化为火箭的________能,火箭升空过程中动能将________。
（2）飞船在轨道上从近地点到远地点运行的过程中,飞船的势能________,速度________。
（均选填“变大”“变小”或“不变”）
【解析】本题考查机械能的转化。
（1）火箭发射升空时,燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的内能,再转化为火箭的机械能,火箭升空过程中,速度变大,动能将变大。
（2）飞船在轨道上从近地点到远地点运行的过程中,飞船的高度增大,势能变大,速度变小,动能变小。
答案:
（1）机械 变大
（2）变大 变小
9.（2017·扬州质检）如图所示,一小球在点1静止释放,经过最低点2,上升到最高点3后返回。
在此过程中,小球在点________的位置重力势能最大,在点________的位置动能最大,在点________的位置机械能最大。
从点1到点3摆动的过程中,小球受到的重力对小球________（选填“做”或“不做”）功,细绳对小球的拉力________（选填“做”或“不做”）功。
世纪金榜导学号59944147
【解析】本题考查动能和重力势能的概念及影响其大小的因素,力是否做功的判断等。
读图可知,小球在摆动的过程中,小球在点1的位置最高,所以重力势能最大;在点2的速度最快,所以动能最大;由于机械能在转化的过程中,会有一部分转化为内能,所以一开始时的机械能是最大的,即在点1的位置机械能最大。
从点1到点3摆动的过程中,小球受到重力的作用,且在重力方向上通过了距离,因此重力对小球做功;细绳对小球的拉力方向与小球运动的方向垂直,故细绳对小球的拉力不做功。
答案:
1 2 1 做 不做
10.（2017·宝应质检）在探究“汽车的速度”的实验中,甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的图象分别如图
（1）、
（2）所示。
由图可知,甲车的动能__________（选填“大于”“小于”或“等于”）乙车的动能;经过相同的时间,甲、乙两车牵引力做的功之比为__________。
（空气阻力忽略不计）
【解析】本题考查动能影响因素和速度、功计算。
由图象知,甲的速度为v甲=
=
=5m/s,乙的速度为v乙=3m/s,已知两车完全相同,所以质量相同;因为甲的速度大于乙的速度,所以甲的动能大于乙的动能;在匀速直线行驶过程中,F甲=F乙=f,因为W=Fs,v=
所以,相同时间牵引力做的功之比为:
=
=
=
=
=
。
答案:
大于 5∶3
11.如图所示,a、b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线（不计空气阻力）,其中________是“动能—高度”关系图线,小石块上升的最大高度为________m,小石块在最高点时的机械能为________J。
【解析】本题考查图象的认识。
在小石块抛出上升过程中,高度增加,重力势能增大,速度减小,动能减少,动能转化为重力势能,因不计空气阻力,小石块的机械能守恒,故a是“动能—高度”的关系图线,且上升的最大高度为4m,此时机械能为2J。
答案:
a 4 2
【方法归纳】分析动能与势能相互转化的一般步骤
（1）明确要研究对象和所要研究的过程。
（2）根据物体在初始状态的位置、速度、形变情况,确定物体具有的动能、势能。
（3）根据物体在最终状态的位置、速度、形变情况,确定物体具有的动能、势能。
（4）分析运动过程中是否受摩擦力,如果不考虑摩擦力,动能与势能总和不变,一种能量减少,另一种能量增加,能量发生相互转化。
三、实验探究题
12.引体向上是体能测试项目之一,做引体向上时双臂的拉力使身体上升做功。
请设计一个实验方案测出某同学做5次引体向上的功率（假设每次身体提升的距离都为h）。
要求写出简要的实验过程和计算功率的表达式。
（1）实验过程:
_____________________。
（2）功率表达式:
P=_____________________。
（用测量的物理量符号表示）
【解析】本题考查对功率公式和做功公式的理解和掌握以及利用功率公式设计实验方案解决实际问题的应用能力。
要测某同学做引体向上的功率,根据公式P=
可知,只要测出双臂的拉力对身体做的功和做功需要的时间即可;双臂拉力对身体做的功,就是克服自身重力做的功,根据W=Gh和G=mg可知,只要测出人的质量,身体向上移动的高度即可。
答案:
（1）①用体重计测出人的质量m;②用刻度尺测出一次引体向上身体提升的高度h;③用秒表测出做5次引体向上的时间t
（2）
=
13.（2017·泰兴质检）小明猜想:
动能的大小可能与物体的质量和速度有关,因此,他设计了如下两种实验方案:
A.让同一辆小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑,与放在水平面上的木块相碰（如图甲所示）。
B.让不同质量的小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑,与放在水平面上的木块相碰（如图乙所示）。
上述两种实验方案中:
（1）A方案是为了探究动能大小与________的关系。
该方案中,让同一辆小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑,从而改变小车到达斜面底端速度,从能量转化的角度来看,这样做的理论依据是_________________________。
（2）实验中可以通过比较________________________,来比较碰撞前小车动能大小,理论依据是_________________________。
（3）B方案是探究动能大小与质量的关系,该方案是否合理?
________;理由是___
________________________________________________。
（4）B方案中________比较碰撞前小车动能大小（选填“能”或者“不能”）。
【解析】本题考查探究动能大小与什么因素有关的实验。
（1）实验中,让小车处在不同的高度,反映了速度不同,这样设计是为了研究动能与速度的关系;该方案中,让同一辆小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑,从而改变小车到达斜面底端的速度,从能量转化来看,这样做的理论依据是小车的重力势能转化为小车的动能。
（2）实验中可以通过比较木块被撞击后移动的距离,来比较碰撞前小车动能的大小,理论依据是木块被撞击后移动的距离越远,小车的动能越大。
（3）要探究动能大小与质量的关系,应该控制小车的速度相同,让小车从斜面的同一高度滑下,故B方案不合理。
（4）因为实验中是通过比较木块被撞击后移动的距离,来比较碰撞前小车动能的大小的,故B方案中能比较碰撞前小车动能大小。
答案:
（1）速度 小车的重力势能转化为小车的动能
（2）木块被撞击后移动的距离 木块被撞击后移动的距离越远,小车的动能越大
（3）不合理 没有控制速度相同 （4）能
14.（2017·射阳质检）在探究重力势能的大小与哪些因素有关的活动中,有质量关系为mA=mB（1）实验时,木块的释放位置应在木桩的________,释放木块时应________（选填“轻轻释放”或“用力下压”）。
（2）比较A、B两木块将桩打入沙坑的深度,可以得出的结论是:
物体的________一定时,物体的高度越大,具有的重力势能就越大。
（3）小云根据B、C两木块将桩打入沙中的深度相同,说明物体重力势能的大小与质量无关,小云的观点是________（选填“正确”或“错误”）的,理由是______
______________________________________________。
【解析】本题考查探究影响重力势能大小因素的实验。
（1）木块释放后会在重力的作用下沿竖直方向运动,为了使木块能撞击桩,所以木块应在木桩的正上方释放;在释放木块时,应轻轻释放,这样能排除外界压力对实验的影响。
（2）由图可知:
A、B的质量是相同的,物块B的高度大于A的高度,B撞击木桩的深度大于A撞击木桩的深度,所以结论为:
物体的质量一定时,物体的高度越大,具有的重力势能就越大。
（3）由图可知:
B、C的下落高度不同,质量也不同,打击的木桩的深度相同;要探究物体重力势能的大小与质量的关系,应控制物体下落的高度相同,故结论是错误的。
答案:
（1）正上方 轻轻释放
（2）质量 （3）错误 没有控制下落的高度相同
四、计算题
15.（2017·苏州质检）一辆质量为1.4×104kg的小型压路机,以2km/h的速度在路面上匀速行驶,在行驶过程受到的阻力是重力的0.36倍。
在施工时每次钢轮以恒力垂直作用在路面上,下压路面的距离为1mm,钢轮每秒钟压路25次。
（g取10N/kg）求:
世纪金榜导学号59944148
（1）压路机在1min内对路面做的功。
（2）压路机在1min内对路面做功的功率。
（3）该小型压路机的行驶功率。
【解析】本题综合考查重力、功、功率的计算。
（1）压路机重力:
G=mg=1.4×104kg×10N/kg=1.4×105N,
压路机对路面压力:
F1=G=1.4×105N,
压路一次做功:
W=F1h=1.4×105N×10-3m=1.4×102J,
钢轮每秒钟压路25次,则压路机在1min内压路的次数（做功的次数）为
n=25×60次=1500次,
压路机在1min内对路面做功:
W1=nW=1500×1.4×102J=2.1×105J。
（2）压路机在1min内对路面做功的功率:
P1=
=
=3500W。
（3）因为压路机匀速行驶,所以牵引力
F2=f=0.36G=0.36×1.4×105N=5.04×104N,
v=2km/h=2×
m/s=
m/s,
该小型压路机的行驶功率:
P2=F2v=5.04×104N×
m/s=2.8×104W。
答案:
（1）2.1×105J
（2）3500W （3）2.8×104W
【学科素养题】
如图所示,在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中,将A、B、C三个小球先后从同一装置的ha、hb、hc高处滚下（mA=mBhb）,推动木块运动一段距离后静止。
（1）实验中小球的动能是由________转化而来,通过________来判断小球动能的大小。
（2）选择甲和丙图探究可以得出的实验结论是_______________________。
（3）实验过程中,发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较,你有什么办法进行实验改进?
___________________________________________。
（4）某物理兴趣小组借助速度传感器和其他仪器进一步得出了两组数据,如表所示:
表一（小球撞击时的速度v=8cm/s）
序号
小球质量m/g
小球动能E/×103J
1
100
32
2
200
64
3
300
96
4
400
128
表二（小球质量m=100g）
序号
小球速度v/cm·s-1
小球动能E/×103J
1
8
32
2
16
128
3
24
288
4
32
根据表一数据,试写出小球动能与其质量关系式________;表二中漏填一个数据,漏填的数据为______________________________________。
【解析】本题考查探究动能大小与哪些因素有关的实验。
（1）小球从斜面上滚下时,小球的重力势能转化为小球的动能;实验中是通过观察木块移动的距离的大小,来说明小球对木块做功的多少,从而判断出小球具有的动能的大小,这是转换法的运用。
（2）甲、丙两图中,质量不同的小球从斜面的同一高度滚下,到达水平面的速度不同,C球的速度较大,木块被推动得较远,说明小球的动能较大,可以得到的实验结论是:
在速度相同时,物体的质量越大,其动能越大。
（3）在实验过程中,发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较,说明小球到水平面时的动能小,可以增大小球的重力势能,即实验时,可以增大斜面的高度。
（4）分析表一中数据,小球动能随质量的增加而增大,且比值是常数,说明:
小球动能与其质量成正比,动能与质量的比值为:
=320J/g;则动能与质量的关系式为:
E=320m;分析表二中数据,小球动能随速度的增加而增大,且比值是常数,动能与速度的关系为:
E=
v2×103;当速度为32cm/s时,小球的动能为:
E=
v2×103=
×（32）2×103J=512×103J,所以应填512。
答案:
（1）重力势能 木块移动的距离
（2）在速度相同时,物体的质量越大,动能越大
（3）增大斜面的高度
（4）E=320m 512
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