第11章 功和机械能（A卷·夯实基础）（解析版）.doc

更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址： 班级 姓名 学号 分数 第11章 功和机械能 （A卷·夯实基础） （时间：60分钟，满分：100分） 一．选择题（共15小题） 1．（2021•玉林）熟透的苹果从树上落下的过程中，下列说法正确的是（　　） A．动能减小，重力势能减小 B．动能增大，重力势能增大 C．动能增大，重力势能减小 D．动能减小，重力势能增大 【解析】解：苹果从树上落下过程中，其质量不变，速度变大，故动能增大；同时其高度减小，故重力势能减小。 【答案】C。 2．（2021•桂林）如图所示，小桂和小林一起坐在秋千凳上荡秋千，他们的重力分别是G1、G2，且G1＜G2，某次从最高点下摆到最低点的过程中，他们重力做功的大小分别为W1、W2，重力做功的快慢分别为P1、P2。则（　　） A．W1＞W2 B．W1＝W2 C．P1＜P2 D．P1＝P2 【解析】解：AB、从最高点下摆到最低点的过程中，小桂和小林的重力做功为分别为： W1＝G1h W2＝G2h 因为h相同，且G1＜G2，则W1＜W2，故A、B错误。 CD、由可知小桂和小林的功率为： 因为t相同，W1＜W2，所以P1＜P2，故C正确，D错误。 【答案】C。 3．（2021•常德）下面四幅图中所描述的力，对物体做了功的是（　　） A．使小车向前运动了一段距离的推力 B．搬石头但没有搬动，手对石头的力 C．托着货物停在水平地面上，叉车对货物的力 D．提着滑板在水平路面上前行，手提滑板的力 【解析】解： A、小车在推力的作用下向前运动了一段距离，有力作用在小车上，小车在力的方向上通过了距离，所以做了功，故A符合题意； B、用力搬石头，但未搬动，有力作用在物体上，但没有移动距离，所以不做功，故B不符合题意； C、托着货物停在水平地面上，叉车对货物有力的作用，但没有在力的方向上通过距离，所以不做功，故C不符合题意； D、提着滑板在水平路上前行，人给滑板一个向上的力，滑板向上没有移动距离，人对滑板没有做功，故D不符合题意。 【答案】A。 4．（2021•潍坊）体育课上小明同学进行传接篮球训练，他将球斜向上抛出，球的运动轨迹如图所示，a、b、c、d为轨迹上的点，其中a、c两点高度相同，不计空气阻力，则篮球在（　　） A．a、c两点的动能相等 B．a点的机械能比d点机械能大 C．a点动能比d点动能大 D．b点的动能最大 【解析】解：A、a点的高度与c点的高度相同，重力势能相等，因机械能守恒，故a点的动能与c点的动能相等，故A正确； B、不计空气阻力，篮球从a到d的过程中，只有的动能和势能转化，故篮球的机械能守恒，篮球在a、b、c、d各点的机械能相等，故B错误； C、a点的高度比d点的高度高，故a点的重力势能大，因机械能守恒，故a点的动能比d点的动能小，故C错误； D、a、b、c、d各点中，b点的高度最高，故b点的重力势能最大，因机械能守恒，故b点的动能最小，故D错误。 【答案】A。 5．（2021•嘉兴）如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在t1–t3三个时刻中具有的动能分别是E1、E2、E3，不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是（　　） A．E1＜E2＜E3 B．E1＞E2＞E3 C．E1＜E2＝E3 D．E1＝E2＜E3 【解析】解：根据图像可知，雨滴在t1–t2时刻中，速度逐渐变大，质量不变，动能变大，所以E1＜E2，雨滴在t2–t3时刻中，速度保持不变，质量不变，动能不变，所以E2＝E3，故动能的大小关系是：E1＜E2＝E3。 【答案】C。 6．（2021秋•宜州区期末）一台机器的功率是750W，它表示的意思是（　　） A．这台机器1min做的功是750W B．这台机器1min做的功是750J C．这台机器1s做的功是750J D．这台机器1s做的功是750W 【解析】解：功率的概念：单位时内做的功的多少，故750瓦表示的意思是这台机器1秒钟做的功是750焦耳。 【答案】C。 7．（2021秋•宜州区期末）水平地面上有一个重为100N的物体，用10N的水平推力使其沿力的方向匀速运动了30m，则此过程中（　　） A．重力做了3000J的功 B．地面对物体向上的支持力为10N C．推力做了300J的功 D．摩擦力为100N 【解析】解：因为竖直方向上距离为0，所以重力做功为0，故A错误。 因为物体在水平地面上做匀速直线运动，所以物体受平衡力的作用，则推力与摩擦力是一对平衡力，重力和支持力是一对平衡力，根据平衡力的特点可知：推力与摩擦力大小相等为10N，支持力与重力大小相等为100N；故B、D选项错； 由W＝FS得，推力做功为W＝10N×30m＝300J，故C正确。 【答案】C。 8．（2021秋•上城区校级月考）完全相同的A和B两物体，在相同的力F作用下分别沿粗糙地面和不计摩擦的光滑冰面移动了相同的距离s。如图，力F对A、B两物体做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2。下列的大小比较正确的是（　　） A．W1＜W2 B．W1＞W2 C．P1＜P2 D．P1＞P2 【解析】解：（1）因为F1＝F2，s1＝s2，根据计算公式W＝Fs，可知W1＝W2，故A、B错误； （2）因为t1＞t2，根据可知，P1＜P2，故C正确，D错误。 【答案】C。 9．（2021秋•南昌期中）一箱子只在一对平衡力的作用下运动，则该箱子一定（　　） A．机械能不变 B．动能不变 C．机械能改变 D．动能改变 【解析】解：因为箱子是在一对平衡力的作用下运动，所以箱子将会做匀速直线运动，所以它的动能一定不变，此时如果重力势能改变，则机械能改变。 【答案】B。 10．（2021秋•海淀区校级月考）如图所示，滑板运动员从高处平台的末端水平飞出，落在水平地面上，若不计空气阻力，则运动员在下落过程中（　　） A．重力势能转化为动能，机械能增大 B．重力势能转化为动能，机械能不变 C．动能转化为重力势能，机械能增大 D．动能转化为重力势能，机械能不变 【解析】解：不计空气阻力，运动员的机械能是守恒的；运动员在下落过程中质量不变，速度增大，动能变大；高度减小，重力势能变小，此过程中重力势能转化为动能，故B正确。 【答案】B。 11．（2021秋•长兴县月考）在水平地面上的甲、乙两个物体在水平牵引力F甲、F乙作用下都做匀速直线运动，它们运动的路程和所做的功随时间变化的图像分别如图所示，根据图像，可以判断牵引力F甲、F乙以及做功功率P甲、P乙大小关系（　　） A．P甲＜P乙 F甲＜F乙 B．P甲＞P乙 F甲＞F乙 C．P甲＜P乙 F甲＞F乙 D．P甲＞P乙 F甲＜F乙 【解析】解：由s﹣t图像可知，在相同时间内，甲物体通过的路程大于乙物体通过的路程，根据v＝可知，甲物体的速度大于乙物体的速度，即v甲＞v乙， 由W﹣t图像可知，在相同时间内，甲物体做的功小于乙物体做的功，根据P＝可知，甲物体做功的功率小于乙物体做功的功率，即P乙＞P甲，又因为P＝＝＝Fv，所以甲物体受到的拉力小于乙物体受到的拉力，即F甲＜F乙。 综上分析可知，选项A正确。 【答案】A。 12．（2021秋•金坛区期中）如图是一个小球自由下落过程的频闪照片（间隔时间相等）的一部分，物体由A点落下相继经过B、C两点，物体在AB段重力做功W1，功率P1；在BC段重力做功W2，功率P2，则它们的大小关系是（　　） A．W1＞W2，P1＜P2 B．W1＜W2，P1＞P2 C．W1＞W2，P1＞P2 D．W1＜W2，P1＜P2 【解析】解：由图可知：AB＜BC，且同一物体的重力大小不变， 则根据W＝Gh可知，小球在AB段重力做的功小于BC段重力做的功，即W1＜W2； 间隔时间相等，即小球在AB段和BC段所用的时间相等， 根据P＝可知，小球在AB段重力做功的功率小于BC段重力做功的功率，即P1＜P2。 【答案】D。 13．（2021秋•靖江市校级月考）甲、乙两辆功率相等的汽车，如果在相等的时间内匀速通过的路程之比为2：5，那么（　　） A．它们的牵引力之比为2：5 B．它们的牵引力之比为5：2 C．它们做的功之比为2：5 D．它们做的功之比为5：2 【解析】解：AB、两车在相等的时间内匀速通过路程之比2：5，则由v＝得： ＝； 由P＝Fv得： ＝＝＝，故A错误，B正确； CD、因两车功率和运动时间均相同，由W＝Pt得：做功之比为1：1，故CD错误。 【答案】B。 14．（2021秋•宝应县校级月考）如图所示，在光滑的斜面上，将物体G分别沿斜面AC和BC以相同的速度匀速拉到顶端C，所用的力分别是F1和F2，所做的功分别是W1和W2，功率的大小分别为P1和P2，比较它们的大小（　　） A．F1＞F2，W1＞W2，P1＞P2 B．F1＞F2，W1＞W2，P1＝P2 C．F1＜F2，W1＝W2，P1＝P2 D．F1＜F2，W1＝W2，P1＜P2 【解析】解：（1）斜面AC倾斜角度小于BC，所以物体沿AC运动时拉力较小，即F1＜F2； （2）由于斜面光滑，没有摩擦力，则使用两斜面的过程中没有额外功，由于使用任何机械都不省功，所以拉力在两斜面上做功相同，即W1＝W2。 （3）根据公式P＝＝＝Fv可知，速度相同，由于F1＜F2，则拉力沿AC运动时拉力F2做功的功率较大，即P1＜P2。 【答案】D。 15．（2021秋•沭阳县月考）两名运动员，甲运动员比乙运动员高，如果他们举起相同质量的杠铃所用的时间相等，如图所示，则（　　） A．甲做功较多，功率较大 B．甲做功较多，功率较小 C．甲做功较多，甲、乙功率相等 D．甲、乙做功相等，甲的功率较大 【解析】解：两人举起的杠铃质量相同，甲比乙高，则举起的高度：h甲＞h乙，由W＝Gh＝mgh可知，举起杠铃做的功：W甲＞W乙， 因为举起杠铃用的时间相同，所以根据P＝知，做功的功率：P甲＞P乙。 【答案】A。 二．填空题（共5小题） 16．（2021秋•九龙县校级期末）我国自行研发的纯电动中巴以72kW的输出功率沿水平路面匀速行驶10min，牵引力所做的功是 　4.32×106　J. 【解析】解：牵引力所做的功是：W＝Pt＝72×1000W×10×60s＝4.32×106J 【答案】4.32×106。 17．（2021•西宁）龙羊峡水电站拦河大坝使上游水位升高，提高了水的 　重力势　能。水从大坝的上游流下时冲击水轮机发电，水的能量最终转化为 　电　能。 【解析】解：龙羊峡水电站拦河大坝使上游水位升高，水的质量变大，高度变大，水的重力势能变大；水从上游流下来时水的重力势能减小，动能增加，重力势能转化为动能；冲击水轮机的叶轮，使水的动能转移到叶轮上；水轮机的叶轮，带动发电机发电，将叶轮上的机械能转化成电能。 【答案】重力势；电。 18．（2021•德州）如图所示，旋翼无人机正在喷洒农药，当无人机水平匀速飞行时，无人机处于 　平衡　（选填“平衡”或“非平衡”）状态，喷洒过程中无人机的动能 　减小　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【解析】解：（1）无人机水平匀速飞行时，做匀速直线运动，所以无人机处于平衡状态； （2）无人机正在喷洒农药，质量逐渐变小，速度不变，则动能变小。 【答案】平衡；减小。 19．（2021•徐州）如图所示，小球从斜面上由静止滚下，最后停在粗糙水平面上的B点处。小球滚下过程中 　重力势　能转化为动能。从A点到B点的运动过程中，小球的速度 　变小　（填“变大”“变小”或“不变”），原因是小球受到粗糙水平面对它的 　摩擦　力。 【解析】解：小球从斜面上由静止滚下，小球的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能； 在粗糙水平面滚动的过程中，小球由于受到摩擦力的作用，速度越来越小。 【答案】重力势；变小；摩擦。 20．（2021•广元）我国独立自主研制的火星探测器“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时，不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化，由近火点向远火点运动时，探测器的动能 　变小　，机械能 　不变　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【解析】解：探测器由近火点向远火点运动时，不受空气阻力，只发生动能和势能的相互转化，机械能是守恒的，保持不变；探测器相对于火星的高度增加，质量不变，重力势能变大，动能转化为重力势能，动能变小。 【答案】变小；不变。 三．实验探究题（共2小题） 21．（2021秋•江苏期末）如图，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。 （1）该实验中的研究对象是 　小球　（选填“小球”或“木块”），小球滚下斜面的过程中，它的 　重力势　能转化为动能，球动能的大小是通过 　木块移动的距离　来反映的； （2）分析比较甲、乙两次实验，可探究出的结论是：　质量一定时，物体速度越大动能越大　； （3）在甲、乙两次实验中，木块克服摩擦力做功是 　不相等　的（选填“相等”或“不相等”）；若甲实验中木块重为1N，水平移动的距离是30cm，则重力对木块做的功为 　0　J； （4）若斜面光滑，小球从斜面顶端由静止滚到斜面底端的过程中，其机械能 　不变　（选填“变大”、“变小”或“不变”）； （5）某同学做了甲、丙两次实验如图所示，得到结论：“当物体的速度一定时，物体质量越大，物体动能越大”，该同学的结论 　不正确　里（选填“正确”或“不正确”）。 【解析】解：（1）据题意可知，实验中探究小球的动能，即小球撞击木块时的动能的大小； 小钢球从斜面滚下过程中，质量不变，高度减小，故重力势能减小，同时速度变大，动能增加，所以是将重力势能转化为动能的过程； 实验中小球动能的大小是通过木块移动的距离来反映的，木块移动的距离越远，小球的动能越大； （2）分析比较甲、乙两次实验可知，小球的质量不变，滚下的高度不同，高度越高，到达水平面时的速度越大，推动木块移动的距离越远，动能越大，可探究出的结论是：质量一定时，物体速度越大动能越大； （3）在三次实验中，木块对水平面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以木块所受的摩擦力保持不变；木块水平移动，在重力的方向上没有移动距离，重力不做功，重力对木块做功0J； （4）因为是光滑的斜面，没有摩擦，所以在斜面上滑下的小球没有能量的损耗，在能量转化过程中能量是守恒的； 若本实验装置中的水平面绝对光滑，则小球和木块将做匀速直线运动，不能达到探究的目的。 （5）某同学做了甲、丙两次实验如图所示，得到结论：“当物体的速度一定时，物体质量越大，物体动能越大”，该同学的结论不正确，原因是甲、丙两组实验中水平面的粗糙程度不同，无法比较两球动能的大小。 【答案】（1）小球；重力势；木块移动的距离；（2）质量一定时，物体速度越大动能越大；（3）不相等；0；（4）不变；（5）不正确。 22．（2021秋•滨江区校级期中）利用如图装置进行“探究动能大小的影响因素”。 实验。用两根细绳将小球悬挂起来，拉起小球，将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ1的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L都相同，球A、B的质量大小为mA＜mB。 （1）利用如图两根细绳悬挂小球，而不用一根细绳，其好处是　便于控制小球的撞击方向，使木块沿同一直线运动　。 （2）图甲、乙中，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的 　质量　无关。 （3）比较图甲、乙实验，观察到B球能将木块C撞得更远，由此可得出结论：　速度相同时，物体质量越大，动能越大　。 （4）有同学将实验装置改成如图所示，用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究铁球的动能大小与质量的关系。这个实验方案是 　错误　（选填“正确”或“错误”）的，因为 　铁球的动能相同，木块最终移动的距离相同　。 【解析】解：（1）若用一根细绳，小球的摆动方向会不稳定，利用如图两根细绳悬挂小球，便于控制小球的撞击方向，使木块沿同一直线运动； （2）甲、乙两图中，小球的质量不同，由题意知，摆角相同，小球同时到达竖直位置，说明小球的速度大小与小球的质量无关； （3）mA＜mB，两球的速度相同，B球能将木块C撞得更远，说明B球的动能更大，因此可得速度相同时，物体质量越大，动能越大； （4）若用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧势能相同，转化出的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同，这样是不能完成实验目的。 【答案】（1）便于控制小球的撞击方向，使木块沿同一直线运动；（2）质量；（3）速度相同时，物体质量越大，动能越大；（4）错误；铁球的动能相同，木块最终移动的距离相同。 四．计算题（共2小题） 23．（2021秋•百色月考）我国已经进入高铁时代，百色至南宁的路程约260km，只需1.3h。若全程为平直轨道，动车组以5×105N的牵引力做匀速直线运动。求： （1）动车组运动的速度。 （2）动车组受到的阻力。 （3）动车组牵引力在百色至南宁路段做的功。 【解析】解：（1）动车组运动的速度： （2）因为动车组做匀速直线运动， 所以动车组受到的阻力为：f＝F＝5×105N （3）s＝260km＝2.6×105m 动车组牵引力在百色至南宁路段做的功： W＝Fs＝5×105N×2.6×105m＝1.3×1011J 答：（1）动车组运动的速度200km/h； （2）动车组受到的阻力为5×105N； （3）动车组牵引力在百色至南宁路段做的功为1.3×1011J。 24．（2021•梁园区校级模拟）如图所示是科学家新开发的一种便携式汽车WalkCar，小亮仔细阅读了此车的说明书，主要参数如表所示：（g取10N/kg） 质量 2kg 地面接触总面积 1×10﹣3m2 最高车速 18km/h 求：（1）小亮站在WalkCar上去距家2.5km的学校共用时10min，此过程中平均速度； （2）小亮的质量为50kg，当他站立在WalkCar上静止时，WalkCar对水平地面的压强； （3）若小亮站在WalkCar上以最高车速在水平路面上匀速前行30s，所受阻力为总重力的0.2倍，此过程中牵引力做的功。 【解析】解： （1）此过程中平均速度：v＝＝＝15km/h； （2）当他站立在WalkCar上静止时对水平地面的压力： F＝G总＝（m1+m2）g＝（50kg+2kg）×10N/kg＝520N， 对水平地面的压强： p＝＝＝5.2×105Pa； （3）WalkCar以最高车速在水平路面上匀速前行30s，其通过的路程：s′＝v′t′＝18×m/s×30s＝150m， WalkCar匀速行驶时受到的摩擦力：f＝0.2G总＝0.2×520N＝104N， 由于WalkCar做匀速直线运动时受到的牵引力和阻力是一对平衡力，则牵引力：F′＝f＝104N， 牵引力做的功：W＝F′s′＝104N×150m＝15600J。 答：（1）他骑行的平均速度是15km/h； （2）WalkCar对水平地面的压强是5.2×105Pa； （3）牵引力做的功是15600J。 更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：