山西省2020中考物理功和机械能专题复习训练 12页

课时训练(九)　功和机械能 ‎(限时:40分钟)‎ ‎|基础过关|‎ 一、选择题 ‎1.[2019·北京]如图K9-1所示为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图,下列说法正确的是 (　　)‎ 图K9-1‎ A.从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃不做功 B.从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃不做功 C.从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃不做功 D.举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃不做功 ‎2.在图K9-2甲、乙中,图甲中地面粗糙,图乙中地面光滑,质量分别为m、2m的两个物体在大小为F的恒力作用下,在力的方向上前进了相同的距离,则下列结论正确的是 (　　)‎ 图K9-2‎ A.图甲中F做的功小于图乙中F做的功 B.图甲中F做的功等于图乙中F做的功 C.图甲中F做的功大于图乙中F做的功 D.条件不足,无法确定甲、图乙中F做的功谁大 ‎3.如图K9-3所示,初三的小明同学正在做“引体向上”。他先两手握住单杠,两脚离地,两臂及身体自然下垂,然后缓缓曲肘,将身体向上拉起,直到下巴超过横杠。这个过程中,小明做的功最接近的是 (　　)‎ 图K9-3‎ A.2000 J B.200 J ‎ C.20 J D.2 J 12‎ ‎4.[2018·德州]两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的s-t图像如图K9-4所示。根据图像,下列判断正确的是 (　　)‎ 图K9-4‎ A.两次物体运动的速度v1F2‎ C.0~6 s两次拉力对物体所做的功W1>W2‎ D.0~6 s两次拉力对物体做功的功率P1hB。‎ 12‎ 图K9-15‎ ‎(1)实验中,探究的动能是指　　　。(填序号) ‎ A.小球在斜面上的动能 ‎ B.小球撞击木块时的动能 C.小球撞击木块后的动能 ‎ D.木块被小球撞击后的动能 ‎(2)使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下,是为了探究动能大小与　　　　的关系。 ‎ ‎(3)在做了“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验后,有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下,刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑,小明设计了如图K9-16所示的实验:让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下,观察和比较两球相对运动情况,若C球相对于A球 ‎　　　　　(选填“运动”或“静止”),就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。 ‎ 图K9-16‎ ‎(4)完成实验后,同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时,也用到了斜面:让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,在三个不同的表面上能滑动的距离不同(如下表所示),小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功　　　(选填“相等”或“不相等”)。 ‎ 表面 毛巾 棉布 木板 摩擦力 最大 较大 最小 小车运动距离 最近 较远 最远 五、计算题 ‎19.[2019·丽水]2019年4月15日起正式实施电动自行车新国家标准,小金买了一辆按新国标生产的电动自行车(如图K9-17所示),部分参数如下表所示,已知小金质量为60 kg,假定电动自行车在水平骑行过程中受到的阻力始终为总重的0.08倍。(g取10 N/kg)‎ ‎(1)车轮上制有花纹的目的是　。 ‎ ‎(2)小金在水平地面骑行时,车轮与地面的总接触面积为0.005 m2,则骑行时电动自行车对地面产生的压强是 ‎　　　　Pa。 ‎ ‎(3)小金在水平公路上骑电动自行车,匀速行驶10 km过程中克服阻力做了多少功?‎ 12‎ ‎(4)若小金骑行过程中电动自行车以最大功率输出,匀速行驶时的车速为多少?‎ 项目 参数 最高车速/(km·h-1)‎ ‎25‎ 整车质量/kg ‎40‎ 最大功率/W ‎400‎ ‎　　 图K9-17 ‎ ‎20.[2018·重庆B卷]如图K9-18所示是某品牌电动微型轿车。轿车载着乘客在水平公路上匀速直线行驶1 min所通过的路程为720 m。已知轿车总质量m=600 kg,受到的阻力f大小恒为轿车总重的0.1倍,轮胎与路面接触的总面积S=3×10-2 m2。求:(g取10 N/kg)‎ ‎(1)轿车行驶的速度。‎ ‎(2)轿车对路面产生的压强。‎ ‎(3)牵引力对轿车做功的功率。‎ 图K9-18‎ 12‎ ‎|能力培优|‎ ‎21.引体向上是同学们经常做的一项健身运动。该运动的规范动作是:两手正握单杠,由悬垂开始,上提时,下颚须超过杠面,下放时,两臂放直,不能曲臂(如图K9-19所示)。这样上拉下放,重复动作,达到锻炼臂力和腹肌的目的。小明同学能连续匀速做15个规范的引体向上动作。课外活动小组的同学现要估测小明同学做引体向上动作时的功率。‎ 图K9-19‎ ‎(1)请你写出需要的测量工具:　。 ‎ ‎(2)需测量的物理量是 ‎ ‎　。 ‎ ‎(要带上所测的物理量的符号)‎ ‎(3)画出相应的记录表格。‎ ‎22.[2018·潍坊]某同学在探究弹性势能大小与形变量的关系时,猜测弹性势能可能与形变量x成正比,也可能与形变量的平方x2成正比,用如图K9-20甲所示装置进行探究,将弹簧套在光滑竖直杆上且底端固定在水平面上,刻度尺与杆平行,进行了如下操作:‎ ‎①弹簧处于自由状态时,读出其上端距水平面的高度h0;‎ ‎②将中间有孔的小铁块套在光滑竖直杆上放于弹簧上端,竖直向下按压铁块,读出此时弹簧上端到水平面的高度h1;‎ ‎③释放小铁块,当铁块上升到最大高度时,读出铁块下端到水平面的高度h2;‎ ‎④改变弹簧的压缩长度,重复步骤②③,将测出的数据记录在表格中,并计算出弹簧的形变量x,形变量的平方x2和小铁块上升的距离Δh。‎ 12‎ 图K9-20‎ 实验次数 h0/m h1/m h2/m x/m x2/m2‎ Δh/m ‎1‎ ‎0.50‎ ‎0.40‎ ‎0.55‎ ‎0.10‎ ‎0.01‎ ‎0.15‎ ‎2‎ ‎0.50‎ ‎0.30‎ ‎0.90‎ ‎0.20‎ ‎0.04‎ ‎0.60‎ ‎3‎ ‎0.50‎ ‎0.20‎ ‎1.55‎ ‎0.30‎ ‎0.09‎ ‎1.35‎ ‎4‎ ‎0.50‎ ‎0.15‎ ‎2.00‎ ‎0.35‎ ‎0.12‎ ‎1.85‎ ‎(1)实验中弹簧的形变量x=　　　。(用所测物理量符号表示) ‎ ‎(2)本实验中,弹簧弹性势能大小是通过　　来间接反映的。 ‎ A.h1　　 B.h2　　 C.h2-h0　　 D.h2-h1‎ ‎(3)该同学根据表中的数据分别作出Δh-x和Δh-x2图像(如图乙、丙),由此得到的结论是弹簧弹性势能的大小与 ‎　　　　　　　　成正比。 ‎ ‎23.[2019·临沂]根据《电动自行车安全技术规范》,交管部门规定自2019年5月1日起未申领临时标识的电动自行车不得上路行驶。图K9-21是小明家新购买的电动自行车,整车质量为40 kg。小明爸爸以18 km/h的速度匀速骑行9 km的过程中,电动机两端的电压恒为48 V,通过的电流是6.25 A,车轮与地面的总接触面积为200 cm2。小明爸爸的质量是60 kg, g取10 N/kg。求本次骑行过程中:‎ ‎(1)所用的时间。‎ ‎(2)车对地面的压强。‎ ‎(3)电动机的功率。‎ 图K9-21‎ 12‎ ‎【参考答案】‎ ‎1.D　[解析] 由图可知,运动员从发力到上拉、从上拉到翻站和从翻站到上挺的三个过程中,对杠铃都有力的作用,且在力的方向上移动了一段距离,所以运动员都对杠铃做了功;只有举着杠铃稳定站立的过程中,杠铃没有在力的方向上移动距离,所以没有做功。故选D。‎ ‎2.B　3.B　4.C　‎ ‎5.D　[解析] 向上起跳过程中,质量不变,速度减小,小金的动能减小,故A错误。小金在跳绳的过程中,由于存在阻力,机械能减小,所以机械能不守恒,故B错误。小金的重力约为G=mg=50 kg×10 N/kg=500 N,小金跳一次克服重力做功约为W=Gh=500 N×0.06 m=30 J,故C错误。小金在这1 min内跳绳的功率约为P=W总t=‎30J×100‎‎60s=50 W,故D正确。‎ ‎6.B ‎7.B　[解析] 刚开始过山车匀速被拉升时,动能不变,但高度增加,重力势能增大,所以机械能变大,故A错误。过山车向下俯冲时,重力势能转化为动能,故B正确。通过环形轨道最高点时,速度不为0,动能不为0,故C错误。由于有摩擦力和空气阻力,过山车在运行过程中机械能不守恒,故D错误。‎ ‎8.B　[解析] 将弓拉弯时,人对弓做功,弓形状发生改变,产生了弹性势能;松手后,弓恢复原状时对箭做功,使箭的速度变大,即增加了箭的动能,故A错误。蹦床运动员从高处落下,运动员的质量不变,速度增大,动能增大,同时高度减小,所以重力势能减小,故是将重力势能转化为动能,故C错误。人造卫星由近地点向远地点运动时,质量不变,高度增大,势能增大;速度变小,动能变小,故D错误。‎ ‎9.C　[解析] 发动机熄火后,火箭仍能继续向前飞行,是由于惯性,惯性不是力,故A错误,不符合题意;“太空刹车”过程中,火箭向前喷出燃气,利用了力的作用是相互的,燃气对火箭产生力的作用,从而改变火箭的运动状态,故B错误,不符合题意;在外太空,没有空气阻力,机械能守恒,探测器关闭发动机后绕月运动,从近月点向远月点运动过程中,机械能保持不变,故C正确,符合题意;为了增加着陆的安全性,探测器悬停时,受平衡力的作用,故D错误,不符合题意。‎ ‎10.C　11.C ‎12.重　垂直　做功 ‎13.重力势　动 ‎14.(1)电　(2)大 ‎15.18　3‎ ‎[解析] 从图乙可以看出,9~12 s内,人的推力大小为6 N,从图丙可以看出,9~12 s内,物体运动的速度为1 m/s。可得物体在这3 s内通过的路程为s=vt=1 m/s×3 s=3 m,推力对物体做功为W=Fs=6 N×3 m=18 J。‎ 当t=2 s时,由图丙可得,物体处于静止状态,所以受到的是静摩擦力,此时物体处于平衡状态,所以它受到的静摩擦力与推力是一对平衡力,此时物体受到的推力大小为3 N,所以f=F'=3 N。‎ ‎16.因为质量越大的物体惯性越大,大型客车和载重货车的质量较大,遇紧急情况刹车时,在行驶速度相同的情况下,它们继续向前运动的距离较远,可能造成的危害也较大。另外,速度一定时,质量越大的物体动能越大。‎ 12‎ 如果小型客车、大型客车、载重货车以相同的速度行驶,质量大的大型客车和载重货车的动能更大,可能造成的危害也更大。因此,为了减小大型客车和载重货车可能造成的危害,对它们的限速较小。‎ ‎17.(1)桌腿进入沙子的深度　(2)①④⑤　‎ ‎(3)质量相同的物体,高度越大,重力势能越大 ‎18.(1)B　(2)速度　(3)静止　(4)相等 ‎[解析] (1)据题意可知,实验中探究的是小球动能,即小球撞击木块时的动能的大小,故选B。(2)影响动能大小的因素有物体的质量与速度,使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下,这里的变量是速度,因此,是为了探究动能大小与速度的关系。(3)让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下,观察和比较两球相对运动情况,若任一时刻两球的速度大小相等,即以任何一个小球为参照物,另一个小球都是静止的,所以若C球相对于A球静止,就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。(4)让小车从同一高度由静止下滑,根据决定重力势能大小的因素可知,最初小车的重力势能相同,下滑到水平面时的动能也相同,在不同的材料表面上运动时,最终停下来后,动能全部转为内能,用于克服摩擦力做功,所以,在三个表面上克服摩擦力做功相等。‎ ‎19.解:(1)增大摩擦　(2)2×105‎ ‎(3)小金在水平公路上骑电动自行车时人与车的总重力 G=(m车+m人)g=(40 kg+60 kg)×10 N/kg=1000 N,‎ 因电动自行车在水平的路面上匀速行驶时,处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以,电动自行车受到的牵引力 F=f=0.08G=0.08×1000 N=80 N,‎ 匀速行驶10 km过程中克服阻力做的功W=fs=80 N×10×103 m=8×105 J。‎ ‎(4)根据P=Wt=Fst=Fv知,‎ 匀速行驶时的车速v=PF=‎400W‎80N=5 m/s。‎ ‎20.解:(1)轿车行驶的速度v=st=‎720m‎1×60s=12 m/s。‎ ‎(2)轿车总重力G=mg=600 kg×10 N/kg=6000 N,‎ 轿车对路面的压力F=G=6000 N,‎ 轿车对路面产生的压强p=FS=‎6000N‎3×1‎‎0‎‎-2‎m‎2‎=2×105 Pa。‎ ‎(3)轿车在水平公路上做匀速直线运动,所受阻力和牵引力是一对平衡力,轿车受到的牵引力,F牵=f=0.1G=0.1×6000 N=600 N,牵引力对轿车做功的功率P=Wt=F牵st=F牵v=600 N×12 m/s=7200 W。‎ ‎21.(1)磅秤、米尺、停表 ‎(2)小明的质量m;小明做动作时,每次身体上升的高度h;完成15个规范动作的总时间t ‎(3)‎ 学生姓名 质量m/kg 每次上升的高度h/m 完成15个规范动作的总时间t/s 功率P/W ‎22.(1)h0-h1　(2)D　(3)形变量的平方(或x2)‎ 12‎ ‎23.解:(1)骑行所用时间t=sv=‎9km‎18km/h=0.5 h。‎ ‎(2)车与人总重G总=(m车+m人)g=(40 kg+60 kg)×10 N/kg=1000 N,‎ 车对地面压力F压=G总=1000 N,‎ 车与地面接触面积S=200 cm2=2×10-2m2,‎ 车对地面压强p=F压S=‎1000N‎2×‎‎10‎‎-2‎m‎2‎=5×104 Pa。‎ ‎(3)电动机功率P=UI=48 V×6.25 A=300 W。‎ 12‎