强化突破12功能转换和公式推导-九年级科学上册学练测（浙教版）（原卷版）

强化突破12功能转换和公式推导一、填空题1．（2022·萧山模拟）如图所示，一段粗糙程度相同的水平面和一个光滑的圆弧槽在B点处相连，质量为m的物体，以一定的速度从A点出发，最高到达离水平面高度为h的C点，然后下滑，经B点后停在D点，D点恰为AB的中点。（息略空气阻力）（1）物体从A点到B点的过程中，受到的摩擦力方向是水平向。（2）物体从B点到C点的过程中，能量转化的情况是。（3）物体从A点出发到停在D点的过程中，克服摩擦力做功的大小是（用题目提供的字母符号表示)，2．（2022·杭州模拟）如图，一个重为G的物体在大小不变的力F作用下先后经过粗糙程度相同的水平面和斜面，斜面倾角为θ，其中AB和CD段距离均为L。（1）物体在CD段运动时，物体所受重力的方向是。（2）物体通过AB和CD段时，克服摩擦力做功分别为W1和W2，则W1W2（选填“＞”、““<”或“=”）（3）若已知物体在斜面上匀速运动，则斜面CD段物体所受的摩擦力大小为（用题中字母表示）。3．（2023·宁波模拟）如图所示，AB段是光滑圆弧面，BC段是长度为s的粗糙水平面，质量为m的物体从高为h的A点由静止下滑，到达C点静止，整个过程，不计空气阻力。物体在A滑到B的过程中，重力做的功是。物体在BC段所受的摩擦力为(用上述字母表示)。物体从A点滑到C点的过程中，损失的机械能转化为物体内能的效率为ƞ，则物体到达C点时温度升高了(物体的比热用c表示)。4．（2023·杭州模拟）寒假里小金玩了一回极速滑雪（如图甲），其简化为模型如图乙所示。设小金及坐垫的质量分别M和m，他从轨道A点由静止向下滑行，其中A、B两点距离水平面的高度分别为H和h，B、C两点处于同一高度。

（1）小金由A点到达B点时，自身重力做功大小为，小金的机械能。（选填“守恒”或“不守恒”）。（2）若小金最终在C点停下来，则在整个过程中，小金到达C点时坐垫温度升高了。（坐垫的比热容用c表示，不考虑热量散失）5．（2023九下·萧山月考）滑雪是北京冬奥会的项目之一，里面蕴含着很多科学知识。（1）图甲的运动员保持该姿势不变沿着坡面自由下滑，速度逐渐增大，他的机械能（选填“变大”“变小”或“不变”）（2）若某段坡面的高度为H、长度为L、粗糙程度相同，重为G的运动员保持姿势不变恰好沿该坡面自由匀速滑下，滑行的模拟图如图乙所示，则受到的摩擦力方向为沿坡面（选填“向下”或“向上”），受到的摩擦力大小（用题中的字母表示，忽略空气阻力）。6．（2022九上·金华期中）在光滑水平面上，有一重为G的小球与弹簧接触，现用恒力F将球向左推动，将弹簧压缩，依次经过A、B、C位置，AB、BC距离都为S，如图所示(图中水平面未画出)。（1）A位置到B位置，推力F做功为；（2）使球分别停留在B、C两个位置，撤去力F后，小球水平向右能达到的最大速度记为vB、vC，则vBvC(选填“大于”、“等于”或“小于”)。7．（2022·杭州期中）如图甲乙两个轨道形状相同，有一半径为R的14圆弧槽与粗糙程度相同的水平面相连，但是甲的14圆弧是是光滑的，乙的14圆弧槽是粗糙的，现将质量为m两个完全相同的物体从斜面顶端由静止释放，在甲轨道水平面上滑行距离为S1（1）乙图中物体在水平面上的摩擦力为（2）乙中物体在粗糙的14孤槽上（运动这段时间内，若克服摩擦力做的功全部转化为内能并被该物体吸收。则物体上升的温度为二、实验探究题8．（2019九上·长兴期末）在科学实验中常用到斜面这一简单机械，请回答问题：（1）利用斜面研究阻力对物体运动的影响，如图甲所示。小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，在毛巾、木板、平板玻璃等不同的表面上前进不同的距离后停止，过程中小车克服阻力做功。假设在毛巾、木板、平板玻璃表面上小车克服阻力做的功分别为W1、W2、W3。请比较并写出它们的大小关系式：（2）利用斜面探究动能大小与哪些因素有关，如图乙所示。在这个实验中通过观察比较来判断小球动能的大小，要探究动能大小与物体的运动速度的关系，应该如何操作？9．（2017九上·浙江月考）如图所示，甲为一半径为R的光滑的1/4半圆弧槽与一粗糙的水平面相连接，将重为G的物体从斜面顶端由静止释放，测出在水平面上滑行距离为S1处停下来。图乙是一个粗糙的半径为R的1/4半圆弧槽与和甲中同样粗糙的水平面相连接，将甲中重为G的物体也从乙斜槽顶端由静止释放，测出在水平面上滑行距离为S2后停下来，求：（1）乙中重力对物体做的功W=。（2）乙中物体在水平面上的摩擦力f为。（3）乙中物体在粗糙的1/4弧槽上运动这段时间内，摩擦力对物体做的功三、解答题10．（2021九上·义乌期中）如图，木块以一定的速度滑过A，B点，到C点滑出下落至D点。A和B，C和D之间的垂直距离均为h且AB＝BC（AB、BC两个面粗糙程度相同）。若空气阻力忽略不计，假定木块滑下AB斜面时重力所做的功全部转化为克服摩擦所做的功，则对木块在运动过程中动能变化的分析，横坐标表示时间，纵坐标表示动能，请画出AB、BC、CD段动能的变化曲线并说明理由。11．（2019九下·温州竞赛）一轻质光滑薄平板AB（质量忽略不计），可绕水平转轴自由转动（转轴以O点表示）。已知平板与水平地面的夹角为30°，A0长0.6m，OB长0.4m。在平板中点N处挂一质量为10kg的重物，将一个质量为5kg的小球在距离地高为i=0.5米处静止释放，沿光滑轨道到达AB上。（g取10牛/千克）（1）小球从最高点下滑至地面的过程中，重力所做的功为多少？（2）从能量转化和守恒的角度来解释小球为什么一定可以通过O点？.（3）通过计算说出小球运动到距离O多远处时，平板AB会发生转动？（小球对杠杆的压力为自身重力的3212．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的数量关系及理由。（2）要使小球在乙斜面上到达的最大高度变为2h，小球应在甲斜面上多高处静止释放，并说明理由。13．（2023九上·宁海期末）在北京冬奥会上，中国运动员苏翊鸣勇夺单板滑雪大跳台金牌。如图甲是他在决赛中的部分飞行轨迹，图乙是运动简图。运动员以一定的速度滑过A、B点，到C点滑出下落至D点。A和B，C和D之间的垂直距离均为h且AB＝BC（AB、BC两个面粗糙程度相同）。若空气阻力忽略不计，假定运动员滑下AB斜面时重力所做的功全部转化为克服摩擦力所做的功。运动员在运动过程中动能变化的部分曲线图如图丙所示：（1）下列选项能正确反应运动员在CD段动能变化曲线的是________。A．B．C．（2）运动员从A点到D点整个过程中能量是否守恒？请用所学的科学知识进行解释。14．（2022九上·杭州月考）如图长为3米的匀质平板的中点能绕固定的支点转动，平板与水平地面的夹角为30°，在板上站两个小孩。已知20千克的甲小孩位于板的中点，30千克的乙小孩位板的左端。现两个小孩均以0.1米/秒的速度同时向右慢慢移动，求：（1）经过多少时间后平板开始转动?（2）乙小孩在这过程中克服自身重力做功的功率为多少?15．（2021九上·乐清月考）如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处，然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处，其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h。(忽略空气阻力)（1）物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为。（2）物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能转化为物体内能的效率为η，则物体到达B点时温度升高了。(物体比热容用c表示)（3）C点距离水平面的高度为。16．（2018·杭州）甲、乙两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见，于是他们对此展开研究。他们从网上查到，雨滴在下落过程中接近地面时受到的空气阻力与雨滴的横截面积S成正比，与雨滴下落速度v的平方成正比，即f=kSv2（其中k为比例系数，是个定值），雨滴接近地面时可看做匀速直线运动。把雨滴看做球形，其半径为r，密度为ρ，比热为c，球的体积为V=43πr3（1）半径为r的雨滴重力为。（2）在接近地面时，大雨滴的下落速度小雨滴的下落速度（选填“大雨”“等于”“小于”），写出推理过程。（3）假设半径为r的雨滴在近地面下落h高度的过程中，重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，则雨滴的温度升高了多少？17．（2019·上城模拟）寒假里小金和小徐一起玩了一回极速滑雪，如图甲。为研究方便将其简化为模型，如图乙。设小徐和小金及座垫的总质量分划为m和M，他们分别从轨道A点以初速为0向下滑行，求：（1）小金及座垫由A点到达B点时，重力做功为；（2）若曲线轨道光滑，则小徐和小金由A点到达B点时的速度vm=vM，请证明之(已知M>m，动能表达式E动=1/2mv2)；（3）若曲线轨道粗糙，小金由A点到达B点时速度刚好为零，座垫材料的比热为C，质量为m0，小金在滑动过程中克服摩擦所做的功40％转化为坐垫的内能，则坐垫温度升高多少?18．（2023八下·南山期末）阅读材料，回答问题。自由落体运动物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，叫做自由落体运动，这种运动只在没有空气的空间才能发生，如图甲。在有空气的空间，如果空气阻力相对物体的重力比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似地看作自由落体运动。在相同位置，分别让不同质量的金属小球由静山开始下落，并用频闪照相机拍摄下小球运动的影像。频闪照相是让相机每隔相等的时间曝一次光，记录下不同时刻物体所处的位置。由于曝光时间间隔相等，因此，频闪照片既记录下了物体的位置，也记录下了物体运动的时间。本实验所用频闪照相机曝光的时间间隔为Δt=0.1s，对小球所处位置的影像进行测量，记录相邻两个影像位置之间的距离如图乙所示(图中标注为1点是小球刚开始下落的位置从高空下落的物体，速度越来越大，所受空气阻力也会随速度的增大而增大，因此物体下落一段距离后将以某一速度做匀速运动，通常把这个速度称为收尾速度。研究发现，相同环境条件下，空气对不同的球形物体的阻力大小与球的半径和速度都有关系。某次实验数据如下表。（1）不计空气阻力情况下，在下落过程中，小球的速度(选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”)；（2）图甲中不同质量的羽毛和苹果下落时在同一时刻几乎都在同一位置，说明物体下落快慢与质量(选填“有关”或“无关”)，下落的羽毛(选填“受”或“不受”)浮力；（3）生活中让质量相等的铁球和纸团同时从三楼由静止开始下落，发现两者下落时间不相等，原因是(选填“铁球”或“纸团”)的空气阻力不可忽略，(选填“是”或“不是”)自由落体运动；（4）图乙中从1点起小球下落的距离ℎ与对应时间平方t2的比值为490(写单位)（5）在探究球形物体下落所受空气阻力与球半径、球收尾速度的关系时，得到数据如下表。分析表中数据可得定量关系：球形物体所受空气阻力f与球的半径r的平方成正比，与球的收尾速度v成比；小球编号ABCDEF小球半径r(×1000113小球收尾速度v(m163240164020小球受阻力f(N)00004（6）表格的空白处所缺数据应为N。19．（2023八下·深圳期末）如图所示，有一水平放置的铁板。一物块内含遥控电磁铁，电磁铁通电时与下方的铁板相互吸引。该物块一直在水平方向的拉力作用下向右运动。从物体经过M点开始计时，每经过相同时间记录物体的位置如图。物块内的电磁铁在MO段内处于断电状态，在OQ段内处于通电状态。已知铁板上各处的粗糙程度均相同，MP段拉力恒为F1，PQ段拉力恒为F2。物体在MO段和PQ段做匀速直线运动，在OP段做变速运动。（不计空气阻力）（1）在MN和PQ两段，物体所受的摩擦力为f1和f2，则f1f2（选填：“>”、“<”或“=”，依据是