河南省2022年中考物理复习分阶练习-第九讲功和机械能

第九讲功和机械能一、填空题一阶基础练1.(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(均选填“变大”“变小”或“不变”)。2.(2021无锡)用如图所示的装置探究动能大小与哪些因素有关。让小车从斜面顶部由静止开始下滑,撞击置于水平面上的木块。(1)实验时用木块被撞击后移动的距离来反映小车动能大小。(2)让装有钩码的小车和未装钩码的小车分别从斜面顶部由静止开始下滑,小车运动到水平面上时的速度大小相等(选填“相等”或“不等”),装有钩码的小车将木块推得较远,这说明动能的大小与物体的质量有关。3.(2021攀枝花)如图所示为游乐园过山车的轨道示意图。过山车从高处加速滑下的过程中,轨道对车的支持力不(选填“不”或“要”)做功,过山车重力势能减少(选填“增加”“减少”或“不变”)。4.(2021海南)中学生要养成文明的行为习惯,严禁高空抛物。如果一个重0.5N的鸡蛋从20m高处自由下落,不计空气阻力,下落过程中鸡蛋的重力势能转化为动能,重力对鸡蛋所做的功为10J。5.[2021黑龙江(农垦、森工用)]如图所示,一木块沿固定光滑斜面下滑,木块(不计大小)的重力为10N,所受支持力为8N,则木块由斜面顶端滑到底端的过程中,重力做功为0.6J,支持力做功为0J。【解析】二阶拔高练6.(2021赤峰)某小汽车在平直公路上行驶的45s内,其速度v与时间t、动力F与时间t的关系图像分别如图甲、乙所示,已知前10s内小汽车运动的路程为100m。(1)前10s内小汽车运动的平均速度是10m/s;(2)小汽车在匀速直线运动阶段通过的路程是700m;(3)整个过程动力F做的总功是1.1×106J。【解析】7.(2021达州)如图所示,AC、BC为同一水平面上的两个光滑斜面,AC>BC,∠CAB=30°。在相等时间内把重为80N的同一物体从斜面底端分别沿AC、BC匀速推至C点,物体的机械能增大(选填“增大”“减少”或“不变”),若推力分别为F1、F2,功率分别为P1、P2,则F1<F2,P1=P2(选填“>”“<”或“=”)。【解析】8.(2021温州)2021年5月,我国“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原(如图甲),实现了我国首次地外行星着陆。图乙是其阶段Ⅲ着陆过程中的高度随时间的变化关系。(1)火星大气密度是地球的1%,大气中氧气含量为0.15%且没有液态水,表面平均温度为-55℃,绕日公转周期为687天。下列关于火星的说法不合理的是D。A.表面平均温度比地球低B.公转周期比地球长C.大气中氧气含量比地球低D.雨、雪天数比地球多(2)图乙中t1~t2时段,着陆巡视器在竖直向上推力作用下,竖直下落的速度减小,该过程中推力F与重力G的大小关系是F>G。(不计大气阻力)(3)着陆巡视器在火星上总重为4888N,其重力在t2~t4时段做功是4.888×105J。【解析】二、选择题一阶基础练9.(2021毕节)关于功和机械能,下列说法正确的是【解析】 (B)A.吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离,吊车的拉力对重物做了功B.卫星从远地点向近地点运行时,重力势能减小,动能增大C.电梯匀速上升过程中,电梯的动能转化为重力势能D.力对物体做功的功率越大,做功越多10.(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【解析】 (C)A.W1>W2 B.W1=W2C.P1<P2 D.P1=P211.(2021郴州)2021年5月29日,我国用长征7号运载火箭成功发射了天舟二号货运飞船,5月30日,天舟二号货运飞船与中国空间站的天和核心舱完成了交会对接。下列说法正确的是 (D)A.天舟二号货运飞船加速上升过程中机械能守恒B.天舟二号货运飞船加速上升过程中动能转化为重力势能C.天舟二号货运飞船加速上升过程中重力势能转化为动能D.对接成功后天舟二号货运飞船与天和核心舱处于相对静止状态12.(2021北部湾)篮球运动深受同学们的喜爱。在投篮时,下列分析正确的是 (D)A.篮球离手后,手还对篮球做功B.篮球离手后,上升过程机械能变大C.手对篮球施力,球才向篮筐运动,说明力是维持物体运动的原因D.假如正在上升的篮球所受的力全部消失,它将做匀速直线运动13.(2021泸州)2021年5月15日我国自主研制的天问一号火星探测器成功登陆火星,已知火星表面引力约为地球表面引力的38%,其空气密度约为地球海平面空气密度的1%。下列关于探测器的描述正确的是 (A)A.进入火星大气层后,探测器下降过程中其表面与大气层摩擦,机械能转化为其他形式的能B.探测器为了找到最佳着陆点,着陆前在火星上空有短暂悬停时间,悬停时探测器不受火星的引力C.探测器从悬停点减速降落火星表面过程中,动能逐渐增大D.停在火星表面的探测器受到的引力与它对火星表面的压力是一对平衡力二阶拔高练14.(2021大庆)一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面做直线运动,其路程(s)-时间(t)关系如图所示,下列正确的是【解析】 (C)A.物体20s时的速度大于8s时的速度B.0~12s物体所受的拉力大于12s~24s物体所受的拉力C.0~12s拉力做的功大于12~24s拉力做的功D.0~12s拉力做功的功率小于12s~24s拉力做功的功率15.(2021十堰)某汽车公司对自主研发的无人驾驶汽车性能进行测试,甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动,且v甲<v乙,若不计空气阻力,则汽车受到的牵引力F甲和F乙以及牵引力在相同时间内所做的功W甲和W乙之间的关系正确的是【解析】 (C)A.F甲<F乙,W甲<W乙B.F甲>F乙,W甲>W乙C.F甲=F乙,W甲<W乙D.F甲=F乙,W甲=W乙16.(2021温州)一颗番茄从手中由静止开始下落,撞击水面时溅起许多水珠(如图),同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗,番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能【解析】 (B)A.等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和B.大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和C.等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和D.小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和17.(2021湖州)一端封闭的两个完全相同的玻璃管(如图所示),甲中装水,乙中装食用油。两个完全相同的金属小球从O处静止释放,下落到P处,小球在食用油中下落的时间更长。比较两小球从O处到P处的下落情况,则小球【解析】 (C)A.重力势能变化量不相同B.获得的动能相同C.在食用油中重力做功慢D.机械能不变三、实验探究题18.(2021鄂州)汽车超载、超速是造成重大交通事故的重要原因。某物理兴趣小组决定对超载超速问题进行模拟探究。如图,将小车从同一斜面上由静止开始滑下,推动同一木块向前移动一段距离后停下,完成甲、乙、丙三次实验。其中h1=h3>h2,m1=m2<m3。请根据实验现象完成下列问题。(1)实验中超载、超速带来的危害程度是通过小木块被撞击后向前移动的距离来表示的。(2)研究超载带来的危害程度时,选择甲、乙、丙三次实验中的甲、丙进行比较。(3)研究超速带来的危害程度时,选择甲、乙、丙三次实验中的甲、乙进行比较。(4)若本实验中水平面绝对光滑,则不能(选填“能”或“不能”)得出正确结论。四、综合应用题19.(2021昆明)“天问一号”火星探测器是中国人民的骄傲,因为它是我国首次登陆火星的探测器。着陆火星的“祝融号”,质量为240kg,在牵引力的驱使下,30min匀速运动了100m,假设祝融号在火星上受到的阻力是其在火星上所受重力的0.06倍,已知g火=0.38g,火星表面大气密度是地球表面大气密度的0.01倍,g取10N/kg。求:(1)祝融号所受的阻力;(2)在这段时间内牵引力做的功;(3)同一物体在地球大气中受到的浮力与它在火星大气中受到的浮力之比。解:(1)祝融号在火星上的重力G火=mg火=m×0.38g=240kg×0.38×10N/kg=912N所受的阻力f=0.06G火=0.06×912N=54.72N(2)祝融号做匀速直线运动,受到平衡力的作用,故牵引力F=f=54.72N牵引力做功W=Fs=54.72N×100m=5472J(3)火星表面大气密度是地球表面大气密度的0.01倍,即ρ火=0.01ρ地,V排=V物,物体在地球大气中受到的浮力F地=ρ地V排g=ρ地V物g在火星大气中受到的浮力F火=ρ火V排g火=0.01ρ地V物·0.38g故同一物体在地球大气中受到的浮力与它在火星大气中受到的浮力之比F地F火=ρ地V物g20.(2021嘉兴)健康的生活既要注意平衡膳食,还要积极参加体育锻炼。如图所示为可调式握力器,可用于锻炼手部肌肉。锻炼时只要抓住左手柄,用力抓紧使其碰触右手柄上的计数按钮,即算完成一个握力动作。(1)握力器的力度可以通过使用调节器移动弹簧下端的位置来改变。现在需要将力度调小,则应该将弹簧下端向右(选填“左”或“右”)移。(2)小嘉用平均大小为500N的力抓握力器的手柄,使手柄在力的方向上移动6cm完成一个握力动作,则做功多少焦?(3)小嘉饮用一罐净含量为330mL的可乐后,获得的能量为540kJ。若获得能量的10%用于握力做功,则消耗这些能量需要完成多少个题(2)中的握力动作?解:(2)已知握力大小F=500N,移动的距离s=6cm=0.06m完成一个动作做的功W=Fs=500N×0.06m=30J(3)消耗的总能量Q=540×103J×10%=5.4×104J完成一个动作需做功W=30J动作个数n=QW=5.4×104J30J/21.(2021平顶山一模)如图所示为目前世界上最大的“升船电梯”——三峡开船机运行时的情景。某次升船机运行时,游轮从大坝上游江面驶入升船机的承船厢(游轮底部与承船厢底部不接触),随后升船机历时8min将游轮从海拔高度为156m的上游江面,沿竖直方向运送至海拔高度为60m的下游江面(江水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:(1)游轮在承船厢内下降的平均速度;(2)游轮驶入承船厢后,箱内水深5m,承船厢底部受到江水的压强;(3)游轮驶入承船厢后,排开3×103m3的江水,游轮在承船厢内受到江水的浮力;(4)游轮随承船厢下降过程中,游轮重力做的功及功率。解:(1)