
學(xué)校:___________姓名:___________班級(jí):___________考號(hào):___________
第I卷(選擇題)
一、單選題(本大題共12小題,共24.0分)
完全相同的兩s輛汽車,在相同的路面上沿同一方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)(不計(jì)空氣阻力),其路程s隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示。下列說法正確的是( )
A. t=3s時(shí),甲、乙兩車的速度v甲=v乙
B. 0~3s內(nèi),兩車牽引力做功W甲>W乙
C. 行駛過程中,兩車的牽引力F甲>F乙
D. t=3s,甲乙兩車行駛的路程s甲=s乙
某同學(xué)用50N的力將重10N的足球踢出去15m遠(yuǎn),該同學(xué)對(duì)足球做的功是( )
A. 750JB. 150J
C. 沒有做功D. 無法確定做功多少
在排球運(yùn)動(dòng)中,跳發(fā)球(如圖所示)是最具威力的發(fā)球方式?,F(xiàn)用100N的力擊打重為5N的排球,排球離手后飛行落到15m遠(yuǎn)的地面上。排球飛行過程中,運(yùn)動(dòng)員對(duì)排球做功( )
A. 1500J
B. 75J
C. 500J
D. 0J
汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P0,牽引力為F0。t1時(shí)刻開始,司機(jī)減小了油門,使汽車保持恒定功率P行駛,到t2時(shí)刻,汽車又開始做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度為v.已知運(yùn)動(dòng)過程中汽車所受阻力f恒定不變,汽車牽引力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖,則 ( )
A. v=2v0
B. F0=2f
C. t1至t2時(shí)間內(nèi),汽車做加速運(yùn)動(dòng)
D. t2時(shí)刻之后,汽車將保持功率P02行駛
已知雨滴在空中豎直下落時(shí)所受空氣阻力與速度的平方成正比,且不同質(zhì)量的雨滴所受空氣阻力與速度大小的二次方的比值相同.現(xiàn)有兩滴質(zhì)量分別為m1和m2的雨滴從空中豎直下落,在落到地面之前都已做勻速直線運(yùn)動(dòng),那么在兩滴雨滴落地之前做勻速直線運(yùn)動(dòng)的過程中,其重力的功率之比為( )
A. m1:m2 B. m1:m2C. m2:m1D. m13:m23
功率相同的甲、乙兩輛汽車,在相等時(shí)間內(nèi)沿平直路面勻速通過的距離之比是2:1,則下列正確的是( )
A. 甲、乙兩車速度之比為1:2B. 甲、乙兩車牽引力做功之比為1:2
C. 甲、乙兩車牽引力之比為1:2D. 甲、乙兩車克服阻力做功之比為2:1
如圖甲,小球從某高度處由靜止下落到豎直放置的輕質(zhì)彈簧上并壓縮彈簧,已知小球從a處開始接觸彈簧,壓縮至c處時(shí)彈簧最短。從a至c處的過程中,小球的速度ν和彈簧被壓縮的長度△L之間的關(guān)系如圖乙,且在整個(gè)過程中彈簧始終發(fā)生彈性形變,則從a至c處的過程中(不計(jì)空氣阻力),下列說法中正確的是( )
A. 小球的慣性不斷減小
B. 小球到達(dá)b處時(shí),其所受的合力不為零
C. 彈簧的彈性勢能不斷增大
D. 小球所受的重力始終大于彈簧產(chǎn)生的彈力
如圖甲,小球從某高度處由靜止下落到豎直放置的輕質(zhì)彈簧上并壓縮彈簧,已知小球從a處開始接觸彈簧,壓縮至c處時(shí)彈簧最短.從a至c處的過程中,小球的速度ν和彈簧被壓縮的長度ΔL之間的關(guān)系如圖乙,且在整個(gè)過程中彈簧始終發(fā)生彈性形變,則從a至c處的過程中(不計(jì)空氣阻力),下列說法中正確的是( )
A. 小球的慣性不斷減小
B. 小球到達(dá)b處時(shí),其所受的合力不為零
C. 彈簧的彈性勢能不斷增大
D. 小球所受的重力始終大于彈簧產(chǎn)生的彈力
如圖所示,跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中勻速下落的過程中,他的( )
A. 動(dòng)能增大,重力勢能減小,機(jī)械能不變
B. 動(dòng)能減小,重力勢能增大,機(jī)械能不變
C. 動(dòng)能不變,重力勢能減小,機(jī)械能不變
D. 動(dòng)能不變,重力勢能減小,機(jī)械能減小
如圖AOB是光滑軌道,A點(diǎn)的高度H大于B點(diǎn)的高度h,讓小球由A點(diǎn)靜止開始自由落下,沿軌道AOB到達(dá)B點(diǎn)后離開(不計(jì)空氣阻力),則小球離開B點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)軌跡最符合實(shí)際的是
A. aB. bC. cD. d
為應(yīng)對(duì)復(fù)雜的國際形勢,滿足國防需要,遼寧艦航母上的國產(chǎn)新型艦載機(jī)殲?15戰(zhàn)機(jī),不惜大量耗油晝夜加緊訓(xùn)練,戰(zhàn)機(jī)飛離甲板后,下列說法不正確的是( )
A. 殲?15戰(zhàn)機(jī)的質(zhì)量不變,機(jī)械能增大
B. 遼寧艦底部所受水的壓強(qiáng)變小
C. 遼寧艦所受的浮力變小
D. 殲?15戰(zhàn)機(jī)的升力的產(chǎn)生是因?yàn)榱黧w壓強(qiáng)與流速的關(guān)系
如圖,粗糙的弧形軌道固定在地面上,軌道平面豎直。一小球由A點(diǎn)以一定的速度沿軌道滾下,經(jīng)另一側(cè)與A等高點(diǎn)B后到達(dá)最高點(diǎn)C。下列分析正確是
A. 小球在A點(diǎn)的動(dòng)能比在B點(diǎn)的動(dòng)能大
B. 小球在A點(diǎn)的重力勢能比在B點(diǎn)的重力勢能大
C. 小球在A點(diǎn)具有的機(jī)械能等于它在B點(diǎn)具有的機(jī)械能
D. 小球在A點(diǎn)具有的機(jī)械能等于它在C點(diǎn)具有的機(jī)械能
第II卷(非選擇題)
二、填空題(本大題共4小題,共8.0分)
如圖,彈簧的左端固定,右端連接一個(gè)小球,把它們套在光滑的水平桿上,a是壓縮彈簧后小球靜止釋放的位置,b是彈簧原長時(shí)小球的位置,c是小球到達(dá)最右端的位置。則小球從a運(yùn)動(dòng)到c的過程中,在______(選填“a“”、“b”或“c”)位置機(jī)械能最大;從b到c的過程中,小球的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈簧的______。
極限跳傘是一項(xiàng)驚險(xiǎn)體育運(yùn)動(dòng)。如圖所示,跳傘員從高空勻速下落過程中重力勢能______,機(jī)械能______,跳傘員看到地面“迎面撲來”,則他是以______為參照物。
青少年在安靜思考問題時(shí),心臟推動(dòng)血液流動(dòng)的功率約為1.5 W,則你在考試的2小時(shí)內(nèi),心臟做功約為________J,用這些功可以讓一個(gè)質(zhì)量為50 kg的物體勻速升高_(dá)_______m.(g取10 N/kg)
如圖所示,甲、乙兩人將一厚度均勻的木板從一樓抬上三樓,甲對(duì)木板做的功______乙對(duì)木板做的功;如果使用滑輪組提升此木板所做的有用功將______兩人抬木板所做的有用功。(均選填:“大于”、“小于”或“等于”)
三、作圖題(本大題共2小題,共4.0分)
如圖甲所示是小亮在學(xué)校運(yùn)動(dòng)會(huì)上鉛球比賽中的場景。請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出鉛球離手后,在空中飛行過程中動(dòng)能EK隨時(shí)間t變化的圖象。
用彈簧測力計(jì)懸掛一個(gè)重為10N的物體,由靜止開始豎直向上運(yùn)動(dòng),測力計(jì)在不同時(shí)間段的示數(shù)如圖?甲所示,請(qǐng)?jiān)趫D?乙中畫出物體在此過程中動(dòng)能E隨時(shí)間變化的關(guān)系圖。
四、實(shí)驗(yàn)探究題(本大題共2小題,共12.0分)
圖所示,甲是探究“動(dòng)能的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)中讓同一鋼球從斜面上不同的高度由靜止?jié)L下,碰到同一木塊上.乙是探究“阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”的實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)中讓同一小車從斜面上相同的高度由靜止滑下,在粗糙程度不同的水平面上運(yùn)動(dòng).請(qǐng)回答下列問題:
(1)甲實(shí)驗(yàn)的目的是探究鋼球動(dòng)能的大小與_______的關(guān)系;實(shí)驗(yàn)時(shí),它是通過觀察________,從而判斷鋼球動(dòng)能的大?。?br>(2)進(jìn)行乙實(shí)驗(yàn)時(shí),每一次都讓同一小車從斜面上相同的高度由靜止滑下,其目的是使小車在水平面運(yùn)動(dòng)的起始________相同;通過觀察小車在粗糙程度不同的水平面上運(yùn)動(dòng)的距離來判斷小車在不同的水平面受到阻力的大小.從而可以推理:如果運(yùn)動(dòng)的物體不受力,它將_______.
在學(xué)習(xí)勢能知識(shí)時(shí),小紅將一張硬卡片對(duì)折,在開口一邊剪兩刀,然后將一根橡皮筋套在開口邊,做成了一個(gè)特殊的卡片.
(1)小紅將圖中的卡片反過來,用手把它壓平在桌面上,使橡皮筋伸長,迅速松開手,觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_______________,說明:發(fā)生彈性形變的橡皮筋對(duì)卡片做功,因此橡皮筋具有___________能.
(2)接下來小紅仍將卡片下壓,但不壓平,迅速松手后觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_______________,小紅根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以得出的結(jié)論是彈性勢能的大小與_____________有關(guān).
(3)要想卡片彈得更高,你的方法是____________________.
五、計(jì)算題(本大題共4小題,共32.0分)
星期天,小劉騎電動(dòng)自行車以18km/h的速度在長江大堤上勻速行駛了7000m,電動(dòng)自行車牽引力的功率為150W.求:
(1)小劉在長江大堤上行駛的時(shí)間;
(2)電動(dòng)自行車在這段時(shí)間內(nèi)牽引力所做的功;
(3)電動(dòng)自行車的牽引力。
某人在用繩子將一物體從水面下2m深處的地方勻速提到水面下0.5m處的過程中,人對(duì)物體所做的功為54J,當(dāng)將物體拉到有15體積露出水面時(shí),讓其靜止,此時(shí)繩對(duì)物體的拉力為40N,不計(jì)繩子的質(zhì)量,忽略水的阻力,求物體的密度.(取g=10N/kg)
如圖所示,質(zhì)量m=4.6 kg的木箱受到與水平地面成α角斜向上的拉力F作用,當(dāng)拉力F=10 N時(shí),木箱恰好在水平地面上勻速滑行。現(xiàn)將拉力方向改為水平,要求木箱在10 s時(shí)間內(nèi)勻速運(yùn)動(dòng)20 m距離,求水平方向拉力做功的功率多大?已知csα=0.8,取g=10N/kg。
一艘完全依靠太陽能驅(qū)動(dòng)的船,該船長30m,寬15m。滿載時(shí)排水量60 t,船的表面安裝有太陽能電池板,若接收的太陽能只用來驅(qū)動(dòng)船前進(jìn)。在一次航行中,從某一時(shí)刻開始,太陽能船受到水平方向的牽引力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖甲所示,船的運(yùn)動(dòng)速度v隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示。(g取10 N/kg,ρ海水=1.03×103kg/m3)
(1)滿載時(shí)太陽能船受到的浮力是多少?
(2)滿載時(shí)船底在海水中的深度為3m時(shí),船底受到海水的壓強(qiáng)是多少?
(3)第50 s到第100 s內(nèi)牽引力做的功是多少?
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:
D.由圖象可知,t=3s,甲車行駛的路程s甲=90m,乙車行駛的路程s乙=90m?60m=30m,故D錯(cuò)誤;
A.甲車速度v甲=s甲t=90m3s=30m/s,乙車速度v乙=s乙t=30m3s=10m/s,故A錯(cuò)誤;
C.兩車完全相同,對(duì)地面的壓力相同,路面的粗糙程度相同,且兩車做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以兩車所受的摩擦力相同,兩車的牽引力也相同,故C錯(cuò)誤;
B.0~3s內(nèi),牽引力相同,s甲>s乙,根據(jù)W=Fs可知W甲>W乙,故B正確。
故選:B。
由圖象可知,t=3s,兩車行駛的路程;再根據(jù)v=st求出兩車的速度,進(jìn)行比較;兩車完全相同,對(duì)地面的壓力相同,路面的粗糙程度相同,且兩車做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以兩車所受的摩擦阻力相同,兩車的牽引力相同;再根據(jù)W=Fs分析兩車牽引力做功的大小關(guān)系。
根據(jù)圖象或圖表探究物質(zhì)的規(guī)律是近兩年來出現(xiàn)較多的題目,圖象可以使我們建立更多的感性認(rèn)識(shí),從表象中去探究本質(zhì)規(guī)律,體驗(yàn)知識(shí)的形成過程。此題涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多,綜合性很強(qiáng)。
2.【答案】D
【解析】
【分析】
本題考查對(duì)功的公式的理解及應(yīng)用,注意題目中的15m是球離開腳后由于慣性前進(jìn)的距離,不是力的作用下的距離。
物體做功的公式為W=Fs,即只有明確了力及力的作用下的距離才能求出力對(duì)物體所做的功;分析題目中的條件可知能否求出功。
【解答】
題中只說明了該同學(xué)對(duì)足球的作用力大小,而沒說明足球在該力的作用下移動(dòng)的距離,故無法準(zhǔn)確求出腳對(duì)球所做的功,故ABC錯(cuò)誤,D正確。
故選D。
3.【答案】D
【解析】
【解答】
排球飛行過程中,運(yùn)動(dòng)員不再對(duì)排球有力的作用,雖然運(yùn)動(dòng)了一段距離,但運(yùn)動(dòng)員對(duì)排球沒有力的作用,所以運(yùn)動(dòng)員對(duì)排球沒做功,即做功為0J。
故選:D。
【分析】
做功的兩個(gè)必要條件是:一是物體受到力的作用,二是物體在力的方向上通過距離。
此題考查功的計(jì)算,關(guān)鍵是掌握做功的兩個(gè)必要條件。難度不大,屬于基礎(chǔ)知識(shí)考查。
4.【答案】D
【解析】
【分析】
本題考查了功率公式P=Fv靈活應(yīng)用,了解研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過程是解決問題的前提,會(huì)根據(jù)題目已知條件和求解的物理量選擇物理規(guī)律是關(guān)鍵。
汽車勻速行駛時(shí)牽引力等于阻力,根據(jù)功率和速度關(guān)系公式可得:P=Fv,當(dāng)功率不變,牽引力增加,物體減速運(yùn)動(dòng);從圖象上可以看出牽引力由F02變?yōu)镕0,再根據(jù)P=Fv,并結(jié)合選項(xiàng)即可判斷出正確選項(xiàng)。
【解答】
由題知,在t1時(shí)刻以前,汽車以速度v0勻速行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P0,牽引力為F0,且有P0=F0v0①;
在t1時(shí)刻,司機(jī)減小了油門,汽車的功率突然減小為P,在該瞬間汽車的速度不變(仍為v0),牽引力由F0突然減小為F02,所以有P=F02?v0②,由①②可知P=P02(即汽車的功率突然減小為原來的一半)。
AD.由題可知,t1時(shí)刻后汽車的功率保持恒定;由上述分析可知,汽車的功率將保持P02不變,故D正確;
到t2時(shí)刻,汽車又開始做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度為v;由圖可知,汽車再次做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的牽引力與最初做勻速運(yùn)動(dòng)的牽引力大小相等,均為F0;
根據(jù)P=Fv可得第二次做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度:v=PF0=12P0F0=12F0v0F0=12v0;故A錯(cuò)誤;
B.汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),牽引力與阻力平衡,所以F0=f,故B錯(cuò)誤;
C.由圖可知,t1至t2時(shí)間內(nèi),汽車受到的牽引力增大,功率不變,由P=Fv可得,汽車行駛的速度減小,所以汽車做減速運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;
故選D。
5.【答案】D
【解析】
【分析】
本題考查了功率的計(jì)算,有一定的難度。
根據(jù)功率的推導(dǎo)公式P=Fv代入關(guān)系式,正確解答。
【解答】
因?yàn)橛甑温涞降孛媲熬炎鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng),所以雨滴受的是平衡力,雨滴受到的阻力為f=mg=kv2,
所以雨滴的速度為v= mgk;
又因?yàn)镻= Wt = Fst =Fv,
所以兩雨滴功率之比為
P1P2 = F1v1F2v2 = m1gv1m2gv2 = m1v1m2v2 = m1? m1gkm2? m2gk = m13 m23 。
故選D。
6.【答案】C
【解析】
【分析】
本題考查利用公式法計(jì)算比值問題;就是將比式中的各比項(xiàng)用物理公式轉(zhuǎn)換成所要求的物理量的表達(dá)式,再相比求值的方法,要求學(xué)生能熟練運(yùn)用相關(guān)公式。
已知功率和時(shí)間,利用功率的公式W=Pt可求做功之比,又知路程,利用公式W=Fs可求牽引力之比。再利用P=Wt=Fst=Fv計(jì)算速度之比。
【解答】
由題知,P1=P2,t1=t2,s1:s2=2:1;
BD.由P=Wt可得,甲乙兩汽車牽引力做功(克服阻力做功)之比為:
W1W2=P1t1P2t2=1:1,故BD錯(cuò)誤;
C.由W=Fs可得,甲乙兩汽車牽引力之比為:
F1F2=W1s1W2s2=W1W2×s2s1=11×12=1:2,故C正確;
A.由P=Wt=Fst=Fv可得,甲乙兩汽車速度之比為:
v1v2=P1F1P2F2=P1P2×F2F1=11×21=2:1,故A錯(cuò)誤。
故選C。
7.【答案】C
【解析】解:
A、質(zhì)量是慣性大小的唯一量度,從a至c處的過程中,小球的質(zhì)量始終不變,所以小球的慣性始終不變,故A錯(cuò)誤;
B、小球到達(dá)b處時(shí),不計(jì)空氣阻力,小球只受彈力與重力的作用,且這兩個(gè)力大小相等,方向相反,所以其所受的合力為零,故B錯(cuò)誤;
C、從a至c處的過程中,彈簧的形變程度不斷變大,所以彈簧的彈性勢能不斷增大,故C正確。
D、在小球向下壓縮彈簧的過程中,小球受豎直向上的彈簧的彈力、豎直向下的重力;
在ab段,彈簧的形變較小、彈力較小,重力大于彈力,合力向下,小球做加速運(yùn)動(dòng),速度越來越大;
隨著彈簧壓縮量的增大,彈力逐漸增大,在b處彈力與重力相等,小球的速度達(dá)到最大;
小球再向下運(yùn)動(dòng)(bc段),彈簧的形變較大、彈力較大,彈力大于重力,合力向上,小球做減速運(yùn)動(dòng),其速度減?。还蔇錯(cuò)誤。
故選:C。
(1)慣性大小只跟物體的質(zhì)量大小有關(guān),跟物體是否受力、是否運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)速度等都沒有關(guān)系,質(zhì)量越大,慣性越大。
(2)受到平衡力作用的物體處于平衡狀態(tài),所受合力為零;
(3)彈簧由于發(fā)生彈性形變而具有的能為彈性勢能,彈性勢能大小與彈簧的彈性形變程度有關(guān)。
(4)由圖象可知,小球速度先變大,后變小。彈簧發(fā)生形變從而產(chǎn)生彈力,彈力的大小與彈簧的彈性形變程度有關(guān)。
本題考查了慣性、彈力、勢能的大小變化,以及運(yùn)動(dòng)和力關(guān)系等問題。解題的關(guān)鍵要讀懂圖,由圖獲取彈簧壓縮量,小球速度變化的信息分析小球的運(yùn)動(dòng)過程,分析彈力的變化情況。
8.【答案】C
【解析】解:
A、質(zhì)量是慣性大小的唯一量度,從a至c處的過程中,小球的質(zhì)量始終不變,所以小球的慣性始終不變,故A錯(cuò)誤;
B、小球到達(dá)b處時(shí),不計(jì)空氣阻力,小球只受彈力與重力的作用,且這兩個(gè)力大小相等,方向相反,所以其所受的合力為零,故B錯(cuò)誤;
C、從a至c處的過程中,彈簧的形變程度不斷變大,所以彈簧的彈性勢能不斷增大,故C正確。
D、在小球向下壓縮彈簧的過程中,小球受豎直向上的彈簧的彈力、豎直向下的重力;
在ab段,彈簧的形變較小、彈力較小,重力大于彈力,合力向下,小球做加速運(yùn)動(dòng),速度越來越大;
隨著彈簧壓縮量的增大,彈力逐漸增大,在b處彈力與重力相等,小球的速度達(dá)到最大;
小球再向下運(yùn)動(dòng)(bc段),彈簧的形變較大、彈力較大,彈力大于重力,合力向上,小球做減速運(yùn)動(dòng),其速度減小;故D錯(cuò)誤。
故選:C。
(1)慣性大小只跟物體的質(zhì)量大小有關(guān),跟物體是否受力、是否運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)速度等都沒有關(guān)系,質(zhì)量越大,慣性越大。
(2)受到平衡力作用的物體處于平衡狀態(tài),所受合力為零;
(3)彈簧由于發(fā)生彈性形變而具有的能為彈性勢能,彈性勢能大小與彈簧的彈性形變程度有關(guān)。
(4)由圖象可知,小球速度先變大,后變小。彈簧發(fā)生形變從而產(chǎn)生彈力,彈力的大小與彈簧的彈性形變程度有關(guān)。
本題考查了慣性、彈力、勢能的大小變化,以及運(yùn)動(dòng)和力關(guān)系等問題。解題的關(guān)鍵要讀懂圖,由圖獲取彈簧壓縮量,小球速度變化的信息分析小球的運(yùn)動(dòng)過程,分析彈力的變化情況。
9.【答案】D
【解析】解:由于運(yùn)動(dòng)員在空中勻速下落,質(zhì)量和速度都沒發(fā)生變化,故動(dòng)能不變;在下落過程中,高度降低,所以重力勢能減小,機(jī)械能等于動(dòng)能和重力勢能之和,所以機(jī)械能也是減??;故選項(xiàng)ABC錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確。
故選:D。
動(dòng)能的影響因素是物體的質(zhì)量和速度,質(zhì)量越大,速度越大,動(dòng)能越大;
重力勢能的影響因素是物體的質(zhì)量和高度,質(zhì)量越大,高度越高,重力勢能越大;
動(dòng)能和勢能總稱為機(jī)械能。
該題考查了動(dòng)能和重力勢能大小的影響因素,難度不大。
10.【答案】C
【解析】
【分析】
本題考查了對(duì)機(jī)械能守恒定律及慣性知識(shí)的應(yīng)用,關(guān)鍵能夠根據(jù)現(xiàn)象判斷不同情況下機(jī)械能的大小關(guān)系。
小球在整個(gè)過程中機(jī)械能守恒,結(jié)合慣性的知識(shí)及機(jī)械能守恒定律進(jìn)行分析。
【解答】
A.根據(jù)題意,小球從A點(diǎn)由靜止滑下,所以小球的機(jī)械能等于A點(diǎn)時(shí)的重力勢能,整個(gè)過程中,機(jī)械能守恒,a的最高點(diǎn)超過了A點(diǎn)的高度,這是不可能的,A錯(cuò)誤;
B.b點(diǎn)的最高點(diǎn)與A點(diǎn)的高度相同,而在最高點(diǎn)時(shí),小球仍具有向右運(yùn)動(dòng)的速度,所以b圖線的機(jī)械能大于A點(diǎn)的機(jī)械能,B錯(cuò)誤;
C.c圖線的最高點(diǎn)低于A點(diǎn),由于在最高點(diǎn)時(shí)小球仍運(yùn)動(dòng),其總機(jī)械能可能與開始時(shí)的機(jī)械能相等,C正確;
D.小球離開軌道時(shí),由于慣性,應(yīng)具有沿軌道方向向上運(yùn)動(dòng)的速度,D錯(cuò)誤。
故選C。
11.【答案】A
【解析】解:
A、戰(zhàn)機(jī)飛離甲板后,飛機(jī)的高度增大、速度增大,其重力勢能和動(dòng)能都增大,則在此過程中飛機(jī)的機(jī)械能將變大,但不惜大量耗油晝夜加緊訓(xùn)練,所以戰(zhàn)機(jī)的質(zhì)量減小,故A錯(cuò)誤;
BC、當(dāng)戰(zhàn)機(jī)飛離甲板后,遼寧艦的總重力減小,但仍然漂浮,則它所受到的浮力減小,故C正確;
遼寧艦所受浮力減小,排開水的體積會(huì)減小,吃水深度h會(huì)減小,由p=ρgh可知,其艦底受到水的壓強(qiáng)變小,故B正確;
D、由于機(jī)翼上表面彎曲、下表面平直,所以空氣通過機(jī)翼上方的空氣流速大、壓強(qiáng)較小,機(jī)翼下方的空氣流速小、壓強(qiáng)大,使飛機(jī)受到一個(gè)向上的升力,故D正確;
故選:A。
(1)物體的速度增大,其動(dòng)能增大,高度增大,其重力勢能增大。動(dòng)能加勢能等于機(jī)械能,據(jù)此可判斷機(jī)械能的變化;
(2)浮在水面上的物體所受到的浮力等于其重力,根據(jù)物體重力的變化判斷物體所受浮力的變化;
(3)液體壓強(qiáng)與深度和密度有關(guān),根據(jù)p=ρgh可做出判斷;
(4)飛機(jī)機(jī)翼上下不對(duì)稱的設(shè)計(jì),應(yīng)用了流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系。氣體和液體稱為流體,常見的流體是空氣和水,流體流速大,壓強(qiáng)小。
本題考查機(jī)械能的判斷、物體漂浮時(shí)浮力等于重力的應(yīng)用、液體壓強(qiáng)的判斷等,難度適中。
12.【答案】A
【解析】
【分析】
此題考查了影響動(dòng)能、重力勢能的因素、能量的轉(zhuǎn)化。
影響動(dòng)能的因素是速度和質(zhì)量;
影響重力勢能的因素是質(zhì)量和高度;
由于受到的阻力,所以小球下落過程中,有機(jī)械能的損失;據(jù)此進(jìn)行分析。
【解答】
A.小球運(yùn)動(dòng)過程中,要克服摩擦力做功,機(jī)械能減小,小球質(zhì)量不變,小球在A、B、C三點(diǎn)的速度大小關(guān)系是νA>νB>νC,故小球在A、B、C三點(diǎn)的動(dòng)能大小關(guān)系是EA>EB>EC,即小球在A點(diǎn)動(dòng)能大于B點(diǎn)的動(dòng)能,故A正確;
B.小球在AB兩點(diǎn)質(zhì)量不變,AB兩點(diǎn)的高度相等,小球在A點(diǎn)的重力勢能等于在B點(diǎn)的重力勢能,故B錯(cuò)誤;
C.小球在粗糙的弧形軌道運(yùn)動(dòng),要克服摩擦力做功,其機(jī)械能減小,則小球在A點(diǎn)的機(jī)械能大于B點(diǎn)的機(jī)械能,故C錯(cuò)誤;
D.小球運(yùn)動(dòng)過程中,要克服摩擦力做功,機(jī)械能減小,所以小球在A點(diǎn)具有的機(jī)械能大于它在C點(diǎn)具有的機(jī)械能,故D錯(cuò)誤。
故選A。
13.【答案】b;彈性勢能
【解析】
【分析】
本題主要考查了動(dòng)能與彈性勢能之間的轉(zhuǎn)化,會(huì)分析物體的運(yùn)動(dòng)情況及動(dòng)能與彈性勢能的影響因素,是解答的關(guān)鍵。
動(dòng)能的影響因素是質(zhì)量和速度,彈性勢能的影響因素是物體發(fā)生彈性形變的程度,據(jù)此可結(jié)合物體的運(yùn)動(dòng)情況做出判斷。
【解答】
由題意可知,小球從a運(yùn)動(dòng)到b的過程中,彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能,到達(dá)b點(diǎn)時(shí),彈簧恢復(fù)原狀,不計(jì)摩擦阻力,其彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能;
再從b運(yùn)動(dòng)到c時(shí),彈簧被拉伸,小球的動(dòng)能再逐漸轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能,小球的機(jī)械能會(huì)變小,因此,在b點(diǎn)時(shí)小球的機(jī)械能最大。
故答案為:b;彈性勢能。
14.【答案】減??;減??;自己
【解析】解:
跳傘員在勻速下落過程中,其質(zhì)量不變,高度減小,所以其重力勢能減??;速度不變,動(dòng)能不變;機(jī)械能等于動(dòng)能與勢能的總和,故機(jī)械能減?。?br>若跳傘員看到地面“迎面撲來”,則他是以自己為參照物的;
故答案為:減小;減?。蛔约?。
(1)重力勢能大小的影響因素:質(zhì)量、高度;機(jī)械能等于動(dòng)能與勢能的總和。
(2)判斷物體是運(yùn)動(dòng)還是靜止,即看該物體相對(duì)于參照物的位置是否發(fā)生變化即可。
該題考查了重力勢能大小的影響因素、參照物的判斷,是一道綜合題。
15.【答案】10800 21.6
【解析】
【分析】
知道心臟推動(dòng)血液流動(dòng)的功率和做功時(shí)間,可利功的公式計(jì)算出心臟做功多少;
若用這些功提升物體,知道物體的質(zhì)量,可利用公式W=Gh=mgh變形計(jì)算出物體提升高度。
【解答】
在2小時(shí)內(nèi)心臟做功為:W=Pt=1.5W×7200s=10800J,由公式W=Gh=mgh可得,這些功可把物體舉高的高度:h=Wmg=10800J50kg×10N/kg =21.6m。
故答案為:10800;21.6。
16.【答案】大于 等于
【解析】解:
(1)為了方便分析,以木板的重心為支點(diǎn)(也可以以任何一個(gè)人的手為支點(diǎn)),兩人施加的力都是豎直向上的,力和力臂的情況如下圖所示:
由圖可知,L甲F乙,即甲施加的力較大,又因?yàn)榧?、乙兩人使木板上升的高度相同,由W=Fs可知,W甲>W乙;
(2)使用滑輪組提升此木板所做的有用功和人抬木板所做的有用功均等于克服木板重力所做的功,且木板上升的高度相同,由W=Gh可知,兩次所做的有用功相等。
故答案為:大于;等于。
(1)甲、乙從一樓到三樓升高距離相等,通過作圖和杠桿的平衡進(jìn)行分析,得出甲對(duì)木板的作用力與乙對(duì)木板的作用力的關(guān)系,利用功的計(jì)算公式W=Fs進(jìn)行比較做功的多少;
(2)克服木板重力所做的功為有用功,比較木板的重力和上升的高度比較有用功的大小關(guān)系。
本題考查了功的大小比較,關(guān)鍵是會(huì)根據(jù)杠桿的平衡判斷作用力的大小,要注意有用功是指克服木板重力所做的功。
17.【答案】
【解析】
【分析】
本題考查動(dòng)能大小的影響因素,能通過圖象判斷動(dòng)能的大小變化。
動(dòng)能大小的影響因素:質(zhì)量和速度.質(zhì)量一定時(shí),速度增大,動(dòng)能增大;速度一定時(shí),質(zhì)量增大,動(dòng)能增大。
【解答】
鉛球在整個(gè)飛行過程中,質(zhì)量不變,鉛球一直在運(yùn)動(dòng),動(dòng)能不為零(鉛球處于最高點(diǎn)時(shí)豎直方向速度為0,但水平方向仍然有速度,因此動(dòng)能不為0);從出手到最高點(diǎn)過程中速度減小,此過程動(dòng)能減?。辉谙侣涞倪^程中,速度不斷增大,到達(dá)地面最大,此過程動(dòng)能增大,整個(gè)過程動(dòng)能先減小再增大;如圖所示:
18.【答案】
【解析】
【分析】
從給出的F?t圖象中分別讀出3個(gè)時(shí)間段的拉力,然后與物體重力進(jìn)行比較,若拉力大于重力,則物體做加速運(yùn)動(dòng);
若拉力等于重力,則物體做勻速運(yùn)動(dòng);若拉力小于重力,則物體做減速運(yùn)動(dòng);由此得到物體在此過程中速度隨時(shí)間變化的圖象;
物體的動(dòng)能與質(zhì)量和速度有關(guān),當(dāng)質(zhì)量一定時(shí),速度越大,動(dòng)能越大。
本題通過圖象考查了二力的合成、力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,關(guān)鍵要知道:合力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí),物體做加速運(yùn)動(dòng);合力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反時(shí),物體做減速運(yùn)動(dòng);當(dāng)合力為零時(shí),物體保持原來的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng);要知道質(zhì)量越大,速度越大,動(dòng)能越大。
【解答】
根據(jù)題意可知,物重G=10N,物體由靜止開始豎直向上運(yùn)動(dòng),測力計(jì)的示數(shù)反映了向上拉力的大小;
(1)由F?t圖象可知,0~t1時(shí)間內(nèi),拉力F1=12.5N;
比較可知,拉力大于重力,合力的方向向上,所以物體向上做加速運(yùn)動(dòng),動(dòng)能越來越大;
(2)由F?t圖象可知,t1~t2時(shí)間內(nèi),拉力F2=10N;
比較可知,拉力等于重力,物體所受合力為零,所以物體保持原來的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),動(dòng)能不變;
(3)由F?t圖象可知,t2~t3時(shí)間內(nèi),拉力F3=7.5N;
比較可知,拉力小于重力,合力的方向向下,所以物體向上做減速運(yùn)動(dòng),速度直至為零,動(dòng)能減小,動(dòng)能為零;
根據(jù)以上分析可知,物體在此過程中動(dòng)能E隨時(shí)間變化的圖象(E?t圖象)如下圖所示:
故答案為:如上圖所示。
19.【答案】(1)速度 木塊被推動(dòng)的距離
(2)速度 做勻速直線運(yùn)動(dòng)
【解析】
【分析】
(1)甲實(shí)驗(yàn)中讓同一鋼球從斜面上不同的高度由靜止?jié)L下,控制了小球的質(zhì)量不變,目的是讓小球到達(dá)斜面底端的時(shí)的初速度不同,探究速度對(duì)小球動(dòng)能的影響,小球動(dòng)能的大小是通過小球?qū)ν庾龉Φ亩嗌賮眢w現(xiàn),實(shí)驗(yàn)中通過觀察木塊被小球推開的距離反映做功的多少,用到了控制變量法和轉(zhuǎn)換法;
(2)乙實(shí)驗(yàn)中讓同一小車從斜面上相同的高度由靜止滑下,其目的是使小車在水平面運(yùn)動(dòng)的起始速度相同,控制速度相同,改變接觸面的粗糙程度,觀察小車運(yùn)動(dòng)距離的遠(yuǎn)近反映阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響;阻力越小,小車運(yùn)動(dòng)的距離越遠(yuǎn),可以進(jìn)行科學(xué)推理:當(dāng)阻力為零時(shí)小車會(huì)沿水平面勻速運(yùn)動(dòng)下去。
本題中涉及到兩個(gè)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)器材與實(shí)驗(yàn)方法有相似的地方:都用到了斜面;都采用了控制變量法,學(xué)習(xí)中注意總結(jié)歸納。
【解答】
(1)甲實(shí)驗(yàn)的目的是探究鋼球動(dòng)能的大小與速度的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)中讓同一鋼球從斜面上不同的高度由靜止?jié)L下,碰到同一木塊上,所以,實(shí)驗(yàn)時(shí)控制了鋼球的質(zhì)量不變,改變高度即改變鋼球到達(dá)斜面底端的速度,通過觀察木塊被推動(dòng)的距離,從而判斷鋼球動(dòng)能的大??;
(2)進(jìn)行乙實(shí)驗(yàn)時(shí),每一次都讓同一小車從斜面上相同的高度由靜止滑下,其目的是使小車在水平面運(yùn)動(dòng)的起始速度相同,通過觀察小車在粗糙程度不同的水平面上運(yùn)動(dòng)距離來判斷小車在不同的水平面受到阻力的大小,乙實(shí)驗(yàn)可以推理得出:如果運(yùn)動(dòng)的物體不受力時(shí),它會(huì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
故答案為:
(1)速度;木塊被推動(dòng)的距離;
(2)速度;做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
20.【答案】(1)卡片會(huì)彈起來;彈性勢; (2)卡片彈起的高度變低了;彈性變程度;(3)盡量壓得平一點(diǎn)(換彈性更好一些的橡皮筋)
【解析】
【分析】
本題考查有關(guān)勢能的相關(guān)知識(shí);根據(jù)以下知識(shí),分析圖示情景答題:
(1)物體發(fā)生彈性形變恢復(fù)原狀時(shí)能對(duì)外做功,發(fā)生彈性形變的物體具有彈性勢能;
(2)對(duì)同一物體,物體的彈性形變量越大,物體具有的彈性勢能越大;發(fā)生同樣的形變,彈性好的物體的彈性勢能大;在物體彈性勢能一定的情況下,卡片質(zhì)量越小,卡片彈起的高度越大;
(3)物體具有能量的多少,可以通過物體對(duì)外做功的多少來反映,在此過程中橡皮筋具有彈性勢能的多少可以通過其對(duì)外做功的多少來體現(xiàn),這是一種轉(zhuǎn)換的思想。
【解答】
(1)將圖中的卡片反過來,用手把它壓平在桌面上,使橡皮筋伸長,迅速松開手,觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是卡片會(huì)彈起來,這個(gè)現(xiàn)象說明:發(fā)生彈性形變的橡皮筋對(duì)卡片做功,因此橡皮筋具有彈性勢能;
(2)接下來小紅仍將卡片下壓,但不壓平,迅速松手后觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是卡片彈起的高度變低了,小紅這樣做的目的是為了研究橡皮筋的彈性勢能大小與形變程度的關(guān)系,小紅根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以得出的結(jié)論是:在一定限度內(nèi),物體的形變?cè)酱?,其彈性勢能就越大?br>(3)要想紙片彈得更高,可以:①盡量壓得平一點(diǎn);②換用彈性更好一些的橡皮筋。
故答案為:(1)卡片會(huì)彈起來;彈性勢; (2)卡片彈起的高度變低了;彈性變程度;(3)盡量壓得平一點(diǎn)(換彈性更好一些的橡皮筋)。
21.【答案】已知:電動(dòng)自行車的速度v=18km/h=5m/s,行駛距離s=7000m,功率P=150W
求:(1)行駛的時(shí)間t=?;(2)牽引力所做的功W=?;(3)電動(dòng)自行車的牽引力F=?
解:(1)∵v=st,
∴小劉在長江大堤上行駛的時(shí)間:
t=sv=7000m5m/s=1400s;
(2)∵P=Wt,
∴電動(dòng)自行車在這段時(shí)間內(nèi)牽引力所做的功:
W=Pt=150W×1400s=2.1×105J;
(3)∵W=Fs,
∴電動(dòng)自行車的牽引力:
F=Ws=2.1×105J7000m=30N。
答:(1)小劉在長江大堤上行駛的時(shí)間為1400s;
(2)電動(dòng)自行車在這段時(shí)間內(nèi)牽引力所做的功為2.1×105J;
(3)電動(dòng)自行車的牽引力為30N。
【解析】(1)知道行駛路程和速度,根據(jù)公式v=st求出行駛時(shí)間;
(2)知道時(shí)間和功率。根據(jù)公式P=Wt求出牽引力做的功;
(3)根據(jù)公式W=Fs求出牽引力。
此題主要考查的是學(xué)生對(duì)速度、功率、功的計(jì)算公式的理解和掌握,基礎(chǔ)性題目,注意變形公式的靈活應(yīng)用。
22.【答案】解:拉動(dòng)物體做功過程中,W=Fs,F(xiàn)=Ws=54J1.5m=36N.
當(dāng)物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),F(xiàn)+F浮=G,F(xiàn)=ρ物gV物?ρ水gV物,
即36N=ρ物×10N/kg×V物?1.0×103kg/m3×10N/kg×V物.①
當(dāng)物體在水面靜止時(shí),
F′+F′浮=G,F(xiàn)′=ρ物gV物?ρ水g45V物,F(xiàn)?=40N,
則有40N=ρ物×10N/kg×V物?1.0×103kg/m3×10N/kg×45V物.②
聯(lián)立①②得,ρ物=2.8×103kg/m3.
【解析】略
23.【答案】解:根據(jù)題設(shè)條件可知
Fcsα=μ(mg?Fsinα)
μ=Fcsαmg?Fsinα=846?6=0.2
將拉力方向改為水平,木箱恰好勻速運(yùn)動(dòng),需要拉力
F′=μmg=0.2×46 N=9.2 N
拉力的功率P=F′v=9.2×2 W=18.4 W
【解析】略
24.【答案】解:(1)滿載時(shí)太陽能船受到的浮力:F浮=G排=m排g=60×103kg×10N/kg=6×105N;
(2)船底受到海水的壓強(qiáng)是:p=ρ海水gh=1.03×103 kg/m3×10N/kg×3m=3.09×104Pa;
(3)第50s到第100s內(nèi),由圖甲可知牽引力F=8×104N,由圖乙可知船勻速行駛的速度v=0.5m/s,
由v=st可得,船行駛的距離: s=vt=0.5m/s×50s=25m,
第50s到第100s內(nèi)牽引力做的功:W=Fs=8×104N×25m=2×106J。
答:(1)滿載時(shí)太陽能船受到的浮力為6×105N;
(2)滿載時(shí)船底在海水中的深度為3m時(shí),船底受到海水的壓強(qiáng)是3.09×104Pa;
(3)第50s到第100s內(nèi)牽引力做的功為2×106J。
【解析】本題考查了阿基米德原理和速度公式、流體壓強(qiáng)公式、做功公式的應(yīng)用,從圖象中讀出第50s到第100s內(nèi)的牽引力和速度是關(guān)鍵。
(1)知道太陽能船的排水量,根據(jù)阿基米德原理F浮=G排=m排g求出滿載時(shí)受到的浮力;
(2)已知船底在海水中的深度,利用p=ρgh可求得船底受到海水的壓強(qiáng);
(3)第50s到第100s內(nèi),由圖甲可知牽引力的大小,由圖乙可知船的速度,根據(jù)s=vt求出船行駛的距離,根據(jù)W=Fs求出牽引力做的功。
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