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专题11 功和机械能-5年（2019-2023）中考1年模拟物理分项汇编（河南专用）
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这是一份专题11 功和机械能-5年（2019-2023）中考1年模拟物理分项汇编（河南专用），文件包含专题11功和机械能-5年2019-2023中考1年模拟物理分项汇编河南专用原卷版docx、专题11功和机械能-5年2019-2023中考1年模拟物理分项汇编河南专用解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共44页， 欢迎下载使用。
A. 汲水用的桔槔利用了杠杆的原理
B. 钻木取火是通过做功将内能转化为机械能
C. 司南的南极静止时指向地磁场的南极
D. 孔明灯升空利用了流体压强与流速的关系
【答案】A
【解析】
A．桔槔的结构，是在一根竖立的架子上加上一根细长的杠杆，当中是支点，能转动，故桔槔是利用杠杆的原理来汲水的，故A正确；
B．钻木取火是克服摩擦做功，消耗机械能，产生内能，将机械能转化成内能，故B错误；
C．地球是一个大磁体， 司南是一个小磁体，根据磁极间的作用判断地磁场的磁极，根据地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，指南针静止时它的南极指向地理的南方，即地磁场的北极，故C错误；
D．孔明灯升空是因为灯内的空气被加热，空气膨胀溢出，密度变小，灯罩内气体的密度小于灯罩外空气的密度，受到空气的浮力大于其重力时，孔明灯就上升，不是利用流体压强与流速的关系，故D错误。
故选A
2、（2022·河南·T12）为了将一物块送到高处，小杰用木板和滑轮搭建了如图所示的装置。用力F拉动绳端，物块沿斜面匀速向上运动，下列说法正确的是（ ）
A. 该装置使用滑轮是为了更加省力
B. 此过程中物块的动能转化为重力势能
C. 物块所受摩擦力的方向沿斜面向下
D. 若绳子突然断开，物块将立即下滑
【答案】C
【解析】
A．该装置使用的是定滑轮，只能改变力的方向，不能省力，故A错误；
B．物块沿斜面匀速向上运动，动能不变，物体的重力势能是拉力F做功增加的，故B错误；
C．物块相对斜面斜向上运动，受到的滑动摩擦力与其相对运动方向相反，所以摩擦力沿斜面向下，故C正确；
D．若绳子突然断开，物块由于惯性会先继续向上运动，故D错误。
故选C。
3、（2022·河南·T2）小明在科技博览会上参加义务劳动，需要把一个质量为12kg的展品从地面搬到高1.2m的展台上，如图所示。g取10N/kg。
（1）要把展品从地面搬到展台上，他至少需要对展品做多少功？
（2）展台台面承受的压强不能超过40kPa，如果把展品放到水平台面上，展品与台面的接触面积是40cm2，台面会不会被压坏？请通过计算说明。
（3）展品展示时，要求台面水平。请你简述一种检验台面是否水平的操作方法。
【答案】（1）144J；（2）台面不会被压坏；（3）利用水平仪检测平面是否水平
【解析】
解：（1）由 知道，展品重力
把此产品抬上展台做的功为
W=Gh=120N×1.2m=144J
（2）由 知道，展品的台面的压强
展品对展台的压强小于展台所能承受的压强，所以，台面会不会被压坏。
（3）利用水平仪检测平面是否水平。
答：（1）要把展品从地面搬到展台上，他至少需要对展品做功144J；
（2）台面不会被压坏；
（3）利用水平仪检测平面是否水平。
4、（2021·河南·T2）电动清扫车以其环保高效等优点，在创建卫生城市中大显身手。图为一电动清扫车正在工作时的情景。
（1）电动清扫车的主要部件是电动机，其工作原理是______；清扫过程中，驾驶员相对于清扫车是______（选填“静止”或“运动”）的；
（2）清扫车停在水平路面上，总质量为800kg，清扫刷与路面不接触，轮胎与路面总接触面积为0.04m2，车对路面的压强为多少？g取10N/kg；（ ）
（3）清扫车完成任务后，在平直道路上以5m/s的速度匀速直线行驶，经10min到达垃圾处理站，行驶过程中车所受阻力大小恒为400N，则牵引力做的功为多少？（ ）
【答案】 ①. 通电导体在磁场中受到力的作用 ②. 静止 ③. ④.
【解析】
（1）[1][2] 电动清扫车的主要部件是电动机，是将电能转化为机械能，通电导体在磁场中受到力的作用；驾驶员与清洁车一起运动，故相对于清洁车，驾驶员的位置没有发生变化，故相对于清洁车是静止的。
（2）[3] 车对路面的压强为
则车对路面的压强为。
（3）[4] 清扫车行驶的路程为
牵引力做的功为
则牵引力做的功为。
5、（2020·河南·T12）频闪照相机是研究物体运动的重要手段之一，如图所示的频闪照片记录了竖直下落的小球每隔相等时间的位置，不计空气阻力，在小球下落的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 小球的重力势能逐渐增大B. 小球的机械能逐渐减小
C. 小球的重力在 ab 段做功比在cd 段多D. 小球的重力在 ab 段做功比在 cd 段慢
【答案】D
【解析】
A．小球下落过程中，高度减小，重力势能减小，故A错误；
B．不计空气阻力时，小球重力势能与动能互相转化，机械能守恒，大小不变，故B错误；
C．ab段长度小于cd 段，重力相同，做功大小与下落距离成正比，ab 段做功小于cd 段，故C错误；
D．ab段做功小于cd 段做功，而所用时间相等，所以ab段功率小于cd 段做功，故D 正确。
故选D。
6、（2019·河南·T10）以下校园活动的场景中，有关说法正确的是
A. 引体向上——人拉住单杠静止时，单杠对人的拉力与人的重力平衡
B. 50m测试——人冲过终点时不能立即停下来，是由于受惯性作用
C. 排球比赛——将排球向上垫起后，球的动能不变，重力势能增加
D. 掷实心球——若球在最高点时所受外力全部消失，球将竖直下落
【答案】A
【解析】
A. 人静止时，重力与单杠对人拉力均作用在人身上，且方向相反、大小相等、作用在同一条直线，为平衡力；
B. 惯性是物体的一种性质，不是力且只与质量有关，只能说物体具有惯性，不能说受到惯性或惯性力的作用；
C. 排球向上垫起后，速度减小，高度增加，质量不变，则动能减小，重力势能增加；
D. 球到达最高点时，竖直方向速度减为0，水平方向还有分速度，故当此时外力全部消失时，球应沿水平方向做匀速直线运动．
一、单选题
1．（2023·河南新乡·校联考二模）用如图所示的器材探究动能大小与哪些因素有关，实验时让小车从粗糙斜面上由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块，关于该实验，下列说法中正确的是（ ）
A．小车从斜面下滑过程中动能转化为重力势能
B．小车撞击木块对木块做功，使木块获得动能
C．小车从斜面向下运动过程中机械能守恒
D．本套器材只能探究小车动能大小与速度的关系
【答案】B
【解析】A．小车下滑过程中，质量不变，高度减小，速度增大，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能，故A错误；
B．小车由于惯性，在水平面上向前运动撞击木块做功，使木块由静止变为运动，获得动能，故B正确；
C．由于斜面是粗糙的，小车下滑过程中需要克服摩擦力做功，机械能减小，故C错误；
D．让小车先后三次从斜面的同一位置自由滑下，撞击置于水平面上相同位置的木块，但第一次只有小车、第二次小车加一个钩码、第三次小车加两个钩码（改变质量），可以研究动能大小与质量的关系，故D错误。
故选B。
2．（2023·河南商丘·统考一模）如图所示为运动员投掷铅球的情景，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．向上抛出时，手对铅球的力等于铅球的重力B．铅球在上升的过程中具有的机械能大小不变
C．铅球上升到最高位置时，处于平衡状态D．铅球落到地面后，具有的惯性也消失了
【答案】B
【解析】A．向上抛出时，铅球不是处于平衡状态，所受的力不平衡，所以手对铅球的力不等于铅球的重力，且手对铅球的力大于铅球的重力，故A错误；
B．不计空气阻力时，铅球在空中上升时，只受到重力的作用，机械能守恒，机械能大小不变，故B正确；
C．铅球上升到最高位置时，仍具有水平速度，铅球受到重力的作用，不是平衡状态，故C错误；
D．铅球落地后，质量不变，惯性也不变，故D错误。
故选B。
3．（2023·河南焦作·统考一模）多米诺骨牌起源于我国北宋时期。玩时将骨牌按一定间距排列，轻轻碰倒第一张骨牌，其余骨牌将会依次倒下。如图所示，在第一张骨牌倒下且未碰到第二张骨牌的过程中，忽略空气阻力，关于第一张骨牌，下列说法正确的是（ ）
A．重心高度不变B．惯性越来越大
C．重力势能转化为动能D．机械能逐渐增加
【答案】C
【解析】A．骨牌倒下过程中，高度减小，重心高度会降低，故A错误；
B．惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，惯性大小只与物体质量有关，第一张骨牌倒下过程中，质量不变，惯性大小不变，故B错误；
C．第一张骨牌倒下过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，其重力势能转化为动能，故C正确；
D．忽略空气阻力，第一张骨牌倒下过程中，机械能守恒，故D错误。
故选C。
4．（2023·河南平顶山·统考一模）在2022年北京冬奥会上，如图是冠军少女谷爱凌在自由式滑雪大跳台时的情景，下列说法正确的是（ ）
A．谷爱凌在下落过程中动能保持不变
B．谷爱凌在空中时没有受到惯性力的作用
C．当谷爱凌站在领奖台上静止不动时，她所受的重力和领奖台对她的支持力是一对平衡力
D．谷爱凌脚下的滑雪板做的宽长是为了增大对雪面的压强
【答案】C
【解析】A．动能与物体质量和速度有关，谷爱凌在下落过程中速度变大，故动能增加，故A错误；
B．惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，不是力，不能说受到惯性力的作用，故B错误；
C．当谷爱凌站在领奖台上静止不动时，处于平衡状态，她所受的重力和领奖台对她的支持力符合二力平衡条件，是一对平衡力，故C正确；
D．谷爱凌脚下的滑雪板做的宽长，增大了受力面积，在压力一定时，可以减小对雪面的压强，故D错误。
故选C。
5．（2023·河南洛阳·统考二模）如图所示为同学们在练习定点投篮的情景，下列有关说法正确的是（ ）
A．向上抛出篮球时，手对篮球的力等于篮球的重力
B．篮球在上升的过程中具有的动能逐渐减小
C．篮球上升到最高位置时，处于平衡状态
D．篮球被篮板弹开，说明力可以改变物体的惯性
【答案】B
【解析】A．抛出篮球时篮球做加速运动，故手对篮球的力大于篮球的重力，故A错误；
B．篮球在上升过程中，质量不变，速度减小，其动能减小，故B正确；
C．篮球在最高点时受到非平衡力的作用，所以不是处于平衡状态，故C错误；
D．惯性只与质量有关，篮球被篮板弹开，惯性没有改变，改变的是运动状态，故D错误。
故选B。
6．（2023·河南开封·统考一模）冬奥会期间，奥运村部餐饮处的智能送菜机器人大放异彩。如图所示，机器人采用电动机驱动，重，工作时牵引力恒为，最大速度为。机器人在匀速行进的过程中，下面说法正确的是（ ）
A．当托盘中放入菜品后，机器人的惯性保持不变
B．当托盘中放入菜品后，机器人受到地面的摩擦力将变大
C．机器人在匀速行进的过程中，牵引力与地面的摩擦力是一对相互作用力
D．机器人运行将菜送到餐桌，牵引力做功
【答案】B
【解析】A．惯性的大小与质量有关，当托盘中放入菜品后，质量变大，机器人的惯性变大，故A错误；
B．摩擦力大小与接触面的粗糙程度和接触面的压力大小有关，当托盘中放入菜品后，机器人的总质量变大，所受的重力变大，对地面的压力变大，机器人受到地面的摩擦力将变大，故B正确；
C．机器人在匀速行进的过程中处于平衡状态，受到的牵引力与地面的摩擦力是一对平衡力，故C错误；
D．机器人运行将菜送到餐桌，牵引力做功
故D错误。
故选。
7．（2023·河南·河南省实验中学校考三模）如图所示是北京冬奥会跳台滑雪场地“雪如意”。下面有关运动员滑雪过程说法正确的是（ ）
A．加速滑下时，运动员的重力势能全部转化为自身的动能
B．加速滑下的过程中，运动员机械能减小
C．在重力和惯性力的作用下，运动员的运动状态发生了改变
D．运动员加速滑下的过程中没有力对运动员做功
【答案】B
【解析】A．加速滑下时，运动员需要克服摩擦做功，一部分重力势能会转化为内能，所以重力势能没有全部转化为自身的动能，故A错误；
B．加速滑下的过程中，运动员需要克服摩擦做功，一部分机械能会转化为内能，则运动员的机械能减小，故B正确；
C．运动员下滑过程中，在重力和阻力的作用下，使运动员的运动状态发生了改变；惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，惯性不是力，不能说受到惯性力的作用，故C错误；
D．运动员加速滑下的过程中，在重力的方向上通过了距离，则重力对运动员做了功，故D错误。
故选B。
8．（2023·河南南阳·统考一模）下列情境中，属于势能转化为动能的是（ ）
A．返回舱减速下降B．魔罐能自动滚回来
C．秋千上摆D．人造卫星由近地点向远地点运动
【答案】B
【解析】A．返回舱减速下降，质量不变，速度减小，动能减小，高度减小，重力势能减小，没有将势能转化为动能，故A不符合题意；
B．在魔罐滚回来的过程中橡皮筋的弹性势能减小，魔罐的动能增大，将弹性势能转化为动能，故B符合题意；
C．秋千上摆，速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，动能转化为重力势能，故C不符合题意；
D．人造卫星由近地点向远地点运动，质量不变，高度增大，重力势能增大；速度减小，动能减小，故动能转化为重力势能，故D不符合题意。
故选B。
二、多选题
9．（2023·河南洛阳·统考一模）如图所示，小飞把悬挂的铁锁拉近并紧贴自己的鼻子，稳定后松手，头保持不动，铁锁向前摆去又摆回。下列说法正确的是（ ）
A．锁不断地来回摆动，是因为动能不断增加
B．铁锁向下摆的过程中，一部分重力势能转化为动能
C．铁锁在整个摆动过程中，机械能是守恒的
D．锁摆到最高点的瞬间，如果所受外力全部消失，它将静止不动
【答案】BD
【解析】A．铁锁不断地来回摆动，是因为动能和势能可以相互转化，故A错误；
BC．铁锁向下摆的过程中，高度降低，速度变大，则重力势能减少，动能增大，重力势能一部分转化为动能，还有一部分需要克服空气阻力做功，转化为内能，铁锁的机械能不守恒，机械能逐渐变小，故B正确，C错误；
D．锁摆到最高点的瞬间，速度为0，如果所受外力全部消失，它将静止不动，故D正确。
故选BD。
10．（2023·河南焦作·校联考二模）用水平的力推一个物体，使它在同一地面沿水平方向做直线运动，图甲、乙所示为物体两次运动时的s-t图象。则（ ）
A．甲的速度大于乙的速度
B．运动6秒过程中，甲、乙两次推力对物体做的功相同
C．甲、乙所受摩擦力相同
D．甲所受推力大于乙所受推力
【答案】AC
【解析】A．由图象可知，两物体都做匀速直线运动，相同时间内甲通过的路程大于乙通过路程，根据可知，甲的速度大于乙的速度，故A符合题意；
CD．根据图象可知，物体两次都做匀速直线运动，则拉力等于滑动摩擦力；由于两次推动同一物体在同一地面上运动，压力大小和接触面的粗糙程度均相同，所以甲、乙所受摩擦力相同，则甲所受推力等于乙所受推力，故C符合题意，D不符合题意；
B．由图象可知，运动6秒过程中，甲通过的路程较大，且两次推力大小相同，根据公式可知第一次推力做的功较大，即，故B不符合题意。
故选AC。
三、填空题
11．（2023·河南周口·校联考三模）在高速公路的长距离下坡的路段，为防制动失灵的车辆发生碰撞，在路边会设计多个避险车道。它是与公路主干道相连的一段距离很短的分岔专用车道，供速度失控车辆安全减速。一般设置在长陡坡的拐弯处，保证驾驶员能看到（如图一、二）。这种车道很特别，一般长度在50~100米，有一定的坡度，顶部用废旧轮胎或防撞桶围起来，路面上铺着疏松的石子、沙土层（如图三、四）。避险车道很大程度上解决了汽车刹车失灵时的安全隐患（如图四）。请你针对避险车道仿照示例提出一个物理问题并进行解释。
【示例】问题：避险车道为什么有一定坡度？
解释：避险车道有一定坡度是为了汽车上坡时，动能转化为重力势能，使汽车的速度减小，便于汽车停下来。
问题：___________
解释：___________
【答案】 见解析 见解析
【解析】[1]问题：避险车道铺上疏松的碎石、沙土有什么作用？
[2]解释：铺上疏松的碎石、沙土可增大摩擦阻力，使机械能转化为内能，让汽车的速度减小，便于汽车停下。
12．（2023·河南南阳·统考一模）如图所示是一幅运动员撑杆跳高的图片，关于撑竿跳高运动涉及的物理知识，请你从机械能角度提出一个问题并回答。问题：___________？回答：___________。
【答案】 当运动员从越过横杆从最高点后下落的过程中，运动员的重力势能怎样变化 重力势能不断减小
【解析】[1]由题意可知，人在撑杆跳高的运动过程中，人的重力势能可能发生变化，因此可以提出的问题是：当运动员从越过横杆从最高点后下落的过程中，运动员的重力势能怎样变化。
[2]当运动员从越过横杆从最高点后下落的过程中，运动员的质量不变，但高度不断降低，所以重力势能不断减小。
13．（2023·河南驻马店·统考一模）如图甲所示为一辆洒水车，未装水时其质量为4t，水箱的容积为8m3。[已知ρ水=1.0×103 kg/m3，g取10N/kg]
（1）洒水车装满水后，在水平路面上匀速行驶洒水过程中，其动能_______ ，机械能_________ ；（两空均选填“增大”“减小”或“不变”）
（2）当洒水车装满水后，司机不在车上未洒水时，轮胎与地面总接触面积为0.5m2，求洒水车对地面产生的压强是多大？( )
（3）洒水车洒完水后空车行驶时，某段时间内的s-t图像如图乙所示，这段时间内其所受阻力为4000N，则这段时间内洒水车牵引力的功率是多少？( )
【答案】 减小 减小
【解析】（1）[1][2]洒水车装满水后，在水平路面上匀速行驶洒水过程中，速度不变，质量减小，所以动能减小；高度不变，质量减小，重力势能也减小，总的机械能减小。
（2）[3]根据题意可知，装满水后有
车静止在水平路面上，压力的大小等于车和水的总重，则有
故洒水车对地面产生的压强为
（3）[4]由图可知，洒水车做匀速直线运动，所以有
则这段时间内洒水车牵引力的功率为
14．（2023·河南南阳·校考一模）体育测试立定跳远项目中，小华同学从最高点到落地点，重心不断下降，轨迹如图所示。则此过程重力势能转化为 ___________能。不考虑空气阻力，机械能大小 ___________（选填“不变”“增大”或“减小”）。
【答案】 动 不变
【解析】[1][2]小华同学从最高点到落地点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小；质量不变、速度增大，动能增大，是重力势能转化为动能；不计空气阻力，其机械能守恒，机械能大小不变。
15．（2023·河南南阳·校考一模）我国春秋末年的著作《考工记•辀人篇》有“劝登马力，马力既竭，辀（zhōu）犹能一取焉”的记载。意思是说，赶马车时，即使马对车不再施力了，车还能继续前进一段路。“马力既竭”后，马对车 ___________（选填“不做功”或“做功”）；车还能继续前进是因为车具有 ___________。
【答案】 不做功 惯性
【解析】[1][2]赶马车时，即使马对车不再施力了，车还能继续前进一段路，是因为车具有惯性，仍要保持原来的运动状态继续向前运动；车继续运动时，马对车没有力的作用，因此不做功。
四、综合题
16．（2023·河南洛阳·统考三模）如图所示，现代物流舱内，多台“地狼”智能机器人头顶整组货架旋转、前进．运送货物。已知每个“地狼”机器人的质量为25kg，其车轮与地面接触的总面积为100，当它以最大承重静止在水平地面上时，对水平地面的压强为。（g取10N/kg）
（1）机器人底部的轮子做的很宽大，主要是为了_______（选填“增大”或“减小”）压强；
（2）该机器人能装载货物的最大质量是多少？( )
（3）若某次机器人顶着最大承重的货物，在水面地面上以2m/s的速度做匀速直线运动时所受的阻力是其总重力的0.2倍，则2min内牵引力做的功为多少？( )功率为多少？( )
【答案】 减小 100kg 6000J 500W
【解析】（1）[1]机器人底部的轮子做的很宽大，主要是为了通过增大受力面积来减小压强。
（2）[2]机器人对地面的最大压力为
因为机器人在水平地面上，所以
机器人能装载货物的最大质量是
（3）[3][4]机器人“背”着最重的货物在水平地面上匀速直线运动时
运动的路程是
牵引力做的功是
功率为
17．（2023·河南洛阳·统考一模）我市借助多功能雾炮车可喷雾、功力强、射程远、可调节、覆盖面积大的优点，将其运用到城市环卫工作中来。如图所示，如表是某雾炮车的相关数据。请根据题意回答下列问题（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）：
（1）雾炮车向空中喷射水雾时，水______（物态变化名称）需要______热量，会导致环境温度降低；
（2）若该车静止在水平地面上，装满水时，对地面的压强为多少( )；
（3）该车在完成环卫工作后返回环卫处，在水平路面上以额定功率匀速行驶1000m用时2min，求此过程该车所受到的阻力大小( )。
【答案】 汽化 吸收 1.8×105Pa 1.2×104N
【解析】（1）[1][2]雾炮车向空中喷射水雾时，水变成了水蒸气，属于汽化现象，汽化吸热。
（2）[3]由表中数据，水罐容积4m3，装满水时水的质量
车和水的总重力
车装满水静止在水平地面上时对地面的压力
雾炮车对地面的压强
（3）[4]该车在完成环卫工作后返回环卫处，车的额定功率为100kW，在水平路面上以额定功率匀速行驶1000m用时2min，根据可得，该车所受到的牵引力为
因雾炮车做匀速直线运动，所以由二力平衡条件可得此过程该车所受到的阻力
18．（2023·河南开封·统考一模）目前郑州已开通多条地铁线路，使城市交通更加便利，成为普通居民出行的首选方式。请你回答下列问题：
（1）小雨在站台候车，相对于运行的地铁她是______的；地铁在进站减速时动能将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。郑州地铁5号线是中国大陆第五条建成通车的环形地铁线路，该线路长约，运行时间约为则全程运行平均速度大约是多少________？
（2）小雨的质量为，双脚与地面接触的总面积为。求站立时对地面的压强；__________（取）
（3）若地铁运行时由台电动机牵引，每台电动机的额定功率为。如果列车以额定功率在某水平路段以的速度匀速运行，试算出列车在此路段受到的阻力是多大__________？
【答案】 运动 变小
【解析】（1）[1]小雨在站台候车，相对于运行的地铁，她与地铁之间发生了位置的变化，所以她是运动的。
[2]地铁在进站减速时，质量不变，速度变小，动能变小。
[3]全程运行平均速度为
（2）[4]小雨站立时对地面的压力等于自身的重力，站立时对地面的压强为
（3）[5]列车匀速行驶时，水平方向的阻力与电动机牵引力是一对平衡力，即有
根据可知，阻力为
答：（1）全程运行平均速度大约是；
（2）小雨站立时对地面的压强为；
（3）列车在此路段受到的阻力是。
五、简答题
19．（2023·河南三门峡·统考一模）三门峡黄河第一坝是利用大坝提高水位，利用水流推动水轮机转动就可以发出电来每一次发电都需要水从坝内流出，所以在大坝下游的河道内是禁止游客停留的。春节期间部分游客在河道中间游玩，被水流冲走，特别是被冲到漩涡里的游客感受到巨大的吸力而很难游出，生命安全受到巨大的威胁，所以同学们在外出游玩时一定要注意安全。
请大家根据以上情境提出一个有价值的物理问题，并用物理知识解答。
例：问题：水流从高处流下有哪些能量的转化？答案：水的重力势能转化成动能。
问题：___________。
答案：___________。
【答案】 见解析 见解析
【解析】[1]问题：游客被冲到漩涡里为什么会感受到巨大吸力而很难游出？
[2]答案：漩涡处水流速度大，压强小，漩涡外的水流速度小，压强大，所以当人接近漩涡时，会受到向漩涡的压力作用，从而被压入漩涡。
六、实验题
20．（2023·河南南阳·统考一模）为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验。图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面上运动一段距离后静止时的情景；图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景。
（1）此实验是研究___________（选填“碰撞前小球”、“碰撞后小球”或“碰撞后木块”）的动能，通过___________来反映动能的大小；
（2）若要探究动能大小与速度的关系，应选择图___________（选填“甲”、“乙”）进行实验；
（3）木块在水平面上滑动时，受到水平面的摩擦力___________（选填“变大”、“变小”或“不变”），克服摩擦力做功的功率___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；最终木块静止，是因为机械能转化为___________。
【答案】 碰撞前小球 木块被小球推动距离的远近 乙 不变 变小 内能
【解析】（1）[1][2]实验中通过小球推动木块的距离来反映小球的动能，用到了转换法，因此研究的应该是碰撞前小球的动能。
（2）[3]根据控制变量法的思想，要探究动能大小与速度的关系，应当控制小球的质量相等，从斜面下滑的高度不同，因此应选择乙图进行实验。
（3）[4]影响滑动摩擦力的因素是压力大小和接触面的粗糙程度，因为木块运动过程中，这两个因素都不变，因此，摩擦力保持不变。
[5]因为摩擦力不变，木块的速度越来越小，根据功率的变形时P=Fv可知，克服摩擦力做功的功率越来越小。
[6]因为摩擦做功，木块把机械能转化为内能，最终停下来了。
21．（2023·河南商丘·统考一模）小强所在的实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为m、2m的两个钢球、木块和斜面等。实验过程如图甲、乙、丙所示：
（1）实验中通过比较___________被撞击后移动的距离来反映钢球的动能大小。
（2）比较甲、乙两图，可初步得出结论：动能的大小与物体的___________有关。
（3）比较图甲、丙两图，小强认为：物体的动能大小与速度有关，他的看法是否正确？___________（选填“正确”或“错误”），理由是：___________。
（4）比较乙、丙两图，可初步得出结论：其它条件相同时，物体的___________越大，物体的动能越大。
（5）本实验装置的水平面如果绝对光滑，本实验将___________（选填“能”或“不能”）达到探究目的。
【答案】 木块 速度 错误 没有控制质量一定 质量 不能
【解析】（1）[1]根据转换法的思想，实验中是通过比较木块被撞击后移动的距离来反映钢球的动能大小。
（2）[2]根据控制变量法的思想，比较甲、乙两图，小球下落的高度不同即到达水平面的速度不同，因此可初步得出结论：动能的大小与物体的速度有关。
（3）[3][4]根据控制变量法的思想，要想研究物体的动能大小与速度有关，应控制其他变量相同，只改变速度，而图甲、丙中的小球没有控制质量一定，因此小强的看法错误。
（4）[5]比较乙、丙两图，小球的质量越大，木块被撞击后移动的距离越大，可初步得出结论：其它条件相同时，物体的质量越大，物体的动能越大。
（5）[6]水平面如果绝对光滑，则木块被撞后会一直运动下去，无法比较木块被撞击后移动的距离，也就无法比较钢球的动能大小，本实验不能达到探究目的。
22．（2023·河南南阳·校联考二模）老师让各个学习小组的同学们自主探究“动能的大小与什么因素有关”时，小明和同学们提出了如下猜想：
猜想一：动能的大小可能与物体的密度有关；
猜想二：动能的大小可能与物体的运动速度有关；
猜想三：动能的大小可能与物体的质量有关。
为了验证同学们的猜想，老师提供如下器材：刻度尺、四个金属球（100g的铁球、100g的铝球、50g的铁球、50g的铜球）、小木块和长木板。
（1）同学们组装了如图所示的实验装置，让小球从斜面上由静止滚下，通过木块被推动距离的大小，说明小球对木块做功的多少，从而判断小球动能的大小，这种常用的实验方法是__________法。实验中让同一小球从斜面上相同的高度由静止滑下的目的是：________ ；
（2）写出探究“猜想一”的实验方案：________ ；
（3）设计出探究“猜想二的记录数据表格________；
（4）回想大街上因大雪而引发了的交通事故，结合这次探究的结果，小明明白了减小这类事故的方法和措施之一是限速，小明还看到很多工人在冰雷道路上撒盐，工人撒盐的目的是为了________ 。
【答案】 转换法 让小球到达水平面时的速度相同 见解析 见解析 加速雪的熔化
【解析】（1）[1][2]实验中采用转换法，通过比较钢球对木块做功的多少，判断钢球动能的大小；让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，小球的质量不变，改变高度，改变了小球的运动速度，可以探究钢球动能的大小与运动速度的关系。
（2）[3]探究动能大小与物体密度的关系时，需要控制小球的质量相同、到达水平面时的速度相同，小球的密度不同，故实验方案为：将100g的铁球和100g的铝球分别从同一斜面的相同高度由静止滚下，撞击水平面上同一位置的小木块，用刻度尺分别测量小木块被撞出的距离。
（3）[4]探究动能的大小可能与物体的运动速度有关时，需要控制小球的质量相同，滚下的高度不同，通过木块移动的距离分析动能的大小，故实验表格如下所示：
（4）[5]工人在冰雪道路上撒盐，冰雪的熔点变低，加速雪的熔化。
23．（2023·河南周口·统考一模）如图甲所示是探究动能大小与速度关系时的实验场景：斜面上有两平行轨道，将两小球从轨道上由静止释放，与放置在水平木板上的两个相同木块发生碰撞，两个木块初始位置到斜面底端的距离相等。
（1）为完成实验，应使两个质量________的小球从轨道上_______（均选填“相同”或“不同”）高度由静止释放；
（2）本实验是通过观察_______来判断________的动能大小；
（3）图乙是另一次实验的场景：将两小球从图中E、F处静止释放，最终木块1从水平木板的右端滑出。若改用质量更大的木块3替换木块1后继续此次实验，将两小球仍从图中E、F处由静止释放，木块3恰好未滑出木板（如图乙木块3位置），你认为这样改进后，结合图乙改进后的实验现象，能否验证图甲中的实验结论________（选填“能”或“不能”），理由是________。
【答案】 相同 不同 比较木块滑动的距离 小球 不能 没有控制两木块的质量相等
【解析】（1）[1][2]探究动能大小与速度关系时，应控制质量不变，改变速度，故应使两个质量相同的小球从轨道上不同高度由静止释放。
（2）[3][4]为了判断小球的动能大小，必须通过比较它能做功的多少来判断，因此必须借助撞击木块移动的距离来看，比较的是小球的动能。
（3）[5][6]实验中没有控制质量相等，不能得出速度越大，动能越大的结论。
24．（2023·河南·河南省实验中学校考三模）下面是小明探究“阻力对物体运动的影响”的实验过程。让小车自斜面顶端从静止开始滑下，比较小车在粗糙程度不同的水平面上运动的距离，三次实验现象如图所示。
（1）实验中每次均让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是：使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小________（选填“相等”或“不相等”）；
（2）在实验中，平面越光滑，小车运动的距离越远。说明小车受到的阻力越小，速度减小得越________（选填“快”或“慢”）；
（3）推理：如果小车在水平面上滑行时不受力，小车将做________________；
（4）三次实验中，小车在水平面上克服阻力做功的大小________（选填“相同”或“不同”）；
（5）在大量经验事实的基础上，牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出了牛顿第一定律。牛顿第一定律告诉我们：物体的运动________力来维持，一切物体都有保持原来________不变的性质。
【答案】 相等 慢 匀速直线运动 相同 不需要 运动状态
【解析】（1）[1]为了研究小车运动的距离与阻力的关系，应使小车运动到斜面底端时的速度相等，则应使小车从斜面的同一高度处滑下。
（2）[2]在实验中，小车的初始速度相同，平面越光滑，阻力越小，小车运动的距离越远。说明小车受到的阻力越小，小车速度减小得越慢。
（3）[3]三次实验中，小车在木板表面运动的距离最远，这是因为木板表面比较光滑，小车所受阻力较小的缘故，由此我们可以推理得出：若水平面绝对光滑（即小车不受阻力），则小车的速度就不会减小，将在水平面上做匀速直线运动。
（4）[4]因小车达到水平面时初速度相同，小车的动能相同，最终速度为0，小车的动能全部转化为内能，大小等于克服阻力做的功，故小车在水平面上克服阻力做功的大小相同。
（5）[5][6]一切物体保持匀速直线运动状态或者静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止，这就是牛顿第一定律，牛顿第一定律告诉我们：物体的运动不需要力来维持，一切物体都有保持原来运动状态不变的性质。
25．（2023·河南·校联考三模）小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同两个钢球m和2m，分别从不同的高度h和2h由静止开始放下，观察木块被撞击后移动的距离。实验过程如图所示。
（1）小明通过观察___________来判断小球动能的大小，他利用的研究方法是___________；若水平面绝对光滑，本实验将___________（选填“能”或“不能”）达到探究目的；
（2）由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与___________有关；
（3）小明由乙、丙两图得出实验结论：物体的动能大小与质量有关，他的看法是否正确？___________（选填“正确”或“错误”），理由是：___________。
【答案】 木块被撞击后移动的距离 转换法 不能 速度 错误 没有控制小球的速度相同
【解析】（1）[1][2]小球动能的大小是不能直接观察和测量出来的是，实验中是通过观察木块被撞击后移动的距离来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法。
[3]若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，在水平方向上木块不受力的作用，由牛顿第一定律，撞击后木块将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的。
（2）[4]甲、乙两图中小球的质量一定，初始高度不同，到达水平面的时的速度不同，木块被撞击后移动的距离不同，故可以得出结论：物体的动能大小与速度有关。
（3）[5]由乙、丙两图可知，小球下落的高度不同，到达斜面底端的速度不同，小球的质量也不同，所以小明由乙、丙两图得出物体的动能大小与质量有关的结论是错误的，因为要探究动能与质量的关系，需要保证小球的速度相同，而乙、丙两图中小球到达水平面的速度不同，故不能得出动能大小与质量的关系的结论。
26．（2023·河南南阳·校考一模）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，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。
（1）分析比较_____两次实验，可探究出的结论是：质量相同的物体，速度越大，动能越大；
（2）如果水平面光滑，则________（选填“能”或“不能”）完成本实验；
（3）实验中控制小球到达水平面速度相同的方法是_________；
（4）探究“动能大小与速度的关系”时，小明拿走了木块，在水平木板上铺上毛巾，通过比较小球在毛巾面上开始滚动到静止的距离，也得出了“质量一定时，速度越大动能越大”的结论，你认为他的方案是否合理：________，理由是_________。
【答案】 甲、乙 不能 让小球从斜面同一高度由静止下滑 合理 相同的表面对小球的阻力是相同的，通过观察小球在毛巾面上从开始滚动到静止的距离大小可以判断出小球的动能大小
【解析】(1)[1]需要探究动能与速度的关系，需要控制质量相同，改变速度，小球从不同高度静止滑下来，速度不同，故选甲、乙两次实验。
(2)[2]如果水平面光滑，木块被撞后，木块不会停止，无法根据木块移动的距离来判断动能的大小，故若水平面光滑，无法完成本实验。
(3)[3]实验中控制小球到达水平面速度相同的方法是让小球从斜面同一高度由静止下滑，相同的重力势能转化为相同的动能。
(4)[4][5]探究动能与速度的大小关系，重在是控制质量相同，改变速度，让小球从不同的高度静止滑下来，到达水平面时，由于在水平木板上铺上毛巾，阻力变大，小球滚动时，动能转化为内能，小球动能大的，转化为内能也多，而阻力是相同的，故小球运动的距离也远，故可以根据通过观察小球在毛巾面上从开始滚动到静止的距离大小可以判断出小球的动能大小，故他的方案是合理的。
七、计算题
27．（2023·河南商丘·统考一模）疫情期间，为了减少直接接触，无人机发挥了重要作用。如图所示是一架已经装载上8kg防疫物资的无人机，若该无人机自身质量为4kg，已知它有4条支撑腿，每条支撑腿与地面的接触面积为20cm2，（g取10N/kg）。请解答下列问题：
（1）防疫物资和无人机所受的总重力；
（2）装载着防疫物资的无人机静止在水平地面上时对地面的压强（旋翼未转动）；
（3）起飞后，无人机在25s内匀速竖直上升50m，此过程中无人机对防疫物资做功的功率。
【答案】（1）120N；（2）1.5×104Pa；（3）160W
【解析】解：（1）由G=mg可知，防疫物资和无人机所受的总重力
G总=m总g=(8kg+4kg)×10N/kg=120N
（2）无人机在水平地面上静止的对地面的压力
F=G总=120N
总受力面积
S=4×20cm2=80cm2=8×10-3m2
则无人机对地面的压强
（3）防疫物资受到的重力
G物=m物g=8kg×10N/kg=80N
无人机对防疫物资做的功
W=G物h=80N×50m=4×103J
则此过程中无人机对防疫物资做功的功率
答：（1）防疫物资和无人机所受的总重力120N；
（2）图中静止在水平地面上的无人机对地面的压强为1.5×104Pa；
（3）此过程中无人机对防疫物资做功的功率为160W。
28．（2023·河南驻马店·统考一模）抗击新冠肺炎疫情期间，某市救护车转运患者集中隔离治疗，该车配置了负压装置，负压舱内气压小于外界气压，将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理，有效避免了病毒的传播。某次转运病人时，救护车以的恒定功率在平直公路上匀速行驶，用时。请解答下列问题：
（1）救护车匀速行驶牵引力做的功；
（2）救护车所受的阻力；
（3）按照卫生标准，负压舱内外气压差应为之间。经测量发现，该负压舱的面积上内外气体压力差为，通过计算判断负压舱内外气压差是否符合标准。
【答案】（1）；（2）；（3）不符合标准
【解析】（1）救护车的功率
救护车行驶的时间
根据可得，救护车匀速行驶牵引力做的功
（2）救护车运动的距离
由可得，牵引力
因为救护车做匀速直线运动，所以牵引力和阻力是一对平衡力，即
（3）负压舱内外气压差
按照卫生标准，负压舱内外气压差应在之间，所以负压舱内外气压差是，不符合标准。
答：（1）救护车匀速行驶牵引力做的功是；
（2）救护车所受的阻力是；
（3）通过计算负压舱内外气压差为，不符合标准。
29．（2023·河南周口·校联考一模）叉车是一种工业搬运车辆，是指对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的各种轮式搬运车辆，被广泛应用于港口、车站、机场、货场、工厂车间、仓库、流通中心和配送中心等。如图为某型号的叉车，该型号叉车的参数如表，g取。求：
（1）该叉车静止在水平地面上时，只有车轮与地面接触，该叉车对地面的压强为多少？
（2）该叉车将质量为800kg的货物起升2m高度过程中，克服货物重力做了多少功？
（3）生活中很多事情都与物理息息相关，请你找出叉车上用到的物理知识，写出三条即可。
【答案】（1）；（2）；（3）①车轮是圆形的，滚动摩擦比滑动摩擦小，从而减小摩擦；②叉车的方向盘相当于一个轮轴，可以省力；③叉车上的座位宽大、松软，可以减少压强
【解析】解：（1）由表格数据知，叉车质量，叉车静止在水平地面上时对水平地面的压力
叉车有四个轮子，每个轮子也地面的接触面积，叉车对地面的压强
（2）货物的重力
克服货物重力做的功
（3）①车轮是圆形的，滚动摩擦比滑动摩擦小，从而减小摩擦；②叉车的方向盘相当于一个轮轴，可以省力；③叉车上的座位宽大、松软，可以减少压强。
答：（1）叉车对地面的压强是1.15×106Pa；
（2）克服货物重力做的功是1.6×104J；
（3）略。
30．（2023·河南新乡·校联考一模）某同学骑电动车从家出发，用时3min到达距家1.8km的超市，买了一桶总质量为12.5kg的矿泉水并放置到电动车上，准备带回家饮用，如图所示。g取10N/kg。
（1）求该同学从家到超市的平均速度；
（2）若水桶与电动车踏板的接触面积为100cm2，求该桶水对电动车踏板的压强；
（3）该同学将矿泉水从地面提起，放置到离地0.3m高的电动车踏板上，至少做多少功？
（4）该同学提水时感觉到很勒手，请你提出一种解决方法，并简述所运用的物理知识。
【答案】（1）36km/h；（2）1.25×104Pa；（3）37.5J；（4）解决方法：在手上垫上毛巾；运用的物理知识：在压力一定时，增大受力面积，减小压强
【解析】解：（1）该同学从家到超市需要的时间为
t＝3min＝0.05h
则该同学从家到超市的平均速度为
（2）该桶水对电动车踏板的压力为
F＝G＝mg＝12.5kg×10N/kg＝125N
该桶水对电动车踏板的压强为
（3）该同学将矿泉水从地面提起，放置到离地0.3m高的电动车踏板上做的功为
W＝Gh＝125N×0.3m＝37.5J
（4）提水时感觉到很勒手，说明水桶对手的压强大，在压力一定时，可以在手上垫上毛巾，以增大受力面积，从而减小对手的压强。
答：（1）该同学从家到超市的平均速度为36km/h；
（2）该桶水对电动车踏板的压强是1.25×104Pa；
（3）该同学将矿泉水从地面提起，放置到离地0.3m高的电动车踏板上，至少做37.5J的功；
（4）解决方法：在手上垫上毛巾；运用的物理知识：在压力一定时，增大受力面积，减小压强。
31．（2023·河南南阳·校考一模）如图所示是小明正在帮助困难农户运粮的情境，小明用水平推力将水平路面上装粮食的小车以0.8m/s的速度推到了农户家里，历时3min，小车所受的阻力为小车总重的0.02倍，小车的总质量为40kg，小车与水平地面的接触面积为40cm2（g=10N/kg）
（1）小车对水平地面的压强是多少？
（2）小明推力做的功和推力的功率分别是多少？
（3）请你根据图片情境提出一个物理问题并进行解释。
【答案】（1）1×105Pa；（2）1152J，6.4W；（3）见解析
【解析】解：（1）小车的重力
小车对水平地面的压力
受力面积
小车对水平地面的压强
（2）由得，小车运动的距离
小车受到的水平推力、阻力是一对平衡力，大小相等，水平推力
水平推力做功
推力做功功率
（3）根据题目中的情景可以提出的问题为：以小明为参照物，小车是静止的还是运动的？
解释：以小明为参照物，小车相对于小明的位置没有改变，小车是静止的。
答：（1）小车对水平地面的压强是1×105Pa；
（2）小明推力做的功是1152J，推力的功率分别是6.4W；
（3）见解析。
32．（2023·河南周口·统考一模）如图所示，是一台无人驾驶洗地车，已知空车质量为20kg，水箱容量为42L，底部与地面接触面积为0.5m2，g取10N/kg。求：
（1）水箱最多能装多少千克的水?
（2）洗地车装满水停在水平地面上，对地面产生的压强是多大?
（3）如车的功率是96W，当其在水平地面作业时以1.2m/s的速度匀速直线行驶10m，则该过程中洗地车受到的阻力和其克服阻力做的功是多大?
【答案】（1）42kg；（2）1240Pa；（3）80N，800J
【解析】解：（1）由题意得，水箱的容量
V容=42L=4.2×10-2m3
即水的体积等于水箱的容积V水=4.2×10-2m3，根据密度公式，水箱装水的质量为
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×4.2×10-2m3=42kg
（2）洗地车装满水停在水平地面上，对水平地面的压力等于总重力，根据重力公式得
F=G总=(m车+m水)g=(20kg+42kg)×10N/kg=620N
对地面产生的压强
（3）根据功率的变形式P=Fv，可得此时车的动力
因为车在做匀速直线运动，属于平衡状态，阻力等于动力
f=F动=80N
车匀速直线行驶10m，克服阻力所做的功
W= F动s=80N×10m=800J
答：（1）水箱最多能装42kg的水；
（2）洗地车装满水停在水平地面上，对地面产生的压强是1240Pa；
（3）洗地车受到的阻力为80N和其克服阻力做的功是800J。
空车质量
水罐容积
装满水时车轮与地面的总接触面积
额定功率
5t
4m3
0.5m2
100kW
实验次数
小球释放的高度h/cm
木块移动的距离s/cm
实验结论
1
2
3
充电电压
电池容量
百公里耗电量
额定功率
工作电压
最高车速
220V
13.82千瓦时
10千瓦时/100千米
20千瓦
96V
100千米/小时
品牌
叉车自重
最大行驶速度
每个轮子与地面的接触面积
最大起升高度
3000mm
额定起升重量
2t
A. 汲水用的桔槔利用了杠杆的原理
B. 钻木取火是通过做功将内能转化为机械能
C. 司南的南极静止时指向地磁场的南极
D. 孔明灯升空利用了流体压强与流速的关系
【答案】A
【解析】
A．桔槔的结构，是在一根竖立的架子上加上一根细长的杠杆，当中是支点，能转动，故桔槔是利用杠杆的原理来汲水的，故A正确；
B．钻木取火是克服摩擦做功，消耗机械能，产生内能，将机械能转化成内能，故B错误；
C．地球是一个大磁体， 司南是一个小磁体，根据磁极间的作用判断地磁场的磁极，根据地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，指南针静止时它的南极指向地理的南方，即地磁场的北极，故C错误；
D．孔明灯升空是因为灯内的空气被加热，空气膨胀溢出，密度变小，灯罩内气体的密度小于灯罩外空气的密度，受到空气的浮力大于其重力时，孔明灯就上升，不是利用流体压强与流速的关系，故D错误。
故选A
2、（2022·河南·T12）为了将一物块送到高处，小杰用木板和滑轮搭建了如图所示的装置。用力F拉动绳端，物块沿斜面匀速向上运动，下列说法正确的是（ ）
A. 该装置使用滑轮是为了更加省力
B. 此过程中物块的动能转化为重力势能
C. 物块所受摩擦力的方向沿斜面向下
D. 若绳子突然断开，物块将立即下滑
【答案】C
【解析】
A．该装置使用的是定滑轮，只能改变力的方向，不能省力，故A错误；
B．物块沿斜面匀速向上运动，动能不变，物体的重力势能是拉力F做功增加的，故B错误；
C．物块相对斜面斜向上运动，受到的滑动摩擦力与其相对运动方向相反，所以摩擦力沿斜面向下，故C正确；
D．若绳子突然断开，物块由于惯性会先继续向上运动，故D错误。
故选C。
3、（2022·河南·T2）小明在科技博览会上参加义务劳动，需要把一个质量为12kg的展品从地面搬到高1.2m的展台上，如图所示。g取10N/kg。
（1）要把展品从地面搬到展台上，他至少需要对展品做多少功？
（2）展台台面承受的压强不能超过40kPa，如果把展品放到水平台面上，展品与台面的接触面积是40cm2，台面会不会被压坏？请通过计算说明。
（3）展品展示时，要求台面水平。请你简述一种检验台面是否水平的操作方法。
【答案】（1）144J；（2）台面不会被压坏；（3）利用水平仪检测平面是否水平
【解析】
解：（1）由 知道，展品重力
把此产品抬上展台做的功为
W=Gh=120N×1.2m=144J
（2）由 知道，展品的台面的压强
展品对展台的压强小于展台所能承受的压强，所以，台面会不会被压坏。
（3）利用水平仪检测平面是否水平。
答：（1）要把展品从地面搬到展台上，他至少需要对展品做功144J；
（2）台面不会被压坏；
（3）利用水平仪检测平面是否水平。
4、（2021·河南·T2）电动清扫车以其环保高效等优点，在创建卫生城市中大显身手。图为一电动清扫车正在工作时的情景。
（1）电动清扫车的主要部件是电动机，其工作原理是______；清扫过程中，驾驶员相对于清扫车是______（选填“静止”或“运动”）的；
（2）清扫车停在水平路面上，总质量为800kg，清扫刷与路面不接触，轮胎与路面总接触面积为0.04m2，车对路面的压强为多少？g取10N/kg；（ ）
（3）清扫车完成任务后，在平直道路上以5m/s的速度匀速直线行驶，经10min到达垃圾处理站，行驶过程中车所受阻力大小恒为400N，则牵引力做的功为多少？（ ）
【答案】 ①. 通电导体在磁场中受到力的作用 ②. 静止 ③. ④.
【解析】
（1）[1][2] 电动清扫车的主要部件是电动机，是将电能转化为机械能，通电导体在磁场中受到力的作用；驾驶员与清洁车一起运动，故相对于清洁车，驾驶员的位置没有发生变化，故相对于清洁车是静止的。
（2）[3] 车对路面的压强为
则车对路面的压强为。
（3）[4] 清扫车行驶的路程为
牵引力做的功为
则牵引力做的功为。
5、（2020·河南·T12）频闪照相机是研究物体运动的重要手段之一，如图所示的频闪照片记录了竖直下落的小球每隔相等时间的位置，不计空气阻力，在小球下落的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 小球的重力势能逐渐增大B. 小球的机械能逐渐减小
C. 小球的重力在 ab 段做功比在cd 段多D. 小球的重力在 ab 段做功比在 cd 段慢
【答案】D
【解析】
A．小球下落过程中，高度减小，重力势能减小，故A错误；
B．不计空气阻力时，小球重力势能与动能互相转化，机械能守恒，大小不变，故B错误；
C．ab段长度小于cd 段，重力相同，做功大小与下落距离成正比，ab 段做功小于cd 段，故C错误；
D．ab段做功小于cd 段做功，而所用时间相等，所以ab段功率小于cd 段做功，故D 正确。
故选D。
6、（2019·河南·T10）以下校园活动的场景中，有关说法正确的是
A. 引体向上——人拉住单杠静止时，单杠对人的拉力与人的重力平衡
B. 50m测试——人冲过终点时不能立即停下来，是由于受惯性作用
C. 排球比赛——将排球向上垫起后，球的动能不变，重力势能增加
D. 掷实心球——若球在最高点时所受外力全部消失，球将竖直下落
【答案】A
【解析】
A. 人静止时，重力与单杠对人拉力均作用在人身上，且方向相反、大小相等、作用在同一条直线，为平衡力；
B. 惯性是物体的一种性质，不是力且只与质量有关，只能说物体具有惯性，不能说受到惯性或惯性力的作用；
C. 排球向上垫起后，速度减小，高度增加，质量不变，则动能减小，重力势能增加；
D. 球到达最高点时，竖直方向速度减为0，水平方向还有分速度，故当此时外力全部消失时，球应沿水平方向做匀速直线运动．
一、单选题
1．（2023·河南新乡·校联考二模）用如图所示的器材探究动能大小与哪些因素有关，实验时让小车从粗糙斜面上由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块，关于该实验，下列说法中正确的是（ ）
A．小车从斜面下滑过程中动能转化为重力势能
B．小车撞击木块对木块做功，使木块获得动能
C．小车从斜面向下运动过程中机械能守恒
D．本套器材只能探究小车动能大小与速度的关系
【答案】B
【解析】A．小车下滑过程中，质量不变，高度减小，速度增大，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能，故A错误；
B．小车由于惯性，在水平面上向前运动撞击木块做功，使木块由静止变为运动，获得动能，故B正确；
C．由于斜面是粗糙的，小车下滑过程中需要克服摩擦力做功，机械能减小，故C错误；
D．让小车先后三次从斜面的同一位置自由滑下，撞击置于水平面上相同位置的木块，但第一次只有小车、第二次小车加一个钩码、第三次小车加两个钩码（改变质量），可以研究动能大小与质量的关系，故D错误。
故选B。
2．（2023·河南商丘·统考一模）如图所示为运动员投掷铅球的情景，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．向上抛出时，手对铅球的力等于铅球的重力B．铅球在上升的过程中具有的机械能大小不变
C．铅球上升到最高位置时，处于平衡状态D．铅球落到地面后，具有的惯性也消失了
【答案】B
【解析】A．向上抛出时，铅球不是处于平衡状态，所受的力不平衡，所以手对铅球的力不等于铅球的重力，且手对铅球的力大于铅球的重力，故A错误；
B．不计空气阻力时，铅球在空中上升时，只受到重力的作用，机械能守恒，机械能大小不变，故B正确；
C．铅球上升到最高位置时，仍具有水平速度，铅球受到重力的作用，不是平衡状态，故C错误；
D．铅球落地后，质量不变，惯性也不变，故D错误。
故选B。
3．（2023·河南焦作·统考一模）多米诺骨牌起源于我国北宋时期。玩时将骨牌按一定间距排列，轻轻碰倒第一张骨牌，其余骨牌将会依次倒下。如图所示，在第一张骨牌倒下且未碰到第二张骨牌的过程中，忽略空气阻力，关于第一张骨牌，下列说法正确的是（ ）
A．重心高度不变B．惯性越来越大
C．重力势能转化为动能D．机械能逐渐增加
【答案】C
【解析】A．骨牌倒下过程中，高度减小，重心高度会降低，故A错误；
B．惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，惯性大小只与物体质量有关，第一张骨牌倒下过程中，质量不变，惯性大小不变，故B错误；
C．第一张骨牌倒下过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，其重力势能转化为动能，故C正确；
D．忽略空气阻力，第一张骨牌倒下过程中，机械能守恒，故D错误。
故选C。
4．（2023·河南平顶山·统考一模）在2022年北京冬奥会上，如图是冠军少女谷爱凌在自由式滑雪大跳台时的情景，下列说法正确的是（ ）
A．谷爱凌在下落过程中动能保持不变
B．谷爱凌在空中时没有受到惯性力的作用
C．当谷爱凌站在领奖台上静止不动时，她所受的重力和领奖台对她的支持力是一对平衡力
D．谷爱凌脚下的滑雪板做的宽长是为了增大对雪面的压强
【答案】C
【解析】A．动能与物体质量和速度有关，谷爱凌在下落过程中速度变大，故动能增加，故A错误；
B．惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，不是力，不能说受到惯性力的作用，故B错误；
C．当谷爱凌站在领奖台上静止不动时，处于平衡状态，她所受的重力和领奖台对她的支持力符合二力平衡条件，是一对平衡力，故C正确；
D．谷爱凌脚下的滑雪板做的宽长，增大了受力面积，在压力一定时，可以减小对雪面的压强，故D错误。
故选C。
5．（2023·河南洛阳·统考二模）如图所示为同学们在练习定点投篮的情景，下列有关说法正确的是（ ）
A．向上抛出篮球时，手对篮球的力等于篮球的重力
B．篮球在上升的过程中具有的动能逐渐减小
C．篮球上升到最高位置时，处于平衡状态
D．篮球被篮板弹开，说明力可以改变物体的惯性
【答案】B
【解析】A．抛出篮球时篮球做加速运动，故手对篮球的力大于篮球的重力，故A错误；
B．篮球在上升过程中，质量不变，速度减小，其动能减小，故B正确；
C．篮球在最高点时受到非平衡力的作用，所以不是处于平衡状态，故C错误；
D．惯性只与质量有关，篮球被篮板弹开，惯性没有改变，改变的是运动状态，故D错误。
故选B。
6．（2023·河南开封·统考一模）冬奥会期间，奥运村部餐饮处的智能送菜机器人大放异彩。如图所示，机器人采用电动机驱动，重，工作时牵引力恒为，最大速度为。机器人在匀速行进的过程中，下面说法正确的是（ ）
A．当托盘中放入菜品后，机器人的惯性保持不变
B．当托盘中放入菜品后，机器人受到地面的摩擦力将变大
C．机器人在匀速行进的过程中，牵引力与地面的摩擦力是一对相互作用力
D．机器人运行将菜送到餐桌，牵引力做功
【答案】B
【解析】A．惯性的大小与质量有关，当托盘中放入菜品后，质量变大，机器人的惯性变大，故A错误；
B．摩擦力大小与接触面的粗糙程度和接触面的压力大小有关，当托盘中放入菜品后，机器人的总质量变大，所受的重力变大，对地面的压力变大，机器人受到地面的摩擦力将变大，故B正确；
C．机器人在匀速行进的过程中处于平衡状态，受到的牵引力与地面的摩擦力是一对平衡力，故C错误；
D．机器人运行将菜送到餐桌，牵引力做功
故D错误。
故选。
7．（2023·河南·河南省实验中学校考三模）如图所示是北京冬奥会跳台滑雪场地“雪如意”。下面有关运动员滑雪过程说法正确的是（ ）
A．加速滑下时，运动员的重力势能全部转化为自身的动能
B．加速滑下的过程中，运动员机械能减小
C．在重力和惯性力的作用下，运动员的运动状态发生了改变
D．运动员加速滑下的过程中没有力对运动员做功
【答案】B
【解析】A．加速滑下时，运动员需要克服摩擦做功，一部分重力势能会转化为内能，所以重力势能没有全部转化为自身的动能，故A错误；
B．加速滑下的过程中，运动员需要克服摩擦做功，一部分机械能会转化为内能，则运动员的机械能减小，故B正确；
C．运动员下滑过程中，在重力和阻力的作用下，使运动员的运动状态发生了改变；惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，惯性不是力，不能说受到惯性力的作用，故C错误；
D．运动员加速滑下的过程中，在重力的方向上通过了距离，则重力对运动员做了功，故D错误。
故选B。
8．（2023·河南南阳·统考一模）下列情境中，属于势能转化为动能的是（ ）
A．返回舱减速下降B．魔罐能自动滚回来
C．秋千上摆D．人造卫星由近地点向远地点运动
【答案】B
【解析】A．返回舱减速下降，质量不变，速度减小，动能减小，高度减小，重力势能减小，没有将势能转化为动能，故A不符合题意；
B．在魔罐滚回来的过程中橡皮筋的弹性势能减小，魔罐的动能增大，将弹性势能转化为动能，故B符合题意；
C．秋千上摆，速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，动能转化为重力势能，故C不符合题意；
D．人造卫星由近地点向远地点运动，质量不变，高度增大，重力势能增大；速度减小，动能减小，故动能转化为重力势能，故D不符合题意。
故选B。
二、多选题
9．（2023·河南洛阳·统考一模）如图所示，小飞把悬挂的铁锁拉近并紧贴自己的鼻子，稳定后松手，头保持不动，铁锁向前摆去又摆回。下列说法正确的是（ ）
A．锁不断地来回摆动，是因为动能不断增加
B．铁锁向下摆的过程中，一部分重力势能转化为动能
C．铁锁在整个摆动过程中，机械能是守恒的
D．锁摆到最高点的瞬间，如果所受外力全部消失，它将静止不动
【答案】BD
【解析】A．铁锁不断地来回摆动，是因为动能和势能可以相互转化，故A错误；
BC．铁锁向下摆的过程中，高度降低，速度变大，则重力势能减少，动能增大，重力势能一部分转化为动能，还有一部分需要克服空气阻力做功，转化为内能，铁锁的机械能不守恒，机械能逐渐变小，故B正确，C错误；
D．锁摆到最高点的瞬间，速度为0，如果所受外力全部消失，它将静止不动，故D正确。
故选BD。
10．（2023·河南焦作·校联考二模）用水平的力推一个物体，使它在同一地面沿水平方向做直线运动，图甲、乙所示为物体两次运动时的s-t图象。则（ ）
A．甲的速度大于乙的速度
B．运动6秒过程中，甲、乙两次推力对物体做的功相同
C．甲、乙所受摩擦力相同
D．甲所受推力大于乙所受推力
【答案】AC
【解析】A．由图象可知，两物体都做匀速直线运动，相同时间内甲通过的路程大于乙通过路程，根据可知，甲的速度大于乙的速度，故A符合题意；
CD．根据图象可知，物体两次都做匀速直线运动，则拉力等于滑动摩擦力；由于两次推动同一物体在同一地面上运动，压力大小和接触面的粗糙程度均相同，所以甲、乙所受摩擦力相同，则甲所受推力等于乙所受推力，故C符合题意，D不符合题意；
B．由图象可知，运动6秒过程中，甲通过的路程较大，且两次推力大小相同，根据公式可知第一次推力做的功较大，即，故B不符合题意。
故选AC。
三、填空题
11．（2023·河南周口·校联考三模）在高速公路的长距离下坡的路段，为防制动失灵的车辆发生碰撞，在路边会设计多个避险车道。它是与公路主干道相连的一段距离很短的分岔专用车道，供速度失控车辆安全减速。一般设置在长陡坡的拐弯处，保证驾驶员能看到（如图一、二）。这种车道很特别，一般长度在50~100米，有一定的坡度，顶部用废旧轮胎或防撞桶围起来，路面上铺着疏松的石子、沙土层（如图三、四）。避险车道很大程度上解决了汽车刹车失灵时的安全隐患（如图四）。请你针对避险车道仿照示例提出一个物理问题并进行解释。
【示例】问题：避险车道为什么有一定坡度？
解释：避险车道有一定坡度是为了汽车上坡时，动能转化为重力势能，使汽车的速度减小，便于汽车停下来。
问题：___________
解释：___________
【答案】 见解析 见解析
【解析】[1]问题：避险车道铺上疏松的碎石、沙土有什么作用？
[2]解释：铺上疏松的碎石、沙土可增大摩擦阻力，使机械能转化为内能，让汽车的速度减小，便于汽车停下。
12．（2023·河南南阳·统考一模）如图所示是一幅运动员撑杆跳高的图片，关于撑竿跳高运动涉及的物理知识，请你从机械能角度提出一个问题并回答。问题：___________？回答：___________。
【答案】 当运动员从越过横杆从最高点后下落的过程中，运动员的重力势能怎样变化 重力势能不断减小
【解析】[1]由题意可知，人在撑杆跳高的运动过程中，人的重力势能可能发生变化，因此可以提出的问题是：当运动员从越过横杆从最高点后下落的过程中，运动员的重力势能怎样变化。
[2]当运动员从越过横杆从最高点后下落的过程中，运动员的质量不变，但高度不断降低，所以重力势能不断减小。
13．（2023·河南驻马店·统考一模）如图甲所示为一辆洒水车，未装水时其质量为4t，水箱的容积为8m3。[已知ρ水=1.0×103 kg/m3，g取10N/kg]
（1）洒水车装满水后，在水平路面上匀速行驶洒水过程中，其动能_______ ，机械能_________ ；（两空均选填“增大”“减小”或“不变”）
（2）当洒水车装满水后，司机不在车上未洒水时，轮胎与地面总接触面积为0.5m2，求洒水车对地面产生的压强是多大？( )
（3）洒水车洒完水后空车行驶时，某段时间内的s-t图像如图乙所示，这段时间内其所受阻力为4000N，则这段时间内洒水车牵引力的功率是多少？( )
【答案】 减小 减小
【解析】（1）[1][2]洒水车装满水后，在水平路面上匀速行驶洒水过程中，速度不变，质量减小，所以动能减小；高度不变，质量减小，重力势能也减小，总的机械能减小。
（2）[3]根据题意可知，装满水后有
车静止在水平路面上，压力的大小等于车和水的总重，则有
故洒水车对地面产生的压强为
（3）[4]由图可知，洒水车做匀速直线运动，所以有
则这段时间内洒水车牵引力的功率为
14．（2023·河南南阳·校考一模）体育测试立定跳远项目中，小华同学从最高点到落地点，重心不断下降，轨迹如图所示。则此过程重力势能转化为 ___________能。不考虑空气阻力，机械能大小 ___________（选填“不变”“增大”或“减小”）。
【答案】 动 不变
【解析】[1][2]小华同学从最高点到落地点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小；质量不变、速度增大，动能增大，是重力势能转化为动能；不计空气阻力，其机械能守恒，机械能大小不变。
15．（2023·河南南阳·校考一模）我国春秋末年的著作《考工记•辀人篇》有“劝登马力，马力既竭，辀（zhōu）犹能一取焉”的记载。意思是说，赶马车时，即使马对车不再施力了，车还能继续前进一段路。“马力既竭”后，马对车 ___________（选填“不做功”或“做功”）；车还能继续前进是因为车具有 ___________。
【答案】 不做功 惯性
【解析】[1][2]赶马车时，即使马对车不再施力了，车还能继续前进一段路，是因为车具有惯性，仍要保持原来的运动状态继续向前运动；车继续运动时，马对车没有力的作用，因此不做功。
四、综合题
16．（2023·河南洛阳·统考三模）如图所示，现代物流舱内，多台“地狼”智能机器人头顶整组货架旋转、前进．运送货物。已知每个“地狼”机器人的质量为25kg，其车轮与地面接触的总面积为100，当它以最大承重静止在水平地面上时，对水平地面的压强为。（g取10N/kg）
（1）机器人底部的轮子做的很宽大，主要是为了_______（选填“增大”或“减小”）压强；
（2）该机器人能装载货物的最大质量是多少？( )
（3）若某次机器人顶着最大承重的货物，在水面地面上以2m/s的速度做匀速直线运动时所受的阻力是其总重力的0.2倍，则2min内牵引力做的功为多少？( )功率为多少？( )
【答案】 减小 100kg 6000J 500W
【解析】（1）[1]机器人底部的轮子做的很宽大，主要是为了通过增大受力面积来减小压强。
（2）[2]机器人对地面的最大压力为
因为机器人在水平地面上，所以
机器人能装载货物的最大质量是
（3）[3][4]机器人“背”着最重的货物在水平地面上匀速直线运动时
运动的路程是
牵引力做的功是
功率为
17．（2023·河南洛阳·统考一模）我市借助多功能雾炮车可喷雾、功力强、射程远、可调节、覆盖面积大的优点，将其运用到城市环卫工作中来。如图所示，如表是某雾炮车的相关数据。请根据题意回答下列问题（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）：
（1）雾炮车向空中喷射水雾时，水______（物态变化名称）需要______热量，会导致环境温度降低；
（2）若该车静止在水平地面上，装满水时，对地面的压强为多少( )；
（3）该车在完成环卫工作后返回环卫处，在水平路面上以额定功率匀速行驶1000m用时2min，求此过程该车所受到的阻力大小( )。
【答案】 汽化 吸收 1.8×105Pa 1.2×104N
【解析】（1）[1][2]雾炮车向空中喷射水雾时，水变成了水蒸气，属于汽化现象，汽化吸热。
（2）[3]由表中数据，水罐容积4m3，装满水时水的质量
车和水的总重力
车装满水静止在水平地面上时对地面的压力
雾炮车对地面的压强
（3）[4]该车在完成环卫工作后返回环卫处，车的额定功率为100kW，在水平路面上以额定功率匀速行驶1000m用时2min，根据可得，该车所受到的牵引力为
因雾炮车做匀速直线运动，所以由二力平衡条件可得此过程该车所受到的阻力
18．（2023·河南开封·统考一模）目前郑州已开通多条地铁线路，使城市交通更加便利，成为普通居民出行的首选方式。请你回答下列问题：
（1）小雨在站台候车，相对于运行的地铁她是______的；地铁在进站减速时动能将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。郑州地铁5号线是中国大陆第五条建成通车的环形地铁线路，该线路长约，运行时间约为则全程运行平均速度大约是多少________？
（2）小雨的质量为，双脚与地面接触的总面积为。求站立时对地面的压强；__________（取）
（3）若地铁运行时由台电动机牵引，每台电动机的额定功率为。如果列车以额定功率在某水平路段以的速度匀速运行，试算出列车在此路段受到的阻力是多大__________？
【答案】 运动 变小
【解析】（1）[1]小雨在站台候车，相对于运行的地铁，她与地铁之间发生了位置的变化，所以她是运动的。
[2]地铁在进站减速时，质量不变，速度变小，动能变小。
[3]全程运行平均速度为
（2）[4]小雨站立时对地面的压力等于自身的重力，站立时对地面的压强为
（3）[5]列车匀速行驶时，水平方向的阻力与电动机牵引力是一对平衡力，即有
根据可知，阻力为
答：（1）全程运行平均速度大约是；
（2）小雨站立时对地面的压强为；
（3）列车在此路段受到的阻力是。
五、简答题
19．（2023·河南三门峡·统考一模）三门峡黄河第一坝是利用大坝提高水位，利用水流推动水轮机转动就可以发出电来每一次发电都需要水从坝内流出，所以在大坝下游的河道内是禁止游客停留的。春节期间部分游客在河道中间游玩，被水流冲走，特别是被冲到漩涡里的游客感受到巨大的吸力而很难游出，生命安全受到巨大的威胁，所以同学们在外出游玩时一定要注意安全。
请大家根据以上情境提出一个有价值的物理问题，并用物理知识解答。
例：问题：水流从高处流下有哪些能量的转化？答案：水的重力势能转化成动能。
问题：___________。
答案：___________。
【答案】 见解析 见解析
【解析】[1]问题：游客被冲到漩涡里为什么会感受到巨大吸力而很难游出？
[2]答案：漩涡处水流速度大，压强小，漩涡外的水流速度小，压强大，所以当人接近漩涡时，会受到向漩涡的压力作用，从而被压入漩涡。
六、实验题
20．（2023·河南南阳·统考一模）为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验。图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面上运动一段距离后静止时的情景；图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景。
（1）此实验是研究___________（选填“碰撞前小球”、“碰撞后小球”或“碰撞后木块”）的动能，通过___________来反映动能的大小；
（2）若要探究动能大小与速度的关系，应选择图___________（选填“甲”、“乙”）进行实验；
（3）木块在水平面上滑动时，受到水平面的摩擦力___________（选填“变大”、“变小”或“不变”），克服摩擦力做功的功率___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；最终木块静止，是因为机械能转化为___________。
【答案】 碰撞前小球 木块被小球推动距离的远近 乙 不变 变小 内能
【解析】（1）[1][2]实验中通过小球推动木块的距离来反映小球的动能，用到了转换法，因此研究的应该是碰撞前小球的动能。
（2）[3]根据控制变量法的思想，要探究动能大小与速度的关系，应当控制小球的质量相等，从斜面下滑的高度不同，因此应选择乙图进行实验。
（3）[4]影响滑动摩擦力的因素是压力大小和接触面的粗糙程度，因为木块运动过程中，这两个因素都不变，因此，摩擦力保持不变。
[5]因为摩擦力不变，木块的速度越来越小，根据功率的变形时P=Fv可知，克服摩擦力做功的功率越来越小。
[6]因为摩擦做功，木块把机械能转化为内能，最终停下来了。
21．（2023·河南商丘·统考一模）小强所在的实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为m、2m的两个钢球、木块和斜面等。实验过程如图甲、乙、丙所示：
（1）实验中通过比较___________被撞击后移动的距离来反映钢球的动能大小。
（2）比较甲、乙两图，可初步得出结论：动能的大小与物体的___________有关。
（3）比较图甲、丙两图，小强认为：物体的动能大小与速度有关，他的看法是否正确？___________（选填“正确”或“错误”），理由是：___________。
（4）比较乙、丙两图，可初步得出结论：其它条件相同时，物体的___________越大，物体的动能越大。
（5）本实验装置的水平面如果绝对光滑，本实验将___________（选填“能”或“不能”）达到探究目的。
【答案】 木块 速度 错误 没有控制质量一定 质量 不能
【解析】（1）[1]根据转换法的思想，实验中是通过比较木块被撞击后移动的距离来反映钢球的动能大小。
（2）[2]根据控制变量法的思想，比较甲、乙两图，小球下落的高度不同即到达水平面的速度不同，因此可初步得出结论：动能的大小与物体的速度有关。
（3）[3][4]根据控制变量法的思想，要想研究物体的动能大小与速度有关，应控制其他变量相同，只改变速度，而图甲、丙中的小球没有控制质量一定，因此小强的看法错误。
（4）[5]比较乙、丙两图，小球的质量越大，木块被撞击后移动的距离越大，可初步得出结论：其它条件相同时，物体的质量越大，物体的动能越大。
（5）[6]水平面如果绝对光滑，则木块被撞后会一直运动下去，无法比较木块被撞击后移动的距离，也就无法比较钢球的动能大小，本实验不能达到探究目的。
22．（2023·河南南阳·校联考二模）老师让各个学习小组的同学们自主探究“动能的大小与什么因素有关”时，小明和同学们提出了如下猜想：
猜想一：动能的大小可能与物体的密度有关；
猜想二：动能的大小可能与物体的运动速度有关；
猜想三：动能的大小可能与物体的质量有关。
为了验证同学们的猜想，老师提供如下器材：刻度尺、四个金属球（100g的铁球、100g的铝球、50g的铁球、50g的铜球）、小木块和长木板。
（1）同学们组装了如图所示的实验装置，让小球从斜面上由静止滚下，通过木块被推动距离的大小，说明小球对木块做功的多少，从而判断小球动能的大小，这种常用的实验方法是__________法。实验中让同一小球从斜面上相同的高度由静止滑下的目的是：________ ；
（2）写出探究“猜想一”的实验方案：________ ；
（3）设计出探究“猜想二的记录数据表格________；
（4）回想大街上因大雪而引发了的交通事故，结合这次探究的结果，小明明白了减小这类事故的方法和措施之一是限速，小明还看到很多工人在冰雷道路上撒盐，工人撒盐的目的是为了________ 。
【答案】 转换法 让小球到达水平面时的速度相同 见解析 见解析 加速雪的熔化
【解析】（1）[1][2]实验中采用转换法，通过比较钢球对木块做功的多少，判断钢球动能的大小；让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，小球的质量不变，改变高度，改变了小球的运动速度，可以探究钢球动能的大小与运动速度的关系。
（2）[3]探究动能大小与物体密度的关系时，需要控制小球的质量相同、到达水平面时的速度相同，小球的密度不同，故实验方案为：将100g的铁球和100g的铝球分别从同一斜面的相同高度由静止滚下，撞击水平面上同一位置的小木块，用刻度尺分别测量小木块被撞出的距离。
（3）[4]探究动能的大小可能与物体的运动速度有关时，需要控制小球的质量相同，滚下的高度不同，通过木块移动的距离分析动能的大小，故实验表格如下所示：
（4）[5]工人在冰雪道路上撒盐，冰雪的熔点变低，加速雪的熔化。
23．（2023·河南周口·统考一模）如图甲所示是探究动能大小与速度关系时的实验场景：斜面上有两平行轨道，将两小球从轨道上由静止释放，与放置在水平木板上的两个相同木块发生碰撞，两个木块初始位置到斜面底端的距离相等。
（1）为完成实验，应使两个质量________的小球从轨道上_______（均选填“相同”或“不同”）高度由静止释放；
（2）本实验是通过观察_______来判断________的动能大小；
（3）图乙是另一次实验的场景：将两小球从图中E、F处静止释放，最终木块1从水平木板的右端滑出。若改用质量更大的木块3替换木块1后继续此次实验，将两小球仍从图中E、F处由静止释放，木块3恰好未滑出木板（如图乙木块3位置），你认为这样改进后，结合图乙改进后的实验现象，能否验证图甲中的实验结论________（选填“能”或“不能”），理由是________。
【答案】 相同 不同 比较木块滑动的距离 小球 不能 没有控制两木块的质量相等
【解析】（1）[1][2]探究动能大小与速度关系时，应控制质量不变，改变速度，故应使两个质量相同的小球从轨道上不同高度由静止释放。
（2）[3][4]为了判断小球的动能大小，必须通过比较它能做功的多少来判断，因此必须借助撞击木块移动的距离来看，比较的是小球的动能。
（3）[5][6]实验中没有控制质量相等，不能得出速度越大，动能越大的结论。
24．（2023·河南·河南省实验中学校考三模）下面是小明探究“阻力对物体运动的影响”的实验过程。让小车自斜面顶端从静止开始滑下，比较小车在粗糙程度不同的水平面上运动的距离，三次实验现象如图所示。
（1）实验中每次均让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是：使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小________（选填“相等”或“不相等”）；
（2）在实验中，平面越光滑，小车运动的距离越远。说明小车受到的阻力越小，速度减小得越________（选填“快”或“慢”）；
（3）推理：如果小车在水平面上滑行时不受力，小车将做________________；
（4）三次实验中，小车在水平面上克服阻力做功的大小________（选填“相同”或“不同”）；
（5）在大量经验事实的基础上，牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出了牛顿第一定律。牛顿第一定律告诉我们：物体的运动________力来维持，一切物体都有保持原来________不变的性质。
【答案】 相等 慢 匀速直线运动 相同 不需要 运动状态
【解析】（1）[1]为了研究小车运动的距离与阻力的关系，应使小车运动到斜面底端时的速度相等，则应使小车从斜面的同一高度处滑下。
（2）[2]在实验中，小车的初始速度相同，平面越光滑，阻力越小，小车运动的距离越远。说明小车受到的阻力越小，小车速度减小得越慢。
（3）[3]三次实验中，小车在木板表面运动的距离最远，这是因为木板表面比较光滑，小车所受阻力较小的缘故，由此我们可以推理得出：若水平面绝对光滑（即小车不受阻力），则小车的速度就不会减小，将在水平面上做匀速直线运动。
（4）[4]因小车达到水平面时初速度相同，小车的动能相同，最终速度为0，小车的动能全部转化为内能，大小等于克服阻力做的功，故小车在水平面上克服阻力做功的大小相同。
（5）[5][6]一切物体保持匀速直线运动状态或者静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止，这就是牛顿第一定律，牛顿第一定律告诉我们：物体的运动不需要力来维持，一切物体都有保持原来运动状态不变的性质。
25．（2023·河南·校联考三模）小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同两个钢球m和2m，分别从不同的高度h和2h由静止开始放下，观察木块被撞击后移动的距离。实验过程如图所示。
（1）小明通过观察___________来判断小球动能的大小，他利用的研究方法是___________；若水平面绝对光滑，本实验将___________（选填“能”或“不能”）达到探究目的；
（2）由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与___________有关；
（3）小明由乙、丙两图得出实验结论：物体的动能大小与质量有关，他的看法是否正确？___________（选填“正确”或“错误”），理由是：___________。
【答案】 木块被撞击后移动的距离 转换法 不能 速度 错误 没有控制小球的速度相同
【解析】（1）[1][2]小球动能的大小是不能直接观察和测量出来的是，实验中是通过观察木块被撞击后移动的距离来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法。
[3]若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，在水平方向上木块不受力的作用，由牛顿第一定律，撞击后木块将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的。
（2）[4]甲、乙两图中小球的质量一定，初始高度不同，到达水平面的时的速度不同，木块被撞击后移动的距离不同，故可以得出结论：物体的动能大小与速度有关。
（3）[5]由乙、丙两图可知，小球下落的高度不同，到达斜面底端的速度不同，小球的质量也不同，所以小明由乙、丙两图得出物体的动能大小与质量有关的结论是错误的，因为要探究动能与质量的关系，需要保证小球的速度相同，而乙、丙两图中小球到达水平面的速度不同，故不能得出动能大小与质量的关系的结论。
26．（2023·河南南阳·校考一模）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，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。
（1）分析比较_____两次实验，可探究出的结论是：质量相同的物体，速度越大，动能越大；
（2）如果水平面光滑，则________（选填“能”或“不能”）完成本实验；
（3）实验中控制小球到达水平面速度相同的方法是_________；
（4）探究“动能大小与速度的关系”时，小明拿走了木块，在水平木板上铺上毛巾，通过比较小球在毛巾面上开始滚动到静止的距离，也得出了“质量一定时，速度越大动能越大”的结论，你认为他的方案是否合理：________，理由是_________。
【答案】 甲、乙 不能 让小球从斜面同一高度由静止下滑 合理 相同的表面对小球的阻力是相同的，通过观察小球在毛巾面上从开始滚动到静止的距离大小可以判断出小球的动能大小
【解析】(1)[1]需要探究动能与速度的关系，需要控制质量相同，改变速度，小球从不同高度静止滑下来，速度不同，故选甲、乙两次实验。
(2)[2]如果水平面光滑，木块被撞后，木块不会停止，无法根据木块移动的距离来判断动能的大小，故若水平面光滑，无法完成本实验。
(3)[3]实验中控制小球到达水平面速度相同的方法是让小球从斜面同一高度由静止下滑，相同的重力势能转化为相同的动能。
(4)[4][5]探究动能与速度的大小关系，重在是控制质量相同，改变速度，让小球从不同的高度静止滑下来，到达水平面时，由于在水平木板上铺上毛巾，阻力变大，小球滚动时，动能转化为内能，小球动能大的，转化为内能也多，而阻力是相同的，故小球运动的距离也远，故可以根据通过观察小球在毛巾面上从开始滚动到静止的距离大小可以判断出小球的动能大小，故他的方案是合理的。
七、计算题
27．（2023·河南商丘·统考一模）疫情期间，为了减少直接接触，无人机发挥了重要作用。如图所示是一架已经装载上8kg防疫物资的无人机，若该无人机自身质量为4kg，已知它有4条支撑腿，每条支撑腿与地面的接触面积为20cm2，（g取10N/kg）。请解答下列问题：
（1）防疫物资和无人机所受的总重力；
（2）装载着防疫物资的无人机静止在水平地面上时对地面的压强（旋翼未转动）；
（3）起飞后，无人机在25s内匀速竖直上升50m，此过程中无人机对防疫物资做功的功率。
【答案】（1）120N；（2）1.5×104Pa；（3）160W
【解析】解：（1）由G=mg可知，防疫物资和无人机所受的总重力
G总=m总g=(8kg+4kg)×10N/kg=120N
（2）无人机在水平地面上静止的对地面的压力
F=G总=120N
总受力面积
S=4×20cm2=80cm2=8×10-3m2
则无人机对地面的压强
（3）防疫物资受到的重力
G物=m物g=8kg×10N/kg=80N
无人机对防疫物资做的功
W=G物h=80N×50m=4×103J
则此过程中无人机对防疫物资做功的功率
答：（1）防疫物资和无人机所受的总重力120N；
（2）图中静止在水平地面上的无人机对地面的压强为1.5×104Pa；
（3）此过程中无人机对防疫物资做功的功率为160W。
28．（2023·河南驻马店·统考一模）抗击新冠肺炎疫情期间，某市救护车转运患者集中隔离治疗，该车配置了负压装置，负压舱内气压小于外界气压，将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理，有效避免了病毒的传播。某次转运病人时，救护车以的恒定功率在平直公路上匀速行驶，用时。请解答下列问题：
（1）救护车匀速行驶牵引力做的功；
（2）救护车所受的阻力；
（3）按照卫生标准，负压舱内外气压差应为之间。经测量发现，该负压舱的面积上内外气体压力差为，通过计算判断负压舱内外气压差是否符合标准。
【答案】（1）；（2）；（3）不符合标准
【解析】（1）救护车的功率
救护车行驶的时间
根据可得，救护车匀速行驶牵引力做的功
（2）救护车运动的距离
由可得，牵引力
因为救护车做匀速直线运动，所以牵引力和阻力是一对平衡力，即
（3）负压舱内外气压差
按照卫生标准，负压舱内外气压差应在之间，所以负压舱内外气压差是，不符合标准。
答：（1）救护车匀速行驶牵引力做的功是；
（2）救护车所受的阻力是；
（3）通过计算负压舱内外气压差为，不符合标准。
29．（2023·河南周口·校联考一模）叉车是一种工业搬运车辆，是指对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的各种轮式搬运车辆，被广泛应用于港口、车站、机场、货场、工厂车间、仓库、流通中心和配送中心等。如图为某型号的叉车，该型号叉车的参数如表，g取。求：
（1）该叉车静止在水平地面上时，只有车轮与地面接触，该叉车对地面的压强为多少？
（2）该叉车将质量为800kg的货物起升2m高度过程中，克服货物重力做了多少功？
（3）生活中很多事情都与物理息息相关，请你找出叉车上用到的物理知识，写出三条即可。
【答案】（1）；（2）；（3）①车轮是圆形的，滚动摩擦比滑动摩擦小，从而减小摩擦；②叉车的方向盘相当于一个轮轴，可以省力；③叉车上的座位宽大、松软，可以减少压强
【解析】解：（1）由表格数据知，叉车质量，叉车静止在水平地面上时对水平地面的压力
叉车有四个轮子，每个轮子也地面的接触面积，叉车对地面的压强
（2）货物的重力
克服货物重力做的功
（3）①车轮是圆形的，滚动摩擦比滑动摩擦小，从而减小摩擦；②叉车的方向盘相当于一个轮轴，可以省力；③叉车上的座位宽大、松软，可以减少压强。
答：（1）叉车对地面的压强是1.15×106Pa；
（2）克服货物重力做的功是1.6×104J；
（3）略。
30．（2023·河南新乡·校联考一模）某同学骑电动车从家出发，用时3min到达距家1.8km的超市，买了一桶总质量为12.5kg的矿泉水并放置到电动车上，准备带回家饮用，如图所示。g取10N/kg。
（1）求该同学从家到超市的平均速度；
（2）若水桶与电动车踏板的接触面积为100cm2，求该桶水对电动车踏板的压强；
（3）该同学将矿泉水从地面提起，放置到离地0.3m高的电动车踏板上，至少做多少功？
（4）该同学提水时感觉到很勒手，请你提出一种解决方法，并简述所运用的物理知识。
【答案】（1）36km/h；（2）1.25×104Pa；（3）37.5J；（4）解决方法：在手上垫上毛巾；运用的物理知识：在压力一定时，增大受力面积，减小压强
【解析】解：（1）该同学从家到超市需要的时间为
t＝3min＝0.05h
则该同学从家到超市的平均速度为
（2）该桶水对电动车踏板的压力为
F＝G＝mg＝12.5kg×10N/kg＝125N
该桶水对电动车踏板的压强为
（3）该同学将矿泉水从地面提起，放置到离地0.3m高的电动车踏板上做的功为
W＝Gh＝125N×0.3m＝37.5J
（4）提水时感觉到很勒手，说明水桶对手的压强大，在压力一定时，可以在手上垫上毛巾，以增大受力面积，从而减小对手的压强。
答：（1）该同学从家到超市的平均速度为36km/h；
（2）该桶水对电动车踏板的压强是1.25×104Pa；
（3）该同学将矿泉水从地面提起，放置到离地0.3m高的电动车踏板上，至少做37.5J的功；
（4）解决方法：在手上垫上毛巾；运用的物理知识：在压力一定时，增大受力面积，减小压强。
31．（2023·河南南阳·校考一模）如图所示是小明正在帮助困难农户运粮的情境，小明用水平推力将水平路面上装粮食的小车以0.8m/s的速度推到了农户家里，历时3min，小车所受的阻力为小车总重的0.02倍，小车的总质量为40kg，小车与水平地面的接触面积为40cm2（g=10N/kg）
（1）小车对水平地面的压强是多少？
（2）小明推力做的功和推力的功率分别是多少？
（3）请你根据图片情境提出一个物理问题并进行解释。
【答案】（1）1×105Pa；（2）1152J，6.4W；（3）见解析
【解析】解：（1）小车的重力
小车对水平地面的压力
受力面积
小车对水平地面的压强
（2）由得，小车运动的距离
小车受到的水平推力、阻力是一对平衡力，大小相等，水平推力
水平推力做功
推力做功功率
（3）根据题目中的情景可以提出的问题为：以小明为参照物，小车是静止的还是运动的？
解释：以小明为参照物，小车相对于小明的位置没有改变，小车是静止的。
答：（1）小车对水平地面的压强是1×105Pa；
（2）小明推力做的功是1152J，推力的功率分别是6.4W；
（3）见解析。
32．（2023·河南周口·统考一模）如图所示，是一台无人驾驶洗地车，已知空车质量为20kg，水箱容量为42L，底部与地面接触面积为0.5m2，g取10N/kg。求：
（1）水箱最多能装多少千克的水?
（2）洗地车装满水停在水平地面上，对地面产生的压强是多大?
（3）如车的功率是96W，当其在水平地面作业时以1.2m/s的速度匀速直线行驶10m，则该过程中洗地车受到的阻力和其克服阻力做的功是多大?
【答案】（1）42kg；（2）1240Pa；（3）80N，800J
【解析】解：（1）由题意得，水箱的容量
V容=42L=4.2×10-2m3
即水的体积等于水箱的容积V水=4.2×10-2m3，根据密度公式，水箱装水的质量为
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×4.2×10-2m3=42kg
（2）洗地车装满水停在水平地面上，对水平地面的压力等于总重力，根据重力公式得
F=G总=(m车+m水)g=(20kg+42kg)×10N/kg=620N
对地面产生的压强
（3）根据功率的变形式P=Fv，可得此时车的动力
因为车在做匀速直线运动，属于平衡状态，阻力等于动力
f=F动=80N
车匀速直线行驶10m，克服阻力所做的功
W= F动s=80N×10m=800J
答：（1）水箱最多能装42kg的水；
（2）洗地车装满水停在水平地面上，对地面产生的压强是1240Pa；
（3）洗地车受到的阻力为80N和其克服阻力做的功是800J。
空车质量
水罐容积
装满水时车轮与地面的总接触面积
额定功率
5t
4m3
0.5m2
100kW
实验次数
小球释放的高度h/cm
木块移动的距离s/cm
实验结论
1
2
3
充电电压
电池容量
百公里耗电量
额定功率
工作电压
最高车速
220V
13.82千瓦时
10千瓦时/100千米
20千瓦
96V
100千米/小时
品牌
叉车自重
最大行驶速度
每个轮子与地面的接触面积
最大起升高度
3000mm
额定起升重量
2t
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