中考物理专题复习 分类集训9 功和机械能(含解析)

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命题点1 判断物体是否做功
1. (2019怀化)下列所示现象中，对物体做了功的是( )
第1题图
A. 搬而未起
B. 提着滑板在水平路面上前行
C. 人将木箱推到斜面的顶端
D. 举着杠铃在空中不动
2. (2018株洲)在篮球比赛中，运动员对篮球没有做功的过程是( )
A. 运球 B. 扣篮 C. 擦板 D. 跳投
命题点2 功、功率的大小比较
3. (2019株洲)甲、乙、丙、丁四个同学进行攀岩比赛，他们做的功W与时间t的关系如图所示．若规定做功最快的获胜，则最后胜出的一定是( )
第3题图
A. 甲
B. 乙
C. 丙
D. 丁
4. (2018淄博)如图所示，AC>BC，在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端，推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2.在不考虑摩擦的情况下( )
第4题图
A. F1B. F1>F2，P1>P2
C. F1＝F2，P1＝P2
D. F15. (2019连云港)物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图像如图甲时，受到的水平推力为F1；当物体运动的速度和时间图像如图乙时，受到的水平推力为F2.两次推力的功率分别为P1、P2.则下列关系正确的是( )
第5题图
A. F1＝F2 P1＞P2
B. F1＝F2 P1＜P2
C. F1＞F2 P1＞P2
D. F1＜F2 P1＞P2
命题点3 功、功率的相关计算
Ⅰ.简单运动类
6. (2019天津)小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里，他提鸡蛋的力做功最接近( )
A. 9 J B. 30 J C. 90 J D．300 J
7. (2019枣庄)妈妈与小明进行爬山比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，全程设为匀速运动，妈妈的体重是小明的2倍，妈妈所用的时间是小明的3倍，若妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1，小明克服自身重力做功为W2、功率为P2.则下列关系正确的是( )
A. W1∶W2＝2∶1 P1∶P2＝6∶1
B. W1∶W2＝2∶3 P1∶P2＝2∶1
C. W1∶W2＝2∶1 P1∶P2＝3∶2
D. W1∶W2＝2∶1 P1∶P2＝2∶3
8. (2019连云港)小明同学用20 N的水平推力，将重为280 N的购物车沿水平地面向前推动了10 m，在此过程中，推力对购物车做功________J，购物车的重力做功________J；一个皮球落地后弹起，弹起的高度越来越低，皮球在运动过程中，机械能总量________(选填“增加”“减少”或“保持不变”)．
9. (2019广安)2018年5月21日，我国成功发射了“嫦娥四号”的中继星——“鹊桥号”，它将成为“嫦娥四号”与地球间的通信桥梁．“鹊桥号”在随火箭加速升空的过程中会发出巨大的声音，这声音是由物体的________产生的．若“鹊桥号”质量为500 kg，加速升空1 000 m，“鹊桥号”需克服重力做功________J(g取10 N/kg)．
10. (2019铜仁)一电动抽水机10秒内把100 kg的水抽到10 m高的水池中，则抽水机至少对水做功________ J，在抽水的过程中，若抽水机共消耗的电能是1.25×104 J，则抽水机的效率是________．(g＝10 N/kg)
11. (2019长沙)(6分)如图所示为洋湖湿地公园的“河道保洁船”清理水面垃圾时的情景，保洁船的质量为2.5 t，收集宽度为3.4 m．它某次工作时以1 m/s的速度做匀速直线运动，其牵引力为5×104 N，保洁船工作50 s，求这段时间内：
第11题图
(1)保洁船行驶的路程；
(2)牵引力做的功；
(3)牵引力的功率．
Ⅱ.模型类
12. (2018兰州)如图所示，一物体放在同一水平面上，第一次在拉力F1的作用下，以速度v1匀速运动了距离s，第二次在拉力F2的作用下，以速度v2匀速运动了同样的距离，已知v2>v1.比较前后两次拉力做的功及其功率的大小关系，正确的是( )
第12题图
A. W1＝W2 B. W1P2
13. (2019衡阳)如图所示的玻璃管中装有水，一个体积为1×10－4 m3的方木块下端被轻绳系住，固定在容器下部，木块的重力为0.6 N，ρ水＝1.0×103 kg/m3，当木块静止时，绳子的拉力为______N，剪断轻绳后，木块从开始上浮到刚要露出水面的过程中，浮力所做的功为______J．(各部分长度如图)
第13题图
14. (2019眉山)如图甲所示，水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，其F－t和v－t图像分别如图乙和图丙所示．由图像可知，9～12 s内，推力对物体做功________J；t＝2 s时，物体受到的摩擦力是________N.
第14题图
命题点4 机械能及其转化
15. (2019郴州)一架飞机在高空中水平匀速飞行，向灾区投放救灾物资．该飞机在此过程中( )
A. 动能不变
B. 动能减小
C. 重力势能不变
D. 重力势能增大
16. (2019黄石) 专业蹦床运动逐渐进入大众生活，下列对蹦床运动的表述错误的是( )
第16题图
A. 下落到蹦床前运动员的重力势能转化为动能
B. 运动员下降到最低点时，蹦床的弹性势能最大
C. 运动员想弹得更高，就要在蹦床上发力，消耗体能
D. 若运动员不发力，会一直运动下去，因为能量是守恒的
17. (2019桂林)如图所示，物块在光滑斜面上由静止开始下滑，依次经过a、b两点，不计空气阻力，比较物块在a、b两点的能量，下列说法正确的是( )
第17题图
A. 物块在a点动能大
B. 物块在b点动能大
C. 物块在b点重力势能大
D. 物块在a、b两点的重力势能一样大
18. (2019安徽)如图所示，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置．压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动(已知AO＝OB)．小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断正确的是( )
第18题图
A. 小球的动能不断增加
B. 弹簧的弹性势能不断减小
C. 小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等
D. 在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变
命题点5 探究物体的动能跟哪些因素有关
19. (2019娄底)如图1是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图．其中，mA＝mBhB.
第19题图1
(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，是为了研究动能大小与________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2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．
第19题图2

(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行的距离不同(如上表)，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”)．
命题点6 探究物体的重力势能跟哪些因素有关
20. (2019天津)(6分)小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想：
猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关
为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度．
按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示．
第20题图
(1)实验中通过比较________________来判断物体重力势能的大小；
(2)为了验证猜想一，需选择表中________(填实验序号)三组数据进行分析；
(3)分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是：________________________________.
分类集训9 功和机械能
命题点分类集训
1. C 2. C 3. A
4. A 【解析】不考虑摩擦力，即斜面光滑，说明摩擦力为0，根据功的定义可知， W1＝F1s AC＝Gh, W2＝F2sBC＝Gh，故 W1＝ W2, AC＞BC，则F1＜F2；物体从底部被推到顶点时间相同，根据公式P＝eq \f( W,t)可知，功率相同，即P1＝P2，A正确．故选A.
5. B 【解析】图甲中，物体运动的路程与所用的时间成正比，做匀速直线运动，物体的速度为v1＝eq \f(s,t)＝eq \f(4 m,2 s)＝2 m/s；图乙中，物体的速度不随时间的改变而改变，做匀速直线运动，物体的速度v2＝4 m/s，可知F1＝F2＝f，C、D错误；由P＝Fv可知，P16. C
7. D 【解析】由题可知，妈妈与小明爬山的高度相同，妈妈的体重是小明的2倍，妈妈所用的时间是小明的3倍，由W＝Gh可得，妈妈和小明克服重力做功之比等于重力之比，即2∶1，B错误；由P＝eq \f(W,t)得，妈妈和小明克服重力做功的功率之比：eq \f(P1,P2)＝eq \f(\f(W1,t1),\f(W2,t2))＝eq \f(W1,W2)×eq \f(t2,t1)＝eq \f(2,1)×eq \f(1,3)＝eq \f(2,3)，A、C错误、D正确．故选D.
8. 200 0 减少 【解析】推力对购物车做的功W＝Fs＝20 N×10 m＝200 J；购物车在重力的方向上没有移动距离，重力做功0 J；皮球落地后弹起，弹起的高度越来越低，是因为受到空气阻力的作用，一部分机械能转化为内能，机械能总量减少．
9. 振动 5×106
10. 104 80% 【解析】抽水机对水做的功是：W＝mgh＝100 kg×10 N/kg×10 m＝104 J；在抽水的过程中，抽水机消耗的电能：W电＝1.25×104 J，所以抽水机的效率：η＝eq \f(W,W电)×100%＝eq \f(104 J,1.25×104 J)×100%＝80%.
11. 解：(1)保洁船行驶的路程：s＝vt＝1 m/s×50 s＝50 m
(2)牵引力所做的功：W＝Fs＝5×104 N×50 m＝2.5×106 J
(3)牵引力的功率：P＝eq \f(W,t)＝Fv＝5×104 N×1 m/s＝5×104 W
12. A 【解析】因同一物体放在同一水平面上，压力和接触面的粗糙程度不变，物体受到的摩擦力不变；当物体在水平面上匀速运动时，拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，则有F1＝F2，两次移动的距离相等，根据公式W＝Fs，可得W1＝W2；已知v2＞v1，根据公式P＝Fv，可知P113. 0.4 0.15 【解析】方木块受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.0×10－4 m3＝1 N，绳子的拉力F＝F浮－G＝1 N－0.6 N＝0.4 N；木块从开始上浮到刚要露出水面的过程中，浮力所做的功W＝F浮s＝1 N×0.15 m＝0.15 J.
14. 18 3 【解析】①由丙图知，9～12 s时，物体做匀速运动，且v＝1 m/s；由乙图知，9～12 s时的推力F＝6 N，推力F做功W＝Fs＝Fvt＝6 N×1 m/s×3 s＝18 J；②由丙图可知，在0～3 s内物体处于静止状态，推力和静摩擦力是一对平衡力；由乙图可知，在0～3 s内推力大小为3 N，所以物体受到的静摩擦力大小为3 N.
15. B 【解析】飞机水平匀速飞行，速度和高度不变，投放救灾物资后飞机的质量减小，动能和重力势能都与质量成正比，所以动能和重力势能都减小．故选B.
16. D 【解析】下落到蹦床前运动员的高度减小，速度增加，所以重力势能转化为动能，A正确；运动员下降到最低点时，蹦床的弹性形变最大，所以弹性势能最大，B正确；运动员想弹得更高，就要在蹦床上发力，使蹦床的弹性形变更大，这个过程消耗体能，C正确；若运动员不发力，由于有摩擦力的存在，机械能会转化为内能，不会一直运动下去，D错误．
17. B 【解析】由于物块在光滑的斜面上由静止滑下，则不受摩擦力，且不计空气阻力，则机械能守恒；由图可知，物块下滑过程中a点的高度高于b点的高度，则a点的重力势能大于b点的重力势能，则a点的动能小于b点的动能；A、C、D错误，B正确．故选B.
18. D 【解析】水平面光滑，球和弹簧组成的系统中，小球从A→O的过程中弹性势能转化成动能，弹性势能减小，动能增大，小球从O→B的过程中动能转化成弹性势能，弹性势能增大，动能减小，A、B错误；O点时弹簧处于原长，弹性势能为0，动能最大，C错误；水平面光滑，小球和弹簧组成的系统动能和势能相互转化，机械能守恒，D正确．故选D.
19. (1)B (2)速度 (3)静止 (4)相等
【解析】(1)实验中通过观察小球撞击木块时木块移动的距离来判定小球动能的大小，因此探究的动能是小球撞击木块时的动能；(2)动能的大小与物体的质量和速度有关，实验中使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，控制了小球的质量相等，而改变了小球撞击木块时的运动速度，因此是为了研究动能大小与速度的关系；(3)两个物体沿相同方向运动时，如果以其中一个物体为参照物，另一个物体是静止的，说明两个物体的运动速度相同；(4)让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，小车具有的机械能相等，当小车在不同表面上滑行时，要克服摩擦做功，最终静止，小车的机械能变为零，因此小车克服摩擦力做功是相等的．
20. (1)桌腿进入沙子的深度 (2)①④⑤ (3)质量相同的物体，位置越高，具有的重力势能越大
【解析】(1)本实验中，物体重力势能的大小通过桌腿进入沙子的深度来反映，进入的深度越大，说明重力势能越大，反之越小；(2)重力势能的大小只与物体质量和所在高度有关，故要验证与物体质量的关系，应控制物体所在高度相同，改变物体质量，故选择①④⑤三组数据进行分析；(3)分析①②③实验数据，结论为：质量相同的物体，位置越高，具有的重力势能越大．
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
实验
序号
铁块质量
m/g
铁块距桌
面高度
H/cm
桌腿进入
沙子的
深度h/cm
①
20
20
1.9
②
20
30
2.9
③
20
40
3.8
④
30
20
2.9
⑤
40
20
4.1