中考物理一轮复习第13讲《功和机械能》检测卷 (含答案)

第13讲　功和机械能

命题点1　功和功率的计算(8年5考)

1．(河北)假期，小明坐客车去旅游，当客车行驶到高速公路保持车距标识牌0 m处时，恰好后面一辆小汽车行驶到客车旁，此时客车上速度计显示为80 km/h.当客车匀速行驶到标识牌100 m处时，小汽车匀速行驶到了标识牌200 m处，若此时小汽车的功率为80 kW，它的牵引力为__1.8×103____N.

命题点2　机械能及其转化(8年5考)

2．(河北)如图是一运动员做蹦床运动的一幅图片．针对蹦床运动，从动能与势能相互转化的角度提出一个问题并回答．(不计空气阻力)

问题：__运动员在空中上升的过程中，动能和势能是如何转化的__？

回答：__动能逐渐转化为重力势能__．

3．(河北)如图是一幅三峡大坝的图片，针对三峡大坝涉及的物理知识，回答下列问题．

请从机械能角度提出一个问题并回答．

问题：__大坝为什么要建得很高__？

回答：__提高水位，增大其重力势能__．

4．(2011·河北)针对如图所示的实验装置及探究过程中涉及的物理知识，回答下列问题．

请从机械能角度提出一个问题并回答．

问题：__小车向下运动过程中的重力势能如何变化__？

回答：__重力势能减小__．

5．(河北)小明乘车时发现某段道路的限速标志牌(如图甲所示)．他提出了问题：汽车为什么要限速呢？他搜集的资料如下：

　　　甲　　　　　　　乙

汽车遇到意外情况时，司机从看到情况到反应刹车需要的时间叫反应时间，在反应时间内汽车原速前进的距离，叫反应距离．从刹车到车停下来，汽车前进的距离叫制动距离．实验数据如表：

(1)利用表中第一组数据，计算出该司机的反应时间是__0.66__s.

(2)分析表中数据可知，影响汽车制动距离的主要因素是__速度__．

为什么同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？小明做了如下实验：在斜面底端放置了一个纸盒，然后分别让两个体积相同的实心铁球和铝球从斜面顶端自由滚下(如图乙所示)，由实验可知：__在速度一定的条件下，物体的质量越大，动能越大__．由于大型汽车高速行驶时的__动能__较大，它的危险性就更大．所以对不同车型要设定不一样的最高行驶速度．

重难点1　功和功率的计算

　(自贡)如图所示，一物体在水平向右的拉力F1作用下以3 m/s的速度在水平地面上匀速运动了10 m，拉力F1所做的功为W1，功率为P1，若该物体在水平向右的拉力F2作用下以2 m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10 m，拉力F2所做的功为W2，功率为P2，则W1__＝__W2，P1__＞__P2(填“>”“<”或“＝”)．

【变式训练1】　(2017·兰州)某同学在10 s内做了5个“引体向上”，他的质量为60 kg，每次上升的高度为40 cm.该同学做一次“引体向上”克服重力做的功是__240__J，10 s内做功的功率为__120__W．(g取10 N/kg)

【变式训练2】　某汽车发动机输出功率为30 kW，恰能以15 m/s的速度在水平路面匀速行驶4.5 km，其间发动机共做功__9×106__J，汽车行驶时受到的阻力为__2__000__N．当汽车上坡时，只能保持36 km/h的速度匀速行驶时，此时汽车发动机的牵引力为__3__000__N．

重难点2　机械能及其转化

　(聊城)2018年2月12日13时03分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第二十八、二十九颗北斗导航卫星，如图所示的卫星沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，它在大气层外运行，不受空气阻力，则下列说法正确的是(A)

A．卫星从远地点运行到近地点，重力势能减小，动能增大，机械能守恒

B．卫星从远地点运行到近地点，重力势能增大，动能减小，机械能守恒

C．卫星从近地点运行到远地点，重力势能增大，动能增大，机械能不守恒

D．卫星从近地点运行到远地点、重力势能减小，动能减小，机械能不守恒

【变式训练3】　(无锡)如图，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b是弹簧原长时小球的位置，c是小球到达最右端的位置．则小球从a运动到c的过程中，在__b__(填“a”“b”或“c”)位置动能最大；从b到c的过程中，小球的动能转化为弹簧的__弹性势能__．

破解易错题

　(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v1＞v2.比较前后两次拉力做的功及其功率的大小关系，正确的是(A)

A．W1＝W2　　　　B．W1＜W2　　　　C．P1＝P2　　　　D．P1＜P2

实验突破　探究物体的动能跟哪些因素有关

　　　(荆州)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)若要探究动能大小与速度的关系，应选择图__乙__(填“甲”或“乙”)进行实验．

(2)木块在水平面上滑动时，受到水平面的摩擦力__不变__(填“变大”“变小”或“不变”)，克服摩擦力做功的功率__变小__(填“变大”“变小”或“不变”)．

(3)本实验装置的水平面如果绝对光滑，还能得出结论吗？__不能__，原因是__光滑水平面上，木块将不会停下来(或木块在光滑水平面上将永远匀速直线运动下去)__．

(4)通过比较__木块被撞距离__来比较小球动能大小．

(5)为比较超载超速带来的危害程度，兴趣小组利用上述器材进行定量研究．得到数据如下表：

　　请根据上表数据分析，货车超载20%与超速20%两者相比，潜在危害较大的是__超速20%__.

1．(长沙)下列关于功的说法正确的是(D)

A．小明用力推发生故障的汽车而未推动时，推力对汽车做了功

B．吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，吊车的拉力对重物做了功

C．足球在水平地面上滚动一段距离时，重力对足球做了功

D．举重运动员从地面将杠铃举起的过程中，举重运动员对杠铃做了功

2．(天津)用细线将小球系好后，固定在天花板上，做成一个摆．如图所示，小球从A点摆动到B点的过程中(C)

A．速度变小，动能变大

B．速度变小，动能变小

C．速度变大，重力势能变小

D．速度变大，重力势能变大

3．(常州)现代农业利用喷药无人机喷洒农药，安全又高效，如图所示，喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药．此过程中，喷药无人机的(A)

A．动能减小、重力势能减小

B．动能减小、重力势能不变

C．动能不变、重力势能减小

D．动能不变、重力势能不变

4．(德州)两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的路程(s)—时间(t)图象如图所示，根据图象，下列判断正确的是(C)

A．两次物体运动的速度：v1＜v2

B．两次物体所受的拉力：F1＞F2

C．0～6 s两次拉力对物体所做的功：W1＞W2

D．0～6 s两次拉力对物体做功的功率：P1＜P2

5．(多选)(河南)如图所示，水平木板上有甲、乙两个木块，甲的质量大于乙的质量．两木块下表面的粗糙程度相同．甲、乙分别在水平拉力F1和F2的作用下，以相同速度匀速直线运动了相同时间，下列说法中正确的是(AB)

A．F1大于F2

B．F1比F2做功多

C．F2比F1的功率大

D．甲的重力做功较多

6．(襄阳)在排球比赛中，小明把排球竖直向上抛出，排球在运动中动能E随时间t变化的图象最接近的是(A)

7．(广州)如图所示，甲、乙两个质量不同的小球从相同高度静止释放，甲球下落过程中经过P、Q两点．忽略空气阻力，下列说法正确的是(B)

A．着地瞬间，两球的动能相等

B．甲球在P点和Q点的机械能相等

C．释放瞬间，两球的重力势能相等

D．从释放到着地，两球所受重力做的功相等

8．(2017·衡阳)新材料碳纤维具有高强度、高耐热、密度小等特性，一架由碳纤维材料制作的小型无人机，质量为2 kg，在5 s内匀速竖直上升10 m，则该无人机克服自身重力做功为__200__J，功率为__40__W．(g取10 N/kg)

9．(济宁)如图所示，跳水运动员为获得充足的空中滞留时间，都会在跳水前先用力下压跳板，以便利用跳板的__弹性势能__让自己上升得更高．不计空气阻力，运动员从离开跳板到入水的过程中，__入水__(填“离开跳板”“在最高点”或“入水”)时动能最大．

10．(保定一模)过山车是一项非常惊险刺激的娱乐休闲活动．不计能量损失，由a到b的过程中，动能__减少__，势能__增大__，机械能__不变__(填“增大”“减少”或“不变”)．

11．(2017·安顺)在自由下落过程中，物体运动速度会越来越快，一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB＝BC.如图所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则W1__＝__W2，P1__＜__P2.(填“＞”“＜”或“＝”)

12．(临沂)新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱．小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶12 km，用时10 min.已知该车的总质量为1.6×103 kg，行驶中阻力为车重的0.05倍，此过程中该车牵引力做功__9.6×106__J，功率为__16__kW.(g取10 N/kg)

13．(石家庄新华区质检)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＝mB<mC，hA＝hC>hB.

(1)实验中，探究的动能是指__B__(填序号)．

A．小球在斜面上时的动能

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__速度__的关系．

(3)小华同学通过比较图1中乙、丙两图，得出“质量大的物体动能大”．小丽认为小华的这一比较过程存在错误，你知道错误是什么吗？__没有控制小球进入水平面的速度相同__．

(4)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沿斜面滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小华设计了如图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__静止__， 就可以说明任一时刻两球的速度大小相等．

【拓展】完成实验后，同学们还联想到以前探究牛顿第一定律时，也用到了斜面：让小车从同一斜面同一高度下滑，在不同的表面上滑行的距离远近(如上表)，最终停下来后，小车在三个表面克服摩擦力做功__相等__ (填“相等”或“不相等”)，理由是：__小车进入水平面时机械能相等，克服摩擦力做功过程中，机械能转化为内能，最终小车机械能为零，____所以三个表面克服摩擦力做功相等__．

14.(菏泽改编)小东积极投入到“绿色环保、低碳出行”的新潮流中，他尽量减少驾驶机动车辆外出，坚持骑自行车上下班．小东和自行车的总质量是80 kg.当小东以5 m/s的速度在平直的公路上骑行时，所受阻力是其总重的0.02倍(g取10 N/kg)．求：

(1)自行车行驶1 000 m动力所做的功；

(2)自行车行驶的功率．

解：(1)自行车对水平路面的压力：

F压＝G＝mg＝80 kg×10 N/kg＝800 N

因为自行车匀速行驶，所以动力与阻力平衡，

则F＝f＝0.02G＝0.02×800 N＝16 N

自行车行驶1 000 m动力做的功：

W＝Fs＝16 N×1 000 m＝1.6×104 J

(3)由P＝＝＝Fv得，自行车行驶的功率为：

P＝Fv＝16 N×5 m/s＝80 W

15．(广州)如图所示，OQ是水平地面，物体在水平拉力作用下，从O匀速直线运动到Q，OP端拉力F1为300 N，F1做的功为W1，功率为P1，PQ段拉力F2为200 N，F2做的功为W2，功率为P2，则(C)

A．W1>W2  B．W1<W2

C．P1>P2  D．P1<P2

16．(多选)(衡阳)如图所示，在表面粗糙的斜面上，物块从A点静止释放下滑到B点的过程中，下列说法正确的是(BD)

A．物块的动能不一定增加

B．物块的重力势能一定减小

C．物块的重力势能减少量等于动能的增加量

D．物块的重力势能减少量大于动能的增加量

17．(云南)如图甲所示，张华用水平推力F推置于水平地面上的木箱，在此过程中，推力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示，木箱运动速度v的大小随时间t变化的情况如图丙所示，则1～3 s木箱做__变速__(填“匀速”或“变速”)运动；3～5 s推力对木箱做的功是__400__J.

18．(荆门)一辆质量为2 t的汽车，在平直公路上以额定功率80 kW从静止开始运动，经15 s运动200 m恰好达到最大速度，接着匀速运动25 s，关闭发动机，滑行100 m停下．其v－t图象如图所示．已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，(g取10 N/kg)求：

(1)整个过程中发动机做的功；

(2)汽车的最大速度vm；

(3)全程中汽车的平均速度v.

解：(1)由题意可知，整个过程中发动机的工作时间：t＝15 s＋25 s＝40 s

由P＝可得，整个过程中发动机做的功：

W＝Pt＝80×103 W×40 s＝3.2×106 J

(2)汽车的重力：

G＝mg＝2 000 kg×10 N/kg＝2×104 N

由题意和图象可知，15～40 s汽车的速度最大且做匀速直线运动，

根据二力平衡条件和题意可得，汽车匀速运动时的牵引力：F＝f＝0.2G＝0.2×2×104 N＝4 000 N

由P＝＝＝Fv可得，汽车的最大速度：

vm＝＝＝20 m/s

(3)由v＝可得，匀速运动的路程：

s2＝vmt2＝20 m/s×(40 s－15 s)＝500 m

由图象可知，滑行100 m用的时间t3＝10 s，

则全程中汽车的平均速度：v＝＝＝＝16 m/s

19．(RJ教材8下P64T3变式)(天津)中国选手张湘祥在奥运会上获得男子举重62 kg级冠军，挺举成绩是176 kg，如图为他比赛时的照片．他在挺举过程中对杠铃做的功最接近(D)

A．600 J  B．1 200 J  C．1 800 J  D．3 400 J

20．(RJ教材P71“想想做做”变式)(唐山古冶区模拟)如图所示，捻动滚摆的轴使它升高后释放，可以观察到滚摆沿着悬线向下运动，此过程中，它的动能__增大__，重力势能__减小__．滚摆到最低点后又上升，每次上升的高度逐渐减小，这说明滚摆具有的机械能__减小__(填“减小”“增大”或“不变”)．