1、第十一章 功和机械能测试卷注意事项：1.本卷共五大题24小题，满分100分，考试时间90分钟。2g取10N/kg。一、选择题(每小题3分，共36分，每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意)1如图所示的情境中，关于力对物体做功的叙述，正确的是(C)A甲中，举重运动员举着杠铃不动，运动员对杠铃做功了B乙中，人推汽车但没有推动，人的推力对汽车做功了C丙中，起重机吊着重物上升，钢绳竖直向上的拉力对重物做功了D丁中，足球在水平地面上滚动，足球受到的重力对足球做功了2如图所示，旅游景区的索道缆车载着游客匀速上山，它具有的(D)A动能增加，重力势能增加B动能不变，机械能减少C动能减少，重力势能增加D动
2、能不变，机械能增加3如图所示，小球由静止开始沿光滑的斜面下滑，经过A、C两位置时具有相同的(D)A速度B重力势能C动能D机械能42018年12月22日7时51分，我国在酒泉卫星发射中心用长征十一号运载火箭，成功将虹云工程技术验证卫星发射升空。在它们加速升空的过程中，关于火箭搭载的虹云工程技术验证卫星的能量，下列说法正确的是(D)A机械能的总量不变B机械能的总量变小C动能不变D重力势能变大5一名女士推着童车轻松地前行，一名男士用很大的力推汽车，但汽车没被推动。在相同的时间内，以下说法中正确的是(B)A男士推力做的功较多，做功较快B女士推力做的功较多，做功较快C男士推力做的功较少，功率较大D女士推
3、力做的功较少，功率较大6如图是小明自制的弹弓，小明站在楼上用20N的力将弹弓的橡皮筋拉伸15cm，将质量为20g的小石块沿水平方向射出20m，弹弓距离地面的高度为7m，关于此过程说法正确的是(D)A橡皮筋弹射石块时，对石块做的功为3J B橡皮筋弹射石块时，对石块做的功为400JC小明拉伸橡皮筋时，对橡皮筋做的功为140J D石块下落过程中，重力做功为1.4J7如图所示，用大小相等的拉力F，分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱，在力的作用下移动的距离sABsCD，比较两种情况下拉力F所做的功及其功率(C)AAB段做功较多BCD段做功较多CAB段与CD段做的功一样多DAB段的功率比CD段的功率大8
4、如图所示，小明的体重为G，支架横杆到地面的高度为h，小明第一次顺着竖直的杆从杆顶匀速下滑到地面，第二次沿比杆粗糙的绳从杆顶匀速下滑到地面，第一次比第二次需要的时间短，两次重力做的功为W1、W2，功率为P1、P2。则(A)AW1W2BW1W2CP1P2DP1P29如图所示，直升飞机悬停在空中，下列对直升飞机能量分析，正确的是(A)A直升飞机具有重力势能B直升飞机的动能不断转化为重力势能C直升飞机的重力势能不断转化为动能D直升飞机的机械能在不断增大10一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动，物体运动的路程(s)时间(t)图像如图所示，根据图像，下列判断正确的是(B)A物体10s时的速度大于4
5、s时的速度B06s拉力对物体所做的功大于612s拉力对物体所做的功C06s拉力对物体做功的功率小于612s拉力对物体做功的功率D06s物体所受的拉力大于612s物体所受的拉力11如图所示，用手将一重为G的铁球缓慢放在一自然伸长的弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置速度达到最大，到达C位置小球的速度变为零。整个过程中不计能量损耗，则下列说法正确的是(B)A从A位置到C位置铁球的动能一直减小B在C位置弹簧的弹性势能最大C从A位置到B位置铁球的动能和重力势能之和不变D从A位置到C位置铁球的动能和重力势能之和一直增大12把篮球抛向空中，忽略空中阻力，哪一图线能正确反映球离手后至落回地面
6、前机械能(E)与篮球离地高度(h)的关系(A)二、填空题(每空2分，共22分)13滑板车是深受小朋友们喜爱的玩具，使用时一只脚站在滑板上，另一只脚蹬地，滑板车就能载着人前进。蹬地时人对车做功(选填“做功”或“不做功”)。14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2kg，在5s内匀速竖直上升10m，则该无人机克服自身重力做功200J，功率为40W。152018年9月29日，武汉光谷中华科技园爱飞客航空示范区，随着引擎轰鸣，一架印有“爱飞客”LOGO的赛斯纳208飞机从牛山湖面腾空起飞。飞机起飞前在跑道上加速行驶，此时飞机的重力势能不变，机械能增大。
7、(均选填“增大”“减小”或“不变”)。16一蓄水池的容积是2400m3。若整池水是用水泵从距水面2m深的水渠中抽上来的，水泵至少要做功4.8107J；若水泵的功率为2.4kW，抽这些水要用时间2104s。(水1.0103kg/m3)17浙江最大的抽水蓄能电站缙云电站，将于2026年建成投产。其工作原理如图所示，用电低谷时(如深夜)，电站利用电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来；用电高峰时，再利用上水库中的水发电。(1)蓄能时，水被抽到上水库中，电能转化为水的重力势能。(2)发电时，若该电站上水库可用于发电的库容量为7.86106立方米，上下水库平均水位差637米。上水库中可用于发电的水
8、流到下水库，水的重力做功为5.006821013焦。18如图所示为从地面竖直向上抛出的石块在上升过程中动能(选填“动能”或“重力势能”)随高度变化的图线(不计空气阻力)，由图像可知：石块在5m高处时的机械能为300J。三、实验探究题(第19小题6分，第20小题8分，第21小题8分，共22分)19某兴趣小组将一张硬卡片对折，在开口的一边剪两个小豁口A和B，然后套上橡皮筋，做成了一个会跳的卡片(如图所示)。为了探究卡片跳起的高度与哪些因素有关，该兴趣小组提出了如下猜想：A与卡片的质量有关B与橡皮筋的形变量有关C与橡皮筋的条数有关为了验证猜想，小组选用几根相同的橡皮筋和几张相同材料的卡片进行实验。(
9、1)小明将图中的卡片反过来，把它放在桌面上用手向下压，使橡皮筋伸长，迅速松开手，观察到的现象是卡片被弹起，这个现象说明：发生弹性形变的橡皮筋能对卡片做功，因此它具有弹性势能。(2)探究跳起高度与质量是否有关，应选择质量不同的卡片，控制其他实验条件相同。操作中将卡片反过来，每次把它在桌面上用手压平的目的是控制橡皮筋的形变量相同。20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。(1)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，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景。据此你能得出的结论是速度相同时，质量越
10、大，动能越大。(2)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。据此你能得出结论是质量相同时，速度越大，动能越大。(3)实验后，同学们联想到在许多交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大？于是利用上述器材进行了实验测定，得到的数据如下表：实验序号小球的质量m/g小球自由滚下的高度h/cm木块被撞后运动的距离s/cm1301042302016360108a.为了探究“超载”安全隐患，应选择1、3两个序号的实验进行比较
11、；b为了探究“超速”安全隐患，应选择1、2两个序号的实验进行比较。21在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中，三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击，陷入沙坑中的情况如图所示。(1)在此实验中，研究对象是铁块(选填“铁块”或“木桩”)，我们是通过观察木桩陷入沙坑中的深度来比较各铁块重力势能的大小。(2)若A、B两铁块质量相等，则两铁块下落高度的关系是hAhB。(3)若A、C两铁块下落的高度相同，则两铁块的质量关系是mAmC。四、计算与推导题(第22小题6分，第23小题6分，第24小题8分，共20分；解答要有必要的公式和解答过程，只有最后答案的不能得分)22气球下挂一个重为10N的物体，静
12、止在距地面80米处，突然细线断了，物体经4秒后落地。(1)物体下落过程中的重力做功多少？(2)物体由静止在空中自由下落的运动叫自由落体运动(不计空气阻力)。自由落体运动过程中重力做功将重力势能转化为动能。动能的表达式为mv2。证明：质量为m的物体由静止自由下落高度为h处，速度为v22gh。解：(1)物体下落过程中的重力做功WGh10N80m800J。(2)证明：因为质量为m的物体由静止自由下落高度为h处，所以重力做功WGhmgh，已知动能的表达式为mv2，自由落体运动过程中重力做功将重力势能转化为动能。所以Wmv2，即mv2mgh，整理可得v22gh。23如图所示，工人师傅正在用叉车搬运货物，
13、现将质量为1t的货物匀速提高1.5m用时5s。试求：(1)货物上升的速度是多少？(2)货物所受到的重力是多少？(3)叉车提升货物时对货物所做的功是多少？(4)叉车提升货物的功率是多少？解：(1)匀速提高1.5m用时5s，货物上升的速度：v0.3m/s。(2)货物质量为1t，货物所受到的重力：Gmg1000kg10N/kg1104N。(3)叉车提升货物时对货物所做的功：WGh1104N1.5m1.5104J。(4)叉车提升货物的功率：P3000W。24已知物体的重力势能表达式为Epmgh，动能表达式为Ekmv2；其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10
14、N/kg。如图所示，将一质量为0.4kg的物体从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度抛出。不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒。求：(1)物体被抛出时的重力势能Ep和动能Ek1；(2)物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W；(3)物体落地前瞬间的动能Ek2。解：(1)由题知，物体质量和被抛出时的高度和速度，物体的重力势能：Epmgh0.4kg10N/kg1.5m6J。动能Ek1mv20.4kg(2m/s)20.8J。(2)物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功：Ghmgh0.4kg10N/kg1.5m6J。(3)物体下落时高度减小，速度增大，所以重力势能转化为动能，落地时高度为0，重力势能全部转化为动能，所以物体落地前瞬间的动能：Ek2Ek1Ep0.8J6J6.8J。
