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中考物理一轮复习讲练测 第10讲—功和机械能（模拟检测）（含解析）
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这是一份中考物理一轮复习讲练测 第10讲—功和机械能（模拟检测）（含解析），共16页。试卷主要包含了请将答案正确填写在答题卡上，如图所示的事例中，不做功的是等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题
1．如图示，用水平力F将放在课桌边的文具盒推至课桌中央，此过程中对文具盒做功的力是
A．文具盒所受重力
B．文具盒所受支持力
C．文具盒所受的推力F
D．没有力对文具盒做功
【答案】C
【详解】文具盒是沿水平方向移动的，重力和支持力是竖直方向的，这两个力不做功，推力F与文具盒移动的方向是相同的，推力F做功，故应选C．
2．举重是我国的优势体育项目。一位身高180cm的运动员和一位身高160cm的运动员，在挺举项目中用相同时间把同样重的杠铃举起，如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2，则下列关系式正确的是（ ）
A．W1=W2 P1=P2B．W1>W2 P1>P2
C．W1>W2 P1=P2D．W1【答案】B
【详解】设身高为180cm的人为甲，身高为160cm的人为乙，甲比乙高，则举起杠铃的高度分别为h1、h2，且h1>h2，又因两人举起的杠铃同样重为G，根据公式可知，两人对杠铃做的功等于杠铃克服重力做的功，分别为
因h1>h2，比较上式可知W1>W2，由公式可知，举起杠铃用的时间t相同，做功多的功率大，所以做功功率P1>P2。
故选B。
3．随着科学技术的发展，人类已经开始成功地干预天气，如图所示，在利用飞机播撒“干冰”（固态的二氧化碳）人工增雨的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．飞机在匀速飞行播撒“干冰”过程中动能不变
B．“干冰”播撒到空气中后会熔化，吸收大量热量
C．云层中的水蒸气遇冷后会液化成小水滴或凝固为小冰晶
D．干冰人工增雨在水蒸气含量高的环境下效果更好
【答案】D
【详解】A．动能大小与物体的速度和质量有关，飞机在匀速飞行播撒“干冰”过程中匀速不变，质量减小，动能变小，故A错误；
B．“干冰”是固态的二氧化碳，播撒到空气中后直接变成气态，属于升华现象，吸收大量热量，故B错误；
C．云层中的水蒸气遇冷后会液化成小水滴，水蒸气直接变成小冰晶属于凝华现象，故C错误；
D．干冰人工增雨需要空气中有大量的水蒸气才能在遇冷时，液化成小水珠或凝华成小冰晶，所以在水蒸气含量高的环境下效果更好，故D正确。
故选D。
4．如图是神舟十三号飞船返回地球过程中的一张照片，在降落伞打开后，飞船减速下降的过程中，飞船的（ ）
A．重力势能不断增加B．重力势能转化为动能
C．机械能在不断减少D．弹性势能在不断减少
【答案】C
【详解】ABC．飞船减速下降的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度减小，动能减小，机械能减小，重力势能没有转化为动能，故C符合题意，AB不符合题意；
D．飞船没有发生弹性形变，没有弹性势能，故D不符合题意。
故选C。
5．一位同学用1分钟时间跳了180次绳，他跳绳的功率可能是（ ）
A．3.5WB．35WC．350WD．3500W
【答案】B
【详解】质量为50kg的同学的重力为
每次跳起的高度为
跳起一次克服重力做功
一分钟内做的总功
小明一分钟内跳绳的功率
通过计算可知，他跳绳的功率可能35W，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
6．以下是对杨阳同学部分生活事例的分析，其中合理的是
A．去游泳馆游泳时，受到水的浮力约为2000N
B．全家6月份自来水用量26m3， 算出其质量为26kg
C．从一楼走到三楼家中，克服自身重力做功约为100J
D．参加800m跑步的成绩是4min10s，则她跑步的平均速度是3.2m/s
【答案】D
【详解】A、杨阳质量约为50kg，所受重力为G=mg=50kg×10N/kg=500N，游泳时要漂浮在水面上，所受浮力F=G=500N，故A错误；
B、水的质量m=ρV=1×103kg/m3×26m3=2.6×104kg，故B错误；
C、沿楼梯登上家中3楼，克服自身重力做功约为W=Gh=500N×3m×2=3000J，故C错误；
D、运动时间t=4min10s=250s，平均速度，故D正确．
故选D．
7．如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点返回（不考虑空气阻力）。关于摆球，下列说法中正确的是（ ）
A．在O点时重力势能最大B．从A点到B点的过程中机械能守恒
C．在B点时受平衡力作用D．从A点到O点动能转化为重力势能
【答案】B
【详解】A．在O点时速度最大，动能最大，高度最小，重力势能最小，故A错误；
B．不考虑空气阻力，从A点到B点的过程中只有动能和势能之间的转化，机械能守恒，故B正确；
C．在B点时，摆球受到重力、拉力，二力不在同一直线上，受非平衡力作用，故C错误；
D．从A点到O点，动能增大，重力势能减小，为重力势能转化为动能，故D错误。
故选B。
8．如图所示的事例中，不做功的是（ ）
A．推着小车前进
B．爬楼梯
C．提升口袋
D．搬而未起
【答案】D
【详解】A．推着小车前进，人给小车一个向前的推力作用，小车在力作用下向前移动了距离，人对小车做功，故A不符合题意；
B．人在爬楼梯时，克服重力，在重力的方向上移动了距离，人克服重力做功，故B不符合题意；
C．人给口袋一个向上的力，口袋在力的作用下向上移动距离，人对口袋做了功，故C不符合题意；
D．搬石头时，人给石头一个力的作用，石头在力的作用下没有移动距离，人对石头没有做功，故D符合题意。
故选D。
二、填空题
9．在粗糙程度相同的水平面上，重为10N的物块在F＝5N的水平拉力作用下，沿水平面由A点匀速直线运动到B点，此时，突然撤去拉力F，物块继续向右运动到C点停了下来。则该物块在AB段所受的滑动摩擦力大小为______N；物块在BC段所受的滑动摩擦力大小为 ______N。
【答案】 5 5
【详解】[1]物体在AB 段做匀速直线运动，处于平衡状态，则拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，二力的大小相等，所以，所受的滑动摩擦力大小
fAB＝F＝5N
[2]在BC段物块做减速运动，因压力大小与接触面的粗糙程度均不变，所以滑动摩擦力的大小不变，还是5N。
10．7月24日，搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭，在我国文昌航天发射场点火发射，图为火箭发射的场景。火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为它的___________大。随着火箭越来越快飞向太空，“问天”实验舱的机械能逐渐___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】 热值 增大
【详解】[1]使用液态氢做燃料是因为液态氢的热值大，燃烧相同质量的液态氢和其他物质，液态氢能放出更多的热量。
[2]火箭飞向太空越来越快，则实验舱的速度增大，高度增大，而实验舱的质量保持不变，所以实验舱的动能增大，重力势能也增大，故机械能增大。
11．甲机器的功率比乙机器的功率大，表示甲机器做功比乙机器做功________。甲机器的功率为10kW，表示的物理意义是_______。
【答案】 快 见解析
【详解】[1]功率是指物体做功快慢的物理量，所以甲机器的功率大于乙机器的功率，表示甲机器做功比乙机器快。
[2]功率在数值上等于单位时间内所做的功，所以甲机器的功率为
10kW=10×103W=104W
表示甲机器每秒做的功为104J。
12．下列物体：①站在树上唱歌的小鸟②飞在空中的航模③地面上行驶的汽车④滑梯上往下滑的孩子⑤挂在墙上的电视机 ⑥被压在最低位置的跳板。其中具有动能的是_____，具有势能的是_____。
【答案】 ②③④ ①②④⑤⑥
【详解】[1][2]①站在树上唱歌的小鸟，处于静止状态，速度为0，动能为0；没有发生形变，不具有弹性势能；有一定的高度，距重力势能；
②飞在空中的航模，有一定的速度和高度，具有动能和重力势能；
③地面上行驶的汽车，不具有高度，重力势能为0；有速度，具有动能；
④滑梯上往下滑的孩子，有一定的速度和高度，具有动能和重力势能；
⑤挂在墙上的电视机，处于静止状态，速度为0，动能为0；没有发生形变，不具有弹性势能；有一定的高度，具有重力势能；
⑥被压在最低位置的跳板，处于静止状态，动能为0；发生了弹性形变，具有弹性势能。
故具有动能的是②③④，具有势能的是①②④⑤⑥。
13．一个物体由A点自由下落时，相继经过B、C两点，如图所示，已知AB＝BC，物体在AB段重力做功W1，功率P1；在BC段重力做功W2，功率P2，则W1_____W2，P1_____P2（选填“大于”、“小于”或“等于”）．
【答案】 等于 小于
【详解】第一空．因为AB=BC，由W=Gh知道，物体在AB段和BC段做的功相等，即W1 =W2 ；
第二空．物体在自由下落时做加速运动，即在BC段的运动速度大于AB段的运动速度，物体在BC段运动的时间短，由及知道，物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率，即P114．如图所示，质量为40g的金属小球从导轨的a处自由滑下，依次经过b处、c处，到达d处时恰好停下。在从a到b的过程中，重力做功为_______J；在整个运动过程中，小球和轨道增加的内能为________J。
【答案】 0.2 0.12
【详解】[1]小球的重力
G=mg=40×10-3kg×10N/kg=0.4N
重力的方向竖直向下，小球从a到b的过程中，在重力的方向移动的距离为0.5m，重力做的功为
W=Gh=0.4N×0.5m=0.2J
[2]小球从导轨的a处自由滑下，依次经过b处、c处，到达d处时恰好停下，小球要克服摩擦做功，消耗机械能转化为内能，小球和轨道增加的内能，即为小球减小的机械能，故小球和轨道增加的内能为
ΔE=G(ha-hd)=0.4N×(0.5m-0.2m)=0.12J
15．小明用30N的水平推力，将重为300N的购物车沿水平地面向前推动了10m，在此过程中，推力对购物车做功_______J，支持力对购物车做功_______J。
【答案】 300 0
【详解】[1]推力对购物车做功
W=Fs=30N×10m=300J
[2]支持力的方向竖直向上，没有在支持力的方向上移动距离，所以支持力对购物车不做功，做功为0。
16．潼南加快构建“四高三铁一江一机场”和“五纵七横十五连线”立体交通。全区初步形成以铁路、高速公路、水路和国省道为骨架、以城区为中心、以镇街为节点、以行政村为基础，外通内联。兰渝高铁设计时速350km/h，建成后潼南到重庆主城20分钟可达。涪江航电枢纽下闸蓄水，通航船舶排水量可达500吨。今年开建潼南通用机场共845亩，可停靠多种飞行器，主要用于短途客货运输、商务飞行、航空器试飞验证、航空旅游等。
物理现象：飞机飞行
物理知识：飞机的升力是因为流体运动产生压强差，从而产生向上的压力。
请你按示例再另写出：
物理现象：______；
物理知识：______。
【答案】 下闸蓄水
重力势能增大
【详解】[1][2]下闸蓄水，将水流截断，使得水位升高，即使水的重心升高，从而使水的重力势能增大。
17．小球从某一高度下落后，反复弹起，高度越来越低，如图所示，A、B、C、D在同一水平高度，则小球在A点时的重力势能___________D点时重力势能；在B点时的动能___________C点时动能。（均选填“大于”、“等于”或“小于”）
【答案】 等于 大于
【详解】[1]因为A、D在同一水平高度，且小球的质量不变，所以小球在A点时的重力势能等于D点时重力势能。
[2]由图知，小球弹跳的高度越来越低，说明小球在运动时受到空气阻力的作用，其机械能逐渐减小；B、C两点的位置一样高，所以小球在两位置的重力势能相同，又因为小球的机械能逐渐减小，则小球在B点时的机械能比C点大，由于小球在两位置的重力势能相同，所以小球在B点时的动能大于C点时的动能。
18．将小球竖直上抛，小球离开手后，人对小球_____________（选填“做功”或“不做功”）；小球到达最高点时，如果所受外力全部消失，小球将会处于________________状态。
【答案】 不做功 静止
【详解】[1]将小球竖直上抛，小球离开手后，不再受手的力的作用，根据做功的要素知，人对小球不做功。
[2]小球到达最高点的瞬间速度为零，如果所受外力全部消失，根据牛顿第一定律知，小球将会处于静止状态。
三、实验题
19．兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？
（1）【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟___________有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟___________有关；
（2）【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用铁球模拟汽车，让铁球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。该实验是通过观察___________的大小，来说明铁球对木块做功的多少，这种探究问题的方法是___________；（填“控制变量法”或“转换法”或“归纳法”）
（3）【分析论证】分析甲、乙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：___________；
（4）【实践应用】用甲、丙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车___________（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因；
（5）【改进实验】研究动能大小与质量的关系，有同学将实验装置改成如图所示，利用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，发现两次实验木块移动的距离相等，其原因是___________。
【答案】 速度 质量 木块移动的距离 转换法 速度一定时，物体的质量越大，动能越大 超速 两次实验铁球的动能相等
【详解】(1)[1]十次车祸九次快，“快”，速度大。
[2]超载，指车装载的物体质量大。
(2)[3][4]动能的大小在初中是不能直接测量的，但可以通过具有动能的物体消耗动能去做的功的多少体现出来，这种方法是转换法。
(3)[5]甲乙两图中，两个小球处在斜面的同一高度，它们到达斜面底端时的速度是相同的。但两个小球的质量不同。所以，得出的结论是动能与质量的关系方面的：质量大的，木块被撞击的距离大，即球的动能大。
(4)[6]甲丙两图相比较，只是小球到达斜面底端的速度不同，造成木块被撞击的距离不同。所以可以解释汽车超速带来的危险。
(5)[7]在这个实验过程中，是弹簧的势能转化为铁球的动能，铁球对木块做功。两次将弹簧压缩到相同的程度，弹簧的弹性势能是相同的，所以两次将木块撞击的距离是相同的。
20．小明在探究力对物体运动的影响时，让同一小车从同一斜面的同一高度静止滑下，在表面材料不同的水平面上运动，分别停在如图甲所示的不同地方；
（1）由实验现象我们可以得出结论：平面越光滑，小车运动的距离越远，说明小车受到的阻力越______，速度减小得越______；
（2）由实验现象我们可以推断：假如表面绝对光滑，水平面上运动的物体在水平方向上不受力，它将做______运动；
（3）通过上面的探究后，小明再思考如下问题，如图乙所示，摆球从A点由静止释放摆到最右端最高点C时，如果小球所受的力全部消失，则摆球将______（选填“往回摆”、“静止”或“匀速直线运动”）；
（4）接下来小明探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验，装置如图丙所示
①该实验中所探究物体的动能是指物体______（选填“A”或“B”）的动能；
②若要研究物体动能与质量的关系，则需不同质量的物体从斜面______高度由静止滚下，并观察记录。
【答案】 小 慢 匀速直线 静止 A 同一
【详解】（1）[1][2]小车在水平面上运动时，受到水平面对它的摩擦力，摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关，表面越光滑，受到的摩擦阻力越小，小车运动的距离越远，说明速度减小的越慢。
（2）[3]当表面绝对光滑时，小车不再受到水平面对它的摩擦力，小车的速度将不再减小，保持不变，即小车做匀速直线运动。
（3）[4]摆球摆到最右端最高点C的瞬间，摆球的速度为0，如果此时小球所受的力全部消失，根据牛顿第一定律“物体不受力时，运动状态将保持不变”，小球将保持静止。
（4）[5]在如图的实验中，探究的是小球A到达水平面时撞击B前的动能；
[6]若要探究“动能与质量的关系”，要改变物体的质量，保持物体到达水平面时的速度不变；即用不同质量的小球从斜面的同一高度由静止滚下。
21．小明同学了解到中考体育跳绳需要达到1分钟180个才能满分，于是，小明在学校操场上进行了测试；同时，“好奇心”物理兴趣小组的同学们也来测量小明同学跳绳的功率；
（1）要达到实验目的，兴趣小组需要选择的测量器材有台秤、______和秒表；
（2）请你帮兴趣小组的同学在线框内设计一个实验记录表格；______（小明每次跳起的高度大约相等）
（3）兴趣小组的同学根据小明跳绳情况制作了一张图，如图所示，假设小明整个跳绳过程是匀速的；通过计算，可以判断出这次跳绳，小明 ______（选填“能”或“不能”）获得满分；
（4）试根据中学生体重，估测小明跳一次绳克服重力所做的功为 ______J。
【答案】 刻度尺 见详解 不能 20
【详解】（1）[1]测量跳绳的功率就是测量克服自身重力做功的平均功率，由可知，需要的实验器材有：测量小明质量m的台秤、测量重心上升高度h的刻度尺和测量时间的秒表。
（2）[2]实验中需要测量小明的质量、跳起的高度、1min内跳绳的次数，然后根据求出跳绳的功率，所以实验记录表格如下：
（3）[3]由图像可知，跳一次绳的时间为0.4s，则1min内跳绳的次数
因为150＜180，所以这次跳绳小明不能获得满分。
（4）[4]由图像可知，跳一次绳重心上升的高度
h＝4cm＝0.04m
小明的质量约为50kg，则跳一次绳克服重力所做的功
四、计算题
22．如图所示，重为 20 牛的物体，在拉力 F 的作用下 5 秒内沿竖直方向匀速上升 10 米，不计摩擦和滑轮重力，求：拉力 F 所做的功及功率。
【答案】200J，40W
【详解】解：由于图中滑轮是定滑轮，且不计绳与滑轮间的摩擦，所以，拉力
F=G=20N
物体上升10m，所以F的作用点下降10m，此过程中拉力F做的功
W=Fs=20N×10m=200J
拉力F做功的功率
答：拉力F所做的功为200J，功率为40W。
23．近日，载着“雾炮”的大型环卫工作车在娄底各城区道路上作业，所到之处雨雾纷飞，引起行人注意。多功能抑尘车又名雾炮车，能够高效降尘、降低城市PM2.5浓度，因而又有“降霾神器”美称。若该车技术参数如下：空车质量6t，最大载水量10t，支持连续喷水1小时，喷洒距离为10公里，最大能喷洒出45米高的水雾，它使用柴油机提供动力。装满水后，车轮与地面的总接触面积为0.5m2。问：
(1)空载时，洒水车静止时对水平地面的压强为多少？
(2)在某水平直线路段匀速行驶时，其受到的摩擦力是其总重力的0.1倍，当汽车满载且未喷水时，3min行驶了1440m，消耗9×107J 的能量，求：雾炮车的发动机的效率是多少？
(3)竖直喷雾时，水雾和空气的混合物密度为ρ，喷口面积为S，喷出的水雾的初速度为v，某次喷射持续时间为t，喷射高度为h，求风机功率；
(4)当雾炮车在水平路面上匀速行驶并不断向外喷水时，雾炮车发动机的输出功率如何变化？为什么？
【答案】(1)1.2×105Pa；(2)25.6%；(3)ρSvgh；(4)详见解析
【分析】(1)装满水时，车对地面的压力等于车和水的重力之和，根据求出其大小，再根据求出车对地面的压强。
(2)根据摩擦力与总重力的关系求出摩擦力，利用二力平衡条件求出牵引力，然后利用求出牵引力做的功，再利用计算雾炮车发动机的效率。
(3)利用求出质量，求出重力，再利用求出克服重力所做的功，最后利用计算风机功率。
(4)根据，结合滑动摩擦力大小的影响因素分析解答。
【详解】(1)装满水时，车对地面的压力
车对地面的压强
(2)洒水车受到的摩擦力
洒水车在某水平直线路段匀速行驶时，牵引力与摩擦力是一对平衡力，则有
牵引力做的功
雾炮车发动机的效率
(3)根据、和可得，水雾和空气混合物的重力
则克服重力做功
风机的功率
(4)雾炮车发动机的输出功率逐渐减小；因为雾炮车在水平路面上匀速行驶并不断向外喷水时，车的速度不变，车的重力减小，对路面的压力减小，故车受到的摩擦力减小，根据二力平衡条件可知，车受到的牵引力减小，则根据知，雾炮车发动机的输出功率逐渐减小。
答：(1)水箱满载水时，洒水车对地面的压强为3.2×105Pa；(2)牵引力做功的功率是1.28×105W；(3)风机功率为ρSvgh；(4)详见解析。
24．如图所示是中国新一代通用型导弹驱逐舰169号（武汉舰），其满载时的排水量约为7×103t，当驱逐舰以60km/h的速度在海面上匀速直线航行时，受到的阻力是自身总重力的0.01倍（海水的密度取1.0×103kg/m3）。则：
（1）在水面下3.5m深处，船体受到海水的压强是多少？
（2）驱逐舰满载时，排开海水的体积是多少？
（3）驱逐舰满载时，受到的浮力是多少？
（4）驱逐舰满载时，以60km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，牵引力所做的功是多少？
【答案】（1）3.5×104Pa；（2）7×103m3；（3）7×107N；（4）4.2×1010J
【详解】解：（1）在水面下3.5m深处，船体受到海水的压强为
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3.5m=3.5×104Pa
（2）驱逐舰满载时排开海水的体积为
（3）驱逐舰满载时受到的浮力为
F浮=G排=m排g=7×103×103kg×10N/kg=7×107N
（4）驱逐舰满载时漂浮在海面上，受到浮力等于重力，则驱逐舰满载时的总重力为
G=F浮=7×107N
驱逐舰以60km/h的速度在海面上匀速直线航行时受到的阻力为
f=0.01G=0.01×7×107N=7×105N
由力的平衡条件可知，驱逐舰受到的牵引力为
F=f=7×105N
驱逐舰航行1h的距离为
s=vt=60km/h×1h=60km=6×104m
牵引力做的功为
W=Fs=7×105N×6×104m=4.2×1010J
答：（1）在水面下3.5m深处，船体受到海水的压强是3.5×104Pa；
（2）驱逐舰满载时，排开海水的体积是7×103m3；
（3）驱逐舰满载时，受到的浮力是7×107N；
（4）驱逐舰满载时，以60km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，牵引力所做的功是4.2×1010J。
小明的质量m/kg
小明跳起的高度h/cm
1min内跳绳的次数n
跳绳的功率P/W
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题
1．如图示，用水平力F将放在课桌边的文具盒推至课桌中央，此过程中对文具盒做功的力是
A．文具盒所受重力
B．文具盒所受支持力
C．文具盒所受的推力F
D．没有力对文具盒做功
【答案】C
【详解】文具盒是沿水平方向移动的，重力和支持力是竖直方向的，这两个力不做功，推力F与文具盒移动的方向是相同的，推力F做功，故应选C．
2．举重是我国的优势体育项目。一位身高180cm的运动员和一位身高160cm的运动员，在挺举项目中用相同时间把同样重的杠铃举起，如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2，则下列关系式正确的是（ ）
A．W1=W2 P1=P2B．W1>W2 P1>P2
C．W1>W2 P1=P2D．W1
【详解】设身高为180cm的人为甲，身高为160cm的人为乙，甲比乙高，则举起杠铃的高度分别为h1、h2，且h1>h2，又因两人举起的杠铃同样重为G，根据公式可知，两人对杠铃做的功等于杠铃克服重力做的功，分别为
因h1>h2，比较上式可知W1>W2，由公式可知，举起杠铃用的时间t相同，做功多的功率大，所以做功功率P1>P2。
故选B。
3．随着科学技术的发展，人类已经开始成功地干预天气，如图所示，在利用飞机播撒“干冰”（固态的二氧化碳）人工增雨的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．飞机在匀速飞行播撒“干冰”过程中动能不变
B．“干冰”播撒到空气中后会熔化，吸收大量热量
C．云层中的水蒸气遇冷后会液化成小水滴或凝固为小冰晶
D．干冰人工增雨在水蒸气含量高的环境下效果更好
【答案】D
【详解】A．动能大小与物体的速度和质量有关，飞机在匀速飞行播撒“干冰”过程中匀速不变，质量减小，动能变小，故A错误；
B．“干冰”是固态的二氧化碳，播撒到空气中后直接变成气态，属于升华现象，吸收大量热量，故B错误；
C．云层中的水蒸气遇冷后会液化成小水滴，水蒸气直接变成小冰晶属于凝华现象，故C错误；
D．干冰人工增雨需要空气中有大量的水蒸气才能在遇冷时，液化成小水珠或凝华成小冰晶，所以在水蒸气含量高的环境下效果更好，故D正确。
故选D。
4．如图是神舟十三号飞船返回地球过程中的一张照片，在降落伞打开后，飞船减速下降的过程中，飞船的（ ）
A．重力势能不断增加B．重力势能转化为动能
C．机械能在不断减少D．弹性势能在不断减少
【答案】C
【详解】ABC．飞船减速下降的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度减小，动能减小，机械能减小，重力势能没有转化为动能，故C符合题意，AB不符合题意；
D．飞船没有发生弹性形变，没有弹性势能，故D不符合题意。
故选C。
5．一位同学用1分钟时间跳了180次绳，他跳绳的功率可能是（ ）
A．3.5WB．35WC．350WD．3500W
【答案】B
【详解】质量为50kg的同学的重力为
每次跳起的高度为
跳起一次克服重力做功
一分钟内做的总功
小明一分钟内跳绳的功率
通过计算可知，他跳绳的功率可能35W，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
6．以下是对杨阳同学部分生活事例的分析，其中合理的是
A．去游泳馆游泳时，受到水的浮力约为2000N
B．全家6月份自来水用量26m3， 算出其质量为26kg
C．从一楼走到三楼家中，克服自身重力做功约为100J
D．参加800m跑步的成绩是4min10s，则她跑步的平均速度是3.2m/s
【答案】D
【详解】A、杨阳质量约为50kg，所受重力为G=mg=50kg×10N/kg=500N，游泳时要漂浮在水面上，所受浮力F=G=500N，故A错误；
B、水的质量m=ρV=1×103kg/m3×26m3=2.6×104kg，故B错误；
C、沿楼梯登上家中3楼，克服自身重力做功约为W=Gh=500N×3m×2=3000J，故C错误；
D、运动时间t=4min10s=250s，平均速度，故D正确．
故选D．
7．如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点返回（不考虑空气阻力）。关于摆球，下列说法中正确的是（ ）
A．在O点时重力势能最大B．从A点到B点的过程中机械能守恒
C．在B点时受平衡力作用D．从A点到O点动能转化为重力势能
【答案】B
【详解】A．在O点时速度最大，动能最大，高度最小，重力势能最小，故A错误；
B．不考虑空气阻力，从A点到B点的过程中只有动能和势能之间的转化，机械能守恒，故B正确；
C．在B点时，摆球受到重力、拉力，二力不在同一直线上，受非平衡力作用，故C错误；
D．从A点到O点，动能增大，重力势能减小，为重力势能转化为动能，故D错误。
故选B。
8．如图所示的事例中，不做功的是（ ）
A．推着小车前进
B．爬楼梯
C．提升口袋
D．搬而未起
【答案】D
【详解】A．推着小车前进，人给小车一个向前的推力作用，小车在力作用下向前移动了距离，人对小车做功，故A不符合题意；
B．人在爬楼梯时，克服重力，在重力的方向上移动了距离，人克服重力做功，故B不符合题意；
C．人给口袋一个向上的力，口袋在力的作用下向上移动距离，人对口袋做了功，故C不符合题意；
D．搬石头时，人给石头一个力的作用，石头在力的作用下没有移动距离，人对石头没有做功，故D符合题意。
故选D。
二、填空题
9．在粗糙程度相同的水平面上，重为10N的物块在F＝5N的水平拉力作用下，沿水平面由A点匀速直线运动到B点，此时，突然撤去拉力F，物块继续向右运动到C点停了下来。则该物块在AB段所受的滑动摩擦力大小为______N；物块在BC段所受的滑动摩擦力大小为 ______N。
【答案】 5 5
【详解】[1]物体在AB 段做匀速直线运动，处于平衡状态，则拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，二力的大小相等，所以，所受的滑动摩擦力大小
fAB＝F＝5N
[2]在BC段物块做减速运动，因压力大小与接触面的粗糙程度均不变，所以滑动摩擦力的大小不变，还是5N。
10．7月24日，搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭，在我国文昌航天发射场点火发射，图为火箭发射的场景。火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为它的___________大。随着火箭越来越快飞向太空，“问天”实验舱的机械能逐渐___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】 热值 增大
【详解】[1]使用液态氢做燃料是因为液态氢的热值大，燃烧相同质量的液态氢和其他物质，液态氢能放出更多的热量。
[2]火箭飞向太空越来越快，则实验舱的速度增大，高度增大，而实验舱的质量保持不变，所以实验舱的动能增大，重力势能也增大，故机械能增大。
11．甲机器的功率比乙机器的功率大，表示甲机器做功比乙机器做功________。甲机器的功率为10kW，表示的物理意义是_______。
【答案】 快 见解析
【详解】[1]功率是指物体做功快慢的物理量，所以甲机器的功率大于乙机器的功率，表示甲机器做功比乙机器快。
[2]功率在数值上等于单位时间内所做的功，所以甲机器的功率为
10kW=10×103W=104W
表示甲机器每秒做的功为104J。
12．下列物体：①站在树上唱歌的小鸟②飞在空中的航模③地面上行驶的汽车④滑梯上往下滑的孩子⑤挂在墙上的电视机 ⑥被压在最低位置的跳板。其中具有动能的是_____，具有势能的是_____。
【答案】 ②③④ ①②④⑤⑥
【详解】[1][2]①站在树上唱歌的小鸟，处于静止状态，速度为0，动能为0；没有发生形变，不具有弹性势能；有一定的高度，距重力势能；
②飞在空中的航模，有一定的速度和高度，具有动能和重力势能；
③地面上行驶的汽车，不具有高度，重力势能为0；有速度，具有动能；
④滑梯上往下滑的孩子，有一定的速度和高度，具有动能和重力势能；
⑤挂在墙上的电视机，处于静止状态，速度为0，动能为0；没有发生形变，不具有弹性势能；有一定的高度，具有重力势能；
⑥被压在最低位置的跳板，处于静止状态，动能为0；发生了弹性形变，具有弹性势能。
故具有动能的是②③④，具有势能的是①②④⑤⑥。
13．一个物体由A点自由下落时，相继经过B、C两点，如图所示，已知AB＝BC，物体在AB段重力做功W1，功率P1；在BC段重力做功W2，功率P2，则W1_____W2，P1_____P2（选填“大于”、“小于”或“等于”）．
【答案】 等于 小于
【详解】第一空．因为AB=BC，由W=Gh知道，物体在AB段和BC段做的功相等，即W1 =W2 ；
第二空．物体在自由下落时做加速运动，即在BC段的运动速度大于AB段的运动速度，物体在BC段运动的时间短，由及知道，物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率，即P1
【答案】 0.2 0.12
【详解】[1]小球的重力
G=mg=40×10-3kg×10N/kg=0.4N
重力的方向竖直向下，小球从a到b的过程中，在重力的方向移动的距离为0.5m，重力做的功为
W=Gh=0.4N×0.5m=0.2J
[2]小球从导轨的a处自由滑下，依次经过b处、c处，到达d处时恰好停下，小球要克服摩擦做功，消耗机械能转化为内能，小球和轨道增加的内能，即为小球减小的机械能，故小球和轨道增加的内能为
ΔE=G(ha-hd)=0.4N×(0.5m-0.2m)=0.12J
15．小明用30N的水平推力，将重为300N的购物车沿水平地面向前推动了10m，在此过程中，推力对购物车做功_______J，支持力对购物车做功_______J。
【答案】 300 0
【详解】[1]推力对购物车做功
W=Fs=30N×10m=300J
[2]支持力的方向竖直向上，没有在支持力的方向上移动距离，所以支持力对购物车不做功，做功为0。
16．潼南加快构建“四高三铁一江一机场”和“五纵七横十五连线”立体交通。全区初步形成以铁路、高速公路、水路和国省道为骨架、以城区为中心、以镇街为节点、以行政村为基础，外通内联。兰渝高铁设计时速350km/h，建成后潼南到重庆主城20分钟可达。涪江航电枢纽下闸蓄水，通航船舶排水量可达500吨。今年开建潼南通用机场共845亩，可停靠多种飞行器，主要用于短途客货运输、商务飞行、航空器试飞验证、航空旅游等。
物理现象：飞机飞行
物理知识：飞机的升力是因为流体运动产生压强差，从而产生向上的压力。
请你按示例再另写出：
物理现象：______；
物理知识：______。
【答案】 下闸蓄水
重力势能增大
【详解】[1][2]下闸蓄水，将水流截断，使得水位升高，即使水的重心升高，从而使水的重力势能增大。
17．小球从某一高度下落后，反复弹起，高度越来越低，如图所示，A、B、C、D在同一水平高度，则小球在A点时的重力势能___________D点时重力势能；在B点时的动能___________C点时动能。（均选填“大于”、“等于”或“小于”）
【答案】 等于 大于
【详解】[1]因为A、D在同一水平高度，且小球的质量不变，所以小球在A点时的重力势能等于D点时重力势能。
[2]由图知，小球弹跳的高度越来越低，说明小球在运动时受到空气阻力的作用，其机械能逐渐减小；B、C两点的位置一样高，所以小球在两位置的重力势能相同，又因为小球的机械能逐渐减小，则小球在B点时的机械能比C点大，由于小球在两位置的重力势能相同，所以小球在B点时的动能大于C点时的动能。
18．将小球竖直上抛，小球离开手后，人对小球_____________（选填“做功”或“不做功”）；小球到达最高点时，如果所受外力全部消失，小球将会处于________________状态。
【答案】 不做功 静止
【详解】[1]将小球竖直上抛，小球离开手后，不再受手的力的作用，根据做功的要素知，人对小球不做功。
[2]小球到达最高点的瞬间速度为零，如果所受外力全部消失，根据牛顿第一定律知，小球将会处于静止状态。
三、实验题
19．兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？
（1）【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟___________有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟___________有关；
（2）【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用铁球模拟汽车，让铁球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。该实验是通过观察___________的大小，来说明铁球对木块做功的多少，这种探究问题的方法是___________；（填“控制变量法”或“转换法”或“归纳法”）
（3）【分析论证】分析甲、乙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：___________；
（4）【实践应用】用甲、丙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车___________（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因；
（5）【改进实验】研究动能大小与质量的关系，有同学将实验装置改成如图所示，利用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，发现两次实验木块移动的距离相等，其原因是___________。
【答案】 速度 质量 木块移动的距离 转换法 速度一定时，物体的质量越大，动能越大 超速 两次实验铁球的动能相等
【详解】(1)[1]十次车祸九次快，“快”，速度大。
[2]超载，指车装载的物体质量大。
(2)[3][4]动能的大小在初中是不能直接测量的，但可以通过具有动能的物体消耗动能去做的功的多少体现出来，这种方法是转换法。
(3)[5]甲乙两图中，两个小球处在斜面的同一高度，它们到达斜面底端时的速度是相同的。但两个小球的质量不同。所以，得出的结论是动能与质量的关系方面的：质量大的，木块被撞击的距离大，即球的动能大。
(4)[6]甲丙两图相比较，只是小球到达斜面底端的速度不同，造成木块被撞击的距离不同。所以可以解释汽车超速带来的危险。
(5)[7]在这个实验过程中，是弹簧的势能转化为铁球的动能，铁球对木块做功。两次将弹簧压缩到相同的程度，弹簧的弹性势能是相同的，所以两次将木块撞击的距离是相同的。
20．小明在探究力对物体运动的影响时，让同一小车从同一斜面的同一高度静止滑下，在表面材料不同的水平面上运动，分别停在如图甲所示的不同地方；
（1）由实验现象我们可以得出结论：平面越光滑，小车运动的距离越远，说明小车受到的阻力越______，速度减小得越______；
（2）由实验现象我们可以推断：假如表面绝对光滑，水平面上运动的物体在水平方向上不受力，它将做______运动；
（3）通过上面的探究后，小明再思考如下问题，如图乙所示，摆球从A点由静止释放摆到最右端最高点C时，如果小球所受的力全部消失，则摆球将______（选填“往回摆”、“静止”或“匀速直线运动”）；
（4）接下来小明探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验，装置如图丙所示
①该实验中所探究物体的动能是指物体______（选填“A”或“B”）的动能；
②若要研究物体动能与质量的关系，则需不同质量的物体从斜面______高度由静止滚下，并观察记录。
【答案】 小 慢 匀速直线 静止 A 同一
【详解】（1）[1][2]小车在水平面上运动时，受到水平面对它的摩擦力，摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关，表面越光滑，受到的摩擦阻力越小，小车运动的距离越远，说明速度减小的越慢。
（2）[3]当表面绝对光滑时，小车不再受到水平面对它的摩擦力，小车的速度将不再减小，保持不变，即小车做匀速直线运动。
（3）[4]摆球摆到最右端最高点C的瞬间，摆球的速度为0，如果此时小球所受的力全部消失，根据牛顿第一定律“物体不受力时，运动状态将保持不变”，小球将保持静止。
（4）[5]在如图的实验中，探究的是小球A到达水平面时撞击B前的动能；
[6]若要探究“动能与质量的关系”，要改变物体的质量，保持物体到达水平面时的速度不变；即用不同质量的小球从斜面的同一高度由静止滚下。
21．小明同学了解到中考体育跳绳需要达到1分钟180个才能满分，于是，小明在学校操场上进行了测试；同时，“好奇心”物理兴趣小组的同学们也来测量小明同学跳绳的功率；
（1）要达到实验目的，兴趣小组需要选择的测量器材有台秤、______和秒表；
（2）请你帮兴趣小组的同学在线框内设计一个实验记录表格；______（小明每次跳起的高度大约相等）
（3）兴趣小组的同学根据小明跳绳情况制作了一张图，如图所示，假设小明整个跳绳过程是匀速的；通过计算，可以判断出这次跳绳，小明 ______（选填“能”或“不能”）获得满分；
（4）试根据中学生体重，估测小明跳一次绳克服重力所做的功为 ______J。
【答案】 刻度尺 见详解 不能 20
【详解】（1）[1]测量跳绳的功率就是测量克服自身重力做功的平均功率，由可知，需要的实验器材有：测量小明质量m的台秤、测量重心上升高度h的刻度尺和测量时间的秒表。
（2）[2]实验中需要测量小明的质量、跳起的高度、1min内跳绳的次数，然后根据求出跳绳的功率，所以实验记录表格如下：
（3）[3]由图像可知，跳一次绳的时间为0.4s，则1min内跳绳的次数
因为150＜180，所以这次跳绳小明不能获得满分。
（4）[4]由图像可知，跳一次绳重心上升的高度
h＝4cm＝0.04m
小明的质量约为50kg，则跳一次绳克服重力所做的功
四、计算题
22．如图所示，重为 20 牛的物体，在拉力 F 的作用下 5 秒内沿竖直方向匀速上升 10 米，不计摩擦和滑轮重力，求：拉力 F 所做的功及功率。
【答案】200J，40W
【详解】解：由于图中滑轮是定滑轮，且不计绳与滑轮间的摩擦，所以，拉力
F=G=20N
物体上升10m，所以F的作用点下降10m，此过程中拉力F做的功
W=Fs=20N×10m=200J
拉力F做功的功率
答：拉力F所做的功为200J，功率为40W。
23．近日，载着“雾炮”的大型环卫工作车在娄底各城区道路上作业，所到之处雨雾纷飞，引起行人注意。多功能抑尘车又名雾炮车，能够高效降尘、降低城市PM2.5浓度，因而又有“降霾神器”美称。若该车技术参数如下：空车质量6t，最大载水量10t，支持连续喷水1小时，喷洒距离为10公里，最大能喷洒出45米高的水雾，它使用柴油机提供动力。装满水后，车轮与地面的总接触面积为0.5m2。问：
(1)空载时，洒水车静止时对水平地面的压强为多少？
(2)在某水平直线路段匀速行驶时，其受到的摩擦力是其总重力的0.1倍，当汽车满载且未喷水时，3min行驶了1440m，消耗9×107J 的能量，求：雾炮车的发动机的效率是多少？
(3)竖直喷雾时，水雾和空气的混合物密度为ρ，喷口面积为S，喷出的水雾的初速度为v，某次喷射持续时间为t，喷射高度为h，求风机功率；
(4)当雾炮车在水平路面上匀速行驶并不断向外喷水时，雾炮车发动机的输出功率如何变化？为什么？
【答案】(1)1.2×105Pa；(2)25.6%；(3)ρSvgh；(4)详见解析
【分析】(1)装满水时，车对地面的压力等于车和水的重力之和，根据求出其大小，再根据求出车对地面的压强。
(2)根据摩擦力与总重力的关系求出摩擦力，利用二力平衡条件求出牵引力，然后利用求出牵引力做的功，再利用计算雾炮车发动机的效率。
(3)利用求出质量，求出重力，再利用求出克服重力所做的功，最后利用计算风机功率。
(4)根据，结合滑动摩擦力大小的影响因素分析解答。
【详解】(1)装满水时，车对地面的压力
车对地面的压强
(2)洒水车受到的摩擦力
洒水车在某水平直线路段匀速行驶时，牵引力与摩擦力是一对平衡力，则有
牵引力做的功
雾炮车发动机的效率
(3)根据、和可得，水雾和空气混合物的重力
则克服重力做功
风机的功率
(4)雾炮车发动机的输出功率逐渐减小；因为雾炮车在水平路面上匀速行驶并不断向外喷水时，车的速度不变，车的重力减小，对路面的压力减小，故车受到的摩擦力减小，根据二力平衡条件可知，车受到的牵引力减小，则根据知，雾炮车发动机的输出功率逐渐减小。
答：(1)水箱满载水时，洒水车对地面的压强为3.2×105Pa；(2)牵引力做功的功率是1.28×105W；(3)风机功率为ρSvgh；(4)详见解析。
24．如图所示是中国新一代通用型导弹驱逐舰169号（武汉舰），其满载时的排水量约为7×103t，当驱逐舰以60km/h的速度在海面上匀速直线航行时，受到的阻力是自身总重力的0.01倍（海水的密度取1.0×103kg/m3）。则：
（1）在水面下3.5m深处，船体受到海水的压强是多少？
（2）驱逐舰满载时，排开海水的体积是多少？
（3）驱逐舰满载时，受到的浮力是多少？
（4）驱逐舰满载时，以60km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，牵引力所做的功是多少？
【答案】（1）3.5×104Pa；（2）7×103m3；（3）7×107N；（4）4.2×1010J
【详解】解：（1）在水面下3.5m深处，船体受到海水的压强为
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3.5m=3.5×104Pa
（2）驱逐舰满载时排开海水的体积为
（3）驱逐舰满载时受到的浮力为
F浮=G排=m排g=7×103×103kg×10N/kg=7×107N
（4）驱逐舰满载时漂浮在海面上，受到浮力等于重力，则驱逐舰满载时的总重力为
G=F浮=7×107N
驱逐舰以60km/h的速度在海面上匀速直线航行时受到的阻力为
f=0.01G=0.01×7×107N=7×105N
由力的平衡条件可知，驱逐舰受到的牵引力为
F=f=7×105N
驱逐舰航行1h的距离为
s=vt=60km/h×1h=60km=6×104m
牵引力做的功为
W=Fs=7×105N×6×104m=4.2×1010J
答：（1）在水面下3.5m深处，船体受到海水的压强是3.5×104Pa；
（2）驱逐舰满载时，排开海水的体积是7×103m3；
（3）驱逐舰满载时，受到的浮力是7×107N；
（4）驱逐舰满载时，以60km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，牵引力所做的功是4.2×1010J。
小明的质量m/kg
小明跳起的高度h/cm
1min内跳绳的次数n
跳绳的功率P/W
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