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第十章功与机械能单元测试题
时间：45分钟 满分：100分
一、选择题(每题5分,共35分)
1.起重机将1 000 N的重物先竖直向上匀速提升3 m,再悬停6 s,起重机对重物做功情况是 ( )
A.提升过程做了功,悬停过程做了功 B.提升过程不做功,悬停过程不做功
C.提升过程不做功,悬停过程做了功 D.提升过程做了功,悬停过程不做功
2.2024年2月,国内首颗X波段合成孔径雷达卫星“济高科创号”发射成功。“济高科创号”卫星在随火箭加速直线升空的过程中 ( )
A.动能减小,重力势能减小,机械能减小
B.动能减小,重力势能增大,机械能不变
C.动能增大,重力势能增大,机械能增大
D.动能增大,重力势能减小,机械能不变
3.很多同学都玩过荡秋千,下列说法正确的是 ( )
A.秋千荡到最低点时只有动能
B.秋千荡到最高点时有重力势能和动能
C.从最低点荡到最高点的过程中重力势能转化为动能
D.从最高点荡到最低点的过程中动能增大,重力势能减少
4.在水平地面上铺一张白纸,将一皮球表面涂黑,使其分别从不同高度处自由下落,在纸上留下黑色圆斑a、b,如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.形成圆斑a时,皮球是从更高处下落的
B.形成圆斑b时,皮球接触纸面后的形变程度更小
C.皮球在空中下落的过程中,动能转化为重力势能
D.皮球落地发生形变的过程中,动能转化为弹性势能
5.学了功率的知识后,小明和同学准备开展“比一比谁在爬楼过程中的功率大”的活动,下列说法不正确的是 ( )
A.表格空格处应该填的项目是功率P/W
B.小明和小李都爬到5楼,可以通过比较两个同学体重的大小来比较谁的功率大
C.同一个同学可以通过比较前后两次爬到5楼所用的时间来比较功率大小
D.通过加快爬楼速度来加大爬楼的运动量实质上是增大功率
6.水平面上的物体受到水平拉力F的作用,拉力F的大小与时间t的关系如图甲所示,t=6 s时,将拉力F撤掉,物体运动的速度v与时间t的关系如图乙所示,已知物体运动的v-t图像与时间轴围成的面积大小等于物体运动的路程,下列说法正确的是 ( )
A.0~2 s内物体受到的摩擦力为0 B.2~4 s内物体受到的摩擦力为6 N
C.2~6 s内拉力F做的功为28 J D.2~7 s内物体运动的路程为5 m
7.一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s-t图像如图所示。根据图像,下列判断正确的是 ( )
A.物体10 s时的速度大于4 s时的速度
B.0~6 s拉力对物体所做的功大于6~12 s拉力对物体所做的功
C.0~6 s拉力对物体做功的功率小于6~12 s拉力对物体做功的功率
D.0~6 s物体所受的拉力大于6~12 s物体所受的拉力
二、填空题(每空2分,共28分)
8.某大厦安装了观光电梯,小明乘坐电梯匀速上升过程中,小明的重力势能_______,动能_________;洒水车在地面匀速洒水过程中,动能______。(均选填“变大”“不变”或“变小”)
9.科技兴趣小组的同学制作了能自动回转的“魔罐”。如图所示,在一个罐子的盖子和底部各开两个小洞,将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部放入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定即可。在水平面上用力推罐子,使罐子滚动起来,会发现罐子由快变慢,在这个过程中橡皮筋的_________逐渐变大;之后罐子回转时由慢到快,如此反复,最终停下来。整个过程中“魔罐”的机械能________(选填“守恒”或“不守恒”)。
10.在某次测试中,一款重为6.4×104 N的超声速汽车以1 260 km/h的速度在水平轨道上匀速直线行驶,受到的阻力为1.8×105 N,10 s内汽车通过的路程是________m,牵引力做功的功率是__________W,重力做功是_________J。
11.重为2牛的苹果竖直掉落,受到的空气阻力大小始终为0.4牛。下落过程中,苹果所受合力大小为___________牛。若苹果在0.5秒内下落了1米,此过程中,重力做的功为_________焦,功率为_________瓦。
12.飞机、轮船运动时受到的阻力大小与运动速度有关,阻力的大小与速度的平方成正比。若飞机、轮船以速度v匀速运动时,发动机的输出功率为P0,此时牵引力F1=_________;当飞机、轮船以4v的速度匀速行驶时,发动机的输出功率P=_________P0,此时的牵引力F2=__________。
三、实验探究题(共2小题,13题12分,14题10分,共22分)
13.如图所示是“探究物体动能与哪些因素有关”的实验,同一小车先后从斜坡由静止开始下滑,撞击置于水平面上的木块。请回答以下问题:
(1)物体动能大小是通过____________________________来反映的。
(2)比较________两图,可以探究动能与质量的关系,结论是_____________________________。
(3)比较甲、丙两图,能否探究动能与速度的关系 请说明理由:____________________。
(4)由此实验结论判断:某段道路限速牌上标有“100”和“80”字样,则________(选填“大客车”或“小轿车”)的限速应该是80 km/h。
(5)取走木块,还可以研究“阻力对物体运动的影响”,若实验中将相同的小车从同一斜面的同一高度处由静止释放,小车在毛巾表面和木板表面克服摩擦力做的功分别是W1和W2,则W1和W2的大小关系是W1______W2。
14.实验桌上有两个质量不同的实心小球、两个高度不同的圆筒、撞针、泡沫、刻度尺,如图所示。实验时,让小球从圆筒顶端自由下落,撞击撞针,使撞针陷入泡沫中。请利用上述实验器材设计一个实验证明:物体的重力势能与物体所处位置的高度有关。
(1)该实验是通过比较____________________来判断小球重力势能的大小;
(2)写出实验步骤;
(3)画出实验数据记录表格。
四、计算题(15分)
15.子英同学在青城公园看到,工人们正从湖中打捞一个圆台型石墩。如图所示为石墩及打捞示意图。已知湖深2 m,石墩高0.3 m,体积0.07 m3,密度ρ石=2.8×103 kg/m3。把石墩从水底上拉的过程中,汽车一直向右匀速运动,速度大小为1.5 m/s。(不计水的阻力、绳重和滑轮的摩擦,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)上升的过程中,石墩未露出水面前所受的浮力大小;
(2)打捞前,石墩上表面受到的水产生的压强;
(3)石墩从水底到将要露出水面的过程中,汽车拉力所做的功;
(4)整个打捞过程,汽车拉力做功的最大功率。
答案
1.D
2.C
3.D )
4.D )
5.B
6.C
7.B )
8.变大 不变 变小
9.弹性势能 不守恒
10.3500 6.3×107 0
11.1.6 2 4
12. 64
13.(1)小车推动木块运动距离的远近
(2)乙、丙 速度一定时,物体质量越大,动能越大
(3)不能,没有控制质量不变
(4)大客车
(5)=
14.(1)该实验是通过比较撞针陷入泡沫的深度来判断重力势能的大小的,用到了转换法。
(2)实验步骤:①将A圆筒竖直放置,使圆筒内撞针的尖端刚好碰到泡沫表面,让球1从圆筒的顶端自由下落,用刻度尺测量圆筒A的高度(即球1下落的高度)以及撞针陷入泡沫的深度,并记录数据;②将B圆筒竖直放置,使圆筒内撞针的尖端刚好碰到泡沫表面,让球1从圆筒的顶端自由下落,用刻度尺测量圆筒B的高度(即球1下落的高度)以及撞针陷入泡沫的深度,并记录数据;③换用球2重复以上的实验,并记录实验测得的数据。
15.(1)上升的过程中,石墩未露出水面前所受的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.07 m3=700 N。
湖深2 m,石墩高0.3 m,打捞前,石墩上表面到水面的距离为h=2 m-0.3 m=1.7 m,受到水产生的压强p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.7 m=1.7×104 Pa。
石墩从水底到将要露出水面的过程中,汽车的拉力为F拉=G石-F浮=ρ石gV石-F浮=2.8×103 kg/m3×10 N/kg×0.07 m3-700 N=1 960 N-700 N=1 260 N,汽车拉动石墩移动的距离为1.7 m,则汽车拉力所做的功W=F拉s=1 260 N×1.7 m=2 142J。
(4)当石墩全部离开水面时,不再受到浮力的作用,此时汽车的拉力与石墩的重力大小相等,汽车的拉力达到最大,汽车拉力做功的最大功率为Pmax=Fmaxv=G石v=1960 N×1.5 m/s=2 940 W

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